ToF的全称为Time of Flight（飞行时间）技术，该技术通过向目标物发射连续光脉冲，然後用感测器接收从目标物返回的光，并探测光脉冲的飞行（往返）时间，进而获得目标物距离讯息。在近几年间，ToF测距技术被广泛应用於消费电子、汽车、工业视觉检测等诸多领域，在进一步延伸了探测距离的同时，ToF技术的出现极大地简化了测距模组的设计复杂度，迎合了目前小型化的主流产品趋势。

图一 : 飞行时间原理

ToF应用场域

在今天，TOF的重要性在於其在很多领域中的广泛应用。首先，TOF技术被广泛应用於雷射雷达系统中，用於三维成像和测量距离。雷射雷达可以透过测量雷射脉冲从发射端到接收端的时间，来计算物体与雷达的距离。这种技术在自动驾驶汽车、机器人导航、工业机器人、安防监控等领域中获得了广泛的应用。

其次，TOF技术也被用於医疗成像中。例如，飞行时间质谱仪可以用於测量分子的品质和结构，进而在生物医学研究和诊断中扮演重要的角色。此外，TOF技术也被应用於矿山勘探、地质勘测、气象探测、航空航太等领域中。例如，飞行时间质谱仪可以用於在太空中分析行星和星际尘埃的成分。

至於在消费市场，TOF技术也有非常广泛的应用，下面是一些例子：

●车载系统：TOF技术在车载系统中，可以帮助驾驶更正确地感知周围的环境，以提高行车安全。例如，TOF技术可以用於车辆之间的距离测量和障碍物识别。随着自动驾驶技术的不断发展，TOF技术将会成为其中的一个重要组成部分，可以为车辆提供更加精确的环境感知和障碍物检测能力，进一步提高自动驾驶的安全性和稳定性。

●智能手机：许多高端智能手机已经开始采用TOF技术，以提高镜头效能和精确度。透过TOF技术，智能手机可以更精准地实现深度感测，实现更好的扩增实境（AR）体验、更精确的人像模式和更好的手势识别。

●智能家居：TOF技术可以用於智能家居系统中，实现手势识别和空间感知。例如，智能音箱可以利用TOF技术来识别使用者的手势，实现更好的控制体验；智能灯则可以透过TOF技术来实现人体识别，实现更智能的室内照明控制。

●游戏设备：TOF技术可以用於游戏设备中，实现更好的体感控制。例如游戏机可以感测玩家的手势和动作，实现更有趣的体感互动。

ToF厂商发展现况

ToF技术的出现，大幅简化了测距模组的设计复杂度，迎合了目前小型化的主流产品趋势。

有许多厂商正在积极开发TOF技术，以下是这些主要的TOF技术供应商和他们的技术特点。

意法半导体（STMicroelectronics）的TOF技术包括多种元件和模组，涵盖从单独的感测器晶片，到完整的模组解决方案。其TOF技术在精度和测量范围上具有优势，并且适用於多种应用，例如智慧手机、自动驾驶汽车、机器人和虚拟实境设备。

英飞凌科技（Infineon）的TOF技术主要应用於行动设备和工业自动化。其技术特点包括极高的测量精度、低功耗和小尺寸。英飞凌的TOF晶片可以实现光电转换、信号放大和数位信号处理，进一步提高测量精度和性能。

AMS是一家专注於感测器解决方案的公司，他们的TOF技术主要应用於消费电子和汽车市场。技术特点包括高精度测量、快速回应时间和低功耗等。该公司的TOF晶片还具有环境光抑制功能，可以在室内和室外环境中提供精确的距离测量和手势识别。

Lumentum一家雷射和光学元件制造商，他们的TOF技术主要应用於3D成像、人脸识别和机器人导航等领域。技术特点包括高功率雷射、快速调制和高解析度等。其TOF晶片可以实现高速资料传输和即时追踪，提高3D成像和识别的准确性和可靠性。

多区ToF感测器可侦测多目标

意法半导体（ST）推出最新FlightSense飞行时间（ToF）多区感测器。该产品与一套实用的软体演算法，组成一个专为电脑应用而设计的使用者侦测、手势辨识和闯入报警的整体解决方案。

FlightSense多区感测器无需镜头拍摄或录制影像，便可连续扫描、绘制场景，并收集资讯。透过ToF感测技术，感测器除了能够侦测、追踪多个目标，还能高速计算目标的XYZ轴座标和动作方向。

最新VL53L5CP FlightSense多区域感测器可以在61度的视角内侦测64个测距区并测量多个目标。该感测器搭载ST的第三代电脑专用演算法，支援感测器进阶创新功能，同时加强资料安全保护。整体解决方案与电脑硬体和作业系统的原生功能互动，目前已取得英特尔的最高安全级别认证。

透过非视觉的ToF技术取代电脑镜头，VL53L5CP可以在许多方面展现差异化。感测器始终处於开启状态且隐藏在萤幕後面，就不会有影像，亦没有隐私问题，网路摄影镜头位置的难题也就此根除。此外，该感测器还整合了940nm VCSEL红外线发射器，相较於需要专用且耗电的LED补光镜头，红外线为不可见光，能够确保感测器在黑暗或光线不足的条件下仍能正常运作。

意法半导体的FlightSense技术优於其他侦测技术，例如，传统红外感测器无法量测距离，易受物体颜色和反射影响；超音波对吵杂环境敏感，可能会对宠物听力造成影响。而雷达感测讯号处理则极其耗电，又需开发复杂的软体。

i-ToF提升3D摄影效能

英飞凌合作pmdtechnologies合作推出IRS2975C影像感测器，新款影像感测器会基於ToF原理（亦称为间接ToF或i-ToF）运作，其外型尺寸和效能皆是针对日益成长的光斑型i-ToF应用量身打造，可在最隹功耗下提供最高的操作范围。i-ToF影像感测器是智慧型手机、服务型机器人、无人机以及各种物联网装置等消费性使用案例的理想选择。

英飞凌最新的像素技术包括3D领域工程，可提供最隹解调效率。此外，内建的光学反射器可将量子效率提高到目前只有背照感测器才能达到的水准，同时仍维持前照感测器的成本优势。IRS2975C可减少摄影机模组的物料清单，并有助於为广大的智慧型手机应用实现产品差异化。其设计可支援2.8伏供电。此外还提供完整的雷射安全功能，并在自订使用案例和输出功率方面提供高度灵活性。

图二 : 英飞凌新款影像感测器是采用间接ToF原理运作

结语

TOF由於其高精度、高速度、低功耗、低成本等特点，在近年来获得了广泛的应用，并且在未来有着广阔的发展前景。在未来，TOF技术将会被广泛应用於3D成像、机器人导航、智慧驾驶、虚拟实境、增强现实等领域。例如，TOF技术可以用於对人体进行3D成像，实现更加精准的医学检测和治疗。

另外，TOF技术还可以用於机器人导航，可以使机器人更加精确地感知环境，并且避免与障碍物碰撞。身为一项重要的测距技术，TOF技术将会在未来的很多领域获得更为广泛的应用，为人们的生活带来更加便捷、智慧、安全的体验。