英飛凌：打破ToF技術(shù)在智能場景中的應(yīng)用限制與挑戰(zhàn)

據(jù)報(bào)道，近日，由易維訊（EEVIA）主辦的第八屆EEVIA年度產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會(huì)在深圳盛大召開。英飛凌、ams、賽靈思、ADI、兆易創(chuàng)新、華虹宏力專家集結(jié)，分享了對(duì)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的真知灼見，帶來了最貼近市場真實(shí)需求的行業(yè)領(lǐng)先解決方案。

本次研討會(huì)第一位產(chǎn)業(yè)演講嘉賓是英飛凌（Infineon）大中華區(qū)射頻及傳感器業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人麥正奇（JeffreyMai）先生，為大家闡述了英飛凌飛行時(shí)間（ToF）技術(shù)如何解決消費(fèi)電子（尤其是智能手機(jī)）、工業(yè)、汽車等場景中的應(yīng)用限制與挑戰(zhàn)，以及最新REAL3圖像傳感器的特性和優(yōu)勢。麥正奇在演講中感慨到：ToF技術(shù)的成熟離不開英飛凌與pmd攜手合作，十多年的研發(fā)努力換來了如今的量產(chǎn)應(yīng)用。

英飛凌麥正奇先生發(fā)表主題演講

演講伊始，麥正奇先生先帶來了好消息：LG在今年世界移動(dòng)通信大會(huì)（MWC2019）上發(fā)布的新機(jī)LGG8ThinQ采用了英飛凌基于ToF技術(shù)的REAL3圖像傳感器，從而為LGG8ThinQ帶來前置攝像頭的深度感知能力，支持高度安全的手機(jī)解鎖和支付識(shí)別認(rèn)證。

LGG8ThinQ智能手機(jī)中的ToF攝像頭

實(shí)際上，不僅僅是智能手機(jī)，英飛凌REAL3圖像傳感器在多個(gè)市場都居于領(lǐng)先地位。面向移動(dòng)和工業(yè)應(yīng)用的ToF圖像傳感器已經(jīng)投入量產(chǎn)，優(yōu)化的CMOS技術(shù)可實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性能、最低功耗和較低成本，并且自有工廠和代工廠確保高產(chǎn)能。面向汽車應(yīng)用的ToF圖像傳感器尚在研發(fā)階段，相信不久會(huì)面市。

英飛凌REAL3圖像傳感器主要市場

隨后，麥正奇先生科普了飛行時(shí)間（ToF）技術(shù)的工作原理：ToF是一種3D成像技術(shù)，通過向目標(biāo)發(fā)送近紅外光，并利用傳感器接收從物體返回的近紅外光，進(jìn)而獲得光的飛行時(shí)間t，再計(jì)算獲得目標(biāo)距離：d=ct/2。簡單來說，ToF圖像傳感器就是在傳統(tǒng)的2D圖像上增加了Z軸的景深信息，從而生成3D圖像。ToF技術(shù)在環(huán)境光下能夠更快、更有效地進(jìn)行深度信息繪制，減少應(yīng)用處理器的工作量，從而也降低功耗。

飛行時(shí)間（ToF）技術(shù)工作原理

英飛凌REAL3圖像傳感器可以直接記錄深度圖和2D灰度圖，具有業(yè)界最優(yōu)性能、高度集成、優(yōu)異性能等優(yōu)點(diǎn)，并且芯片尺寸小巧，能輕松集成到智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備等小型移動(dòng)設(shè)備中。“不僅僅是ToF圖像傳感器，英飛凌還提供可靠且完備的REAL3傳感器解決方案：攝像頭、軟件驅(qū)動(dòng)程序、3D深度處理管道、參考設(shè)計(jì)和定制支持、模組制造商培訓(xùn)和支持資源，以及參考生產(chǎn)裝置設(shè)置，以便3D模組制造商和原始設(shè)備制造商進(jìn)行校準(zhǔn)和測試?！丙溦嫦壬f道。

REAL3圖像傳感器3D成像介紹

REAL3圖像傳感器的關(guān)鍵應(yīng)用是以智能手機(jī)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）/虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）為代表的移動(dòng)設(shè)備。由蘋果iPhone手機(jī)帶動(dòng)的3D人臉識(shí)別浪潮來襲，因此多家安卓手機(jī)廠商在高端旗艦機(jī)型的前置攝像頭中集成了3D成像與識(shí)別功能，促進(jìn)了ToF和結(jié)構(gòu)光技術(shù)的快速發(fā)展。另外，后置攝像頭也逐步采用ToF技術(shù)來實(shí)現(xiàn)AR、3D掃描和計(jì)算攝影等功能。

REAL3圖像傳感器關(guān)鍵應(yīng)用：移動(dòng)設(shè)備

接著，麥正奇先生分享了REAL3圖像傳感器“打破應(yīng)用限制與挑戰(zhàn)，最終獲得市場成功”的關(guān)鍵特性：（1）即便在明媚的陽光下也可實(shí)現(xiàn)行業(yè)領(lǐng)先的ToF像素性能；（2）尖端的深度管道算法和針對(duì)特定應(yīng)用的智能濾波和偽影校正；（3）高度集成，可實(shí)現(xiàn)最小巧的3D攝像頭模組和最低物料成本（BoM）；（4）已經(jīng)批量生產(chǎn)驗(yàn)證的校準(zhǔn)概念，可實(shí)現(xiàn)高精度感測。

REAL3圖像傳感器關(guān)鍵特性

在競爭優(yōu)勢方面，除了提供可靠、準(zhǔn)確的深度數(shù)據(jù)，REAL3圖像傳感器還無懼環(huán)境光干擾，通過獲得專利的背景照明抑制（SBI）功能在每個(gè)像素中擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍；并且傳感器直接提供原始深度數(shù)據(jù)，無需進(jìn)行密集計(jì)算，所以CPU占用量低。與結(jié)構(gòu)光技術(shù)相比，ToF技術(shù)的校準(zhǔn)簡單，無需進(jìn)行機(jī)械調(diào)準(zhǔn)和角度校正；同時(shí)得益于單目系統(tǒng)架構(gòu)（無機(jī)械基線），發(fā)生跌落、振動(dòng)或熱彎曲時(shí)，無需重新校準(zhǔn)，保證終生堅(jiān)固耐用。

REAL3圖像傳感器優(yōu)勢概覽

最后，麥正奇先生介紹了英飛凌與pmd的合作模式：英飛凌主要負(fù)責(zé)半導(dǎo)體工藝研發(fā)、產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)生；pmd主要負(fù)責(zé)ToF像素和ToF系統(tǒng)（3D攝像頭參考設(shè)計(jì)）研發(fā)。目前，雙方已攜手推出多款REAL3系列ToF圖像傳感器，其中第三代產(chǎn)品投入量產(chǎn)，第四代產(chǎn)品于今年2月剛發(fā)布。新款第四代REAL3圖像傳感器型號(hào)為IRS2771C，芯片面積僅為4.6mmx5mm，提供150k（448x336）像素輸出，接近HVGA水準(zhǔn)的分辨率，較市面上多數(shù)的ToF解決方案高出四倍之多。

英飛凌與pmd合作模式

通過與pmd的長期合作，英飛凌在處理3D點(diǎn)云算法領(lǐng)域積累了深厚的專業(yè)知識(shí)，有能力為客戶提供完善的工具與軟件。麥正奇先生說道：“通過卓越的協(xié)同合作，從前沿的ToF像素點(diǎn)、集成芯片、模組設(shè)計(jì)到先進(jìn)的圖像處理，設(shè)計(jì)出深度傳感方案，雙方打造了業(yè)界最佳的3DToF系統(tǒng)。”