得益于物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車、人工智能等市場(chǎng)的快速發(fā)展，以及5G商用進(jìn)程的加快，2017年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)迅速，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)可謂是交出了滿意的答卷。 2018年半導(dǎo)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(chǔ)器以及5G網(wǎng)絡(luò)等更是成為各大半導(dǎo)體廠家搶占市場(chǎng)的關(guān)鍵領(lǐng)域。
近日，在激光測(cè)距和攝像頭方面具備領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的半導(dǎo)體供應(yīng)商意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱ST）在北京舉行了媒體見(jiàn)面會(huì)，帶來(lái)了即將在2018年第一季度發(fā)布的世界上最小的飛行時(shí)間(TOF)測(cè)距傳感器--VL53L1X和HDR、無(wú)閃爍最新車載攝像頭方案。
意法半導(dǎo)體影像產(chǎn)品部技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理 張程怡先生
第三代FlightSense——5ms測(cè)距時(shí)間，最佳測(cè)距4m
FlightSense原理
TOF測(cè)距芯片中有兩個(gè)孔，一個(gè)發(fā)射激光，另一個(gè)接收激光。ST通過(guò)時(shí)間差來(lái)進(jìn)行測(cè)距，實(shí)際測(cè)量中不受目標(biāo)物體的大小、顏色和反射率的影響，并且測(cè)距時(shí)間非?？?，僅需幾毫秒，這是通過(guò)激光強(qiáng)度差進(jìn)行測(cè)距所達(dá)不到的。
在接收端是一個(gè)感應(yīng)器，在激光發(fā)射強(qiáng)度不變的前提下，ST在感應(yīng)器上加大研發(fā)，加入了一個(gè)光學(xué)套件，使得光子檢測(cè)率大幅提升，將第二代FlightSense測(cè)距模塊VL53L0X的最大測(cè)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(gè)新的鏡頭系統(tǒng)和940nm VCSEL不可見(jiàn)光源、處理器內(nèi)核和 SPAD光子檢測(cè)器。
FlightSense應(yīng)用之手機(jī)相機(jī)對(duì)焦輔助
事實(shí)上，ST的FlightSense技術(shù)已經(jīng)滲透到我們生活中方方面面了，最大的應(yīng)用就是手機(jī)。ST飛行時(shí)間測(cè)距傳感器出貨量已達(dá)到數(shù)億顆，被用于華為在內(nèi)的70余款智能手機(jī)和設(shè)備。性能更高的第三代FlightSense支持很多新應(yīng)用，包括人存在檢測(cè)，同時(shí)提高了現(xiàn)有應(yīng)用的傳感器性能。
手機(jī)相機(jī)對(duì)焦輔助
意法半導(dǎo)體影像產(chǎn)品部技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理張程怡介紹：“光對(duì)于成像來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，傳統(tǒng)對(duì)焦手段哪怕像素再高，在暗光下不可避免出現(xiàn)成像時(shí)間長(zhǎng)、效果不佳。這種情況下，ST的器件可以起到一個(gè)關(guān)鍵的作用，自發(fā)光得到距離，然后把攝像頭引導(dǎo)到一個(gè)合適對(duì)焦點(diǎn)，這是一個(gè)基本的優(yōu)勢(shì)?！?/p>
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(yuǎn)近，對(duì)主角做更近距離的對(duì)焦。
FlightSense應(yīng)用之手勢(shì)開(kāi)關(guān)
在運(yùn)動(dòng)中滿手汗時(shí)、在廚房里滿手水時(shí)、在公共洗手間洗手時(shí)，手勢(shì)開(kāi)關(guān)的優(yōu)勢(shì)就凸顯出來(lái)了，ST的器件可以實(shí)現(xiàn)精確的斷點(diǎn)檢測(cè)。
手勢(shì)開(kāi)關(guān)
市場(chǎng)上普遍的感應(yīng)式水龍頭還是靠紅外線感應(yīng)，伸手過(guò)去不出水的情況不算少見(jiàn)，十次中有一次不出水在公共場(chǎng)所尚可接受，但高檔酒店卻有著更嚴(yán)苛的要求。ST的FlightSense技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于2017年科勒上市的水龍頭產(chǎn)品中。
FlightSense應(yīng)用之室內(nèi)高檔無(wú)人機(jī)跟拍
在室內(nèi)的高檔無(wú)人機(jī)應(yīng)用上，一般在4米以內(nèi)，需要無(wú)人機(jī)穩(wěn)定地懸停、迅速地跟拍，還要防撞，F(xiàn)lightSense技術(shù)特別適合。在家里跟拍寶寶時(shí)，不用拿著相機(jī)跟著滿屋跑了；在會(huì)議中攝像時(shí)，不用舉著設(shè)備站完整場(chǎng)會(huì)了。
ST器件的懸停精度能夠達(dá)到3%，實(shí)際應(yīng)用中只有幾厘米的浮動(dòng)。并且測(cè)距時(shí)間在毫秒級(jí)，可以避免還沒(méi)有檢測(cè)到障礙就撞上去的情況發(fā)生。
FlightSense應(yīng)用之接近檢測(cè)
早在第一代FlightSense VL6180系列上市后，就廣泛應(yīng)用于教育面板中，如讀書(shū)郎平板電腦，解決了家長(zhǎng)特別在乎的孩子離屏幕太近的問(wèn)題，一旦FlightSense器件檢測(cè)到人體離屏幕太近，屏幕就將自動(dòng)熄滅。
在2018年，ST將從教育類產(chǎn)品擴(kuò)展到商務(wù)類。除了考慮閱讀的距離，還做了存在檢測(cè)開(kāi)關(guān)，人離開(kāi)之后自動(dòng)將屏幕關(guān)掉。自動(dòng)鎖屏在商務(wù)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(guān)鍵產(chǎn)品?？拷鼤r(shí)點(diǎn)亮，使用時(shí)能一直感應(yīng)到，一旦離開(kāi)，大概一分鐘的時(shí)間在30厘米左右感應(yīng)不到任何東西，燈會(huì)自動(dòng)熄滅。
兒童教育機(jī)器人
兒童教育機(jī)器人一般具備音樂(lè)播放、語(yǔ)言學(xué)習(xí)能功能，操作起來(lái)會(huì)移動(dòng)，ST的防撞器件可以保證機(jī)器人在移動(dòng)中不會(huì)撞到障礙物。
小米家庭的石頭掃地機(jī)
目前市面上的掃地機(jī)有很多，小米家庭的石頭掃地機(jī)以性價(jià)比優(yōu)勢(shì)備受歡迎，而這個(gè)掃地機(jī)里面就有一個(gè)ST的FlightSense芯片，主要實(shí)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(huì)一頭撞上去。
在此之前的紅外對(duì)管方案相當(dāng)貴，效果也不好，ST在效果和成本上都幫客戶實(shí)現(xiàn)了很大的優(yōu)化。
此外，馬桶沖水、室內(nèi)門(mén)禁系統(tǒng)等應(yīng)用領(lǐng)域中，如果對(duì)感應(yīng)距離和時(shí)間有更加嚴(yán)格的要求，ST的FlightSense技術(shù)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(shì)頭越來(lái)越大，這些年在攝像頭方面保持沉默的ST欲攜HDR、無(wú)閃爍攝像解決方案強(qiáng)勢(shì)歸來(lái)。
高動(dòng)態(tài)范圍(High-Dynamic Range,簡(jiǎn)稱HDR),又稱寬動(dòng)態(tài)范圍技術(shù),是在非常強(qiáng)烈的對(duì)比下讓攝像機(jī)看到影像的特色而運(yùn)用的一種技術(shù)。車載攝像技術(shù)和手機(jī)最大的差異，車載中的關(guān)鍵指標(biāo)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(diǎn)的到130 dB，ST方案擁有先進(jìn)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(lái)越多，很多紅綠燈也開(kāi)始用LED燈。LED是一種人眼看不到的閃爍燈，但這種閃爍對(duì)車載攝像系統(tǒng)影響很大。HDR、無(wú)閃爍攝像解決方案在汽車行車記錄儀，以及將來(lái)的后視鏡、ADAS攝像頭、E-mirror都會(huì)有很好的應(yīng)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(duì)長(zhǎng)曝光進(jìn)行積分運(yùn)算，在小二極體管進(jìn)行中短曝光時(shí)間積分運(yùn)算，成功擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍，同步解決LED光源閃爍問(wèn)題。
將兩個(gè)二極體在傳感器的一層中實(shí)現(xiàn)，最難的是工藝，意法半導(dǎo)體有自己的封裝測(cè)試廠，為最新汽車攝像解決方案的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了條件，也是其優(yōu)勢(shì)所在。
接下來(lái)在上海和慕尼黑的電子展上，ST會(huì)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(dǎo)體廠家，ST的VG6768+STV971方案的加入，將推動(dòng)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(chǎng)上的表現(xiàn)。