ToF传感器

 当今，全球智能手机市场的增长速度比较慢。从目前来看，可以通过刺激消费者的换机需求来促进手机市场的增长。近期，折叠手机无疑最可能成为消费者换机的对象。然而，由于目前折叠手机仍然存在较多技术问题没有完全解决，所以还不能完全受到消费者们的青睐。

展望 2019 年，ToF 俨然已经成为手机厂商的“新宠儿”，华为、小米、OPPO、vivo 均已推出搭载 ToF 后置摄像头的新手机，以ToF做为优化自动对焦效果的主力，且获得了不错的市场反响，这也使得 ToF 深度传感技术更加锋芒毕露。

近年来，图像传感器的趋势除了从电荷耦合器件(CCD)转向互补金属氧化物半导体(CMOS)之外，另一个趋势就是从二维(2D)迈向三维(3D)。随着 iPhone X 的问世，以及在汽车电子、机器人等应用市场的带动下，3D 成像传感市场也迎来了真正的爆发。后续手机厂商为带动更多消费者的换机需求，纷纷将目光转向 3D 成像传感市场，并希望借此刺激消费者的购买欲望。提到 3D 成像技术，总免不了会提到三种主要方案：立体视觉如双摄像头或多摄像头、结构光、飞行时间(ToF)。

何为 ToF 技术?

接近传感器门类众多，包括红外、超声波等，但是意法半导体却另辟蹊径，主要采用FlightSense技术，通过计算发射和返回的激光光子时间差，即计算飞行时间(ToF)方案进行测距，实现了测量距离更远、帧速率更高、功耗更低。

从基础原理上来看，ToF是飞行时间(Time of Flight)技术的缩写，即传感器发出经调制的近红外光，遇物体后反射，传感器通过计算光线发射和反射时间差或相位差，来换算被拍摄景物的距离，以产生深度信息。 实际上，ToF 技术除了应用在智能手机上之外，也已开始在物联网(IoT)、 VR/AR手势交互、汽车电子ADAS、安防监控以及新零售等多个领域大显身手，应用前景十分广阔。工业级别ToF 应用技术测距规模弹性大，大多数情况下只需改变光源强度、光学视野以及发射器脉冲频率即可完成，因此其在实际应用中的优势十分凸显。

消费性电子级别的ToF 由于具有一级安规优势、体积小巧、响应速度快以及识别精度高等多重优势，使得其无论是在移动端还是车载等应用领域日渐成为 3D 视觉的首选技术方案。而提到 3D 成像技术，总免不了会提到结构光结合ToF 以及双摄像头或多摄像头结合ToF，将物体的三维轮廓以不同颜色代表不同距离的地形图方式呈现出来。而这也为早已在 ToF 传感方面潜心研究多年的意法半导体(ST)带来了巨大的发展机遇。

ST在ToF领域大展身手

在近日于上海举办的 MWC 2019 上，作为 MEMS 技术和传感器的全球领导者，意法半导体(ST)便展出了业内最广泛的 MEMS 和传感器产品组合，其中包括公司推出的三代 ToF 传感器，分别是VL6180X(第一代)、VL53L0X(第二代)、VL53L1(第三代)。

具体来看，第一代 ToF 传感器 VL6180X 于 2014 年第二季度推出，测距最大范围是 40cm，是一款3合1飞行时间模块，在一个集成的模块中整合了光源、接近传感器和环境传感器(ALS)，相比于传统的红外(IR)技术有极大优势。从目标应用来看，该产品可用于移动设备(接近检测、环境光传感)、家用电器(电源开关、扫地和其他机器人)、工业(物体探测和测距、人机界面)领域等。