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© infineon Komponenten | 08 Januar 2016

Virtuelle Realität auf dem Smartphone

Schnell und realitĂ€tsnah können mobile EndgerĂ€te ihre Umgebung kĂŒnftig dreidimensional erfassen. Das ermöglichen 3D-Bildsensorchips der Infineon Technologies AG und der pmdtechnologies gmbh.
Das ist eine ProduktankĂŒndigung von Infineon Technologies AG. Allein der Emittent ist fĂŒr den Inhalt verantwortlich.
Sehr realistische Virtual- und Augmented-Reality-Spielerlebnisse werden durch REAL3ℱ in Head-Mounted-Devices möglich. Diese beziehen die Interaktion der HĂ€nde des Spielers und seine Umgebung ins Spiel mit ein. Weitere Anwendungen sind die Vermessung von RĂ€umen und Objekten, die Indoor-Navigation und die Umsetzung von speziellen Foto-Effekten. Infineon und pmd prĂ€sentieren die neuesten 3D-Bildsensorchips der REAL3-Familie auf der CES 2016 in Las Vegas. GegenĂŒber der VorgĂ€ngerversion hat sich die optische Empfindlichkeit der 3D-Bildsensoren weiter verbessert und ihr Stromverbrauch reduziert. Zudem nimmt die verbaute Elektronik nur wenig Raum ein. Die Chips ermöglichen in Mobiltelefonen jetzt Mini-Kamerasysteme, die 3D-Tiefendaten messen. Hohe Empfindlichkeit mittels Mikrolinsen Reichweite und Messgenauigkeit der Kamera hĂ€ngen neben der IntensitĂ€t des abgestrahlten und reflektierten Infrarotlichts wesentlich ab von der Pixelempfindlichkeit der 3D-Bildsensorchips. Im Vergleich zu ihrer VorgĂ€ngerversion ist die optische Pixelempfindlichkeit der neuen 3D-Bildsensorchips doppelt so hoch. Sie liefern bei nur halber abgestrahlter Lichtleistung die gleiche MessqualitĂ€t. Damit können Hersteller von Kamerasystemen fĂŒr mobile GerĂ€te nicht nur die Infrarot-Beleuchtung kostengĂŒnstiger auslegen – auch der Systemstromverbrauch der Kamera wird fast halbiert. Auf jedem der Bildpunkte des 3D-Bildsensorchips befindet sich eine Mikrolinse. Dadurch wird der Großteil des einfallenden Lichts auf die sensitive FlĂ€che eines Pixels gerichtet: Es geht so gut wie keine Lichtenergie mehr auf inaktiven FlĂ€chen verloren und die optische Pixelempfindlichkeit ist signifikant höher. Optimierter Formfaktor: SensorflĂ€che halbiert Die zur CES vorgestellten 3D-Bildsensorchips sind fĂŒr mobile GerĂ€te optimiert; hier genĂŒgt fĂŒr die meisten Anwendungen eine Auflösung von 38.000 Pixeln. Die bisherige 100.000-Pixel-Matrix wurde verkleinert und andere Funktionsblöcke wie die Analog/Digital-Wandler bezĂŒglich ChipflĂ€che und Leistungsumfang angepasst. Die Systemkosten sind geringer: Die Sensor-ChipflĂ€che wurde nahezu halbiert und wegen der geringeren Auflösung sind auch kleinere und kostengĂŒnstigere optische Linsen möglich. Neue 3D-Bildsensorchips mit 19.000, 38.000 und 100.000 Pixeln Die drei neuen REAL3 3D-Bildsensorchips sind mit Mikrolinsen ausgestattet und verfĂŒgen ĂŒber nahezu den gleichen Umfang an optischer Leistung und FunktionalitĂ€t. Nur in ihrer Auflösung unterscheiden sie sich: der IRS1125C arbeitet mit 352 x 288 Pixeln, der IRS1645C mit 224 x 172 Pixeln und der IRS1615C mit 160 x 120 Pixeln. IRS1645C und IRS1615C sind dabei im Vergleich zum IRS1125C auf halber ChipflĂ€che realisiert. Google-Projekt „Tango“ mit Infineons 3D-Bildsensorchip IRS1645C Der IRS1645C eignet sich besonders fĂŒr den Einsatz in mobilen GerĂ€ten. Infineon ist gemeinsam mit pmdtechnologies Partner im Google-Projekt „Tango“. Bei „Tango“ werden Mobiltelefone und Tablets zur Raumerfassung mit einer speziellen optischen Sensorik ausgestattet. Dazu zĂ€hlt auch eine 3D-Kamera mit dem 3D-Bildsensorchip IRS1645C von Infineon. Anwendungen sind Augmented-Reality, Indoor-Navigation und Raumvermessung. Die komplette 3D-Kamera fĂŒr Google „Tango“, mit dem IRS1645C und der aktiven Infrarot-Beleuchtung mit einem Laser, ist auf einer FlĂ€che von etwa 10 mm x 20 mm untergebracht. Bei einer Reichweite von bis zu 4 Metern, einer Messgenauigkeit von 1 Prozent der Entfernung und einer Frame-Rate von 5 fps (Frames pro Sekunde) benötigt das 3D-Kamera-Subsystem weniger als 300 mW im aktiven Betrieb. Time-of-Flight-Prinzip (ToF) Die 3D-Bildsensorchips funktionieren mit Infrarotlicht und nutzen das Time-of-Flight (ToF)-Messprinzip: FĂŒr jeden einzelnen seiner Bildpunkte (Pixel) misst der 3D-Bildsensorchip die Laufzeit des von einer Kamera abgestrahlten Infrarotlichts zu Objekten und zurĂŒck. Zeitgleich erkennt jeder der Bildpunkte auch den Helligkeitswert der Objekte. Der IRS1125C ist ab dem ersten Quartal 2016 im Volumen verfĂŒgbar. Der Produktionsstart fĂŒr die kleineren IRS1645C und IRS1615C ist fĂŒr das zweite Quartal 2016 geplant. Alle drei Typen werden ausschließlich als Bare-Die geliefert, um maximale Design-FlexibilitĂ€t bei möglichst geringen Systemkosten zu erlauben. Über die Kooperation von Infineon und pmdtechnologies Infineon hat die REAL3 3D-Bildsensorchips gemeinsam mit pmdtechnologies gmbh aus Siegen entwickelt. Die technische UnterstĂŒtzung bei Kunden ĂŒbernehmen beide Unternehmen gemeinsam. Der Beitrag von pmdtechnologies zur neuen Chipfamilie ist die ToF-Pixelmatrix. Infineon steuert alle Funktionsblöcke zur System-on-Chip (SoC)-Integration bei und entwickelte den Fertigungsprozess. Produziert werden die 3D-Bildsensorchips im Infineon-Werk in Dresden mit einem fĂŒr ToF optimierten CMOS-Prozess mit Mikrolinsen-Technologie.
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