意法半导体下一代多区飞行时间传感器提高测距性能和能效

2023年12月25日，中国-意法半导体的最新一代8x8多区飞行时间(ToF)测距传感器VL53L8CX实现了一系列改进，包括更强的抗环境光干扰能力、更低的功耗和更强的光学性能。

意法半导体的直接ToF传感器在一个模块内整合940nm垂直腔表面发射激光器(VCSEL)和多区SPAD(单光子雪崩二极管)探测器阵列，以及由滤镜和衍射光学元件(DOE)组成的光学系统。其中，光学系统的性能优于类似可替代传感器常用的传统微透镜。新传感器的视场角为45°x45°(对角线65°)，通过接收反射光计算物体到传感器的距离，最远测量距离为400厘米，可测量64个独立区域，最多每秒测距30次。

新产品VL53L8CX通过采用新一代VCSEL光源和先进的硅基元光学元件提高了测距性能。与现有的测距传感器VL53L5CX相比，新传感器提高了抗环境光干扰能力，在低功耗模式下的日光测距性能从170厘米延长到285厘米，同时功耗从4.5毫瓦降低到1.6毫瓦。

意法半导体于2021年发布了首款多区飞行时间传感器VL53L5CX。通过提高测距性能，新推出的VL53L8CX进一步扩大了意法半导体传感器与采用传统光学元件的替代品之间的优势差距，传统光学元件的固有测距区域较少，而且外围测量区灵敏度较低。得益于真正的8x8多区域测距，VL53L8CX确保在整个视场内灵敏度一致，测距准确度高，在环境光条件下测距更远。

当VL53L8CX被用于系统激活和人员存在检测时，更好的抗环境光干扰能力使设备的响应更快，性能更稳定。VL53L8CX还是意法半导体STGesture™平台的硬件组件，其他组件是STSW-IMG035手势识别软件包和手势EVK开发工具。新传感器提供了可重复的动作交互所需的测距精度。除了动作识别外，还可以利用GitHub上STM32ai modelzoo中最新的人工智能模型实现手势识别。

此外，在工业散装储存和仓储中，VL53L8CX可以提高箱柜、容器、筒仓和储罐的容量和液位监测准确度。出色的测距准确度还可以提高咖啡机、饮料分配器等饮料机的性能。

包括自动吸尘器在内的移动机器人利用VL53L8CX可以提高寻迹导航能力，例如，地板感应、小物体检测、避撞和悬空跌落检测。此外，同步引脚可以加快投影仪和相机的自动对焦。模块上还有一个运动指示器，这是一个允许实时动作的自动停止功能。传感器在60厘米以外的距离不受盖板串扰的影响。现在，除了1MHz I2C接口外，新传感器还支持SPI接口，可与主控制器进行高达3MHz的数据传输。

设计师可以用配套的生态系统快速评估VL53L8CX，加快项目开发进度。开发生态系统包括X-NUCLEO-53L8A1扩展板和SATEL-VL53L8转接板。意法半导体还提供P-NUCLEO-53L8A1开发包，包含STM32F401 NUCLEO微控制器板和X-NUCLEO--53L8A1扩展板，可随时上电，着手开发。

VL53L8CX现已上市，采用6.4mm x 3.0mm x 1.75mm无引线封装。