STMicroelectronics VL53L7CH飛行時間 (ToF) 傳感器是一款8x8（64區）多區域傳感器，具有超寬90°對角線視場 (FoV)。該傳感器為需要ToF傳感器多區域原始數據的AI應用提供緊湊歸一化直方圖 (CNH) 創新數據輸出。在每個區域測量的紅外信號通過每個直方圖分區作為原始數據發送給主機。VL53L7CH ToF傳感器允許用戶修改高達128分區的直方圖分辨率并定義分區寬度。 該傳感器具有高達60Hz采樣率、每個區2cm至350cm測距范圍以及連續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。

數據手冊：*附件：STMicroelectronics VL53L7CH飛行時間 (ToF) 傳感器數據手冊.pdf

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

特性

• 用于人工智能的緊湊型歸一化直方圖（CNH）數據輸出：
  • 多區域數據輸出，多達64個獨立區域
  • 直方圖輸出，每個BIN均配有信號計數
  • 高達128 BIN直方圖可編程尺寸
  • 最小區間寬度低至37mm
  • 最大頻率可高達30Hz（借助 ^I2C^ ）
  • 每個區的報告環境IR光強度
  • 可提供所有飛行時間 (ToF) 處理數據（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
  • 測距：高達350cm
  • 每個區域運動指示燈，用于顯示目標是否移動
• 高度可配置的CNH可滿足用戶期望：
  • 15Hz時64個區域分18個BIN
  • 15Hz時32個區域為36個BIN
  • 25Hz時16個區域分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射激光器 (VCSEL)
  • 發射器和接收器上擴散光學元件 (DOE)，支持方形FoV
  • 接收單光子雪崩二極管 (SPAD) 陣列
  • 運行固件的低功耗微控制器
  • 尺寸：6.4mm x 3mm x 1.6mm

系統框圖

應用原理圖

?VL53L7CH飛行時間傳感器：開啟人工智能感知新紀元的技術解析?

? 一、核心技術創新：緊湊歸一化直方圖(CNH) ?

STMicroelectronics推出的VL53L7CH飛行時間（ToF）傳感器通過? 緊湊歸一化直方圖（CNH） ? 技術，將傳統ToF傳感器升級為AI應用的強大數據引擎：

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

?二、突破性硬件架構?

?2.1 超寬視場角設計?

• ? 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
• 每個區域配備運動指示器，可檢測目標移動狀態

?2.2 全集成微型模塊?

• ?發射器?：940nm不可見光垂直腔面發射激光器（VCSEL）
• ?創新光學系統?：發射器和接收器均采用衍射光學元件（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 功耗優化?（典型值）：

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

?四、測距性能深度分析?

?4.1 連續測距模式性能?（黑暗環境下）：

?4.2 環境適應性?

• ?工作溫度范圍?：-30至85°C
• ?抗環境光干擾?：在5kLux環境光下仍保持穩定工作

?五、應用場景拓展?

?5.1 傳統應用增強?

• ?機器人及掃地機地板感知?：精確識別不同材質地面
• ?咖啡機飲料分配器杯沿檢測?：CNH數據可識別液體界面

?5.2 新型AI應用?

• ?手勢運動與手部姿態識別?：原始直方圖數據為機器學習提供豐富特征

?5.3 突破性應用可能?

通過CNH數據分析，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、化學品等介質差異

?六、系統集成優勢?

?6.1 兼容性設計?

• 與VL53L8CH驅動兼容
• 與VL53L5CX和VL53L7CX引腳兼容

?6.2 設計友好性?

• 單次回流焊組裝
• 兼容各種蓋板材料
• 完善的應用電路支持