得益于物聯(lián)網(wǎng),、智能汽車,、人工智能等市場的快速發(fā)展,,以及5G商用進程的加快,2017年半導體產(chǎn)業(yè)的增長迅速,,全球半導體市場可謂是交出了滿意的答卷,。 2018年半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展備受期待,業(yè)界的聲音多表現(xiàn)出看好的態(tài)度,,汽車電子,、人工智能(AI)、存儲器以及5G網(wǎng)絡等更是成為各大半導體廠家搶占市場的關鍵領域,。
近日,,在激光測距和攝像頭方面具備領先優(yōu)勢的半導體供應商意法半導體(STMicroelectronics,簡稱ST)在北京舉行了媒體見面會,,帶來了即將在2018年第一季度發(fā)布的世界上最小的飛行時間(TOF)測距傳感器--VL53L1X和HDR,、無閃爍最新車載攝像頭方案,。
意法半導體影像產(chǎn)品部技術市場經(jīng)理 張程怡先生
第三代FlightSense——5ms測距時間,最佳測距4m
FlightSense原理
TOF測距芯片中有兩個孔,,一個發(fā)射激光,,另一個接收激光。ST通過時間差來進行測距,,實際測量中不受目標物體的大小,、顏色和反射率的影響,并且測距時間非???,僅需幾毫秒,這是通過激光強度差進行測距所達不到的,。
在接收端是一個感應器,,在激光發(fā)射強度不變的前提下,ST在感應器上加大研發(fā),,加入了一個光學套件,,使得光子檢測率大幅提升,將第二代FlightSense測距模塊VL53L0X的最大測距2m提高到第三代VL53L1X的4m,。
信封一角的VL53L1X
VL53L1X在4.9x2.5x1.56mm封裝內(nèi)集成一個新的鏡頭系統(tǒng)和940nm VCSEL不可見光源,、處理器內(nèi)核和 SPAD光子檢測器。
FlightSense應用之手機相機對焦輔助
事實上,,ST的FlightSense技術已經(jīng)滲透到我們生活中方方面面了,,最大的應用就是手機。ST飛行時間測距傳感器出貨量已達到數(shù)億顆,,被用于華為在內(nèi)的70余款智能手機和設備,。性能更高的第三代FlightSense支持很多新應用,包括人存在檢測,,同時提高了現(xiàn)有應用的傳感器性能,。
手機相機對焦輔助
意法半導體影像產(chǎn)品部技術市場經(jīng)理張程怡介紹:“光對于成像來說至關重要,傳統(tǒng)對焦手段哪怕像素再高,,在暗光下不可避免出現(xiàn)成像時間長,、效果不佳。這種情況下,,ST的器件可以起到一個關鍵的作用,,自發(fā)光得到距離,然后把攝像頭引導到一個合適對焦點,,這是一個基本的優(yōu)勢,。”
如今的第三代FlightSense能夠根據(jù)成像區(qū)域框不同的網(wǎng)格的距離遠近,,對主角做更近距離的對焦,。
FlightSense應用之手勢開關
在運動中滿手汗時,、在廚房里滿手水時、在公共洗手間洗手時,,手勢開關的優(yōu)勢就凸顯出來了,,ST的器件可以實現(xiàn)精確的斷點檢測。
手勢開關
市場上普遍的感應式水龍頭還是靠紅外線感應,,伸手過去不出水的情況不算少見,,十次中有一次不出水在公共場所尚可接受,但高檔酒店卻有著更嚴苛的要求,。ST的FlightSense技術已經(jīng)應用于2017年科勒上市的水龍頭產(chǎn)品中,。
FlightSense應用之室內(nèi)高檔無人機跟拍
在室內(nèi)的高檔無人機應用上,一般在4米以內(nèi),,需要無人機穩(wěn)定地懸停,、迅速地跟拍,還要防撞,,F(xiàn)lightSense技術特別適合,。在家里跟拍寶寶時,,不用拿著相機跟著滿屋跑了,;在會議中攝像時,不用舉著設備站完整場會了,。
ST器件的懸停精度能夠達到3%,,實際應用中只有幾厘米的浮動。并且測距時間在毫秒級,,可以避免還沒有檢測到障礙就撞上去的情況發(fā)生,。
FlightSense應用之接近檢測
早在第一代FlightSense VL6180系列上市后,就廣泛應用于教育面板中,,如讀書郎平板電腦,,解決了家長特別在乎的孩子離屏幕太近的問題,一旦FlightSense器件檢測到人體離屏幕太近,,屏幕就將自動熄滅,。
在2018年,ST將從教育類產(chǎn)品擴展到商務類,。除了考慮閱讀的距離,,還做了存在檢測開關,人離開之后自動將屏幕關掉,。自動鎖屏在商務面板中可以起到節(jié)能,、保密的作用。
AMIRO LED智能化妝鏡
2017年ST客戶上市的AMIRO LED智能化妝鏡,,其中的黑色器件就是ST的關鍵產(chǎn)品,??拷鼤r點亮,使用時能一直感應到,,一旦離開,,大概一分鐘的時間在30厘米左右感應不到任何東西,燈會自動熄滅,。
兒童教育機器人
兒童教育機器人一般具備音樂播放,、語言學習能功能,操作起來會移動,,ST的防撞器件可以保證機器人在移動中不會撞到障礙物,。
小米家庭的石頭掃地機
目前市面上的掃地機有很多,小米家庭的石頭掃地機以性價比優(yōu)勢備受歡迎,,而這個掃地機里面就有一個ST的FlightSense芯片,,主要實現(xiàn)沿邊功能,能夠使得它與墻體始終保持10mm的距離沿墻直行,,并不會一頭撞上去,。
在此之前的紅外對管方案相當貴,效果也不好,,ST在效果和成本上都幫客戶實現(xiàn)了很大的優(yōu)化,。
此外,馬桶沖水,、室內(nèi)門禁系統(tǒng)等應用領域中,,如果對感應距離和時間有更加嚴格的要求,ST的FlightSense技術都能夠完美解決,。
ST汽車攝像解決方案—— VG6768+STV971
隨著智能汽車發(fā)展勢頭越來越大,,這些年在攝像頭方面保持沉默的ST欲攜HDR、無閃爍攝像解決方案強勢歸來,。
高動態(tài)范圍(High-Dynamic Range,簡稱HDR),又稱寬動態(tài)范圍技術,是在非常強烈的對比下讓攝像機看到影像的特色而運用的一種技術,。車載攝像技術和手機最大的差異,車載中的關鍵指標不是多少像素,,而是HDR的能力,。業(yè)界產(chǎn)品HDR一般是120 dB,好一點的到130 dB,,ST方案擁有先進的圖像處理器STV971,,可以做到145dB HDR。
現(xiàn)在汽車上的LED燈使用越來越多,,很多紅綠燈也開始用LED燈,。LED是一種人眼看不到的閃爍燈,但這種閃爍對車載攝像系統(tǒng)影響很大。HDR,、無閃爍攝像解決方案在汽車行車記錄儀,,以及將來的后視鏡、ADAS攝像頭,、E-mirror都會有很好的應用,。
ST的LED光源閃爍解決方案
ST方案擁有全新的消除LED閃爍CMOS圖像處理器VG6768,采用雙二極體方案有效地控制60Hz~4kHz的LED頻率范圍的閃爍,。雙二極體在大二極體上連續(xù)對長曝光進行積分運算,,在小二極體管進行中短曝光時間積分運算,成功擴展動態(tài)范圍,,同步解決LED光源閃爍問題,。
將兩個二極體在傳感器的一層中實現(xiàn),最難的是工藝,,意法半導體有自己的封裝測試廠,,為最新汽車攝像解決方案的實現(xiàn)創(chuàng)造了條件,也是其優(yōu)勢所在,。
接下來在上海和慕尼黑的電子展上,,ST會有更完整的汽車攝像解決方案演示。在汽車電子行業(yè),,目前已經(jīng)擁有如安森美等活躍的半導體廠家,,ST的VG6768+STV971方案的加入,將推動汽車行業(yè)更快地發(fā)展,,期待ST汽車攝像解決方案在市場上的表現(xiàn),。