AET原创

第三代FlightSense+最新车载摄像头方案,看意法半导体如何改变生活

王洁 2018/2/8 15:45:00

得益于物联网、智能汽车、人工智能等市场的快速发展,以及5G商用进程的加快,2017年半导体产业的增长迅速,全球半导体市场可谓是交出了满意的答卷。 2018年半导体产业的发展备受期待,业界的声音多表现出看好的态度,汽车电子、人工智能(AI)、存储器以及5G网络等更是成为各大半导体厂家抢占市场的关键领域。

近日,在激光测距和摄像头方面具备领先优势的半导体供应商意法半导体(STMicroelectronics,简称ST)在北京举行了媒体见面会,带来了即将在2018年第一季度发布的世界上最小的飞行时间(TOF)测距传感器--VL53L1X和HDR、无闪烁最新车载摄像头方案。

张程怡.png

意法半导体影像产品部技术市场经理 张程怡先生

第三代FlightSense——5ms测距时间,最佳测距4m


FlightSense原理.png

FlightSense原理

TOF测距芯片中有两个孔,一个发射激光,另一个接收激光。ST通过时间差来进行测距,实际测量中不受目标物体的大小、颜色和反射率的影响,并且测距时间非常快,仅需几毫秒,这是通过激光强度差进行测距所达不到的。

在接收端是一个感应器,在激光发射强度不变的前提下,ST在感应器上加大研发,加入了一个光学套件,使得光子检测率大幅提升,将第二代FlightSense测距模块VL53L0X的最大测距2m提高到第三代VL53L1X的4m。


VL53L1X.png

信封一角的VL53L1X

VL53L1X在4.9x2.5x1.56mm封装内集成一个新的镜头系统和940nm VCSEL不可见光源、处理器内核和 SPAD光子检测器。

FlightSense应用之手机相机对焦辅助

事实上,ST的FlightSense技术已经渗透到我们生活中方方面面了,最大的应用就是手机。ST飞行时间测距传感器出货量已达到数亿颗,被用于华为在内的70余款智能手机和设备。性能更高的第三代FlightSense支持很多新应用,包括人存在检测,同时提高了现有应用的传感器性能。


手机相机对焦辅助.png

手机相机对焦辅助

意法半导体影像产品部技术市场经理张程怡介绍:“光对于成像来说至关重要,传统对焦手段哪怕像素再高,在暗光下不可避免出现成像时间长、效果不佳。这种情况下,ST的器件可以起到一个关键的作用,自发光得到距离,然后把摄像头引导到一个合适对焦点,这是一个基本的优势。”

如今的第三代FlightSense能够根据成像区域框不同的网格的距离远近,对主角做更近距离的对焦。

FlightSense应用之手势开关

在运动中满手汗时、在厨房里满手水时、在公共洗手间洗手时,手势开关的优势就凸显出来了,ST的器件可以实现精确的断点检测。


手势开关.png

手势开关

市场上普遍的感应式水龙头还是靠红外线感应,伸手过去不出水的情况不算少见,十次中有一次不出水在公共场所尚可接受,但高档酒店却有着更严苛的要求。ST的FlightSense技术已经应用于2017年科勒上市的水龙头产品中。

FlightSense应用之室内高档无人机跟拍

在室内的高档无人机应用上,一般在4米以内,需要无人机稳定地悬停、迅速地跟拍,还要防撞,FlightSense技术特别适合。在家里跟拍宝宝时,不用拿着相机跟着满屋跑了;在会议中摄像时,不用举着设备站完整场会了。

ST器件的悬停精度能够达到3%,实际应用中只有几厘米的浮动。并且测距时间在毫秒级,可以避免还没有检测到障碍就撞上去的情况发生。

FlightSense应用之接近检测

早在第一代FlightSense VL6180系列上市后,就广泛应用于教育面板中,如读书郎平板电脑,解决了家长特别在乎的孩子离屏幕太近的问题,一旦FlightSense器件检测到人体离屏幕太近,屏幕就将自动熄灭。

在2018年,ST将从教育类产品扩展到商务类。除了考虑阅读的距离,还做了存在检测开关,人离开之后自动将屏幕关掉。自动锁屏在商务面板中可以起到节能、保密的作用。


AMIRO LED化妆镜.png

AMIRO LED智能化妆镜

2017年ST客户上市的AMIRO LED智能化妆镜,其中的黑色器件就是ST的关键产品。靠近时点亮,使用时能一直感应到,一旦离开,大概一分钟的时间在30厘米左右感应不到任何东西,灯会自动熄灭。

教育机器人.png

儿童教育机器人

儿童教育机器人一般具备音乐播放、语言学习能功能,操作起来会移动,ST的防撞器件可以保证机器人在移动中不会撞到障碍物。


小米家庭的石头扫地机.png

小米家庭的石头扫地机

目前市面上的扫地机有很多,小米家庭的石头扫地机以性价比优势备受欢迎,而这个扫地机里面就有一个ST的FlightSense芯片,主要实现沿边功能,能够使得它与墙体始终保持10mm的距离沿墙直行,并不会一头撞上去。

在此之前的红外对管方案相当贵,效果也不好,ST在效果和成本上都帮客户实现了很大的优化。

此外,马桶冲水、室内门禁系统等应用领域中,如果对感应距离和时间有更加严格的要求,ST的FlightSense技术都能够完美解决。

ST汽车摄像解决方案—— VG6768+STV971  

随着智能汽车发展势头越来越大,这些年在摄像头方面保持沉默的ST欲携HDR、无闪烁摄像解决方案强势归来。

高动态范围(High-Dynamic Range,简称HDR),又称宽动态范围技术,是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色而运用的一种技术。车载摄像技术和手机最大的差异,车载中的关键指标不是多少像素,而是HDR的能力。业界产品HDR一般是120 dB,好一点的到130 dB,ST方案拥有先进的图像处理器STV971,可以做到145dB HDR。

现在汽车上的LED灯使用越来越多,很多红绿灯也开始用LED灯。LED是一种人眼看不到的闪烁灯,但这种闪烁对车载摄像系统影响很大。HDR、无闪烁摄像解决方案在汽车行车记录仪,以及将来的后视镜、ADAS摄像头、E-mirror都会有很好的应用。


ST的LED光源闪烁解决方案.png

ST的LED光源闪烁解决方案

ST方案拥有全新的消除LED闪烁CMOS图像处理器VG6768,采用双二极体方案有效地控制60Hz~4kHz的LED频率范围的闪烁。双二极体在大二极体上连续对长曝光进行积分运算,在小二极体管进行中短曝光时间积分运算,成功扩展动态范围,同步解决LED光源闪烁问题。

将两个二极体在传感器的一层中实现,最难的是工艺,意法半导体有自己的封装测试厂,为最新汽车摄像解决方案的实现创造了条件,也是其优势所在。

接下来在上海和慕尼黑的电子展上,ST会有更完整的汽车摄像解决方案演示。在汽车电子行业,目前已经拥有如安森美等活跃的半导体厂家,ST的VG6768+STV971方案的加入,将推动汽车行业更快地发展,期待ST汽车摄像解决方案在市场上的表现。

 


意法半导体 FlightSense TOF测距 无LED闪烁