VL53L0X是意法半導體（STMicroelectronics，以下簡稱ST公司）開發的IC，內部整合雷射光發射元件以及紅外線矩陣接收器，並透過計算接收到的雷射光束折射時間求得距離，這種光學測距技術統稱飛時測距（Time of Flight，簡稱ToF），比超音波和紅外線距離感測器精確、快速而且體積迷你。
這是一款採用VL53L0X晶片的測距模組：
VL53L0X模組的基本參數：
- 工作電壓：3V~5V
- 測量範圍：3cm~200cm（建議用於100cm以內的場合）
- 精確度：±3%~±12%
- 介面：I2C，預設位址：0x29（可透過程式修改），通訊速率上限400KHz。
VL53L0X晶片正面有兩個小圓孔，請盡量避免碰觸它們。
VL53L0X是ST公司飛時測距近接感測器第2代產品，目前已推出第3代（型號：VL53L1X），主要差別是第3代的檢測距離可達4公尺。飛時測距感測器的應用領域包括：
- 近接感應
- 相機自動對焦
- 吸塵器機器人牆面感測、避免墜落
- 無人飛行器的懸停、著陸輔助
- 家用電器：環境光感應、手勢識別燈光開關、自動門控制
- 電腦和IoT設備接近喚醒
- 感應式水龍頭、自動給皂機、乾手機…等非接觸式操作。
VL53L0X元件的規格
從VL53L0X元件規格書第30頁可知，此IC的雷射光束不像「雷射簡報筆」般打出一個光點，而是以35°角散射出一個圓面（但感測角度是25 °）。此雷射光不傷眼、波長為肉眼看不見的940nm。
觀察此雷射光的方法跟觀察紅外線光一樣，用手機或普通數位相機觀看即可，因為數位相機的CMOS感光元件的光譜範圍涵蓋940nm。底下照片中的紅點就是雷射光：
附帶一提，VL53L0X晶片出廠時有貼保護膜（如下圖），使用前請將它撕下，以免影響測量的精確度。
VL53L0X有四種測距模式，如規格書28頁的表13所示。
| 模式 | 資料更新時間 | 檢測距離 | 典型應用 |
|---|---|---|---|
| 預設 | 30ms | 1.2公尺 | 標準 |
| 高精確度 | 200ms | 1.2公尺，精確度<±3% | 精確測量 |
| 長距離 | 33ms | 2公尺 | 長距離，僅用於昏暗環境（無紅外線干擾）。 |
| 高速 | 20ms | 1.2公尺，精確度±5% | 精確度非首要考量的場合 |
環境光、物體表面的反光率以及資料更新時間設定，都會影響VL53L0X元件的量測距離和準確度，列舉了白色和灰色物體的最長感測距離（資料更新時間為33ms）：
| 物體反射率 | 狀態 | 室內 | 戶外多雲 |
|---|---|---|---|
| 白色物體（88%） | 一般值 | 200cm+（長距離模式） | 80cm |
| 最低值 | 120cm | 60cm | |
| 灰色物體（17%） | 一般值 | 80cm | 50cm |
| 最低值 | 70cm | 40cm |
從規格書第27頁的表12，可看出室內外的檢測誤差約±3%~±12%。
| 室內（無紅外線干擾） | 戶外 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 物體反射率 | 距離 | 33ms | 66ms | 距離 | 33ms | 66ms |
| 白色物體（88%） | 120cm | 4% | 3% | 60cm | 7% | 6% |
| 灰色物體（17%） | 70cm | 7% | 6% | 40cm | 12% | 9% |
元件規格書第25頁的圖20顯示採用「預設」測距模式，白色（88%）和灰色（17%）物體的實際距離（水平線）和檢測距離（垂直線）的對照，白色檢測值用紅點標示，灰色物體用藍色標示；紅色和藍色呈現條狀是因為不同檢測產生的誤差。
圖21則是用「長距離」模式的測距實驗結果。
VL53L0X模組的電路圖
VL53L0X元件的工作電壓介於2.6V~3.5V，為了相容於5V控制板，VL53L0X模組都會採用2.8V直流降壓IC供電給VL53L0X。
此外，在2.8V供電的情況下，此IC的匯流排輸入電壓上限是3.5V，所以不能直接連接採用5V的控制板。筆者購買的這一款VL53L0X模組採用MOSFET來轉換匯流排電壓，相關電路解說請參閱《超圖解 Python 物聯網實作入門》第12章。
