覆数字视觉：意法半导体率先推出50万像素深度图像ToF传感器

2022年2月24日，中国– 服务多重电子应用领域、全球排名前列的半导体公司意法半导体(STMicroelectronics，简称ST；纽约证券交易所代码:STM) 推出新系列高分辨率飞行时间（ToF）传感器，为智能手机等设备带来先进的 3D 深度成像功能。

新3D系列的首款产品是VD55H1。该传感器能通过感测50多万个点的距离，进行3D成像。距离传感器 5 米范围内的物体都被能检测到，通过图案照明系统甚至可以检测到更远物体。VD55H1可以解决AR/VR 新兴市场的使用场景问题，包括房间图像、游戏和 3D化身。在智能手机中，新传感器可以增强相机系统的功能，包括散景效果、多相机选择和视频分割。更高分辨率和更准确的 3D图像还能提高人脸认证的安全性，更好地保护手机解锁、移动支付以及任何涉及安全交易和访问控制的智能系统。在机器人技术中，VD55H1为所有目标距离提供高保真 3D 场景图，以实现新的和更强大的功能。

意法半导体执行副总裁，影像事业部总经理 Eric Aussedat表示： “创新的VD55H1 3D深度传感器加强了ST在飞行时间技术市场的影响力，并完善了我们的深度传感技术组合。现在，FlightSense™ 产品组合包括从单点测距一体式传感器到复杂的高分辨率 3D 成像器的直接和间接 ToF 产品，可以实现下一代直观智能自主设备。”

间接飞行时间 (iToF) 传感器，例如 VD55H1，是通过测量反射信号和发射信号之间的相移来计算传感器和物体之间的距离，而直接飞行时间 (dToF) 传感器技术是测量信号发射出去后反射回到传感器所用时间。意法半导体广泛的先进技术组合使其有能力设计直接和间接高分辨率 ToF 传感器，并针对特定应用要求提供量身定制的优化解决方案。

VD55H1独有的像素架构和制造工艺，结合意法半导体的40nm 堆叠晶圆技术，确保低功耗、低噪声，优化裸片面积。与现有VGA 传感器相比，该芯片的像素数量提高了75%，而且芯片面积更小。

VD55H1传感器现在向主要客户交付样片测试。量产排在 2022 年下半年。为帮助客户加快传感器功能评测和项目开发，意法半导体还提供参考设计和完整的软件包。

技术详情

iToF 深度成像传感器VD55H1采用672 x 804 背照式 (BSI) 像素阵列，是业内同类首款产品。

新传感器的独特之处是能够在 200MHz 调制频率下工作，940nm波长解调对比度超过 85%，深度噪声是现有的通常工作在 100MHz 左右的传感器的二分之一。此外，多频操作、先进深度展开算法、低像素本底噪声和高像素动态范围，确保传感器的远距离测距精度出色。深度准确度优于 1%，典型精度是距离的 0.1%。

其他功能包括支持高达 120 fps 帧速率并提高运动模糊鲁棒性的短捕获序列。此外，包括扩频时钟发生器 (SSCG) 在内的高级时钟和相位管理功能提供多设备干扰抑制和优化的电磁兼容性。

在一些流媒体模式下，功耗可以降低到 100mW 以下，有助于延长电池供电设备的续航时间。

意法半导体还为VD55H1开发了一个消费设备外观参考设计，电路板上包含照明系统，还提供一个配套的全功能软件驱动程序和一个软件库，其中包含一个与 Android 嵌入式平台兼容的高级深度图重构图像信号处理管道。