传统的图像传感器只能拍摄2D的平面影像，无法感测被拍摄物体与传感器之间的距离，而3D图像传感器则可以让机器拥有立体的视觉感。本文将为您介绍3D图像传感器的原理、应用与解决方案，提供您开发相关产品的参考。
ToF技术提供摄像机深度信息
所谓的3D图像传感器，便是利用飞行时间（Time of Flight, TOF）技术来计算出被拍摄物体与3D图像传感器之间的距离，传感器会发出经过调制的近红外光，光线遇物体后反射，传感器通过计算光线发射和反射时间差或相位差，来换算被拍摄景物的距离，以产生深度信息，此外再结合传统的相机拍摄，就能将物体的三维轮廓以不同颜色代表不同距离，以图像方式呈现出来。
例如，近来相当热门的高级驾驶员辅助系统（ADAS）与自动驾驶汽车应用，都需要有关以驾驶员为焦点的精确信息，并了解车辆内部发生的状况，这就是基于3D摄像头在车内传感应用的用武之地。这套系统可以识别驾驶员的行为，并将这些信息传递给ADAS系统，以便相应地做出反应。采用了3D图像传感系统，将可提高汽车驾驶的安全性和驾驶员舒适度。此外，3D摄像机还支持全新的HMI概念和用户体验，像是可以进行手势识别和信息娱乐系统的控制。
市面上的3D图像传感器中，英飞凌的3D图像传感器IRS10x0C是目前市场上集成度最高、最复杂的ToF成像仪，可直接测量每个像素的深度和幅度值。它采用pmd科技的高性能ToF像素矩阵，运用英飞凌经过量产验证的CMOS工艺制造，高度集成的单芯片成像器尺寸极小、性能强大，可将光敏区域与混合信号电路集成到单个芯片中，产品体积紧凑、精确和灵活。
IRS10x0C汇集了3D图像传感器所需的所有组成部分，使大批量的消费应用可以采用ToF技术，具有最小的外形尺寸与低系统成本，即使在明亮的环境光条件下，也能拥有最佳灵敏度和对比度，IRS10x0C具有嵌入专利背景照明抑制（SBI）功能，可适用于室内和室外操作，在阳光、黑暗和不断变化的光线水平下，在所有环境光线条件下都能可靠运作，可针对红外光敏性和对比度进行优化，提供基于飞行时间原理的高度可靠的3D数据，具有出色的深度性能和最低的功耗。
英飞凌的IRS10x0C拥有最高集成度，可通过高速接口实现片上ADC的全数字读出，结合用于自主深度图像采集的集成控制逻辑，具有最高的灵活性和功能，能够快速读出时间数据，从而最大限度地减少运动伪影，并通过I²C实现芯片的动态重新配置，具有完全可配置的兴趣区域（Region-of-Interest, ROI），并可进行像素的片上数字合并。
IRS10x0C采用单芯片设计和单眼3D摄像机架构，占用面积最小，活动部件之间没有基线，因此不会受到温度波动或振动所造成的错位风险，可最小化校准工作，无论拍摄对象的颜色、图案和结构如何，都可缩短计算时间。IRS10x0C具有低噪声的深度数据，从根本上简化了对象的检测方式，从而实现最低延迟和最高稳健性，这是优秀用户体验的关键因素。
IRS10x0C是专为深度相机而设计的完美3D图像传感器，可应用在非接触式用户界面中，进行空中手势识别，包括手指和手部的跟踪，适用的产品包括多功能一体机、笔记本电脑、机顶盒、游戏应用程序的多人手指、手和身体跟踪，这种非接触式自然用户界面，非常适合应用于车载信息娱乐系统的手势操控，也可应用于工业对象的跟踪和监视应用。
英飞凌也提供了目前世界上最小的CamBoard pico 3D摄像机参考设计，采用IRS1010C为设计核心，其极小的外形体现了ToF摄像机与时尚多功能一体机和笔记本电脑的集成。CamBoard pico支持QQVGA（160 x 120 px）的横向分辨率，深度分辨率<4mm @ 70cm（75%反射率），模块尺寸为85 x 17 x8 mm，采用USB 2.0接口，最大功耗为2.5W（USB 2.0），支持100厘米的最大测量范围，视场为90°平面，可采用C / C ++ / Matlab SDK软件进行开发。
在系统开发支持方面，pmd科技与英飞凌之间的合作伙伴关系，可通过第三方公司强大的系统伙伴网络来完成，合作伙伴可提供手势检测中间件、光学组件、LED和激光、USB桥接等组件，协助厂商加快产品的开发速度。