ToF 3D画像センサー

信頼できるREAL3™ ToF 3D画像センサー パートナーのネットワークにより、開発期間を最小限に抑え、製品の市場投入までの期間を短縮できます。

概要

インフィニオンのREAL3™ 3D画像センサーは、高度なTime-of-Flight (ToF) 技術を用いて、正確な深度センシングと3Dイメージングを実現します。XENSIV™ センサー ポートフォリオの一部であるREAL3™ は、コンシューマー、産業用、自動車向けアプリケーションに対応しています。インフィニオンのVCSELドライバICと組み合わせることで、REAL3™ ToFモジュールは高性能、低レイテンシ動作、コンパクトな実装面積、コスト効率を実現し、信頼性の高い次世代3Dセンシング ソリューションを可能にします。

主な特長

  • 高精度で正確な深度センシング
  • 高解像度3D点群
  • 同時2Dグレースケール画像
  • あらゆる照明条件で堅牢
  • 最小フォームファクター
  • オンチップ統合レーザー安全機能
  • マルチカメラ干渉耐性
  • ISO 26262準拠 (ASIL B)
  • プラスチックBGAパッケージのバリエーション

製品

概要

Time-of-Flight (ToF) 3Dイメージ センサー

REAL3™ ToFイメージセンサー ソリューションは、最小クラスの3Dビジョン カメラ モジュールに最適で、短距離から長距離までの正確な深度測定と低消費電力を両立しています。REAL3™ 製品ポートフォリオは、ピクセル解像度の異なる専用の3Dシングルチップ イメージ センサーで構成され、ベア ダイまたは車載認定BGAパッケージで提供されます。これらのイメージセンサーは、HDRモードやデュアル イルミネーション (ハイブリッドToFのユースケース向け) への対応など、さまざまなアプリケーション要件を満たすように高い柔軟性を備えています。特許取得済みのBackground Illumination Suppression (SBI) 技術により、あらゆる周囲光条件下でのカメラ導入に対応します。SBIをはじめとする組み込み機能により、マルチカメラ干渉に対してクラス最高レベルの堅牢性も実現します。安全性が重要な用途には、ISO 26262 ASIL-B準拠のバリアントで対応します。VCSEL照明向けの高集積ドライバICと組み合わせることで、最小クラスのToFカメラ モジュール設計に最適化されたバンドルを構成します。

BOM最適化されたREAL3™ ToFハードウェアは、世界各地の設計、ソフトウェア、製造パートナーからなる幅広いネットワークによって補完され、最適なサポート、高い技術革新力、迅速な市場投入をすべてのREAL3™ のお客様に提供します。モジュール メーカーやカメラ設計会社からなるインフィニオンのパートナー ネットワークを活用することで、アプリケーションで3D点群を直接利用できる、完成品のToFカメラ モジュールを入手できます。

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3D ToF REAL3™イメージセンサーが機能する仕組み

REAL3™ ToFイメージセンサーは、間接Time-of-Flight (iToF) の原理に基づいて動作します。ここでは、ToFカメラ モジュールが変調された赤外光を、対象となる物体、ユーザー、またはシーンに照射します。反射した光をToF イメージセンサーが捕捉し、ピクセル毎に振幅と位相差が計測されます。この生データは外部のアプリケーション プロセッサで処理され、信頼性の高い距離画像に加えて、シーン全体のグレースケール画像が生成されます。

3D ToF動作原理インフォグラフィック

アプリケーションに対するREAL3™ ToFの利点

Time-of-Flightを採用する理由:

  • あらゆる照明条件下で、高解像度の堅牢な3D深度データを測定できます。
  • 深度データは、2D AI や 2D ステレオ カメラ ソリューションのような計算も推定をせず、測定値です。
  • 暗闇から強い直射日光、夜景まであらゆる光条件下で、奥行き画像やグレースケール画像を提供します。
  • 深度データには、データの整合性を保証するための信頼度データが含まれています。
  • 小型フォームファクター、機械的に安定したソリューション、ライフタイム キャリブレーション、ライフタイムにわたってキャリブレーションが失われるリスクなし。
  • システム プロセッサの計算負荷が低い。

インフィニオンのREAL3™ ToFを選ぶ理由:

  • 高度に最適化され、柔軟性に優れ、クラス最高レベルの性能を備え、量産実績があります。
  • 包括的な iToF 製品ポートフォリオ: 車載グレード ASIL-B準拠レベル パッケージのVGA イメージセンサーから、民生アプリケーション用のベアダイ提供の HQVGA イメージセンサー、最適化されたカメラ モジュール部品表 (BOM) 用の低コストのレーザー ドライバー IC まで取り揃えています。
  • 自動車、ロボット工学、スマートフォン、XR、その他の民生用、産業用アプリケーションで実績があります。
  • 高い柔軟性: 統合コントローラーと、複数の変調周波数を備えた HDR モード、コードベースの変調、複数の照明源の制御、カメラの同期、マルチカメラ操作など、自由にプログラム可能な変調周波数と動作モード。
  • 優れた太陽光耐性: すべてのピクセルに特許取得済みのバックライト照明抑制 (SBI) 回路を搭載。
  • 市場投入までの時間を短縮: インフィニオンとpmdtechnologiesによる相互補完的で完全に統合された製品提供に、設計から生産までのエコシステム全体にわたる強力なパートナー ネットワークを組み合わせています。

補完的なVCSELドライバ ポートフォリオ

高度に最適化されたVCSELレーザードライバICを備えたREAL3™イメージ センサー

最強の組み合わせ: 高解像度のREAL3™ ToF 3Dイメージセンサーと高効率VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) ドライバにより、世界最小の3Dカメラ モジュールの実現を支援します。

REAL3™ VCSELドライバICは、インフィニオンのREAL3™イメージ センサー製品に最適化することを目的に設計されています。両者を組み合わせることで、高性能な3Dカメラ システムを実現し、統合の容易化、コストとフォーム ファクタを最適化するためのBOM削減、電力効率の向上を可能にするとともに、完全に統合されたアイ セーフティ ソリューションを提供します。主な特長には、シングル/デュアル/トリプル ジャンクションVCSELのサポート、最大250 MHzの高速スイッチング動作、超小型パッケージが含まれます。

補完的なVCSELドライバIC

民生分野におけるToF 3Dイメージ センサーの主な対象アプリケーション

Time-of-Flightカメラが提供する強力なデータは、さまざまなアプリケーションやユースケースで活用できます。

パーソナル エレクトロニクス

3Dデータは、安全な顔認証、拡張現実、高解像度スキャン、写真や動画の最適化 (オートフォーカス、ボケ効果) などに利用できます。

  • スマートフォンとタブレット
  • AR/VRヘッドセットおよびメガネ
  • その他のウェアラブル デバイス

ビーム プロジェクター

台形補正とオートフォーカスの最適化に3Dデータを使用します。

ホーム セキュリティ、決済、および監視システム

3Dデータを使用して、安全な顔認証および本人確認、ならびに室内監視を実現します。

  • スマート ドア ロックおよびアクセス制御
  • 販売時点情報管理端末 (POS)
  • エリア監視
  • 人数カウント
  • 自動ドア

ロボティクス分野におけるToF 3Dイメージ センサーの主な対象アプリケーション

Time-of-Flightカメラが提供する強力なデータは、さまざまなアプリケーションやユースケースで活用できます。

コンシューマーおよびサービス ロボット

ナビゲーション、自己位置推定および地図作成 (SLAM) 、高度な障害物回避、ならびに崖検出に3Dデータを使用します。

  • ロボット掃除機 (RVC)
  • 芝刈り機
  • 配送およびサービス ロボット
  • ソーシャルおよびエンターテイメント ロボット、エデュテインメント、ならびにロボット玩具

産業用ロボット

3Dデータを使用して、高度な障害物回避、崖検出、ナビゲーション、安全な人間とロボットの相互作用、把持制御など、工場および物流の自動化における多くの用途を実現します。

  • ヒューマノイド ロボット
  • 協働ロボット (コボット)
  • 自律移動ロボット (AMR) および無人搬送車 (AGV)
  • 自動フォークリフト
  • 体積測定およびゲージ測定

インフィニオンのREAL3™ ToFイメージ センサー ラインナップは信頼性の高いソリューションを提供します。ISO 26262 (ASIL-B) 準拠のバリアントも用意しており、機械と人が相互に関わる産業用途でも、機能安全要件を満たせます。

対象アプリケーション: 自動車

Time-of-Flightカメラが提供する強力なデータは、さまざまなアプリケーションやユースケースで活用できます。

車室内センシング: ドライバー モニタリング システムおよび乗員モニタリング システム

自動運転の進歩に伴い、ドライバーはますます通常の運転作業から解放され、ほとんど「乗客」になっています。車は、エンターテインメント、仕事、リラクゼーションのための新しい車室内コンセプトにより、「生活空間」へと変わります。REAL3™ ToFテクノロジーに基づく3Dカメラは、高度なパッシブ セーフティを提供しつつ、車両の快適性と利便性に対する需要の高まりを効果的に支えます。さらに、シートやシートベルト センサーなど、他の電子システムのBOM削減も実現できます。

  • REAL3™によって、ジェスチャー コントロール、安全な3D顔認証、意図した車室内照明、好みの自動設定、最適化されたミラー/シート位置、カスタマイズされたコンテンツによるデュアル ディスプレイ、最適化されたオーディオなどの快適機能を実現できます。
  • REAL3™は、頭部位置を用いたドライバー モニタリング、目の閉鎖検出、ドライバーの注意散漫検出など、乗員安全機能の強化にも寄与します。また、乗員の検出と分類、子どもの在席検出、スマート エアバッグの適応、着座位置不適切 (OOP) 検出、後ろ向きベビー シート検出、シート/乗員上の物体検出、シートベルト装着検出も可能にします。

安全な3D顔認証によるシームレスな車両アクセス

安全で便利な車両アクセス。高度な3D顔認証を活用してキーレス エントリーを実現し、ドライバーが乗車する前に、車両がパーソナライズされた設定を自動的に準備できるようにします。

車両外装用途

安全で信頼性の高い動作を確保するため、自律走行車や高度自動運転車は、車両周囲に堅牢なセンサー コクーンを備えています。センサー コクーンは、レーダーやLiDARなどの技術を組み合わせたものです。これらにより、車両は近距離から遠距離まで周囲環境を検知できます。自動運転レベル (SAEレベル1～5) やセンサーの配置によっては、地面付近の近距離の死角もカバーする必要が生じる場合があります。そのためには、現在使用されている超音波センサーを上回る解像度と性能が求められます。

REAL3™ ToF 3Dセンサーは、最適化されたコストで小型かつ高解像度のソリューションを実現します。これらのセンサーは、最大10 mの範囲で、車両周辺の環境を3次元 (水平方向および垂直方向) で正確に検知します。ToFセンサーの性能は周囲光の影響を受けないため、車両は道路標識を容易に認識できます。車両始動時の高度な障害物回避と状況認識のために、3Dデータを活用します。

  • 自動駐車および自動運転
  • 自動ドア

Time-of-Flight (ToF) 3Dイメージ センサー

REAL3™ ToFイメージセンサー ソリューションは、最小クラスの3Dビジョン カメラ モジュールに最適で、短距離から長距離までの正確な深度測定と低消費電力を両立しています。REAL3™ 製品ポートフォリオは、ピクセル解像度の異なる専用の3Dシングルチップ イメージ センサーで構成され、ベア ダイまたは車載認定BGAパッケージで提供されます。これらのイメージセンサーは、HDRモードやデュアル イルミネーション (ハイブリッドToFのユースケース向け) への対応など、さまざまなアプリケーション要件を満たすように高い柔軟性を備えています。特許取得済みのBackground Illumination Suppression (SBI) 技術により、あらゆる周囲光条件下でのカメラ導入に対応します。SBIをはじめとする組み込み機能により、マルチカメラ干渉に対してクラス最高レベルの堅牢性も実現します。安全性が重要な用途には、ISO 26262 ASIL-B準拠のバリアントで対応します。VCSEL照明向けの高集積ドライバICと組み合わせることで、最小クラスのToFカメラ モジュール設計に最適化されたバンドルを構成します。

BOM最適化されたREAL3™ ToFハードウェアは、世界各地の設計、ソフトウェア、製造パートナーからなる幅広いネットワークによって補完され、最適なサポート、高い技術革新力、迅速な市場投入をすべてのREAL3™ のお客様に提供します。モジュール メーカーやカメラ設計会社からなるインフィニオンのパートナー ネットワークを活用することで、アプリケーションで3D点群を直接利用できる、完成品のToFカメラ モジュールを入手できます。

サポート センターにお問い合わせください

3D ToF REAL3™イメージセンサーが機能する仕組み

REAL3™ ToFイメージセンサーは、間接Time-of-Flight (iToF) の原理に基づいて動作します。ここでは、ToFカメラ モジュールが変調された赤外光を、対象となる物体、ユーザー、またはシーンに照射します。反射した光をToF イメージセンサーが捕捉し、ピクセル毎に振幅と位相差が計測されます。この生データは外部のアプリケーション プロセッサで処理され、信頼性の高い距離画像に加えて、シーン全体のグレースケール画像が生成されます。

3D ToF動作原理インフォグラフィック

アプリケーションに対するREAL3™ ToFの利点

Time-of-Flightを採用する理由:

  • あらゆる照明条件下で、高解像度の堅牢な3D深度データを測定できます。
  • 深度データは、2D AI や 2D ステレオ カメラ ソリューションのような計算も推定をせず、測定値です。
  • 暗闇から強い直射日光、夜景まであらゆる光条件下で、奥行き画像やグレースケール画像を提供します。
  • 深度データには、データの整合性を保証するための信頼度データが含まれています。
  • 小型フォームファクター、機械的に安定したソリューション、ライフタイム キャリブレーション、ライフタイムにわたってキャリブレーションが失われるリスクなし。
  • システム プロセッサの計算負荷が低い。

インフィニオンのREAL3™ ToFを選ぶ理由:

  • 高度に最適化され、柔軟性に優れ、クラス最高レベルの性能を備え、量産実績があります。
  • 包括的な iToF 製品ポートフォリオ: 車載グレード ASIL-B準拠レベル パッケージのVGA イメージセンサーから、民生アプリケーション用のベアダイ提供の HQVGA イメージセンサー、最適化されたカメラ モジュール部品表 (BOM) 用の低コストのレーザー ドライバー IC まで取り揃えています。
  • 自動車、ロボット工学、スマートフォン、XR、その他の民生用、産業用アプリケーションで実績があります。
  • 高い柔軟性: 統合コントローラーと、複数の変調周波数を備えた HDR モード、コードベースの変調、複数の照明源の制御、カメラの同期、マルチカメラ操作など、自由にプログラム可能な変調周波数と動作モード。
  • 優れた太陽光耐性: すべてのピクセルに特許取得済みのバックライト照明抑制 (SBI) 回路を搭載。
  • 市場投入までの時間を短縮: インフィニオンとpmdtechnologiesによる相互補完的で完全に統合された製品提供に、設計から生産までのエコシステム全体にわたる強力なパートナー ネットワークを組み合わせています。

補完的なVCSELドライバ ポートフォリオ

高度に最適化されたVCSELレーザードライバICを備えたREAL3™イメージ センサー

最強の組み合わせ: 高解像度のREAL3™ ToF 3Dイメージセンサーと高効率VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) ドライバにより、世界最小の3Dカメラ モジュールの実現を支援します。

REAL3™ VCSELドライバICは、インフィニオンのREAL3™イメージ センサー製品に最適化することを目的に設計されています。両者を組み合わせることで、高性能な3Dカメラ システムを実現し、統合の容易化、コストとフォーム ファクタを最適化するためのBOM削減、電力効率の向上を可能にするとともに、完全に統合されたアイ セーフティ ソリューションを提供します。主な特長には、シングル/デュアル/トリプル ジャンクションVCSELのサポート、最大250 MHzの高速スイッチング動作、超小型パッケージが含まれます。

補完的なVCSELドライバIC

民生分野におけるToF 3Dイメージ センサーの主な対象アプリケーション

Time-of-Flightカメラが提供する強力なデータは、さまざまなアプリケーションやユースケースで活用できます。

パーソナル エレクトロニクス

3Dデータは、安全な顔認証、拡張現実、高解像度スキャン、写真や動画の最適化 (オートフォーカス、ボケ効果) などに利用できます。

  • スマートフォンとタブレット
  • AR/VRヘッドセットおよびメガネ
  • その他のウェアラブル デバイス

ビーム プロジェクター

台形補正とオートフォーカスの最適化に3Dデータを使用します。

ホーム セキュリティ、決済、および監視システム

3Dデータを使用して、安全な顔認証および本人確認、ならびに室内監視を実現します。

  • スマート ドア ロックおよびアクセス制御
  • 販売時点情報管理端末 (POS)
  • エリア監視
  • 人数カウント
  • 自動ドア

ロボティクス分野におけるToF 3Dイメージ センサーの主な対象アプリケーション

Time-of-Flightカメラが提供する強力なデータは、さまざまなアプリケーションやユースケースで活用できます。

コンシューマーおよびサービス ロボット

ナビゲーション、自己位置推定および地図作成 (SLAM) 、高度な障害物回避、ならびに崖検出に3Dデータを使用します。

  • ロボット掃除機 (RVC)
  • 芝刈り機
  • 配送およびサービス ロボット
  • ソーシャルおよびエンターテイメント ロボット、エデュテインメント、ならびにロボット玩具

産業用ロボット

3Dデータを使用して、高度な障害物回避、崖検出、ナビゲーション、安全な人間とロボットの相互作用、把持制御など、工場および物流の自動化における多くの用途を実現します。

  • ヒューマノイド ロボット
  • 協働ロボット (コボット)
  • 自律移動ロボット (AMR) および無人搬送車 (AGV)
  • 自動フォークリフト
  • 体積測定およびゲージ測定

インフィニオンのREAL3™ ToFイメージ センサー ラインナップは信頼性の高いソリューションを提供します。ISO 26262 (ASIL-B) 準拠のバリアントも用意しており、機械と人が相互に関わる産業用途でも、機能安全要件を満たせます。

対象アプリケーション: 自動車

Time-of-Flightカメラが提供する強力なデータは、さまざまなアプリケーションやユースケースで活用できます。

車室内センシング: ドライバー モニタリング システムおよび乗員モニタリング システム

自動運転の進歩に伴い、ドライバーはますます通常の運転作業から解放され、ほとんど「乗客」になっています。車は、エンターテインメント、仕事、リラクゼーションのための新しい車室内コンセプトにより、「生活空間」へと変わります。REAL3™ ToFテクノロジーに基づく3Dカメラは、高度なパッシブ セーフティを提供しつつ、車両の快適性と利便性に対する需要の高まりを効果的に支えます。さらに、シートやシートベルト センサーなど、他の電子システムのBOM削減も実現できます。

  • REAL3™によって、ジェスチャー コントロール、安全な3D顔認証、意図した車室内照明、好みの自動設定、最適化されたミラー/シート位置、カスタマイズされたコンテンツによるデュアル ディスプレイ、最適化されたオーディオなどの快適機能を実現できます。
  • REAL3™は、頭部位置を用いたドライバー モニタリング、目の閉鎖検出、ドライバーの注意散漫検出など、乗員安全機能の強化にも寄与します。また、乗員の検出と分類、子どもの在席検出、スマート エアバッグの適応、着座位置不適切 (OOP) 検出、後ろ向きベビー シート検出、シート/乗員上の物体検出、シートベルト装着検出も可能にします。

安全な3D顔認証によるシームレスな車両アクセス

安全で便利な車両アクセス。高度な3D顔認証を活用してキーレス エントリーを実現し、ドライバーが乗車する前に、車両がパーソナライズされた設定を自動的に準備できるようにします。

車両外装用途

安全で信頼性の高い動作を確保するため、自律走行車や高度自動運転車は、車両周囲に堅牢なセンサー コクーンを備えています。センサー コクーンは、レーダーやLiDARなどの技術を組み合わせたものです。これらにより、車両は近距離から遠距離まで周囲環境を検知できます。自動運転レベル (SAEレベル1～5) やセンサーの配置によっては、地面付近の近距離の死角もカバーする必要が生じる場合があります。そのためには、現在使用されている超音波センサーを上回る解像度と性能が求められます。

REAL3™ ToF 3Dセンサーは、最適化されたコストで小型かつ高解像度のソリューションを実現します。これらのセンサーは、最大10 mの範囲で、車両周辺の環境を3次元 (水平方向および垂直方向) で正確に検知します。ToFセンサーの性能は周囲光の影響を受けないため、車両は道路標識を容易に認識できます。車両始動時の高度な障害物回避と状況認識のために、3Dデータを活用します。

  • 自動駐車および自動運転
  • 自動ドア
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