关于3D图像传感器的性能分析和介绍-电子发烧友网

春天到了，最开心的事情莫过于春游。事实上，AR / VR游戏产业正通过诸多灵活功能进行创新，激励用户探索其惯常工作区以外的领域。想象一下，春游时带上游戏设备：将户外游戏与出色的增强现实体验相结合，这样的体验岂非很赞？而所需要的只是一部智能设备而已。

AR游戏之应用要求及挑战

六大挑战

（1）在手机AR游戏应用中，用户在场景中随机移动，因此，虚拟世界和现实世界的相对深度值变化很快。3D摄像头暴露在不同的环境条件下，比如从明亮的光照环境到完全黑暗，以及具有不同特征的环境。在现实世界中，场景条件并不总是理想的，有时会出现错误或拍摄到的图像出现伪影。场景引入的伪影主要与场景中的环境照明、硬阴影、各元素的反射属性或几何属性及其空间配置有关。

（2）手机AR技术的另一个挑战来自多用户场景，即多个摄像头在同一空间同时工作。具有相似调制频率和重叠视野的深度摄像头可能相互干扰，因为它们共享同一频段。来自两个或更多摄像头的光信号叠加产生一个移位相位（假设调制频率相同）、引发干扰，并使正确的模式识别失效。

（3）机械健壮性（mechanical robustness）是手机嵌入深度摄像头需考虑的另一相关因素。在手机游戏应用中，玩家将不可预测地穿越地形，设备掉落、碰撞、冲击和振动的风险会增大，这可能会使工厂的摄像头标定失效，或导致机械故障。

（4）在实施激光照明的3D摄像头系统中，激光安全性是一个值得关注的问题。在不考虑激光安全性的情况下，大功率照明会对最终用户的眼睛造成伤害，灼伤皮肤。因此，这个问题要求系统设计者、特别注意相应的应用安全规定和关注的目标市场。

（5）在保持手持设备尺寸的同时、屏幕却越来越大，这给设计师提出了一个挑战，即如何在手机电路板的小小空间容纳所有功能。

小巧的REAL3 图像传感器将AR技术融入智能手机

（6）电池使用时间是用户关注的问题，也是手持设备设计的主要考虑因素之一。虽然以最低功耗稳定运行是智能手机和可穿戴设备的必备条件，但每一代新手机都增加了诸多功能，需要处理器速度更快、更加智能，从而耗电更多。

搭载REAL3的解决方案

显然，3D飞行时间（ToF）摄像头可以为AR / VR游戏增添更多的真实感、准确的沉浸感和一定程度的细节，这是其他系统（如2D摄像头）无法提供的。利用强大的算法，配合专门用于在各种环境条件下准确获取深度信息的ToF摄像头，是解决伪影问题的最佳组合。

特别适用于具有挑战性的环境，构成ToF摄像头的REAL3 图像传感器由英飞凌与pmd共同开发，其采用获得专利的SBI（背景干扰抑制）技术，相比传统的ToF技术而言，动态距离扩大2倍，针对阳光影响因素的稳定性表现增强20倍。这项技术使摄像头能够在明亮的阳光、绝对黑暗等所有光线条件下有最佳表现，而并不显著依赖于材料反射。REAL3对环境和照明条件的限制最少，能够降低噪声并降低功耗[1]，而不会随时间推移影响性能。

[1]注:一些克服阳光影响的技术是基于增大红外照明功率，而这种情况并非如此。

与实际用例无关，得益于应用于红外光的扩频时钟（SSC）调制，英飞凌REAL3图像传感器系列对多设备干扰具有很强的抗扰性。

同时，REAL3能实现简单而强大的摄像头模块设计。除通常的外设[SPI / I2C存储器、电源、连接器]外，集成传感器产品的摄像头将只有两个主要组件：REAL3图像传感器和照明电路[VCSEL驱动器、眼睛安全电路、温度传感器]，这些组件之间不需要任何机械基线。因而，其结果就是一个非常小的摄像头模块(只有11×7×4毫米)，具备集成于手机的高度灵活性，并有快速的(不到10秒)工厂内寿命标定程序。

关于3D图像传感器的性能分析和介绍