什么是ToF傳感器?ToF傳感器又名飛行傳感器，是一種接近傳感器。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，ToF傳感器的主要原理是利用自身發(fā)出的對(duì)脈沖發(fā)射光在某種介質(zhì)中行進(jìn)一段時(shí)間到達(dá)物體并反射回傳感器所用的時(shí)間來(lái)測(cè)量傳感器與物體之間的距離，進(jìn)而再通過ToF內(nèi)部的圖像傳感器來(lái)確定測(cè)量的點(diǎn)形成的深度圖像(景深)或者3D圖像。
10月27日，意法半導(dǎo)體(ST)推出多合一、多區(qū)域的ToF傳感器模塊——VL53L5 ToF傳感器。據(jù)悉，VL53L5 TOF傳感器包括一個(gè)光源(垂直發(fā)射激光940nm)，一個(gè)片上系統(tǒng)傳感器(集成VCSEL驅(qū)動(dòng)器)、一個(gè)單光子雪崩二極管的接受陣列，以及一個(gè)32位的低功耗MCU核心和一個(gè)加速器(運(yùn)行復(fù)雜固件)。VL53L5已投入量產(chǎn)，目前已出貨數(shù)百萬(wàn)臺(tái)。
就細(xì)分場(chǎng)景而言，ToF技術(shù)面向智能手機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)發(fā)展一段時(shí)間。早在2014年，ToF技術(shù)就用在智能手機(jī)前置距離傳感器上，通過發(fā)射端主動(dòng)發(fā)出光子，遇到障礙物時(shí)返回至接收端接收，主要應(yīng)用于單點(diǎn)的光學(xué)測(cè)距，即主要在自動(dòng)對(duì)焦、接近檢測(cè)等方面發(fā)揮作用。直到2017年，iPhone X前置結(jié)構(gòu)光模組開啟了3D成像時(shí)代，其他手機(jī)廠商爭(zhēng)相追逐，應(yīng)用于3D感知的ToF產(chǎn)業(yè)鏈得以發(fā)展。
在物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中，智能家居、智慧安防、智慧零售、人流監(jiān)控，ToF傳感器用于識(shí)別和跟蹤人體，不僅僅是現(xiàn)在的認(rèn)臉模式，通過深度信息可以提高識(shí)別準(zhǔn)確度;在自動(dòng)駕駛/ 車內(nèi)感知領(lǐng)域，ToF 傳感器也可以成為車載激光雷達(dá)、車內(nèi)人體識(shí)別、車內(nèi)手勢(shì)識(shí)別的重要元器件等。目前，也有不少企業(yè)將ToF傳感器植入AGV和機(jī)器人手臂當(dāng)中，用于精準(zhǔn)導(dǎo)航和實(shí)時(shí)避障。
有分析人士認(rèn)為，未來(lái)受3D機(jī)器視覺系統(tǒng)在消費(fèi)電子、醫(yī)療衛(wèi)生、航空航天等產(chǎn)業(yè)中得到應(yīng)用，ToF傳感器市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2025年達(dá)到40億美元左右，年復(fù)合增長(zhǎng)率為31.9%左右，占比整個(gè)3D感測(cè)市場(chǎng)的60%以上。
從全球來(lái)看，亞太地區(qū)的中國(guó)、印度等新興發(fā)展中國(guó)家，正處于傳統(tǒng)工業(yè)智能化轉(zhuǎn)型以及電子產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展階段，因此對(duì)于ToF傳感器的市場(chǎng)需求持續(xù)攀升。預(yù)計(jì)未來(lái)十年，亞太地區(qū)將成為ToF傳感器主要需求驅(qū)動(dòng)力。
事實(shí)上，3D 感測(cè)技術(shù)路線很多，不同技術(shù)的性能不同，適合的應(yīng)用領(lǐng)域也不同。3D成像和傳感器模組包括ToF、雙目測(cè)距和結(jié)構(gòu)光三種關(guān)鍵技術(shù)。雙目測(cè)距是模仿人眼的2個(gè)2D傳感器組合在一起，需要兩個(gè)以上的攝像頭，軟件復(fù)雜度高且精度好，但速度慢幾乎不用于消費(fèi)電子領(lǐng)域。
進(jìn)入 2019 年后，安卓廠商紛紛加入TOF鏡頭的陣營(yíng)，2019年2月，三星發(fā)布了Galaxy S105G，前后分別各搭載一顆TOF鏡頭;LG發(fā)布了LG G8 ThinQ，搭載后置TOF鏡頭，采用了英飛凌的解決方案;聯(lián)想發(fā)布了Z6 Pro 5G手機(jī)，搭載了后置TOF鏡頭。華為在6月份在中端機(jī)型nova 5 Pro上也搭載了后置TOF鏡頭。目前除小米以外，主要安卓手機(jī)廠商均發(fā)布了搭載TOF模組的智能手機(jī)，其中華為和三星發(fā)布的機(jī)型數(shù)量相對(duì)較多。
大家都知道，5G時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用正在各個(gè)領(lǐng)域深入鋪開，從而帶來(lái)各類智能設(shè)備對(duì)三維感知能力的需求。TOF憑借其成本優(yōu)勢(shì)、優(yōu)秀的實(shí)時(shí)感知能力，將成為主流的3D感測(cè)方案。提別是在VR/AR應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)于時(shí)延有很高要求，TOF則是較適合的空間定位技術(shù)。也許在不久的將來(lái)，我們能看到飛行傳感器市場(chǎng)需求的又一波爆發(fā)。
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