従来の画像センサーは、撮影対象物とセンサー間の距離を感知することができず、2D平面画像しか撮影できません。しかし、3Dイメージセンサーは機械に立体的な視覚を与えることができます。このテキストでは、3Dイメージ センサーの原理、アプリケーション、ソリューションを紹介し、関連する製品開発の参考資料を提供します。
ToF技術はカメラの深度情報を提供する
3Dイメージ センサーは、Time of Flight (TOF) テクノロジを適用して、撮影対象と3Dイメージ センサー間の距離を計算します。変調近赤外光を送信する機能により、光が物体から反射した後、発光と反射の間の時間差または位相差を計算できます。これにより、センサーと撮影対象物との距離が変換され、奥行き情報が生成されます。従来のカメラ撮影と組み合わせることで、物体の3D形状を、異なる距離を表す異なる色で画像のモードに反映できます。
たとえば、最近注目されている先進運転支援システム (ADAS) や自動運転自動車アプリケーションでは、ドライバーの焦点や車内で何が起こっているかに関する正確な情報が必要です。 車内の3Dカメラのセンシング応用の場です。このシステムは、ドライバーの行動を認識し、適切な対応をとるためにその情報をADASシステムに送信します。3D画像センシングシステムを適用することで、自動車運転の安全性とドライバーの快適性を向上させることができます。さらに、3Dカメラは、ジェスチャー認識やインフォテインメント システムの制御など、まったく新しいHMIコンセプトと消費者体験をサポートします。
市場にある3Dイメージ センサーの中で、InfineonのIRS10x0Cは、最も複雑なToFイメージ センサーであり、最高の統合レベルを備えており、各ピクセルの深度と振幅値を直接測定できます。インフィニオンの量産検証後のpmd技術とCMOS製造技術を採用した高性能ToFピクセルマトリックスを採用し、最小限のイメージャーと強力なパフォーマンスを備えた高度に統合されたシングルチップを備え、感光ゾーンと混合信号回路をシングルチップに統合し、製品にコンパクトな体積、精度、柔軟性を与えます。
IRS10x0Cは、3Dイメージ センサーに必要なすべてのコンポーネントを集約しており、全体的な寸法を最小限に抑え、システム コストを低く抑えながら、多数の消費者向けアプリケーションでToFテクノロジを採用できます。明るい周囲光条件でも、最適な感度とコントラスト比を実現できます。IRS10x0Cは、特許取得済みの背景照明抑制 (SBI) 機能を搭載しており、屋内および屋外での操作に適しています。太陽光、暗闇、絶えず変化する光条件に関係なく、あらゆる種類の周囲光条件で確実に動作します。また、赤外線感度とコントラスト比を最適化し、優れた深度性能と最小限の消費電力で、ToF原理に基づく信頼性の高い3Dデータを提供することもできます。
最高の統合レベルを誇るInfineonのIRS10x0Cは、高速インターフェースを介してオンチップADCの完全デジタル読み取りを実現します。自律的な深度画像キャプチャに使用される統合制御ロジックを組み合わせることで、最高の柔軟性と機能を備え、時間データを迅速に読み取り、モーションアーティファクトを最小限に抑えます。I²Cを介してチップの動的な再構成が実現され、完全に構成可能な関心領域 (ROI) を備え、ピクセルのオンチップ デジタル ビニングを実行できます。
IRS10x0Cは、フットプリントが最小限で可動部品間にベースラインのないシングル チップ設計と単眼3Dカメラ アーキテクチャを採用しています。そのため、温度変化や振動による脱臼のリスクがありません。キャリブレーション作業を最小限に抑える機能により、撮影対象物の色、模様、構造に関わらず計算時間を短縮できます。IRS10x0Cは低ノイズ深度データを備えており、オブジェクトの検出モードを根本的に簡素化し、遅延を最小限に抑え、堅牢性を最大限に高めることができます。これは、優れたユーザー エクスペリエンスの重要な要素です。
IRS10x0Cは深度カメラ用に特別に設計された完璧な3D画像センサーであり、非接触型ユーザー インターフェイスに適用して、指や手の追跡を含む空中ジェスチャ認識を実行できます。適切な製品には、オールインワンPC、ラップトップ、セットトップ ボックスのほか、ゲーム アプリケーション プログラムでの複数の指、手、体の追跡などがあります。この種の非接触型ナチュラル ユーザー インターフェイスは、車載インフォテインメント システムのジェスチャ制御や、産業工学の追跡および監視アプリケーションに使用するのに非常に適しています。
Infineonは、IRS1010Cを設計コアとして採用し、現在世界最小のCamBoard pico 3Dカメラのリファレンス デザインも提供しています。その最小限の形状は、ToFカメラ、ファッショナブルなオールインワンPC、ラップトップの統合を反映しています。CamBoard picoは、QQVGA（160 x 120ピクセル）の横方向解像度と70cm（75％反射率）の奥行き解像度<4mmをサポートするモジュールサイズ85 x 17 x8 mmで、USB 2.0ポート、最大消費電力2.5W（USB 2.0）、最大測定範囲100センチメートル、90° 視野角が広く、C / C ++ / Matlab SDKソフトウェアを使用して開発できます。
システム開発サポートの面では、サードパーティ企業の強力なシステムパートナーシップネットワークを通じて、pmd TechnologyとInfineonの協力パートナーシップが実現します。パートナーはジェスチャー検出ミドルウェア、光学部品、LEDなどを提供することができます。 s レーザー、USBブリッジes およびその他のコンポーネントを統合して、メーカーが製品の開発速度を加速できるようにします。