意法半导体发布全球首款50万像素3DToF传感器

原创 MEMS 2022-02-28 00:00

入门级示波器调查 精密双向电流传感放大器，提供精准测量

- 新款突破性FlightSense™ 3D飞行时间（ToF）传感器增强了智能手机、增强现实/虚拟现实（AR/VR）设备和消费类机器人的3D成像和传感性能；

- 基于40 nm堆叠晶圆的专有间接飞行时间（iToF）背照式（BSI）技术，以低功耗和小尺寸提供了高性能。

据麦姆斯咨询报道，全球半导体行业领导者意法半导体（STMicroelectronics）近日宣布推出新款高分辨率3D飞行时间（ToF）传感器VD55H1系列，为智能手机及其他智能设备带来更先进的3D成像和传感功能。

VD55H1传感器通过测量超过50万个点的距离来测绘三维表面，能够在距离传感器5 m远的位置探测物体，甚至可以通过图案化照明实现更远距离的探测。VD55H1传感器能够轻松应对新兴AR/VR市场的应用案例，包括房间测绘、游戏和3D虚拟形象。在智能手机应用中，VD55H1传感器可以大幅增强摄像头系统的性能，包括虚化背景效果、多摄像头选择以及视频分割等。更高分辨率且更准确的3D图像还可以提高人脸认证的安全性，以保护手机解锁、移动支付以及任何涉及安全交易和访问控制的智能系统。在机器人技术领域，VD55H1传感器能够提供高保真3D场景映射，以实现更强大更新颖的功能。

VD55H1传感器主要应用

“创新的VD55H1传感器加强了意法半导体在ToF领域的领先地位，是我们全系列深度传感技术的良好补充。”意法半导体执行副总裁、成像业务总经理Eric Aussedat表示，“FlightSense™产品组合现在包括了直接飞行时间（dToF）和间接飞行时间（iToF）产品，从单点测距多功能传感器到复杂的高分辨率3D成像传感器，以支持未来数代更直观、更智能的自主运行设备。”

VD55H1等iToF传感器，通过测量反射信号和发射信号之间的相位差来计算传感器到物体的距离，是对dToF传感技术的有力补充，dToF传感器直接测量传输信号反射回传感器的时间。意法半导体广泛的先进技术组合使其能够设计并提供两种ToF传感器技术，并根据应用要求提供量身定制的解决方案。

应用VD55H1传感器的人脸3D成像

VD55H1传感器利用意法半导体自主的40 nm堆叠晶圆技术实现了独特的像素架构和制造工艺，确保了低功耗、低噪声以及优化的芯片面积。VD55H1传感器以更小的芯片尺寸（4.5 mm x 4.9 mm），提供了相比现有VGA传感器多75%的像素。

VD55H1传感器现在已经可以为主要客户送样。批量生产的成熟期预计将在2022年下半年。意法半导体还提供了一款参考设计和完整的软件包，可以帮助加速3D ToF传感器评估和项目开发。

更多技术信息

VD55H1传感器采用672 x 804背照式（BSI）像素阵列进行iToF深度传感，为业界同类首创。

VD55H1是一款低噪声、低功耗、672 x 804像素（0.54 Mpixel）iToF传感器芯片，采用先进的背照式堆叠晶圆技术制造。整合940 nm照明系统，它可以构建小尺寸3D相机，提供高清深度图，其典型全分辨率探测距离可达5 m，图案化照明探测距离超过5 m。

VD55H1是全球最小的50万像素iToF深度传感器

凭借在200 MHz调制频率下工作的独特能力，以及85%以上的解调对比度，这款传感器的深度精度达到了典型100 MHz调制传感器的两倍，同时，多频运行提供了长距离探测。低功耗4.6 µm像素提供了当前最优的功耗表现，在某些模式下，这款传感器的平均功耗可以低至80 mW。

VD55H1传感器通过时钟频率为1.5 GHz的MIPI CSI-2四通道或双通道接口输出12位原始数字视频数据。其帧速率在全分辨率下可达到60 fps，在模拟binning 2 x 2下可达到120 fps。意法半导体开发了一款专有的软件图像信号处理器（ISP），可将原始数据转换为深度图、振幅图、置信度图和偏移图。此外，还支持DEPTH16和深度点云等Android格式。

VD55H1传感器可通过I2C串行接口进行完全配置。它具有一个200 MHz低压差分信号（LVDS）和一个10 MHz三线SPI接口，以高度灵活地控制激光驱动器。这款传感器还针对低EMI/EMC、多设备抗扰度和校准程序进行了优化。