STMicroelectronics的飞行时间传感器和Starship Enterprise在iPhone 7系列中出现

发布时间:2016年10月17日
贡献作者:迪克詹姆斯

移动电话演进的较小故事之一是在手机实际用作手机时节省电力和禁用触摸屏功能的近距离感测的一个。这基本上意味着当手机带到耳朵时关闭屏幕(和触摸能力任务)。

早期的日子

在早期还没有这样的东西,那时一个简单的光电二极管被用来感知光电平的变化。这在大多数情况下都是可行的,但在某些情况下(比如一个白胡子的老人)却不行,这让制造商很尴尬。当然,在屏幕打开的情况下,触摸功能仍然有效,无意的触摸可能会挂断通话。显然iphone 4有一个坏名字对于这个特殊的错误。

积极的系统

由于引入了活性系统,通常用LED与光传感器结合使用,以感测光的光变化,然后通过从LED的主动照明确认面部接近。如果接近传感器接收到预定阈值水平上方的反射光,则会关闭屏幕。必须设置该阈值水平,使其在接近100%的情况下运用,而不管相邻的表面的反射率如何。

什么是飞行时间感觉?

什么是“飞行时间”感觉?

飞行时间传感器

现在我们在从iPhone 6S到iPhone 7中的过渡中看到了一个进一步的阶梯.6S使用LED +传感器选项,但iPhone 7似乎已经进入下一阶段并介绍了一段时间飞行(TOF)传感器。TOF的优点是它不依赖于反射光水平,而是实际测量从激光二极管发射的光子的行进时间,并且该行程时间与目标表面的反射率无关。

第一个TOF.

我们首先在BlackBerry Passport中看到了TOF传感器,介绍了我们的概念,以及意法半导体VL6180,三合一智能光学模块,包括接近传感器,环境光传感器和垂直腔表面发射激光器(VCSEL)光源。我们随后在其他一些LG手机中找到了它: 

第一个TOF.

第一个TOF.

这个接近传感器实际上是一组单光子雪崩二极管(SPADs),幸运的是,它可以集成到常规的CMOS工艺中。

第一个TOF.

VL6180实际上有两个用于模具的两个SPAD阵列,以及环境光传感器。VCSEL与模具共同包装,以提供完整的单元。

1月,STMicroelectronics宣布其第二代传感器,VL53L0我们在今年的6款手机中发现了这一点,这些手机都来自亚太地区(别忘了,摩托罗拉现在已经是联想了)。

第一个TOF.
第一个TOF.

这两种设备都被用作主摄像头的测距设备,而不是用作手机操作的近距离传感器。VL53L0已经去掉了环境光传感器,SPAD阵列已经被修改。

第一个TOF.

现在我们来看看iPhone 7——当我们看自拍相机的一面,并拿出组件时,环境光传感器和LED/传感器模块都与6s模型中的不同。

iPhone 7  -  Selfie相机一侧
iPhone 7  -  Selfie相机一侧
iPhone 7  -  Selfie相机一侧

当我们将它们拍摄并查看模块时,它看起来非常st-ish:看着骰子,它不一样,但在vl53l0 / s3l012ba用两个spad模具的型号和模具编号(s2l012ac)的情况下绝对相似。然而,阵列此时VCSEL在TOF的顶部粘合,以提供非常紧凑的模块。

第一个TOF.

基于此,我们认为可以得出结论,接近传感器现在是一个ToF传感器,也可以作为一个精确的测距自拍照相机。它也出现在7 Plus中,所以意法半导体获得了一个良好的设计。到目前为止,苹果公司和意法半导体公司都没有发布任何消息,但这是我们在手机发展过程中看到的又一个细微的改进。

在我们的拆除过程中,我们也看着环境光传感器,实际上是在iPhone 6s中的同一个,并且看起来相当常规。我们不知道是谁制造它,但它确实有明星跋涉的Starship企业!

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