STMicroelectronics VL53L7CH飛行時(shí)間 (ToF) 傳感器是一款8x8（64區(qū)）多區(qū)域傳感器，具有超寬90°對角線視場 (FoV)。該傳感器為需要ToF傳感器多區(qū)域原始數(shù)據(jù)的AI應(yīng)用提供緊湊歸一化直方圖 (CNH) 創(chuàng)新數(shù)據(jù)輸出。在每個區(qū)域測量的紅外信號通過每個直方圖分區(qū)作為原始數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)。VL53L7CH ToF傳感器允許用戶修改高達(dá)128分區(qū)的直方圖分辨率并定義分區(qū)寬度。 該傳感器具有高達(dá)60Hz采樣率、每個區(qū)2cm至350cm測距范圍以及連續(xù)或自主工作測距模式。VL53L7CH ToF傳感器的工作電壓可為1.8V、3.3V或2.8V IOVDD， 也可以采用3.3V或 2.8VAVDD 搭配1.8VIOVDD 的組合形式。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：STMicroelectronics VL53L7CH飛行時(shí)間 (ToF) 傳感器數(shù)據(jù)手冊.pdf

VL53L7CH ToF傳感器與 VL53L8CH驅(qū)動器兼容，與VL53L5CX和VL53L7CX引腳對引腳兼容。該傳感器采用光學(xué)LGA16封裝，尺寸為6.4mm x 3mm x 1.6mm。VL53L7CH ToF傳感器用于咖啡機(jī)和飲料分配器的杯緣檢測以及智能樓宇的人數(shù) 統(tǒng)計(jì)。其他應(yīng)用包括用于機(jī)器人和真空吸塵器的地面感測、手勢運(yùn)動和手勢識別。

特性

• 用于人工智能的緊湊型歸一化直方圖（CNH）數(shù)據(jù)輸出：
  • 多區(qū)域數(shù)據(jù)輸出，多達(dá)64個獨(dú)立區(qū)域
  • 直方圖輸出，每個BIN均配有信號計(jì)數(shù)
  • 高達(dá)128 BIN直方圖可編程尺寸
  • 最小區(qū)間寬度低至37mm
  • 最大頻率可高達(dá)30Hz（借助 ^I2C^ ）
  • 每個區(qū)的報(bào)告環(huán)境IR光強(qiáng)度
  • 可提供所有飛行時(shí)間 (ToF) 處理數(shù)據(jù)（距離、信號幅度和反射率）
• 超寬視場 (FoV)：
  • 60° x 60° 形視場 (90°對角線)
  • 自主低功耗模式，具有可編程中斷閾值，可喚醒主機(jī)
  • 測距：高達(dá)350cm
  • 每個區(qū)域運(yùn)動指示燈，用于顯示目標(biāo)是否移動
• 高度可配置的CNH可滿足用戶期望：
  • 15Hz時(shí)64個區(qū)域分18個BIN
  • 15Hz時(shí)32個區(qū)域?yàn)?6個BIN
  • 25Hz時(shí)16個區(qū)域分48個BIN
• 易于集成
  • 單一回流焊元件
  • 1.8V、3.3V或2.8V IOVDD， 也可采用3.3V或 2.8VAVDD搭配 1.8VIOVDD的 組合形式
  • 兼容各種玻璃罩材料。
  • 驅(qū)動器與VL53L8CH兼容
  • 引腳對引腳兼容VL53L5CX和VL53L7CX
• 完全集成的微型模塊：
  • 940nm不可見光垂直腔面發(fā)射激光器 (VCSEL)
  • 發(fā)射器和接收器上擴(kuò)散光學(xué)元件 (DOE)，支持方形FoV
  • 接收單光子雪崩二極管 (SPAD) 陣列
  • 運(yùn)行固件的低功耗微控制器
  • 尺寸：6.4mm x 3mm x 1.6mm

系統(tǒng)框圖

應(yīng)用原理圖

?VL53L7CH飛行時(shí)間傳感器：開啟人工智能感知新紀(jì)元的技術(shù)解析?

? 一、核心技術(shù)創(chuàng)新：緊湊歸一化直方圖(CNH) ?

STMicroelectronics推出的VL53L7CH飛行時(shí)間（ToF）傳感器通過? 緊湊歸一化直方圖（CNH） ? 技術(shù)，將傳統(tǒng)ToF傳感器升級為AI應(yīng)用的強(qiáng)大數(shù)據(jù)引擎：

1. ?原始數(shù)據(jù)輸出能力?
   • 最高支持64個獨(dú)立探測區(qū)域（8×8多區(qū)）
   • 可編程直方圖分辨率達(dá)128檔
   • 最小檔位寬度低至37mm
   • 通過I2C接口實(shí)現(xiàn)最高30Hz數(shù)據(jù)傳輸頻率
2. ?靈活配置模式?（典型配置示例）：
   • ?高分辨率模式?：64區(qū)域×18檔位@15Hz
   • ?均衡模式?：32區(qū)域×36檔位@15Hz
   • ?高速模式?：16區(qū)域×48檔位@25Hz
3. ?雙重?cái)?shù)據(jù)流?：在輸出CNH原始數(shù)據(jù)的同時(shí)，仍保留完整的ToF處理后數(shù)據(jù)（距離、信號幅度、反射率等）

?二、突破性硬件架構(gòu)?

?2.1 超寬視場角設(shè)計(jì)?

• ? 對角線視場角90° ?（60°×60°方形視場）
• 自主低功耗模式，支持可編程中斷閾值喚醒主機(jī)
• 每個區(qū)域配備運(yùn)動指示器，可檢測目標(biāo)移動狀態(tài)

?2.2 全集成微型模塊?

• ?發(fā)射器?：940nm不可見光垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）
• ?創(chuàng)新光學(xué)系統(tǒng)?：發(fā)射器和接收器均采用衍射光學(xué)元件（DOE）
• ?接收陣列?：單光子雪崩二極管（SPADs）
• ?尺寸?：6.4×3.0×1.6mm

?三、電氣特性與能效管理?

?3.1 供電靈活性?

支持多種供電組合：

• 單3.3V或2.8V操作
• 3.3V/2.8V AVDD與1.8V IOVDD混合供電

?3.2 功耗優(yōu)化?（典型值）：

?能效亮點(diǎn)?：在自主模式下，4×4配置@1Hz幀率時(shí)典型功耗僅為5.4mW（2V8/1V8配置）

?四、測距性能深度分析?

?4.1 連續(xù)測距模式性能?（黑暗環(huán)境下）：

?4.2 環(huán)境適應(yīng)性?

• ?工作溫度范圍?：-30至85°C
• ?抗環(huán)境光干擾?：在5kLux環(huán)境光下仍保持穩(wěn)定工作

?五、應(yīng)用場景拓展?

?5.1 傳統(tǒng)應(yīng)用增強(qiáng)?

• ?機(jī)器人及掃地機(jī)地板感知?：精確識別不同材質(zhì)地面
• ?咖啡機(jī)飲料分配器杯沿檢測?：CNH數(shù)據(jù)可識別液體界面

?5.2 新型AI應(yīng)用?

• ?手勢運(yùn)動與手部姿態(tài)識別?：原始直方圖數(shù)據(jù)為機(jī)器學(xué)習(xí)提供豐富特征

?5.3 突破性應(yīng)用可能?

通過CNH數(shù)據(jù)分析，傳感器可檢測：

• ?固體材料?：地毯、木材、玻璃、鏡子等
• ?氣體或液體?：水、油、化學(xué)品等介質(zhì)差異

?六、系統(tǒng)集成優(yōu)勢?

?6.1 兼容性設(shè)計(jì)?

• 與VL53L8CH驅(qū)動兼容
• 與VL53L5CX和VL53L7CX引腳兼容

?6.2 設(shè)計(jì)友好性?

• 單次回流焊組裝
• 兼容各種蓋板材料
• 完善的應(yīng)用電路支持