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英飞凌3D图像传感器芯片助力智能手机实现虚拟现实

2015-12-24 17:25
Timeless落尘
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  未来,手机等移动设备将能快速逼真地对周围环境进行三维(3D)检测。这将归功于英飞凌科技股份公司与pmd科技有限公司联合推出的3D图像传感器芯片。REAL3将能实现非常逼真的虚拟并增强现实游戏体验,其中涉及通过游戏玩家使用头戴式终端设备在自己的双手与其生活环境之间的互动。图像传感器芯片的其它应用包括:房间和物体的空间测量、室内导航和图片特效等。

  在2016年美国拉斯维加斯消费电子展(CES)上,英飞凌将与pmd共同展出REAL3产品家族最新推出的3D图像传感器芯片。较之前一代产品,全新3D图像传感器的光学灵敏度以及功耗均得到改善。此外,内置电子器件所占用的空间非常小。该芯片使手机可以操作能测量3D深度数据的微型摄像系统。

  利用微透镜提高灵敏度

  摄像头的测距和测量精度取决于两个因素:所发射和反射的红外光的强度,并在很大程度上取决于3D图像传感器芯片的像素灵敏度。现在,全新3D图像传感器芯片的光学像素灵敏度是前一代产品的两倍。这意味着,它们的测量质量不相上下,但新一代芯片的发射光输出功率只需一半。因此,手机摄像系统的制造商不仅能提供更符合成本效益的红外照明,还能将摄像头系统的耗电量减半。

  新一代芯片的光学像素灵敏度得以提升的关键,在于 3D图像传感器芯片的每一个像素应用一个微透镜,让大部分入射光指向一个像素的敏感表面,因此几乎不会有光浪费在非活动区域。

  最优化的外形:传感器尺寸减半

  在消费电子展上展示的3D图像传感器芯片专为手机而设计,手机上的大多数应用只需要3.8万像素的分辨率。以前的10万像素矩阵相应缩小,而其它功能组件--比如影响芯片面积和性能范围的模拟/数字转换器--得到优化。因而,系统成本得以降低:传感器芯片面积几乎减半,并且,由于分辨率降低,可使用更小、更便宜的光学透镜。

  全新3D图像传感器芯片的分辨率为1.9万、3.8万和10万像素

  三款全新推出的REAL3 3D图像传感器芯片全部配备微透镜,在光学效能和功能方面也几近相同。它们的区别仅仅在于分辨率:IRS1125C的分辨率为352 x 288像素;IRS1645C为224 x 172像素;IRS1615C为160 x 120像素。鉴于分辨率差别,IRS1645C和IRS1615C芯片的面积是IRS1125C的一半。

  谷歌“Project Tango” 选用英飞凌IRS1645C 3D图像传感器芯片

  IRS1645C特别适合在手机中使用。英飞凌与pmd科技是参与谷歌 “Project Tango”项目的合作伙伴。“Tango”项目是在手机和平板电脑中装配支持三维感知的特殊光学传感器系统,其中包括搭载英飞凌IRS1645C 3D图像传感器芯片的3D摄像头。其应用包括增强现实、室内导航和三维测量。支持谷歌“Tango”的全套3D摄像头包括IRS1645C和一个有源红外激光照明,面积大约为10 x 20毫米。该3D摄像子系统的测距最远4米(13英尺),测量精度达到测量距离的1%,帧速率5 fps(每秒帧数),在工作模式下的功耗低于300毫瓦。

  飞行时间原理(ToF)

  3D图像传感器芯片采用红外光,并利用飞行时间(ToF)测量原理:对于每一个像素,3D图像传感器芯片都会测量红外光往返于摄像头和对象的时间。与此同时,每一个像素也会检测对象的亮度值。

  IRS1125C将于2016年第一季度起批量供货。2016年第二季度计划开始生产较小的IRS1645C和IRS1615C。三款芯片均以裸片方式提供,因而可最大限度提高设计灵活性,同时最大限度降低系统成本。

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