當(dāng)今，全球智能手機(jī)市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度比較慢。從目前來(lái)看，可以通過(guò)刺激消費(fèi)者的換機(jī)需求來(lái)促進(jìn)手機(jī)市場(chǎng)的增長(zhǎng)。近期，折疊手機(jī)無(wú)疑最可能成為消費(fèi)者換機(jī)的對(duì)象。然而，由于目前折疊手機(jī)仍然存在較多技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有完全解決，所以還不能完全受到消費(fèi)者們的青睞。

展望 2019 年，ToF 儼然已經(jīng)成為手機(jī)廠商的“新寵兒”，華為、小米、OPPO、vivo 均已推出搭載 ToF 后置攝像頭的新手機(jī)，以ToF做為優(yōu)化自動(dòng)對(duì)焦效果的主力，且獲得了不錯(cuò)的市場(chǎng)反響，這也使得 ToF 深度傳感技術(shù)更加鋒芒畢露。

近年來(lái)，圖像傳感器的趨勢(shì)除了從電荷耦合器件(CCD)轉(zhuǎn)向互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)之外，另一個(gè)趨勢(shì)就是從二維(2D)邁向三維(3D)。隨著 iPhone X 的問(wèn)世，以及在汽車電子、機(jī)器人等應(yīng)用市場(chǎng)的帶動(dòng)下，3D 成像傳感市場(chǎng)也迎來(lái)了真正的爆發(fā)。后續(xù)手機(jī)廠商為帶動(dòng)更多消費(fèi)者的換機(jī)需求，紛紛將目光轉(zhuǎn)向 3D 成像傳感市場(chǎng)，并希望借此刺激消費(fèi)者的購(gòu)買欲望。提到 3D 成像技術(shù)，總免不了會(huì)提到三種主要方案：立體視覺(jué)如雙攝像頭或多攝像頭、結(jié)構(gòu)光、飛行時(shí)間(ToF)。

何為 ToF 技術(shù)?

接近傳感器門類眾多，包括紅外、超聲波等，但是意法半導(dǎo)體卻另辟蹊徑，主要采用FlightSense技術(shù)，通過(guò)計(jì)算發(fā)射和返回的激光光子時(shí)間差，即計(jì)算飛行時(shí)間(ToF)方案進(jìn)行測(cè)距，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量距離更遠(yuǎn)、幀速率更高、功耗更低。

從基礎(chǔ)原理上來(lái)看，ToF是飛行時(shí)間(Time of Flight)技術(shù)的縮寫，即傳感器發(fā)出經(jīng)調(diào)制的近紅外光，遇物體后反射，傳感器通過(guò)計(jì)算光線發(fā)射和反射時(shí)間差或相位差，來(lái)?yè)Q算被拍攝景物的距離，以產(chǎn)生深度信息。 實(shí)際上，ToF 技術(shù)除了應(yīng)用在智能手機(jī)上之外，也已開(kāi)始在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、 VR/AR手勢(shì)交互、汽車電子ADAS、安防監(jiān)控以及新零售等多個(gè)領(lǐng)域大顯身手，應(yīng)用前景十分廣闊。工業(yè)級(jí)別ToF 應(yīng)用技術(shù)測(cè)距規(guī)模彈性大，大多數(shù)情況下只需改變光源強(qiáng)度、光學(xué)視野以及發(fā)射器脈沖頻率即可完成，因此其在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)十分凸顯。

消費(fèi)性電子級(jí)別的ToF 由于具有一級(jí)安規(guī)優(yōu)勢(shì)、體積小巧、響應(yīng)速度快以及識(shí)別精度高等多重優(yōu)勢(shì)，使得其無(wú)論是在移動(dòng)端還是車載等應(yīng)用領(lǐng)域日漸成為 3D 視覺(jué)的首選技術(shù)方案。而提到 3D 成像技術(shù)，總免不了會(huì)提到結(jié)構(gòu)光結(jié)合ToF 以及雙攝像頭或多攝像頭結(jié)合ToF，將物體的三維輪廓以不同顏色代表不同距離的地形圖方式呈現(xiàn)出來(lái)。而這也為早已在 ToF 傳感方面潛心研究多年的意法半導(dǎo)體(ST)帶來(lái)了巨大的發(fā)展機(jī)遇。

ST在ToF領(lǐng)域大展身手

在近日于上海舉辦的 MWC 2019 上，作為 MEMS 技術(shù)和傳感器的全球領(lǐng)導(dǎo)者，意法半導(dǎo)體(ST)便展出了業(yè)內(nèi)最廣泛的 MEMS 和傳感器產(chǎn)品組合，其中包括公司推出的三代 ToF 傳感器，分別是VL6180X(第一代)、VL53L0X(第二代)、VL53L1(第三代)。

具體來(lái)看，第一代 ToF 傳感器 VL6180X 于 2014 年第二季度推出，測(cè)距最大范圍是 40cm，是一款3合1飛行時(shí)間模塊，在一個(gè)集成的模塊中整合了光源、接近傳感器和環(huán)境傳感器(ALS)，相比于傳統(tǒng)的紅外(IR)技術(shù)有極大優(yōu)勢(shì)。從目標(biāo)應(yīng)用來(lái)看，該產(chǎn)品可用于移動(dòng)設(shè)備(接近檢測(cè)、環(huán)境光傳感)、家用電器(電源開(kāi)關(guān)、掃地和其他機(jī)器人)、工業(yè)(物體探測(cè)和測(cè)距、人機(jī)界面)領(lǐng)域等。