L’innovativo sensore FlightSense 3D con tecnologia proprietaria BSI Time-of-Flight (iToF) a 40 nm, aumenta le capacità di imaging di smartphone, apparecchiature AR/VR e robot di consumo.
STMicroelectronics ha annunciato oggi una nuova famiglia di sensori Time-of-Flight ad alta risoluzione in grado di portare l’imaging 3D avanzato su smartphone e altri dispositivi.
La famiglia 3D debutta con il dispositivo VD55H1. Questo sensore mappa le superfici in modalità tridimensionale misurando la distanza di oltre mezzo milione di punti. Gli oggetti possono essere rilevati fino a cinque metri dal sensore e anche oltre con un’illuminazione patterned. Il dispositivo VD55H1 consente di affrontare i casi d’uso emergenti del mercato AR/VR tra cui mappatura delle stanze, giochi e avatar 3D. Negli smartphone, il sensore migliora le prestazioni delle funzioni della fotocamera, tra cui l’effetto bokeh, la selezione multicamera e la segmentazione video. Anche la sicurezza dell’autenticazione facciale è migliorata con una risoluzione più elevata e immagini 3D più accurate, per proteggere lo sblocco del telefono, i pagamenti mobili e qualsiasi altro sistema intelligente che comporti transazioni sicure e controllo degli accessi. Nella robotica, il VD55H1 fornisce una mappatura della scena 3D ad alta fedeltà per tutte le distanze target, per abilitare nuove e più potenti funzionalità.
“L’innovativo sensore di profondità 3D VD55H1 rafforza la leadership di ST nel Time-of-Flight e completa la nostra ampia gamma di tecnologie di rilevamento della profondità“, ha affermato Eric Aussedat, ST’s Executive VP, Imaging Sub-Group General Manager. “Il portafoglio FlightSense comprende ora prodotti ToF diretti e indiretti, dai sensori single-point ranging all-in-one ai sofisticati sistemi 3D ad alta risoluzione che consentiranno di realizzare dispositivi intuitivi, intelligenti e autonomi“.
I sensori del tempo di volo indiretto (iToF), come il VD55H1, calcolano la distanza dagli oggetti misurando lo sfasamento tra il segnale riflesso e il segnale emesso. Si tratta di una tecnica complementare rispetto a quella dei sensori ToF di tipo diretto (dToF) che misurano il tempo necessario affinché i segnali trasmessi vengano riflessi sul sensore. L’ampio portafoglio di tecnologie avanzate di ST consente all’azienda di progettare sensori ToF ad alta risoluzione sia diretti che indiretti e di offrire soluzioni ottimizzate su misura per il tipo di applicazione.
L’esclusiva architettura dei pixel e il processo di fabbricazione del VD55H1 che sfrutta nodi di processo a 40 nm, garantiscono un basso consumo energetico, un basso rumore e un’area del die ottimizzata. Il die contiene il 75% di pixel in più rispetto ai sensori VGA esistenti, all’interno di una dimensione del die più piccola.
Il sensore VD55H1 è disponibile in campioni per i principali clienti. La produzione in serie è prevista per la seconda metà del 2022. Sono disponibili un progetto di riferimento e un pacchetto software completo per accelerare la valutazione dei sensori e lo sviluppo dei progetti.
Il VD55H1 è il primo sensore per il rilevamento della profondità iToF dotato di un array di pixel retroilluminato (BSI) da 672 x 804 pixel.
Ha la capacità unica di operare con una frequenza di modulazione di 200 MHz con un contrasto di demodulazione superiore all’85% a 940 nm. Ciò riduce il rumore di profondità di un fattore due rispetto ai sensori esistenti che in genere operano intorno a 100 MHz. Inoltre, il funzionamento multifrequenza, un algoritmo avanzato di decompressione della profondità, un basso rumore di fondo e un’elevata gamma dinamica dei pixel garantiscono una migliore precisione di misurazione su lunghe distanze. La precisione della profondità è migliore dell’1% e la precisione tipica è dello 0,1% della distanza.
Altre caratteristiche includono una breve sequenza di acquisizione che supporta fino a 120 fps e migliora la robustezza del motion blur. Inoltre, la gestione avanzata dell’orologio e della fase, incluso il generatore di clock a spettro diffuso (SSCG), fornisce una mitigazione delle interferenze multi-dispositivo e una compatibilità elettromagnetica ottimizzata.
Il consumo energetico può essere ridotto a meno di 100 mW in alcune modalità di streaming, per prolungare l’autonomia dei dispositivi alimentati a batteria.
Per il VD55H1 è disponibile un progetto di riferimento delle dimensioni di un prodotto consumer che include il sistema di illuminazione. Viene inoltre fornito un driver software di supporto e una libreria contenente una pipeline avanzata di elaborazione del segnale di immagine per la ricostruzione della profondità, compatibile con le piattaforme integrate Android.
