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STマイクロエレクトロニクス、測距性能と省電力を向上

December, 27, 2023, Geneva--STマイクロエレクトロニクスのVL53L8CXは、最新世代の8×8マルチゾーンToF(Time-of-Flight)測距センサで、環境光耐性の向上、消費電力の低減、光学系の強化など、様々な改善点を実現している。

STのダイレクトToFセンサは、940nmの垂直共振器面発光レーザ(VCSEL)、マルチゾーンSPAD(単一光子アバランシェ・ダイオード)検出器アレイ、およびフィルタと回折光学素子(DOE)で構成される光学系をオールインワン・モジュールに組み合わせており、同様の代替センサで一般的に使用される従来のマイクロレンズよりも優れた性能を発揮する。センサは、45°×45°(対角65°)の広い正方形の視野を投影し、反射光を受けて、最大400cm離れた物体の距離を計算し、64の独立したゾーンで、毎秒最大30回のキャプチャを行う。

新しいVL53L8CXは、新世代のVCSELと高度なシリコンベースのメタオプティクスにより、測距性能を向上させている。現行VL53L5CXと比較して、周囲光による干渉に対する耐性が向上し、日光下でのセンサの最大範囲が170cmから285cmに拡張され、低電力モードでの消費電力が4.5mWから1.6mWに削減されている。

STは、2021年にVL53L5CX初のマルチゾーンToFセンサをリリースした。性能を向上させることで、新しいVL53L8CXは、ネイティブゾーンが少なく、外側の領域で感度が低下する従来の光学系の代替品と比較して、これらのセンサの利点をさらに拡張している。真の8×8マルチゾーンセンシングにより、VL53L8CXは視野全体で均一な感度と正確な測距を保証し、周囲光で優れた距離を達成している。

システムの起動や人の存在検出に使用する場合、VL53L8CXの周囲光耐性が高いため、機器はより一貫して迅速に応答可能。STのSTGestureプラットフォームには、ターンキー・ジェスチャ認識ソフトウェア「STSW-IMG035」と開発ツール「Gesture EVK」も含まれており、ジェスチャベースのインタラクションに必要な精度を実現。モーションジェスチャ認識に加えて、GitHubのSTM32ai-modelzooで公開されている最新のAIモデルを活用して、手の姿勢認識も可能。

さらに、このVL53L8CXは、産業用バルクストレージおよび倉庫保管における液面監視を含む、ビン、コンテナ、サイロ、およびタンクの内容物の監視の精度を向上させる。優れた精度は、コーヒーメーカーや飲料ディスペンサーなどの飲料マシンの性能も向上させることができる。

自律型掃除機などの移動ロボットは、このVL53L8CXを活用して、床検知、小さな物体の検出、衝突回避、崖の検出などのガイダンス機能を向上させることができる。また、同期ピンにより、プロジェクタとカメラは協調的なオートフォーカスの恩恵を受けることができる。加えて、モーションインジケータ、リアルタイムのアクションを可能にする自動停止機能もあり、センサは60cmを超えるカバーガラスのクロストークの影響を受けない。1MHzのI2Cインタフェースに加えて、SPI接続をサポートするようになった新しいセンサは、最大3MHzでホストデータ転送を処理する。

設計者は、X-NUCLEO-53L8A1拡張ボードやSATEL-VL53L8ブレークアウトボードなどのサポートエコシステムを活用して、VL53L8CXを迅速に評価し、プロジェクトをすぐに開始できる。P-NUCLEO-53L8A1パックも入手可能で、STM32F401 NucleoマイクロコントローラボードとX-NUCLEO-53L8A1拡張ボードが含まれており、電源を入れて探索を開始する準備ができている。

このVL53L8CXは現在入手可能で、6.4mm x 3.0mm x 1.75mmのリードレスパッケージに収められており、1000個購入時の単価は3.60ドル。