Ново Поколение ToF Сензори Намират Приложение в Персонални Компютри, Умни Брави и др.
Измерването на времето, необходимо на светлинна вълна да измине разстоянието до обект и обратно, е основният принцип на ToF сензорите (идва от time-of-flight или време-на-полет). Наскоро се появи ново поколение от ToF сензори, насочени към множество интересни приложения.
В тази статия обобщаваме селекция от ToF сензори, които използват различни технологии, за да позволят засичане на човешко присъствие, разпознаване на лица и други функционалности на ToF сензорите.
Сензори на STMicroelectronics за Засичане на Човешко Присъствие
Миналият месец STMicroelectronics представи най-новия ToF сензор от своята продуктова линия FlightSense, VL53L5CP. Устройството е насочено към разпознаване на жестове, предупреждения за нарушители и засичане на човешко присъствие при персонални компютри.
Според ST, новият ToF сензор подобрява взаимодействията, сигурността и предоставя възможности за пестене на енергия при компютърните камери. Портфолиото FlightSense на компанията измина дълъг път, откакто първият 64-битов многозонов ToF сензор на ST беше официално обявен в края на 2020 г.
VL53L5CP започва със сканиране на 61-градусово зрително поле, за да направи карта, като събира информация без да използва камера или предварително записани изображения. Използвайки ToF технологията, сензорът може да открива и регистрира множество цели, да измерва X/Y/Z координатите и да проследява няколко цели в рамките на 64 зони.
Новият сензор е снабден със софтуера Presence Premium PLUS от трето поколение. Софтуерът има специални алгоритми, които позволяват на компютърните дизайнери да създават персонализирани AI приложения. Тази комбинация им позволява да прилагат интелигентно управление на захранването, допълнителна сигурност и функции за безконтактно взаимодействие с потребителя.
На хардуерно ниво VL53L5CP има вграден масив от еднофотонни лавинни диоди (SPAD), физически инфрачервени филтри и дифракционни оптични елементи (DOE). Всеки компонент може да помогне на компютърните камери да отразяват/отклоняват светлината, като от своя страна така те регистрират взаимодействия или жестове при различни нива на осветеност.
Тези технологии правят VL53L5CP много подходящ за засичане на човешко присъствие. ST съобщава, че производителят на компютри Lenovo интегрира VL53L5CP в избран брой свои лаптопи. Повече информация е налична във информационния файл на VL53L5CP.
ToF модул на Analog Devices за 3D дълбочина
Залагайки на модулен подход, на изложението Sensors Converge 2022 през юни, Analog Devices дебютира своя ToF сензорен модул ADTF3175. Компанията твърди, че това е първият в индустрията индиректен ToF (iToF) модул с висока разделителна способност, промишлено качество при 3D системи за отчитане на дълбочина и визуализация. Устройството е предназначено да позволи на камерите и сензорите да възприемат 3D пространството в резолюции от 1 мегапиксел. Той предлага точност на дълбочината от ± 3 mm в пълния си диапазон на дълбочина от 0,4 до 4 метра.
В сърцето на модула ADTF3175 е чипът ADSD3100 на компанията, 1-мегапикселовo CMOS iToF устройство за изображения. Модулът също интегрира обектива и оптичния лентов филтър за устройството за изображения, с източник на инфрачервена светлина. Източникът се състои от оптика, лазерен диод, лазерен диоден драйвер и фотодетектор, флаш памет и регулатори на мощността за генериране на локално захранващо напрежение.
Модулът идва напълно калибриран за множество режими на обхват и разделителна способност. За завършване на системата за отчитане на 3D дълбочина, необработените данни за изображение от ADTF3175 се обработват външно от процесора на хост системата или дълбочинно ISP.
Взаимодействието на изходните данни от изображенията на ADTF3175 към хост системата се извършва чрез 4-лентов MIPI (интерфейс на мобилен индустриален процесор) CSI-2 (сериен интерфейс на камера 2) Tx интерфейс. Програмирането и работата се осъществяват чрез 4-проводни SPI и I2C серийни интерфейси. Размерът на модула ADTF3175 е 42 mm × 31 mm × 15,1 mm и е предназначен за работен температурен в диапазон от -20 °C до 65 °C. Повече информация можете да намерите в листа с данни за ADTF3175.
ToF сензорът добавя разпознаване на лица към интелигентното заключване на вратата
Интелигентните брави за врати са сред основните приложенията на сензорната технология ToF. По тази причина през юни TDK InvenSense обяви, че в сензора CH201 ToF е интегриран нов дизайн на интелигентно заключване на врати от висок клас от Kaadas. Kaadas K9-5F брава за врата с 3D лицево разпознаване, както и със заключване чрез натискане и издърпване. Чрез използването на ToF сензора на TDK, Kaadas подобрява разпознаването на обекти, като същевременно удължава живота на батерията на умната брава.
Сензорите SmartSonic вграждат MEMS PMUT (пиезоелектричен ултразвуков преобразувател с микромашина), състоят се от тънка силиконова мембрана и пиезоелектричен слой, които позволяват ToF функции.
След като върху пиезоелектричния слой се приложи електрическо поле, създаващо пресечна вълна, PMUT ще предаде тази вълна, която се отклонява от обекта и отразява обратно към PMUT. Вълната създава напрежение върху мембранния филм на PMUT, което се получава под формата на данни, използвани за изчисляване на разстоянието до обекта.
Според TDK, сензорът SmartSonic CH201 осигурява ниска мощност за интелигентните брави на Kaadas и осигурява лицево разпознаване на разстояние до 0,8 метра при всякаква осветеност. Това добавя допълнителна сигурност към бравите на Kaadas, което позволява до 6 различни начина за отключване на вратата. Повече информация можете да намерите в листа с данни на сензора SmartSonic CH201.
ToF сензорите предлагат по-опростен подход заснемане на изображения
В някои отношения ToF сензорите могат да се разглеждат като заместител на сложните системи за изображения или зрение. ToF сензорите откриват само необходимите 3D данни, без да е необходимо да заснемат и обработват данни за изображения. Продуктите в тази статия показват как ToF сензорната технология използва тази идея за няколко интересни приложения.
