可测距超感应的 3D-ToF 图像传感器 REAL3™ 是英飞凌推出的 3D 成像仪产品系列，它由高度集成的飞行时间（ToF）传感器组成。这些单芯片成像仪十分可靠耐用，可扩展性很强，能集成于多种消费类应用、汽车应用及工业应用场合。

借助英飞凌的 3D-ToF 图像传感器 REAL3™，电子设备能够获取设备前方场景的真实 3D 地图。可将周围环境、物体和人实时转换到数字空间中，即使在暴晒或黑暗的环境下也能正常进行。相应算法利用这些数据来测量距离和大小，跟踪运动，并将物体的形状转换成三维模型。

对比其他同类产品

3D-ToF 摄像头 VS RGB 摄像头

1. 与 RGB 摄像头相比，3D-ToF 摄像头更注重隐私性，可跟踪人物形态动作。它适用于浴室、洗手间等应用场景；
2. RGB 摄像头根据人的肤色来检测人物，而 3D-ToF 摄像头通过距离来检测人物的，因此人物形态更容易被捕捉。
    与 RGB 相机相比，3D-ToF 摄像头后段的图像处理负荷较轻；
3. 由于使用了红外光源，因此 3D-ToF 摄像头可以抵御外界干扰；
4. 3D-ToF 摄像头像素较低，价格成本低于 RGB 摄像头。

3D-ToF 摄像头 VS Rader

3D-ToF 图像传感器特征

• 单芯片 3D-TOF 图像传感器
• 直接测量每个像素的深度和振幅
• 单透镜设计提供了更高的设计灵活性
• 标准相机接口（MIPI）
• 已获专利的背景照明抑制（SBI）功能在每个像素中扩展动态范围
• 易于校准，单目系统架构，无需机械调准和角度校正

3D-ToF 图像传感器优势

• 体积小、功耗低
• 在 ToF 传感器设备内部直接提供原始深度数据，以减少 CPU 负载
• 无论在明亮的阳光直射下还是在黑暗中，都能获得精确的距离图像，如下图（图1）所示

3D-ToF 图像传感器工作原理

3D-ToF 图像传感器具体工作原理，如下图（图2）所示：
1. 将单个已调制的红外光源投射到目标对象、用户或场景中；
2. 反射光由 ToF 图像传感器捕捉；
3. ToF 图像传感器以像素为单位测量深度、振幅和相位差；
4. 除了可靠的距离或深度图像外，还会产生完整场景的灰度图像。

3D-ToF 摄像头模组

英飞凌 3D-ToF 图像传感器和红外线光源、镜头组合而成的 ToF 模块，包括 IRS2381C (HQVGA：224 x 172 pixel (38 k)) 和 VGA 640 x 480 pixel (307 k) 3D-ToF 传感器。

• 可用于 Mobile 设备或 IoT 设备
• SDK（Royale）提供丰富的相机API

光源采用高精度的 VCSEL 激光。 此外，3D-ToF 传感器还符合激光安全 IEC60825-1 class-1 标准。

应用示例

通过将 3D-ToF SDK 嵌入到应用程序中进行软件开发，可以应对各种各样的用途，包括 3D 扫描、手势识别 U.I、生命体征传感、机器人-SLAM 等等。对应具体说明如下：

3D 扫描

通过对物体、人脸等的 3D 扫描，能够强化个人认证能力。

手势识别 U.I

由于能够以非接触方式识别细微的手指移动和手势，3D-ToF 图像传感器非常适合用于游戏机或投影仪操作等的 U.I。

手指手势，具体识别模型，如下图（图3）所示：

• 通过简单直观的指尖运动，可实现快速响应
• 可以组合手势命令，进行自定义
• 全面支持个性化 U.I 开发业务委托

生命体征传感

由于英飞凌的 ToF 传感器能够以 1mm 为单位进行距离检测，因此它很适合用于呼吸次数和心率测量等非接触呼吸传感，同样也适用于面向家庭健康检查的设备机器等。

机器人-SLAM

3D-ToF 传感器还可以用于机器人吸尘器等的 SLAM 制作、机器人手臂动作的目标零件定位辅助等。

参考资料

Infineon | 飞行时间 (ToF) 3D 图像传感器 REAL3™