El primer módulo de tiempo de vuelo directo de 64 zonas mejora el detalle de la escena espacial

STMicroelectronics ha ampliado su cartera de sensores de tiempo de vuelo (ToF) FlightSense con lo que afirma es el primer dispositivo de 64 zonas del mundo que divide una escena en áreas separadas para ayudar a un sistema de imágenes a construir la comprensión espacial más detallada de una escena.

El nuevo VL53L5 comprende una fuente de luz láser de emisión de superficie de cavidad vertical (VCSEL) de 940 nm, un sensor de sistema en chip que integra un controlador VCSEL, la matriz receptora de diodos de avalancha de fotones únicos (SPAD) y una MCU de 32 bits de baja potencia núcleo y acelerador con firmware sofisticado. Conserva la certificación de Clase 1 de todos los sensores FlightSense de ST y es totalmente seguro para los ojos de los productos de consumo. Alojado en un módulo en miniatura, el sensor contiene elementos ópticos en la apertura de recepción que crea 64 zonas de rango, desbloqueando una gran cantidad de nuevas características y casos de uso.

El gerente general de la división de imágenes de ST, Eric Aussedat, dijo:“Al ofrecer 64 veces más zonas de alcance que las disponibles anteriormente, el VL53L5 ofrece una mejora radical del rendimiento en el enfoque automático láser, el toque para enfocar, la detección de presencia y las interfaces de gestos mientras ayuda a los desarrolladores a crear incluso aplicaciones de imágenes más innovadoras. El sensor de tiempo de vuelo directo VL53L5 FlightSense multizona utiliza nuestro proceso de producción SPAD de 40 nm más avanzado para ofrecer un rendimiento de rango de 4 m excepcional y hasta 64 zonas de rango que ayudan a un sistema de imágenes a construir una comprensión espacial detallada de la escena ”.

ST dijo que con cada nueva generación de su tecnología de tiempo de vuelo, ha agregado mejoras significativas de rendimiento de alto valor en una amplia gama de casos de uso, incluida la detección de presencia humana para controlar la activación e hibernación de computadoras portátiles o monitores y el enfoque automático láser en algoritmos de enfoque híbrido para cámaras de teléfonos inteligentes. La función de enfoque automático de sus sensores FlightSense está integrada en la mayoría de las cámaras de teléfonos inteligentes de mayor rango según DXOMARK, un punto de referencia independiente que evalúa la calidad de la imagen.

El subsistema de la cámara es un factor importante para diferenciar el rendimiento de los teléfonos inteligentes y, dentro de la cámara, el enfoque automático láser asegura un enfoque rápido y preciso en escenas con poca luz o al capturar objetivos con poco contraste. Estos escenarios presentan desafíos difíciles para los sistemas de enfoque automático convencionales. Ampliamente adoptado por los principales fabricantes de equipos originales de teléfonos inteligentes, el enfoque automático con láser que incorpora FlightSense de ST ya está disponible en más de 150 modelos de teléfonos.

Empaquetado en un módulo de 6.4 x 3.0 x 1.5 mm, el VL53L5 integra lentes de transmisión y recepción en el diseño del módulo y expande el campo de visión (FoV) del módulo a 61 grados en diagonal. Este amplio campo de visión es especialmente adecuado para detectar objetos descentrados y garantizar un enfoque automático perfecto en las esquinas de la imagen. En el caso de uso de "enfoque automático láser", el VL53L5 recopila datos de rango de hasta 64 zonas en todo el campo de visión para admitir el "toque para enfocar" y muchas otras funciones. Esta flexibilidad mejora significativamente el rendimiento, la conveniencia y la versatilidad del teléfono inteligente / cámara.

Hay más flexibilidad disponible a través de la matriz SPAD, que se puede configurar para favorecer la resolución espacial, donde genera las 64 zonas a hasta 15 fps, o para favorecer la distancia de rango máxima, donde el sensor genera 4 × 4/16 zonas a una velocidad de fotogramas de 60 fps.

La arquitectura de ST puede calibrar automáticamente cada zona de rango y la tecnología de tiempo de vuelo directo permite que cada zona detecte múltiples objetivos y rechace el reflejo del cubreobjetos. Además, el enfoque FlightSense recopila los datos sin procesar recopilados por la matriz SPAD y realiza el procesamiento posterior, a través de un MCU incorporado y propietario y un acelerador antes de transferir los datos de rango al host del sistema a través de un bus I2C o SPI. Esto elimina la necesidad de una interfaz de cámara específica y un potente receptor MCU y asegura un funcionamiento de alta calidad y alto rendimiento.

Con un modelo de fabricación integrado verticalmente para sus sensores FlightSense, ST construye sus obleas SPAD en un proceso de silicio patentado de 40 nm en la planta de obleas de 12 ”de última generación de la compañía en Crolles, Francia, antes de ensamblar todos los componentes del módulo en la parte posterior de ST. -Fin de plantas en Asia.

El desarrollo del cliente con el VL53L5 puede basarse en las relaciones de ST con los principales proveedores de plataformas de teléfonos inteligentes y PC, ya que ST ha preintegrado el sensor en estas plataformas. Los controladores de dispositivos Android y Windows también están ampliamente disponibles para los productos FlightSense. ST dijo que el VL53L5 se está produciendo en masa y que ya se han enviado millones de unidades a los principales fabricantes de ordenadores e inalámbricos.