ST /TI/ ams/ Melexis，TOF 技术哪家强？

　　看一眼你的手机它就解锁了，TOF 3D传感器让智能手机变得更酷。Digitimes预测，2019年使用TOF 3D传感器技术的智能手机出货量将达到2000万台，看来大众对新技术的应用还是充满期待。

　　因为TOF技术，小米和荣耀还进行了胡怼。红米Redmi 品牌总经理认为荣耀V20 TOF镜头无用，荣耀业务部副总裁回击TOF等技术是公司厚积薄发的技术储备。让国内两家手机大厂网上开战，TOF技术有什么魔力？

　　TOF即Time of Flight，直译为飞行时间。原理是通过向目标发射连续的特定波长的红外光线脉冲，通过特定传感器接收待测物体传回的光信号，计算光线往返的飞行时间或相位差得到待测物体的3D深度信息，ToF相机的亮度图像可以通过模型迅速连接起来。

　　相对于3D结构光技术，TOF技术在一定距离内，光信息衰减小，同时TOF感光元件的单位像素可达到10μm，对于光的采集有足够的保障，使用距离可达到0.4m-5m,因此适用于后置摄像头上。

　　由于TOF技术性能更高，以及被智能手机大量采用，很多芯片厂商开始纷纷发力这一领域，今天我们就来盘点一下有哪些厂商在做TOF传感器芯片：

　　意法半导体（ST）

　　ST在消费电子领域颇有建树，对TOF技术自然也非常关注，早在几年前就已经推出了相关产品VL6180和VL53L0X。其中VL6180是其第一代产品，采用850nm的波长激光，最大测距大于40cm；VL53L0X是第二代产品，采用了940nm的波长激光，测距距离也提升到了2m。ST称VL53L0X是世界上最小的ToF传感器，采用单光子雪崩二极管，超高速时间分辨率让Direct ToF技术能够采用ST CMOS SPAD制造工艺，集成传感器、滤波器、光学器件、VCSEL和驱动器于一体，系统具有高度校准的特性。

　　德州仪器（TI）

　　早在2013年TI 就发布过3D飞行时间（ToF）手势技术但是用于控制领域。2017年发布的飞行时间（ToF）传感器OPT8241算是一款经典产品，这颗芯片属于3D ToF图像传感器系列，它将ToF感应功能与经优化设计的模数转换器（ADC）和通用可编程定时发生器（TG）相结合，以高达150帧/秒的帧速率（600读出/秒）提供四分之一的视频图形阵列（QVGA 320 x 240）分辨率数据。主要的应用是深度感测，例如3D扫描、手势控制等等，其终端应用在ATM、人数统计等等。

　　艾迈斯半导体（ams）

　　ams的专注程度堪称“死磕”传感器，艾迈斯半导体的首席执行官Alexander Everke曾表示，“我们专注于高性能传感器解决方案。业务范围包括传感器解决方案、传感器IC、接口和相关软件。”TOF技术作为行业热点必然也是ams的重中之重。在2017年收购VCSEL玩家之一Princeton Optronics，加强3D成像、AR/VR及汽车应用技术。目前1D飞行时间传感器的缺点是尺寸过大，在较差的照明条件下或显示屏脏污时，性能会大打折扣。ams 的1D飞行时间传感器TMF8701集成了VCSEL红外发射器、多个SPAD（单光子雪崩光电二极管）光探测器、时间-数字转换器和直方图处理内核，可以独立识别显示屏上的指纹污染以及盖玻片范围以外物体（例如用户脸部）的光反射，即使在传感器孔径脏污时，也能保持可靠性能。

　　迈来芯（Melexis）

　　迈来芯是全球五大顶级汽车半导体传感器供应商之一，在汽车市场有着绝对的优势，可以说现在平均每辆车就有8颗迈来芯品牌的芯片。在汽车应用中，传感器数量越来越多，尤其是未来的自动驾驶，只有配备大量的高精准度的传感器才能让行驶更安全。

　　在2017年，迈来芯推出了MLX75023 1/3英寸光学格式TOF传感器，其提供当时世界上最小的QVGA分辨率像素，并具有63dB线性动态范围和日光鲁棒性。MLX75123配套芯片将传感器IC直接连接到主机MCU，可以从传感器快速读取数据；近期，Melexis推出业界首款面向汽车内部和外部监控等应用的单芯片汽车级VGA飞行时间 (ToF) 图像传感器MLX75027，这是片上系统解决方案，在单一BGA封装中提供VGA（640 x 480 像素）分辨率的图像传感及处理功能。

　　Teledyne e2v

　　Teledyne e2v拥有超过40年的成像设计及制造经验，产品涉及CMOS、CCD和EMCCD图像传感器、阵列、相机模块、子系统和线扫描相机。Teledyne e2v研发的第一个3D飞行时间法解决方案，具有130万像素分辨率深度与1英寸光学尺寸。在可见光与近红外光谱850nm波长出量子效率大50%，高动态范围可实现实现夜间和日夜视觉；可获取快速移动的目标3D图像：速度高达120帧/秒，全分辨率30帧/秒深度图像，全局快门效率高。

　　除了智能手机，TOF技术还可以应用于汽车、工业、人脸识别、娱乐、电影特效、机器人等诸多领域。在汽车上，TOF传感器可以用于自动驾驶，通过TOF技术对行车环境进行感知；在工厂自动化中，ToF技术可以用于拾取放置作业以及装配作业；在人脸识别系统中，TOF相机的亮度图像和深度信息可以通过模型连接起来，迅速精准的完成人脸匹配和检测；在制作影视特效时，TOF相机可以将深度信息附加在视频图像中，精确确定场景中每个像素的空间位置。