英飞凌3D影像传感器遇见微镜头碰出火花

英飞凌和pmd将在2016年于美国拉斯维加斯举行的消费性电子展(CES)展出REAL3系列最新的3D影像感测器晶片。新款3D影像感测器在光学灵敏度和耗电量方面，都比前一代产品更为出色。此外内建电子装置占用的空间也相当小。这款晶片可让手机具备迷你摄影机系统，测量3D深度资料。

为了让未来行动装置实现以3D迅速侦测周遭环境的愿景，英飞凌科技(Infineon Technologies)和pmd technologies公司共同开发出一款全新的3D影像感测器晶片。REAL3将能实现极为真实的虚拟和扩增实境(AR)游戏体验，让游戏玩家透过头戴式装置在游戏中以双手和生活环境互动。其他影像感测器晶片应用包括房间及物体的空间测量、室内导航，以及特殊相片效果的实作。

利用微镜头提供高灵敏度

摄影机的范围和测量精确度取决于两项因素——红外线发射及反射的强度，以及至关重要的3D影像感测器晶片像素灵敏度。新型3D影像感测器晶片的光学像素灵敏度是前一代产品的两倍。这代表仅需一半的发射光输出，就能达到同等优异的测量水准。因此，行动装置摄影机系统的制造商不但可以提供更符合成本效益的红外线光，也能将摄影机系统的耗电量减半。

光学像素灵敏度提升的关键，在于3D影像感测器晶片的每个像素应用一个微镜头，让大部分入射光线都会被导至像素的灵敏表面，亦即不再有光能流失到未作用区域。

最佳化的外型：感测器尺寸减半

预定在CES展出的3D影像感测器晶片专为为行动装置所打造，其大部份应用只需要38，000像素的解析度。因此将之前的100，000像素矩阵按比例缩小规模，而其他功能区块(例如晶片区域的类比/数位转换器)及效能范围则经过最佳化。如此降低了系统成本：感测器晶片面积几乎减半，由于解析度降低的缘故，可以搭配比较微型且价格更实惠的光学镜头。

新型3D影像感测器晶片提供19，000、38，000和100，000像素。此外，三款新型REAL33D影像感测器晶片均配备微镜头，在光学效能及功能方面也几近相同。三款产品的不同之处在于其解析度：IRS1125C为352x288像素、RS1645C为224x172像素，而IRS1615C则为160x120像素。因此，IRS1645C和IRS1615C晶片面积为IRS1125C的一半。

Google Project Tango搭载英飞凌3D影像感测器IC

IRS1645C特别适合行动装置使用。英飞凌和pmd technologies共同参与Google的“Project Tango”计画。在这项“Tango”计画中，行动电话和平板电脑搭载特殊的光学感测器系统，包含了采用英飞凌IRS1645C3D影像感测器晶片的3D摄影机，进行3D感知。应用项目包括扩增实境、室内导航及三维测量。完整的Google“Tango”3D摄影机包含了IRS1645C和主动红外线雷射照明，配置于约10mmx20mm的面积中。在量测距离高达4公尺远，测量精确度为距离的1%，画格率则为5fps(每秒画格数)的前提下，启动3D摄影机子系统的耗电量是低于300mW的。

3D影像感测器晶片以红外线光运作，利用时差测距(ToF)测量原理：3D影像侦测器晶片会针对本身的每个像素，测量红外线光在摄影机与物体之间往返的时间。同时每个像素也会侦测物体的亮度值。

IRS1125C将于2016年第一季开始量产。较小型的IRS1645C和IRS1615C则预计于2016年第二季开始生产。这三款产品均以裸晶方式供应，提供最高的设计弹性，同时降低系统成本。