《電子技術(shù)應(yīng)用》
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意法半導(dǎo)體下一代多區(qū)飛行時間傳感器提高測距性能和能效

目標(biāo)應(yīng)用包括用戶存在感測、手勢識別、機(jī)器人和工業(yè)用途
2023-12-31
來源:意法半導(dǎo)體
關(guān)鍵詞: 意法半導(dǎo)體 VL53L8CX TOF

  2023年12月25日,中國-意法半導(dǎo)體的最新一代8x8多區(qū)飛行時間(ToF)測距傳感器VL53L8CX實(shí)現(xiàn)了一系列改進(jìn),包括更強(qiáng)的抗環(huán)境光干擾能力、更低的功耗和更強(qiáng)的光學(xué)性能。

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  意法半導(dǎo)體的直接ToF傳感器在一個模塊內(nèi)整合940nm垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)和多區(qū)SPAD(單光子雪崩二極管)探測器陣列,以及由濾鏡和衍射光學(xué)元件(DOE)組成的光學(xué)系統(tǒng)。其中,光學(xué)系統(tǒng)的性能優(yōu)于類似可替代傳感器常用的傳統(tǒng)微透鏡。新傳感器的視場角為45°x45°(對角線65°),通過接收反射光計(jì)算物體到傳感器的距離,最遠(yuǎn)測量距離為400厘米,可測量64個獨(dú)立區(qū)域,最多每秒測距30次。

  新產(chǎn)品VL53L8CX通過采用新一代VCSEL光源和先進(jìn)的硅基元光學(xué)元件提高了測距性能。與現(xiàn)有的測距傳感器VL53L5CX 相比,新傳感器提高了抗環(huán)境光干擾能力,在低功耗模式下的日光測距性能從170厘米延長到285厘米,同時功耗從4.5毫瓦降低到1.6毫瓦。

  意法半導(dǎo)體于2021年發(fā)布了首款多區(qū)飛行時間傳感器VL53L5CX。通過提高測距性能,新推出的VL53L8CX進(jìn)一步擴(kuò)大了意法半導(dǎo)體傳感器與采用傳統(tǒng)光學(xué)元件的替代品之間的優(yōu)勢差距,傳統(tǒng)光學(xué)元件的固有測距區(qū)域較少,而且外圍測量區(qū)靈敏度較低。得益于真正的8x8多區(qū)域測距,VL53L8CX確保在整個視場內(nèi)靈敏度一致,測距準(zhǔn)確度高,在環(huán)境光條件下測距更遠(yuǎn)。

  當(dāng)VL53L8CX被用于系統(tǒng)激活和人員存在檢測時,更好的抗環(huán)境光干擾能力使設(shè)備的響應(yīng)更快,性能更穩(wěn)定。VL53L8CX還是意法半導(dǎo)體STGesture?平臺的硬件組件,其他組件是STSW-IMG035 手勢識別軟件包和手勢EVK開發(fā)工具。新傳感器提供了可重復(fù)的動作交互所需的測距精度。除了動作識別外,還可以利用GitHub上STM32ai modelzoo中最新的人工智能模型實(shí)現(xiàn)手勢識別。

  此外,在工業(yè)散裝儲存和倉儲中,VL53L8CX可以提高箱柜、容器、筒倉和儲罐的容量和液位監(jiān)測準(zhǔn)確度。出色的測距準(zhǔn)確度還可以提高咖啡機(jī)、飲料分配器等飲料機(jī)的性能。

  包括自動吸塵器在內(nèi)的移動機(jī)器人利用VL53L8CX可以提高尋跡導(dǎo)航能力,例如,地板感應(yīng)、小物體檢測、避撞和懸空跌落檢測。此外,同步引腳可以加快投影儀和相機(jī)的自動對焦。模塊上還有一個運(yùn)動指示器,這是一個允許實(shí)時動作的自動停止功能。傳感器在60厘米以外的距離不受蓋板串?dāng)_的影響。現(xiàn)在,除了1MHz I2C接口外,新傳感器還支持SPI接口,可與主控制器進(jìn)行高達(dá)3MHz的數(shù)據(jù)傳輸。

  設(shè)計(jì)師可以用配套的生態(tài)系統(tǒng)快速評估VL53L8CX,加快項(xiàng)目開發(fā)進(jìn)度。開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)包括X-NUCLEO-53L8A1擴(kuò)展板和SATEL-VL53L8轉(zhuǎn)接板。意法半導(dǎo)體還提供P-NUCLEO-53L8A1開發(fā)包,包含STM32F401 NUCLEO微控制器板和X-NUCLEO--53L8A1擴(kuò)展板,可隨時上電,著手開發(fā)。

  VL53L8CX現(xiàn)已上市,采用6.4mm x 3.0mm x 1.75mm無引線封裝。



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