STマイクロエレクトロニクスが小型ダイレクトToF 3D LiDARモジュール「VL53L9」を発表、高解像度センシングで産業応用を拡大

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安和 賢二(やすわ けんじ)

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高解像度センシングの新たな基準を確立

VL53L9は、STのポートフォリオで初めてとなるオールインワンのdToF 3D LiDARモジュールです。2.3Kゾーン(54 x 42)という業界最高レベルの解像度と、54° x 42°の広い視野角を特徴としています。これにより、小さな物体も詳細に3D深度マッピング化し、その輪郭やエッジを含め、高精度な検出が可能になります。また、オンチップ処理と高速100フレーム/秒のデータレートを実現し、5cmから9mまでの測距検出範囲に対応しています。

ST FlightSense VL53L9

STのエグゼクティブ・バイスプレジデント 兼 イメージング・サブグループ・ジェネラル・マネージャーであるAlexandre Balmefrezol氏は、VL53L9がToF測距センサの飛躍的な進化を実証しているとコメントしています。システム統合を簡略化し、システムの複雑さを軽減することで、ロボットやスマート・インフラ、ヘルスケア用モニタリングなどのアプリケーション機器の開発を加速させることが期待されます。

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幅広い産業分野での応用

VL53L9は、ロボット、ファクトリ・オートメーション(FA)、スマート・ビル、AR/VR、ヘルスケアなど、多岐にわたる産業分野のユースケースに対応できるよう設計されています。

Flight Sense Opening new 3D applications

具体的な応用例としては、以下が挙げられます。

  • ロボット: 小さな物体の高精度検出、SLAM(自己位置推定と環境地図作成の同時実行)、自律走行での障害物回避機能

  • FA: タンクや容器に含まれる内容物の高精度な体積測定による作業効率と在庫管理の向上

  • スマート・ビルおよびスマート・ホーム: ユーザのプライバシーを保護しながら、信頼性の高いユーザ検出および人数カウント

  • AR/VRおよびコンシューマ機器: 没入感のあるユーザ体験を実現する先進的なジェスチャ認識、ボディ・トラッキング、指のスケルトン検出

  • ヘルスケア: 高齢者介護や患者の安全性を確保するための転倒検知とモニタリングソリューション

Yole Groupのマーケット&テクノロジー担当アナリストであるAnas Chalak氏は、3Dセンシングのニーズがロボット、FA、XR、インテリジェントなコンシューマ機器において増加していると述べています。dToFモジュールは、次世代の3Dセンシング技術の普及を実現する重要な技術になると考えられています(Yole Group「3D Imaging & Sensing 2025 report」より)。

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高精度かつ高効率な3Dセンシングを実現する技術

VL53L9は、ST独自の積層型BSI(裏面照射)SPAD(単一フォトンアバランシェダイオード)センサ技術と、革新的なメタサーフェス光学素子(MOE)を活用しています。これにより、5cm未満から最大9mの範囲で高速かつ高精度の測距を実現し、誤差を1%以内まで抑制します。

また、従来のドット・スキャン方式に代わるデュアル・スキャン・フラッド照明を組み込んでいるため、モーション・アーティファクトといったブレの低減やデッド・ゾーンの解消、小さな物体の検出精度向上に貢献します。さらに、2Dの赤外線情報と3Dの深度情報を相補的に取得できるため、後処理を大幅に簡略化し、演算能力の低い小型マイコンでも幅広いエッジAIの事例を効率的に実行できるとされています。

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コンパクトなデザインと簡易なシステム統合

VL53L9は、オンチップのdToF処理機能と専用のパワー・マネージメントICを集積したオールインワン・モジュールであり、キャリブレーションも不要です。これにより、システムへの組み込みが簡略化され、コストと複雑さの低減に寄与します。

パッケージサイズはわずか12.8 x 6.1 x 4.6mmのリフロー対応可能で、幅広いカバー・ガラス材料に対応しています。デュアル電源(1.2Vおよび3.3V)で動作し、MIPIやI3Cインタフェースでデータを出力できるため、多様なCPUプラットフォームと互換性があります。また、レーザー安全規格のクラス1に準拠しており、エンド・ユーザに信頼性と安全性に優れた動作を提供します。

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量産開始と詳細情報

STのFlightSense™ VL53L9は、2026年7月上旬に量産が開始され、サンプルおよび量産品が提供される予定です。

製品に関する詳細情報は、STマイクロエレクトロニクスのウェブサイトで確認できます。

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