Avec ses nouveaux capteurs Time-of-Flight, STMicroelectronics élargit son offre à la détection de profondeur en 3D

STMicroelectronics (NYSE : STM), un leader mondial des semiconducteurs dont les clients couvrent toute la gamme des applications électroniques, annonce un module totalement intégré de détection LiDAR 3D (Light Detection And Ranging) par mesure directe du temps de vol (dToF — direct Time-of-Flight) qui affiche une résolution de 2 300 points et est à la pointe du marché. Par ailleurs, la Société a annoncé la première qualification du capteur iToF (indirect Time-of-Flight) de 0,5 Mpixels le plus compact du marché actuellement.

« Les capteurs ToF, qui sont capables de mesurer avec précision la distance qui sépare des objets présents dans une scène, offrent de nouvelles possibilités aux produits intelligents, aux appareils électroménagers et aux systèmes d’automatisation industrielle. Nous avons déjà livré deux milliards de circuits sur le marché et continuons d’élargir notre portefeuille hors pair qui couvre tous les types de capteurs, des plus élémentaires à zone unique jusqu’aux derniers modèles de mesure directe et indirecte du temps de vol haute résolution en 3D », a déclaré Alexandre Balmefrezol, directeur général du sous-groupe Imaging de STMicroelectronics. « Grâce à notre chaîne de fabrication intégrée verticalement qui englobe tous les aspects de la technologie, depuis la conception de pixel et de micro-lentilles jusqu’à la fabrication, et qui s’appuie sur nos propres usines d’assemblage de modules réparties dans le monde entier, nous sommes en mesure de livrer en forts volumes ces capteurs extrêmement innovants, hautement intégrés et aux performances élevées. »

Le nouveau capteur LiDAR 3D (dToF) VL53L9 annoncé aujourd’hui se distingue par une résolution pouvant atteindre 2 300 zones. Intégrant une fonction d’illumination infrarouge par scanning en deux flux, unique sur le marché, le LiDAR est capable de détecter de petits objets et leurs contours, ainsi que de capturer simultanément des images en 2D dans l’infrarouge (IR) et des informations de cartographie de profondeur en 3D. Ce capteur se présente sous la forme d’un module à basse consommation, prêt à l’emploi, avec une fonction de traitement dToF embarqué au silicium, ce qui évite les calibrations optiques et le recours à des processeurs externes supplémentaires. De plus, ce composant affiche une précision télémétrique accrue, pour des distances variant entre 5 cm et 10 mètres.

Par ses fonctionnalités, le capteur VL53L9 augmente aussi les performances d’assistance à la prise de vue (camera assist) en prenant en charge tous les scénarios, de la macrophotographie (courte distance) jusqu’au téléobjectif, avec des fonctions telles que l’autofocus laser, l’effet « Bokeh » (flou d’arrière-plan) et les effets de flouté cinématographiques pour les images fixes et les vidéos à 60 images par seconde (fps). Les systèmes de réalité virtuelle (VR) peuvent tirer parti de la grande précision des images 3D et 2D, pour améliorer la cartographie dans l’espace, rendant ainsi les jeux plus immersifs et permettant de nouvelles expériences utilisateurs telles que les visites virtuelles ou la création d’avatars en 3D. De plus, la possibilité de détecter les contours de petits objets sur de courtes ou de très longues distances permet d’utiliser ce capteur dans des applications telles que la réalité virtuelle ou la localisation et la cartographie simultanées (SLAM — Simultaneous Localization And Mapping).

Par ailleurs, ST a annoncé de nouvelles informations à propos de son capteur ToF VD55H1, avec notamment le lancement de la production en volume et la mise sur le marché des premiers produits de Lanxin Technology, une entreprise chinoise spécialisée dans les systèmes de vision en profondeur pour robots mobiles. Sa filiale MRDVS a choisi le capteur VD55H1 pour ajouter une fonction de détection de profondeur haute précision à ses caméras 3D. En associant la puissance de la vision 3D à des capacités d’intelligence artificielle embarquée (edge IA), les caméras ultra-compactes haute performance équipées du capteur de ST permettent d’éviter les obstacles de manière intelligente et d’assurer un amarrage haute précision aux robots mobiles.

Outre la vision industrielle, le capteur VD55H1 convient idéalement aux webcams 3D et aux applications pour PC, à la reconstitution en 3D avec des casques de réalité virtuelle, au comptage de personnes, ainsi qu’à la détection d’activités dans les maisons et bâtiments intelligents. Il est doté d’une matrice de 672 x 804 pixels dans une puce de dimensions réduites, et peut cartographier les surfaces en trois dimensions avec une résolution de plus d’un demi-million de points. Le processus de fabrication par « empilement de 2 galettes de silicium » (wafer stacking) avec illumination face arrière (BSI — Back-Side Illumination) développé par ST assure une résolution sans équivalent avec des dimensions et une consommation d’énergie inférieures aux autres capteurs iToF du marché. Grâce à ces caractéristiques, le VD55H1 représente une excellente solution pour la création de contenus en 3D pour webcams et applications VR telles que les avatars virtuels, la modélisation des mains et les jeux.

Les premiers échantillons du capteur VL53L9 sont immédiatement disponibles pour les clients principaux ; sa production en volume est prévue au début de l’année 2025. Le VD55H1, quant à lui, est actuellement en production de masse.
Pour toute demande d’information concernant les tarifs et d’échantillon, contactez votre bureau de vente ST.

ST présentera sa gamme de capteurs ToF, dont le VL53L9, et expliquera ses technologies en détail lors du salon Mobile World Congress 2024 qui se tiendra à Barcelone du 26 au 29 février (stand 7A61).
Voir la vidéo ici.

Complément d’information technique :
Les capteurs Time-of-Flight (ToF) utilisent le temps parcouru par des photons (grains de lumière) pour calculer la distance séparant deux points.

Les capteurs de profondeur en 3D à mesure du temps de vol fournissent une carte d’informations télémétriques pour calculer la distance entre plusieurs objets situés dans le champ de vision. Grâce à la fonction d’illumination infrarouge « diffuse » et non « par points », les capteurs 3D sont également capables d’acquérir une image infrarouge en 2D complète qui est utilisée pour améliorer le traitement des images (« post-processing ») et ainsi enrichir l’expérience des utilisateurs. Les capteurs ToF 3D peuvent cartographier une scène pour la navigation de robots et l’évitement de collisions, ainsi que détecter et localiser des objets ou des personnes dans des applications de construction intelligente telles que l’analyse de l’utilisation d’une pièce ou l’assistance en cas d’urgence. Enfin, la combinaison d’un rendu ToF en 3D avec les informations fournies par un capteur d’image couleur permet de créer des expériences de réalité virtuelle réellement immersives.

Le capteur VD55H1 calcule la distance qui sépare les points d’une surface en mesurant le décalage de phase entre le signal émis et le signal reçu et réfléchi. Cette technique de mesure indirecte du temps de vol (iToF) complète la technique de détection directe du temps de vol (dToF) utilisée par des capteurs tels que le VL53L9, qui calcule le temps séparant l’émission et la réception des signaux réfléchis. Grâce à son vaste portefeuille de technologies avancées, ST conçoit des capteurs de mesure directe et indirecte du temps de vol haute résolution, et propose des solutions optimisées en fonction des exigences de l’application.

À propos de STMicroelectronics
Chez ST, nous sommes plus de 50 000 créateurs et fabricants de technologies microélectroniques. Nous maîtrisons toute la chaîne d’approvisionnement des semiconducteurs avec nos sites de production de pointe. En tant que fabricant intégré de composants, nous collaborons avec plus de 200 000 clients et des milliers de partenaires. Avec eux, nous concevons et créons des produits, des solutions et des écosystèmes qui répondent à leurs défis et opportunités, et à la nécessité de contribuer à un monde plus durable. Nos technologies permettent une mobilité plus intelligente, une gestion plus efficace de l’énergie et de la puissance, ainsi que le déploiement à grande échelle d’objets autonomes connectés au cloud. Nous sommes engagés pour atteindre notre objectif de devenir neutre en carbone sur les scopes 1 et 2, et une partie du scope 3, d’ici 2027. Pour de plus amples informations, visitez le site www.st.com.