自 2016 年推出以來，VL53L0X 一直是世界上最小的飛行時(shí)間傳感器，這要?dú)w功于領(lǐng)先的內(nèi)部封裝技術(shù)，該技術(shù)能夠集成定制的 VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）及其驅(qū)動(dòng)器， SPAD（單光子雪崩二極管）接收器，以及一體化模塊中的所有必需電路。它甚至是我們 2017 年開發(fā)者大會(huì)的亮點(diǎn)之一， 而 VL53L1X 則在幾周前的傳感器博覽會(huì)和大會(huì)上獲得了金級(jí)創(chuàng)新獎(jiǎng)。 確實(shí)，新部件非常受歡迎，因?yàn)樗Ａ袅酥敖M件的許多原始功能，并在它們的基礎(chǔ)上顯著提高了性能。 因此，有這么多第三方公司銷售集成了我們最新型號(hào)的分線板，以及依賴我們技術(shù)的第三方產(chǎn)品，我們認(rèn)為深入了解解釋 VL53L1X 成功的三個(gè)主要功能非常重要。

成功案例 #1：VL53L1X 的鏡頭

ToF 傳感器的工作原理是從 VCSEL 發(fā)射光子，然后等待光線從物體反彈回來。然后根據(jù)光子往返所用的時(shí)間來確定傳感器和物體之間的距離。范圍大幅增加的主要原因之一是在傳感器接收端前集成了一個(gè)鏡頭。透鏡有助于準(zhǔn)直返回傳感器的光，這意味著接收器可以檢測激光發(fā)射并從更遠(yuǎn)距離返回的光子，從而增加設(shè)備的范圍。這也意味著 VL53L1X 受明亮環(huán)境光的影響較小，因?yàn)殓R頭可以更好地濾除環(huán)境寄生射線，從而更好地檢測返回的光子。

除了提高傳感器對(duì)環(huán)境干擾的魯棒性外，該鏡頭還允許可編程的感興趣區(qū)域 （ROI）。傳統(tǒng)上，應(yīng)用程序?qū)⑼ㄟ^讀取接收器整個(gè)表面捕獲的信息來計(jì)算一個(gè)或多個(gè)物體的距離，從而處理整個(gè)可用視野——VL53L1X 中的 27o。然而，一些應(yīng)用不需要傳感器的整個(gè)視野??，試圖完整地捕捉它只是在浪費(fèi)資源、功率和計(jì)算吞吐量。因此，我們現(xiàn)在提供了限制接收器區(qū)域的能力，這些區(qū)域?qū)鬏斔鼈儾东@的信息，從而將視野限制在特定的感興趣區(qū)域。

成功案例 #2：VL53L1X 的強(qiáng)大 API

提供硬件功能（例如可編程感興趣區(qū)域）是非常了不起的，但我們已經(jīng)聽到軟件工程師想知道他們將如何處理所有寄存器和指令以有效利用這項(xiàng)技術(shù)。這就是我們開發(fā)STSW-IMG007 的原因，它是一組用作 VL53L1X 的 API（應(yīng)用程序編程接口）的 C 函數(shù)，這將有助于開發(fā)人員嘗試?yán)脗鞲衅鞴δ艿墓ぷ?。?duì)于傳感器的 ROI，我們提供專用命令來編程視野的大小和位置。

這個(gè) API 非常強(qiáng)大，因?yàn)樗€使開發(fā)人員能夠創(chuàng)建多個(gè)感興趣的區(qū)域。例如，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)傳感器進(jìn)行編程，使其聚焦在視野的左側(cè)，然后再聚焦在右側(cè)，從而掃描多個(gè)區(qū)域。通過這樣做，系統(tǒng)可以檢測到手從一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)，從而將 VL53L1X ToF 傳感器變成滑動(dòng)檢測器，這在沒有多個(gè)可編程 ROI 的情況下是不可能的。這特別有趣，因?yàn)樗试S工程師超越飛行時(shí)間傳感器的傳統(tǒng)用例，提供新功能并改善用戶體驗(yàn)。

成功案例#3：新的低功耗自主模式

該 API 在利用VL53L1X 的新低功耗自主模式時(shí)也非常有用，因?yàn)殚_發(fā)人員只需調(diào)用VL53L1_SetInterMeasurementPeriodMilliSeconds（）函數(shù)即可利用它。新的 ToF 傳感器可以完全自主，這意味著可以讓系統(tǒng)的其余部分進(jìn)入睡眠狀態(tài)并從大量節(jié)能中受益。 程序員只需調(diào)用該函數(shù)并定義傳感器檢查活動(dòng)的頻率（例如，每秒）。然后，VL53L1X 將根據(jù)指定的時(shí)間間隔自動(dòng)喚醒自己，如果它檢測到活動(dòng)，例如有人到達(dá)或離開，它將產(chǎn)生中斷以喚醒主機(jī)微控制器。因此，例如，當(dāng)用戶靠近機(jī)器時(shí)，低功耗自主模式對(duì)于打開顯示器的 PC 或智能手機(jī)特別有用。

開始試驗(yàn) VL53L1X 的最簡單方法是使用我們的擴(kuò)展板X-NUCLEO–53L1A1。它可以放在 Nucleo 板的頂部，例如NUCLEO-F401RE或NUCLEO-L476RG，以快速開始原型設(shè)計(jì)。開發(fā)者只需下載X-CUBE–53L1A1軟件包，其中包括 VL53L1X API、驅(qū)動(dòng)程序、硬件抽象層，甚至是上述兩個(gè) Nucleo 板的預(yù)編譯應(yīng)用程序，這意味著工程師只需拖放一個(gè)二進(jìn)制文件即可開始使用傳感器。X-NUCLEO–53L1A1 還配備了兩個(gè)使用不同墊片的蓋板玻璃，以幫助設(shè)計(jì)人員在不同的氣隙下測試 ToF 傳感器，這將有助于模擬各種環(huán)境。對(duì)于尚未擁有 Nucleo 板的用戶，P-NUCLEO–53L1A1將 X-NUCLEO–53L1A1 擴(kuò)展板和 NUCLEO-F401RE 基板整合在一個(gè)捆綁包中。

審核編輯：郭婷