2019年12月03日 | FlightSense再添新成员，ST第四代ToF可视角度提高一倍

根据IHS Markit的统计数据显示，2016年至2018年，由于手机业的发展，CMOS影像及光电市场大幅增长，大部分增幅都在20%以上。

CMOS影像及光电市场变化

在这份报告中，增长最为亮眼的是两家公司，一家是意法半导体另外一家是ams，增幅均在3倍以上，这两家公司有一点最为相近，那就是把重点都放在了手机相关领域。根据报告显示，从2016年至2018年间，ST的CMOS影像传感器和其他光电产品总营业额增长了3倍以上，并跃居全球第五大供应商。

ST的光电产品主要是为iPhone提供SPAD（单电子雪崩二极管阵列），通常ToF使用标准CMOS图像传感器像元，SPAD使用雪崩光电二极管，以“Geiger模式”对光子计数。
Yole的成像&传感器部门负责人Cambou曾表示：“使用SPAD成像的好处是它的灵敏度非常高。但是分辨率有限，像元大小限制在100微米级是主要问题。”

实际上，ST早已把SPAD技术发扬光大，推出FlightSense ToF产品，单模块中集成了SPAD、环境光传感器以及垂直腔面发射激光器光源。2019年11月26日，ST宣布ToF模块出货量达到10亿颗，高居ToF市场榜首。

日前，ST大中华暨南亚区影像事业部技术市场经理张程怡与ST影像业务部应用及技术经理李咏详细解读了ST在ToF上的布局，以及最新的产品蓝图。

ST大中华暨南亚区影像事业部技术市场经理张程怡

ST影像业务部应用及技术经理李咏介绍采用ToF技术的自动对焦投影仪

ST影像事业部的战略规划

ST的影像事业部主要有两大方面的产品，一个是ToF，另外一个则是专用影像CMOS传感器。

张程怡详细解读了影像事业部的战略，那就是瞄准差异化的技术和市场。

首先是ST所具有的差异化专有技术，在法国Crolles的300mm前工序晶圆厂制造SPAD产品。ST对外也提供CIS代工服务，足见公司对于该领域的投入。

ST的ToF产品在法国Crolles的ST 300mm前工序晶圆厂制造,在新加坡拥有EWS晶圆检测厂，封装方面则包括了中国和菲律宾。

除了制造技术之外，ST所关注的重点是差异化的市场和方案。比如ToF中主要专注在接近传感、测距、手势识别与深度图等技术。而在CMOS传感器应用中，重点强调高动态范围与防闪烁成像，全局快门与卷帘快门等特点。

而对于应用来说，ToF主要瞄准手机自动对焦及3D传感，CMOS产品则主要面向HDR与防闪烁图像处理器，以及LiDAR激光雷达等。

张程怡表示，ST拥有自己的SPAD制程技术，相比其他CMOS原理的ToF来说，实现更精准的测距，以及更快，更低功耗。此外，超高集成，小尺寸及符合一级安规等优势。张程怡特别指出，ST的ToF对于光敏感度非常好，哪怕是黑色衣服，吸收了大量的光，ST的ToF依然可以判断出来。

目前，ST已经推出第四代ToF产品，拥有50余家OEM客户，已有超过150余款手机采用了ST的ToF，此外也在其他应用中获得了大量采用，评估套件出货量更是超过了35000套。

张程怡谈到，目前ToF出货量最大的还是拍照手机的需求增加，手机客户也愿意采用新技术来提高产品的差异化。与此同时，其他类型的应用也层出不穷，这对ToF的普及带来了至关重要的作用。

第四代产品显著增加可视角度

根据张程怡的介绍，ST 第四代ToF相比前一代，通过软硬件及光学配套元件的升级，可视角度提升一倍，至61°。可视面积的增加，具有两点好处。首先是可视范围更大，可以应用在大家电、大银幕等区域。其次，是可切割的特性。由于覆盖面积更大，因此可以划分为几个区域，实现更多的组合功能，通过切割成16个有效区域，形成16组深度数据，就可以代表初步的深浅差别变化，实现简单的人像识别功能，同时也可以实现深度图及AR/VR功能。

张程怡特别强调，尽管这是ST的第四代ToF，但是时至今日，前三代产品依然在供货，这主要是由于ST的产品定义的好，无论什么尺寸、特性、功率，都有适合的场景。

ToF的主要作用包括三大方面，一是应用于对焦，包括投影、相机、手机等应用；第二大类是人员检测及人数识别，包括人脸识别机，广告机，笔记本等，帮助设备识别是否有人存在。第三类是物件检验，比如扫地机器人、飞行器的避障等。

四代产品发展蓝图

FlightSense丰富案例

张程怡介绍了FlightSense几款已经商用的案例，包括在机器人和机器宠物中采用ToF实现与人的互动，障碍物或者沿边与防跌落检测。

而在平板电脑、手机以及笔记本电脑上，ToF可以用作存在检测用，一方面调节屏幕的明暗，另外也可以直接锁定电脑，保障隐私安全。

此外在智能家居及智能玩具应用中，包括台灯、门锁、梳妆镜、洗手池等，都可以使用ToF进行存在检测。ToF的优势包括低功耗、适用于多种盖板材料、不受颜色及材质影响以及满足一级安规等特性。

除了应用案例之外，张程怡还特别介绍了ST的开发套件和生态系统工具，他表示，ST提供ToF的转接板，可以直接插到nucleo开发板上，用户可以直接进行评估或者开发，减少了选型时间。

同时在光学上，ST也提出了相应的参考方案，包括滤光片的搭配，间隙设计等等，加速客户的开发周期。

谈到与红外检测等方法相比，张程怡表示ToF对抗干扰等体验非常好，用户可能只需额外多花一点点成本，就能达到非常好的用户体验，这也是众多商家所希望看到的。同时，和毫米波相比，ToF的成本又相对较低，达到的部分效果可以媲美毫米波雷达，这完全要依赖于客户对自己应用体验的判断。

张程怡表示，目前光学与电子学的结合还处于早期，众多公司都在推类似方案或其他光学方案。在他看来这是好事，只有更多厂商涌入，加速应用开发，才可以使市场发展得更快，技术接受度更高。