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英飛凌3D影像感測器IC展現虛擬實境功能

上網時間: 2015年12月28日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:3D  影像感測器  REAL3  頭戴式裝置  ToF 

為了讓未來行動裝置實現以3D迅速偵測周遭環境的願景,英飛凌科技(Infineon Technologies)和pmd technologies公司共同開發出一款全新的3D影像感測器晶片。REAL3將能實現極為真實的虛擬和擴增實境(AR)遊戲體驗,讓遊戲玩家透過頭戴式裝置在遊戲中以雙手和生活環境互動。其他影像感測器晶片應用包括房間及物體的空間測量、室內導航,以及特殊相片效果的實作。

英飛凌和pmd將在2016年於美國拉斯維加斯舉行的消費性電子展(CES)展出REAL3系列最新的3D影像感測器晶片。新款3D影像感測器在光學靈敏度和耗電量方面,都比前一代產品更為出色。此外內建電子裝置佔用的空間也相當小。這款晶片可讓手機具備迷你攝影機系統,測量3D深度資料。

利用微鏡頭提供高靈敏度

攝影機的範圍和測量精確度取決於兩項因素——紅外線發射及反射的強度,以及至關重要的3D影像感測器晶片像素靈敏度。新型3D影像感測器晶片的光學像素靈敏度是前一代產品的兩倍。這代表僅需一半的發射光輸出,就能達到同等優異的測量水準。因此,行動裝置攝影機系統的製造商不但可以提供更符合成本效益的紅外線光,也能將攝影機系統的耗電量減半。

光學像素靈敏度提升的關鍵,在於3D影像感測器晶片的每個像素應用一個微鏡頭,讓大部分入射光線都會被導至像素的靈敏表面,亦即不再有光能流失到未作用區域。

最佳化的外型:感測器尺寸減半

預定在CES展出的3D影像感測器晶片專為為行動裝置所打造,其大部份應用只需要38,000像素的解析度。因此將之前的100,000像素矩陣按比例縮小規模,而其他功能區塊(例如晶片區域的類比/數位轉換器)及效能範圍則經過最佳化。如此降低了系統成本:感測器晶片面積幾乎減半,由於解析度降低的緣故,可以搭配比較微型且價格更實惠的光學鏡頭。

新型3D影像感測器晶片提供19,000、38,000和100,000像素。此外,三款新型 REAL3 3D 影像感測器晶片均配備微鏡頭,在光學效能及功能方面也幾近相同。三款產品的不同之處在於其解析度:IRS1125C為352x288像素、RS1645C為224x172像素,而IRS1615C則為160x120像素。因此,IRS1645C和IRS1615C晶片面積為IRS1125C的一半。

Google Project Tango搭載英飛凌3D影像感測器IC

IRS1645C特別適合行動裝置使用。英飛凌和pmdtechnologies共同參與Google的「Project Tango」計畫。在這項「Tango」計畫中,行動電話和平板電腦搭載特殊的光學感測器系統,包含了採用英飛凌IRS1645C 3D影像感測器晶片的3D攝影機,進行3D感知。應用項目包括擴增實境、室內導航及三維測量。完整的 Google「Tango」3D攝影機包含了IRS1645C和主動紅外線雷射照明,配置於約10mmx20mm的面積中。在量測距離高達4公尺遠,測量精確度為距離的1%,畫格率則為5fps (每秒畫格數)的前提下,啟動3D攝影機子系統的耗電量是低於300mW的。

3D影像感測器晶片以紅外線光運作,利用時差測距(ToF)測量原理:3D影像偵測器晶片會針對本身的每個像素,測量紅外線光在攝影機與物體之間往返的時間。同時每個像素也會偵測物體的亮度值。

IRS1125C將於2016年第一季開始量產。較小型的IRS1645C和IRS1615C則預計於2016年第二季開始生產。這三款產品均以裸晶方式供應,提供最高的設計彈性,同時降低系統成本。





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