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打造沉浸式AR体验,3D dToF技术开始量产

  对于和3D、影像、传感等打交道的圈内人士来说,一定对ToF技术再熟悉不过,主要通过时间差解决三维成像问题。目前,市场上主要采用的是ItoF方案间接测量时间,对于dToF这种全新的解决方案应用的还比较少,只有苹果公司在新款ipad pro上搭载了DToF激光雷达。dToF技术之所以只有苹果一家公司在使用,主要是因为直接测量时间,技术难度太高,但dToF的应用前景非常广阔,尤其是以手机、平板为核心的消费类电子行业以及人脸识别等行业,势必极力拥抱最新技术趋势。

  为了抢占市场先机,全球领先的高性能传感器解决方案供应商艾迈斯半导体,和计算机视觉成像软件的领导厂商ArcSoft达成深度合作,共同攻克技术难题。目前,由双方合作研发的dToF解决方案已在世界移动通信大会(MWC)上进行成果展示,预计该系统将在2021年底之前开始投产量产。

  ▲艾迈斯半导体公司大中华区销售和市场高级副总裁陈平路

  “很多人都知道,艾迈斯半导体和欧司朗在去年已经进行了整合,这让我们在打造全球传感器解决方案和光电领域全球领导者的道路上,距离目标又近了一步。” 艾迈斯半导体公司大中华区销售和市场高级副总裁陈平路表示,两家公司合并后,不止让收入上实现了1+1>2的增长,也让技术资源储备实现了质的飞跃。目前,公司已有5000多个研发工程师,在全球拥有大概30个左右的设计研发中心,遍布欧洲、北美、亚洲,包括在中国也有各种技术应用中心和实验室,大概拥有15000个已获得和正在申请的专利。

  据艾迈斯半导体公司资深市场经理Sarah Cheng介绍,艾迈斯半导体拥有世界领先的光学解决方案组合,最新推出的3D直接飞行时间(dToF)传感解决方案,是Android?移动设备在3D传感系统领域的最佳选择之一。

  ▲艾迈斯半导体公司资深市场经理Sarah Cheng

  所谓的“dToF”,是指通过直接向测量物体发射一个光脉冲,然后测量反射光脉冲和发射光脉冲之间的时间间隔,从而得到光的飞行时间,从而取得待测物体的深度。从整个ToF行业发展现状来看,iToF在芯片的工艺和产业链虽然已经趋于成熟,但达到的效果并不是很完美,从而导致其应用受阻。而dToF技术在激光功耗、抗干扰、远距离精度等方面有着明确优势,是远距离应用的关键技术。但从工艺和生产链来看,均离成熟应用尚远,仍需较长时间的打磨,而艾迈斯半导体率先攻克了技术难关,成为行业最领先的dToF技术服务提供商。

  最新的3D dToF解决方案,改善了其在特定以及极端应用场景下的用户体验,比如:极端低光或者低特征场景。虽然3D扫描是另一个较常见的后置3D应用案例,但是由于缺少经典应用,被消费者接受的程度非常有限。增强现实,也就是我们常说的AR,是近几年兴起的一种新的用户体验。但受疫情影响,人们消费及生活方式加速向线上化方式转变,所以ToF镜头主打的虚拟现实功能开始派上用场,将在线上虚拟购物、虚拟游戏等体验方面起到极大的推动作用。未来,会有更多内容厂商推动AR/VR的发展,加上国家对5G的大力推广,AR/VR在手机的应用将变得更加成熟,这对低功耗和远距离分辨率的提升变成了更加重要的技术指标。

  而艾迈斯半导体公司最新推出的3D dToF解决方案,凭借从光学器件到VCSEL再到自主封装和独到的人眼安全集成技术,加上自主系统设计以及中间件和算法,解决了精度、距离、功耗及多境因素干扰等iToF技术无法跨越的挑战。 艾迈斯半导体的dToF解决方案是一套完整的技术堆栈,包含了VCSEL阵列、点阵光学系统和我们通常说的高灵敏度单光子雪崩光电二极管,也就是SPAD传感器,保证了远距离场景下的最佳性能,尤其是点阵光学系统确保了整套方案的低功耗。另外,通过嵌入式处理的灵活架构,和完全校准的深度图像输出,可以最大化减少手机厂商的集成工作量,让移动应用用户在最低耗能的情况下,获得更沉浸式的AR体验。3D dToF不仅让用户获得眼距离、高精度的体验,还能极大化地降低了EMI辐射。同时,在dToF系统层面,还集成了人眼安全特性,增加了最终平台的人眼安全等级。

  ▲艾迈斯半导体公司大中华区应用市场总监Bing Xu博士

  “至于,什么样的用户才会使用3D dToF,要根据具体的应用场景来定,3D dToF可应用的范围很广,在距离测量上更优于iToF。” 艾迈斯半导体公司大中华区应用市场总监Bing Xu博士强调,dToF的最大优势是距离物体多远都不影响它的测量精度,iToF是不同的距离,不同的精度,基本是线性的递减,比如:1米的时候精度是10毫米或者20毫米;但是2米的时候,精度就只有40毫米了。特别是在AR场景,在远距离、精度、低功耗方面,dToF绝对占优势。

  可以预测,未来随着dToF解决方案的量产,高端Android移动设备将会大范围地采用3D dToF技术,来改善后置AR用例和图像增强功能。艾迈斯半导体公司利用其特有的封装设计,已经使得整套系统的传输性能达到最优化。

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