Laufzeit-(ToF-)Entfernungsmesser VL53L5CX

Der VL53L5CX von STMicroelectronics ist ein hochmoderner Laufzeit-Laser-Entfernungsmesser, der die Produktfamilie FlightSense™ von ST erweitert. Er befindet sich in einem Reflow-lötbaren Miniaturgehäuse und kombiniert ein SPAD-Array (Single-Photon Avalanche Diode), physikalische Infrarotfilter und lichtbrechende optische Elemente (DOE) mit einer breiten Palette von Deckglasmaterialien, um die beste Reichweitenleistung bei verschiedenen Umgebungslichtbedingungen zu erzielen. Durch die Verwendung eines DOE über dem VCSEL (Vertical Cavity Surface-Emitting Laser) kann ein quadratisches Sichtfeld (FoV) auf die Szene projiziert werden. Die Reflexion dieses Lichts wird von der Empfängerlinse auf ein SPAD-Array fokussiert.

Im Gegensatz zu herkömmlichen IR-Sensoren nutzt der VL53L5CX von ST neueste Laufzeitmesstechnologie, die eine absolute Entfernungsmessung unabhängig von Zielobjektfarbe und Reflexionsgrad gestattet. Er bietet eine genaue Entfernungsmessung bis zu 400 cm und kann mit hohen Geschwindigkeiten (60 Hz) arbeiten, was ihn zum schnellsten, mehrzonigen Miniatur-ToF-Sensor macht, der derzeit auf dem Markt ist.

Dank der patentierten ST-Histogram-Algorithmen ist der VL53L5CX in der Lage, verschiedene Objekte innerhalb des FoV mit einem Abstandsinformationsbereich von bis zu 60 Hz zu erkennen. Das Histogramm bietet auch Immunität gegen Glasübersprechen über 60 cm hinaus. Multizonen-Abstandsmessungen sind möglich bis zu 8 x 8 Zonen mit einem breiten diagonalen FoV von 61°, das per Software reduziert werden kann.

Merkmale

• Schneller und genauer Multizonen-Entfernungssensor
  • Multizonen-Entfernungsausgabe mit entweder 4 x 4 oder 8 x 8 separaten Zonen
  • Autonomer Stromsparmodus mit Interrupt-programmierbarer Schwelle zum Aufwecken des Hosts
  • Bis zu 400 cm Reichweite
  • Multitarget-Erkennung und Abstandsmessung in jeder Zone
  • Bildfrequenz: bis zu 60 Hz
  • Histogramm-Verarbeitung und algorithmische Kompensation minimieren oder beseitigen den Einfluss des Übersprechens von Deckgläsern
  • Szenenwechselanzeige (SCI - Scene Change Indicator) für erweiterte Bewegungserkennung
• Vollständig integriertes Miniaturmodul mit breitem FoV
  • Emitter: VCSEL mit unsichtbarem 940-nm-Licht und integrierter analoger Treiber
  • diagonales, quadratisches 61°-FoV unter Verwendung von DOE an Sender und Empfänger
  • SPAD-Array auf Empfängerseite
  • Leistungsarmer Mikrocontroller mit Firmware
  • Maße: 6,4 mm x 3,0 mm x 1,5 mm
• Einfache Integration
  • Einzelne Reflow-fähige Komponente
  • Flexible Stromversorgungsoptionen, einfacher 3,3-V- oder 2,8-V-Betrieb oder Kombination von entweder 3,3-V- oder 2,8-V-AVDD mit 1,8-V-IOVDD
  • Kompatibel mit einer breiten Palette von Deckglasmaterialien

Anwendungen

• Szenenverständnis: Multizonen- und Multi-Objekt-Abstandserkennung ermöglicht 3D-Raumkartierung und Hinderniserkennung für Robotikanwendungen
• Breites FoV und Multizonen-Scanning ermöglicht Content-Management (Beladung von LKWs, Tanks, Abfallbehältern)
• Gestenerkennung
• Flüssigkeitsstandskontrolle
• Trapezkorrektur für Videoprojektoren
• Laserunterstützter Autofokus (LAF) Verbessert die Geschwindigkeit und Robustheit des Kamera-AF-Systems, insbesondere in schwierigen Szenen mit wenig Licht oder geringem Kontrast
• Weiterentwicklung von AR/VR (Erweiterte Realität / Virtuelle Realität) Duale Kamera-Stereoskopie und 3D-Tiefenassistenz dank Mehrzonen-Abstandsmessung
• Intelligente Gebäude und intelligente Beleuchtung (Benutzererkennung zum Aufwecken von Geräten)
• IoT (Benutzer- und Objekterkennung)
• Video-Fokus-Tracking: 60-Hz-Bereich ermöglicht Optimierung des kontinuierlichen Fokus-Algorithmus