【原创报道】第三代FlightSense+最新车载摄像头方案，看意法半导体如何改变生活
2018
半导体
得益于物联网、智能汽车、人工智能等市场的快速发展，以及5G商用进程的加快，2017年半导体产业的增长迅速，全球半导体市场可谓是交出了满意的答卷。 2018年半导体产业的发展备受期待，业界的声音多表现出看好的态度，汽车电子、人工智能（AI）、存储器以及5G网络等更是成为各大半导体厂家抢占市场的关键领域。
近日，在激光测距和摄像头方面具备领先优势的半导体供应商意法半导体（STMicroelectronics，简称ST）在北京举行了媒体见面会，带来了即将在2018年第一季度发布的世界上最小的飞行时间(TOF)测距传感器--VL53L1X和HDR、无闪烁最新车载摄像头方案。
意法半导体影像产品部技术市场经理 张程怡先生
01
第三代FlightSense
5ms测距时间 最佳测距4m
FlightSense原理
TOF测距芯片中有两个孔，一个发射激光，另一个接收激光。ST通过时间差来进行测距，实际测量中不受目标物体的大小、颜色和反射率的影响，并且测距时间非常快，仅需几毫秒，这是通过激光强度差进行测距所达不到的。
在接收端是一个感应器，在激光发射强度不变的前提下，ST在感应器上加大研发，加入了一个光学套件，使得光子检测率大幅提升，将第二代FlightSense测距模块VL53L0X的最大测距2m提高到第三代VL53L1X的4m。
信封一角的VL53L1X
VL53L1X在4.9x2.5x1.56mm封装内集成一个新的镜头系统和940nm VCSEL不可见光源、处理器内核和 SPAD光子检测器。
02
FlightSense应用
手机相机对焦辅助
事实上，ST的FlightSense技术已经渗透到我们生活中方方面面了，最大的应用就是手机。ST飞行时间测距传感器出货量已达到数亿颗，被用于华为在内的70余款智能手机和设备。性能更高的第三代FlightSense支持很多新应用，包括人存在检测，同时提高了现有应用的传感器性能。
手机相机对焦辅助
意法半导体影像产品部技术市场经理张程怡介绍：“光对于成像来说至关重要，传统对焦手段哪怕像素再高，在暗光下不可避免出现成像时间长、效果不佳。这种情况下，ST的器件可以起到一个关键的作用，自发光得到距离，然后把摄像头引导到一个合适对焦点，这是一个基本的优势。”
如今的第三代FlightSense能够根据成像区域框不同的网格的距离远近，对主角做更近距离的对焦。
03
FlightSense应用
手势开关
在运动中满手汗时、在厨房里满手水时、在公共洗手间洗手时，手势开关的优势就凸显出来了，ST的器件可以实现精确的断点检测。
手势开关
市场上普遍的感应式水龙头还是靠红外线感应，伸手过去不出水的情况不算少见，十次中有一次不出水在公共场所尚可接受，但高档酒店却有着更严苛的要求。ST的FlightSense技术已经应用于2017年科勒上市的水龙头产品中。
04
FlightSense应用
室内高档无人机跟拍
在室内的高档无人机应用上，一般在4米以内，需要无人机稳定地悬停、迅速地跟拍，还要防撞，FlightSense技术特别适合。在家里跟拍宝宝时，不用拿着相机跟着满屋跑了；在会议中摄像时，不用举着设备站完整场会了。
ST器件的悬停精度能够达到3%，实际应用中只有几厘米的浮动。并且测距时间在毫秒级，可以避免还没有检测到障碍就撞上去的情况发生。
05
FlightSense应用
接近检测
早在第一代FlightSense VL6180系列上市后，就广泛应用于教育面板中，如读书郎平板电脑，解决了家长特别在乎的孩子离屏幕太近的问题，一旦FlightSense器件检测到人体离屏幕太近，屏幕就将自动熄灭。
在2018年，ST将从教育类产品扩展到商务类。除了考虑阅读的距离，还做了存在检测开关，人离开之后自动将屏幕关掉。自动锁屏在商务面板中可以起到节能、保密的作用。
AMIRO LED智能化妆镜
2017年ST客户上市的AMIRO LED智能化妆镜，其中的黑色器件就是ST的关键产品。靠近时点亮，使用时能一直感应到，一旦离开，大概一分钟的时间在30厘米左右感应不到任何东西，灯会自动熄灭。
儿童教育机器人
儿童教育机器人一般具备音乐播放、语言学习能功能，操作起来会移动，ST的防撞器件可以保证机器人在移动中不会撞到障碍物。
小米家庭的石头扫地机
目前市面上的扫地机有很多，小米家庭的石头扫地机以性价比优势备受欢迎，而这个扫地机里面就有一个ST的FlightSense芯片，主要实现沿边功能，能够使得它与墙体始终保持10mm的距离沿墙直行，并不会一头撞上去。
在此之前的红外对管方案相当贵，效果也不好，ST在效果和成本上都帮客户实现了很大的优化。
此外，马桶冲水、室内门禁系统等应用领域中，如果对感应距离和时间有更加严格的要求，ST的FlightSense技术都能够完美解决。
06
ST汽车摄像解决方案
VG6768+STV971
随着智能汽车发展势头越来越大，这些年在摄像头方面保持沉默的ST欲携HDR、无闪烁摄像解决方案强势归来。
高动态范围(High-Dynamic Range,简称HDR),又称宽动态范围技术,是在非常强烈的对比下让摄像机看到影像的特色而运用的一种技术。车载摄像技术和手机最大的差异，车载中的关键指标不是多少像素，而是HDR的能力。业界产品HDR一般是120 dB，好一点的到130 dB，ST方案拥有先进的图像处理器STV971，可以做到145dB HDR。
现在汽车上的LED灯使用越来越多，很多红绿灯也开始用LED灯。LED是一种人眼看不到的闪烁灯，但这种闪烁对车载摄像系统影响很大。HDR、无闪烁摄像解决方案在汽车行车记录仪，以及将来的后视镜、ADAS摄像头、E-mirror都会有很好的应用。
ST的LED光源闪烁解决方案
ST方案拥有全新的消除LED闪烁CMOS图像处理器VG6768，采用双二极体方案有效地控制60Hz~4kHz的LED频率范围的闪烁。双二极体在大二极体上连续对长曝光进行积分运算，在小二极体管进行中短曝光时间积分运算，成功扩展动态范围，同步解决LED光源闪烁问题。
将两个二极体在传感器的一层中实现，最难的是工艺，意法半导体有自己的封装测试厂，为最新汽车摄像解决方案的实现创造了条件，也是其优势所在。
接下来在上海和慕尼黑的电子展上，ST会有更完整的汽车摄像解决方案演示。在汽车电子行业，目前已经拥有如安森美等活跃的半导体厂家，ST的VG6768+STV971方案的加入，将推动汽车行业更快地发展，期待ST汽车摄像解决方案在市场上的表现。