電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/莫婷婷)傳感器已經(jīng)成為連接現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界的關(guān)鍵元器件。VR設(shè)備中用到的傳感設(shè)備包括用于人機(jī)交互的頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套等,還有聽覺、觸覺、力覺所需要的傳感物質(zhì)等。
就在Quest Pro還未推出來的一年前,扎克伯格表示這款新頭顯將用上新的傳感器提高虛擬顯示體驗(yàn)。如今,Quest Pro實(shí)現(xiàn)了扎克伯格的計(jì)劃:Quest Pro搭載了10個(gè)攝像頭,攝像頭作為重要的傳感器,負(fù)責(zé)眼動(dòng)追蹤、面部追蹤等功能,讓頭顯自動(dòng)測(cè)量用戶眼睛之間的距離,在很大程度上提升了消費(fèi)體驗(yàn)。到了蘋果還未發(fā)布的VR/MR頭顯這方面。海通國(guó)際證券分析師認(rèn)為,該頭顯會(huì)搭載10個(gè)以上的傳感器。
具體來看,VR設(shè)備用到的傳感器用于捕捉頭部運(yùn)動(dòng)、眼動(dòng)追蹤、頭顯追蹤、手勢(shì)交互、佩戴檢測(cè)等,涉及到的有IMU傳感器(慣性傳感器),包括加速度傳感器、陀螺儀和地磁傳感器,動(dòng)作捕捉傳感器包括紅外攝像頭、3D ToF攝像頭,另外還有接近傳感器、電容感應(yīng)傳感器等等。在圖像傳感器、磁傳感器方面,電子發(fā)燒友網(wǎng)整理了ST、豪威集團(tuán)、燦瑞科技的部分解決方案。
ST:全球首款50萬像素3D ToF傳感器——VD55H1系列
目前,業(yè)內(nèi)主流的3D視覺方案主要有雙目立體視覺法、結(jié)構(gòu)光法、飛行時(shí)間法。3D飛行時(shí)間法就是3D ToF。此前,3D ToF技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域是在汽車、工業(yè)、安防等領(lǐng)域,VR頭顯手勢(shì)交互等人機(jī)交互的出現(xiàn)成為3D ToF進(jìn)入VR領(lǐng)域的契機(jī)。目前奧比中光、炬佑智能等國(guó)內(nèi)廠商都有相關(guān)的產(chǎn)品推出,國(guó)際廠商中意法半導(dǎo)體在今年2月推出了最新的3D ToF傳感器。 根據(jù)官網(wǎng)的介紹,意法半導(dǎo)體推出的是全球首款50萬像素3D ToF傳感器——VD55H1系列。通過測(cè)量超過50萬個(gè)點(diǎn)的距離來測(cè)繪三維表面,VD55H1傳感器的探測(cè)距離可以達(dá)到5m,甚至更遠(yuǎn)。在AR/VR設(shè)備中,可以應(yīng)用在游戲、3D虛擬形象的場(chǎng)景中。 據(jù)了解,VD55H1系列是一顆iToF傳感器芯片,采用了40 nm堆疊晶圓技術(shù),尺寸僅為4.5 mm x 4.9 mm,像素比現(xiàn)有VGA傳感器多75%,可以達(dá)到672 x 804像素(0.54 Mpixel),平均功耗可以保持在80 mW以下,實(shí)現(xiàn)了低功耗、低噪聲等各方面的平衡。預(yù)計(jì)可以在今年下半年量產(chǎn)。豪威集團(tuán):超小尺寸全局快門圖像傳感器—— OG0TB 今年1月份,傳感器廠商豪威集團(tuán)宣布與Tobii合作,后者是眼動(dòng)追蹤技術(shù)領(lǐng)域的佼佼者,基于豪威集團(tuán)的BSI 全局快門(GS)傳感器系列,雙方將共同開發(fā)出眼動(dòng)追蹤參考設(shè)計(jì)。就在今年8月,豪威集團(tuán)發(fā)布超小尺寸全局快門圖像傳感器OG0TB,可用于消費(fèi)級(jí)VR設(shè)備的眼球和面部跟蹤。 據(jù)了解,全局快門CMOS 圖像傳感器因?yàn)樵诿總€(gè)像素處增加了采樣保持單元,所以抓拍高速移動(dòng)的物體具有明顯的優(yōu)勢(shì),能夠減少“果凍效應(yīng)”的出現(xiàn)。當(dāng)下AR/VR等新興應(yīng)用領(lǐng)域有著更高的成像要求,例如高速捕捉,因此也成為全局快門圖像傳感器合適的市場(chǎng)場(chǎng)景。 作為一款可用于智能眼鏡、VR設(shè)備等小尺寸可穿戴設(shè)備的CMOS 圖像傳感器,OG0TB系列尺寸僅為 1.64 mm x1.64 mm,分辨率為 400x400,并且能夠獲得清晰準(zhǔn)確的移動(dòng)物體圖像。在功耗方面,未來隨著VR設(shè)備搭載10個(gè)甚至更多的攝像頭,對(duì)設(shè)備的續(xù)航性能帶來的極大的挑戰(zhàn),如何保證低功耗卻不犧牲性能,是上下游廠商在共同挑戰(zhàn)的難題。目前,OG0TB系列可以實(shí)現(xiàn)30 幀/秒下的功耗小于7.2毫瓦。 豪威集團(tuán)物聯(lián)網(wǎng)/新興技術(shù)資深產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理 David Shin 介紹,OG0TB系列傳感器采用了豪威集團(tuán)的全球首款三層堆疊式全局快門像素技術(shù)。產(chǎn)品將于2023 年下半年開始量產(chǎn)。
燦瑞科技:高靈敏度、低功耗3D磁傳感器——OCH1970 燦瑞科技成立于2005年,擁有17年的傳感器技術(shù)積累,其傳感器業(yè)務(wù)包括磁傳感器芯片、光傳感器芯片,為其貢獻(xiàn)超過四成的營(yíng)收。今年10月,燦瑞科技在科創(chuàng)板上市,計(jì)劃募資15.5億元,重點(diǎn)研發(fā)砷化鎵磁傳感器芯片、TMR磁開關(guān)傳感器、電流傳感器芯片、虹膜識(shí)別發(fā)射器及驅(qū)動(dòng)芯片、3D TOF VCSEL傳感芯片等光傳感器芯片。 在VR設(shè)備方面,燦瑞科技已經(jīng)推出多款磁傳感器。例如OCH1970,這是一款具有高靈敏度和寬測(cè)量范圍的3D磁傳感器芯片,采用了燦瑞科技最新的3D霍爾傳感器技術(shù),集成了磁場(chǎng)霍爾元件、放大器電路、ADC電路等其他必須的邏輯電路模塊,通過I2C/SPI通訊協(xié)議輸出感應(yīng)到的X/Y/Z三軸磁場(chǎng)值。 燦瑞科技介紹,OCH1970可應(yīng)用在操縱桿、游戲手柄、VR手柄等領(lǐng)域,其優(yōu)勢(shì)在于高精度旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)、低功耗、小尺寸、多產(chǎn)品組合方案、高性價(jià)比,其中待機(jī)功耗僅為8uA。燦瑞科技認(rèn)為,3D Hall是磁傳感器市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)之一,后期將逐步替代線性霍爾、部分開關(guān)霍爾等功能,目前以汽車市場(chǎng)為主,但后續(xù)將拓展至VR、游戲手柄等應(yīng)用市場(chǎng)。
小結(jié) 在VR設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈中,傳感器通常被算進(jìn)“其他”中,主要的元器件是芯片、顯示相關(guān)元器件、光學(xué)器件。不過,伴隨著VR市場(chǎng)的起量,以及消費(fèi)者對(duì)VR體驗(yàn)要求提升,VR設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈也在不斷完善,這也要求傳感器的技術(shù)要更加成熟,例如上述提到的3D ToF傳感器正在朝著高像素發(fā)展,圖像傳感器也在尋找新的解決方案以帶來更好的視覺體驗(yàn),磁傳感器將迎來3D Hall等新技術(shù)迭代。 根據(jù)IDC的數(shù)據(jù)顯示,今年第二季度,中國(guó)市場(chǎng)VR設(shè)備出貨量達(dá)到29.7萬臺(tái),其中消費(fèi)類占比達(dá)到74.8%,預(yù)計(jì)接下來新品發(fā)布速度持續(xù)加快,傳感器作為重要的細(xì)分元器件,影響著人機(jī)交互體驗(yàn),未來在VR設(shè)備內(nèi)的作用將越來越重要。 ?
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原文標(biāo)題:?消費(fèi)級(jí)VR頭顯成主力,傳感器朝高像素、小尺寸迭代
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