ST(意法半導(dǎo)體)新款突破性FlightSense? 3D 飛行時(shí)間ToF的VD55H1傳感器，VD55H1增強(qiáng)了智能手機(jī)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)(AR/VR)設(shè)備和消費(fèi)類機(jī)器人的3D成像和傳感性能。

　　VD55H1基于40 nm堆疊晶圓的專有間接飛行時(shí)間(iToF)背照式(BSI)技術(shù)，VD55H1以低功耗和小尺寸提供了高性能。

　　全球半導(dǎo)體行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者ST(意法半導(dǎo)體)宣布推出新款VD55H1系列高分辨率3D飛行時(shí)間(ToF)傳感器，VD55H1為智能手機(jī)及其他智能設(shè)備帶來更先進(jìn)的3D成像和傳感功能。

　　測量VD55H1傳感器通過超過50萬個(gè)點(diǎn)的距離進(jìn)行測繪三維表面，在距離傳感器5 公里遠(yuǎn)的位置探測物體，能夠通過圖案化照明實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的探測。VD55H1傳感器能夠輕松應(yīng)對新興AR/VR市場的應(yīng)用案例：包括房間測繪、游戲和3D虛擬形象。在智能手機(jī)應(yīng)用中，VD55H1傳感器可以大幅增強(qiáng)攝像頭系統(tǒng)的性能，包括虛化背景效果、多攝像頭選擇以及視頻分割等。更高分辨率且更準(zhǔn)確的3D圖像還可以提高人臉認(rèn)證的安全性，以保護(hù)手機(jī)解鎖、移動支付以及任何涉及安全交易和訪問控制的智能系統(tǒng)。在機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，VD55H1傳感器能夠提供高保真3D場景映射，以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大更新穎的功能。

VD55H1傳感器介紹：

　　VD55H1是一種低噪聲、低功耗、672 x 804像素(0.54 Mpix)的間接飛行時(shí)間(iToF)傳感器模具，采用先進(jìn)的背面照明、堆疊晶圓技術(shù)制造。結(jié)合940納米照明系統(tǒng)，它可以構(gòu)建一個(gè)小型的3D相機(jī)，產(chǎn)生高清深度地圖，典型的測距距離達(dá)到5米的全分辨率，超過5米的圖案照明。該傳感器具有在200 MHz調(diào)制頻率和超過85%的解調(diào)對比度下工作的獨(dú)特能力，可以產(chǎn)生比典型的100 MHz調(diào)制傳感器兩倍的深度精度，同時(shí)多頻操作提供遠(yuǎn)距離測距。低功耗4.6 μ m像素可以實(shí)現(xiàn)最先進(jìn)的功耗，在某些模式下傳感器的平均功率下降到80mw。VD55H1通過MIPI CSI-2四車道或時(shí)鐘在1.5 GHz的雙車道接口輸出12位原始數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。傳感器幀率在全分辨率下可達(dá)60 fps，模擬幀率在2x2下可達(dá)120 fps。ST開發(fā)了一種專有軟件圖像信號處理器(ISP)，將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為深度圖、振幅圖、置信度圖和偏移圖。Android格式如DEPTH16和深度點(diǎn)云也被支持。

　　本設(shè)備完全通過I2C串口進(jìn)行配置。它具有一個(gè)200 MHz的低壓差分信號(LVDS)和一個(gè)10 MHz的3線SPI接口，以高靈活性控制激光驅(qū)動器。該傳感器優(yōu)化了低EMI/EMC，多設(shè)備抗干擾，易于校準(zhǔn)程序。

傳感器模具尺寸為4.5 x 4.9 mm，產(chǎn)品以重構(gòu)晶圓的形式交付。

VD55H1功能：

●超緊湊的0.54 Mpix iToF傳感器模具

●672 x 804間接飛行時(shí)間(iToF)傳感器模具(0.54 m像素)

●4.6 μm背面照明快速光電二極管像素，1/4“光學(xué)格式

●4.5毫米x 4.9毫米的模具制造先進(jìn)的40納米堆疊晶圓技術(shù)

●實(shí)現(xiàn)低功耗、高精度深度圖

●200 MHz調(diào)制頻率下>85%解調(diào)對比度像素

●低噪聲電荷域像素(無kTC) < 5e-

●支持多頻(最多三頻)

●平均傳感器功耗下降到80mw

●智能iToF調(diào)制，無需擺動誤差校準(zhǔn)

●多用戶干擾減少

●為低EMI/EMC優(yōu)化

●易于集成的3D相機(jī)

●MIPI CSI2接口1.5 GHz(四路或雙路)的原始數(shù)據(jù)輸出

●10/12位可配置ADC分辨率

●傳感器原始輸出高達(dá)120幀/秒(深度級幀速率)

●傳感器控制:快速模式+ I2C從接口(高達(dá)1 MHz)

●激光驅(qū)動接口:LVDS和三線SPI

●軟件ISP深度重構(gòu)可用

　　VD55H1傳感器主要應(yīng)用:

　　“創(chuàng)新的VD55H1傳感器加強(qiáng)了意法半導(dǎo)體在ToF領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，是我們?nèi)盗猩疃葌鞲屑夹g(shù)的良好補(bǔ)充。”意法半導(dǎo)體執(zhí)行副總裁、成像業(yè)務(wù)總經(jīng)理Eric Aussedat表示，“FlightSense?產(chǎn)品組合現(xiàn)在包括了直接飛行時(shí)間(dToF)和間接飛行時(shí)間(iToF)產(chǎn)品，從單點(diǎn)測距多功能傳感器到復(fù)雜的高分辨率3D成像傳感器，以支持未來數(shù)代更直觀、更智能的自主運(yùn)行設(shè)備。”

　　VD55H1等iToF傳感器，通過測量反射信號和發(fā)射信號之間的相位差來計(jì)算傳感器到物體的距離，是對dToF傳感技術(shù)的有力補(bǔ)充，dToF傳感器直接測量傳輸信號反射回傳感器的時(shí)間。意法半導(dǎo)體廣泛的先進(jìn)技術(shù)組合使其能夠設(shè)計(jì)并提供兩種ToF傳感器技術(shù)，并根據(jù)應(yīng)用要求提供量身定制的解決方案。

　　應(yīng)用VD55H1傳感器的人臉3D成像:

　　VD55H1傳感器利用意法半導(dǎo)體自主的40 nm堆疊晶圓技術(shù)實(shí)現(xiàn)了獨(dú)特的像素架構(gòu)和制造工藝，確保了低功耗、低噪聲以及優(yōu)化的芯片面積。VD55H1傳感器以更小的芯片尺寸(4.5 mm x 4.9 mm)，提供了相比現(xiàn)有VGA傳感器多75%的像素。

　　VD55H1傳感器現(xiàn)在已經(jīng)可以為主要客戶送樣。批量生產(chǎn)的成熟期預(yù)計(jì)將在2022年下半年。意法半導(dǎo)體還提供了一款參考設(shè)計(jì)和完整的軟件包，可以幫助加速3D ToF傳感器評估和項(xiàng)目開發(fā)。

　　更多技術(shù)信息

　　VD55H1傳感器采用672 x 804背照式(BSI)像素陣列進(jìn)行iToF深度傳感，為業(yè)界同類首創(chuàng)。

　　VD55H1是一款低噪聲、低功耗、672 x 804像素(0.54 Mpixel)iToF傳感器芯片，采用先進(jìn)的背照式堆疊晶圓技術(shù)制造。整合940 nm照明系統(tǒng)，它可以構(gòu)建小尺寸3D相機(jī)，提供高清深度圖，其典型全分辨率探測距離可達(dá)5 m，圖案化照明探測距離超過5 m。

　　VD55H1是全球最小的50萬像素iToF深度傳感器

　　憑借在200 MHz調(diào)制頻率下工作的獨(dú)特能力，以及85%以上的解調(diào)對比度，這款傳感器的深度精度達(dá)到了典型100 MHz調(diào)制傳感器的兩倍，同時(shí)，多頻運(yùn)行提供了長距離探測。低功耗4.6 μm像素提供了當(dāng)前最優(yōu)的功耗表現(xiàn)，在某些模式下，這款傳感器的平均功耗可以低至80 mW。

　　VD55H1傳感器通過時(shí)鐘頻率為1.5 GHz的MIPI CSI-2四通道或雙通道接口輸出12位原始數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。其幀速率在全分辨率下可達(dá)到60 fps，在模擬binning 2 x 2下可達(dá)到120 fps。意法半導(dǎo)體開發(fā)了一款專有的軟件圖像信號處理器(ISP)，可將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為深度圖、振幅圖、置信度圖和偏移圖。此外，還支持DEPTH16和深度點(diǎn)云等Android格式。

　　VD55H1傳感器可通過I2C串行接口進(jìn)行完全配置。它具有一個(gè)200 MHz低壓差分信號(LVDS)和一個(gè)10 MHz三線SPI接口，以高度靈活地控制激光驅(qū)動器。這款傳感器還針對低EMI/EMC、多設(shè)備抗擾度和校準(zhǔn)程序進(jìn)行了優(yōu)化。