電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/周凱揚）對于現(xiàn)如今的XR設(shè)備來說，圖像傳感器已經(jīng)成了繞不過的設(shè)計話題。為了提供更好的交互體驗，蘋果的Vision Pro就搭載了豐富的傳感器，共有14個攝像頭，包括主攝像頭、底部、側(cè)面和紅外攝像頭等。那么在XR設(shè)備上，對圖像傳感器又有何種要求，我們以這幾年發(fā)布的新品來分析一下。

小尺寸的全局快門圖像傳感器

即便是VR設(shè)備，在透視模式下也需要對外界圖像進行捕捉。而在跟蹤定位的應(yīng)用中，傳統(tǒng)圖像傳感器的卷簾快門時間過長帶來的影響更大，更容易導致眩暈癥狀。因此，更適合捕捉運動圖像的全局快門傳感器，則成了不少VR設(shè)備追蹤定位的首選。

以Pico Neo 3、Pico 4還有Meta的Quest為例，其設(shè)備都用到了豪威的OVM7251全局快門傳感器，用于跟蹤定位。OVM7251是一個1/7.5英寸的小靶面圖像傳感器，雖然分辨率最高只有30萬（640x480），但其可以實現(xiàn)最高分辨率下120fps的視頻記錄。

在2022年底，豪威推出了OVM7251的繼任者，OG0VE。OG0VE在做到比OVM7251封裝小26%的同時，還將能效提高了50%。盡管光學尺寸和分辨率并沒有發(fā)生變化，但如今的OG0VE可以支持到更高的全分辨率240fps傳輸，以VGA分辨率60fps傳輸時，功率更是低至34mW以下。

三星也在去年年底發(fā)布了一款用于XR設(shè)備的全局快門傳感器ISOCELL Vizion 931。ISOCELL Vizion 931采用了常見的VGA分辨率1：1設(shè)計（640x640），從而以更小的尺寸（1/9英寸）方便設(shè)計者集成在XR設(shè)備中，用于虹膜識別、眼球最終以及面部和手勢識別等視覺應(yīng)用。

與此同時，ISOCELL Vizion 931還對光線轉(zhuǎn)換效率進行了優(yōu)化。得益于新的全溝槽隔離（FDTI）設(shè)計，該傳感器提高了轉(zhuǎn)換增益和量子效率的同時，還可以抑制暗電流，據(jù)三星公開的數(shù)據(jù)，該傳感器可在850nm的波長下達到60%的量子效率，在全分辨率（41萬像素）下可以做到180fps的輸出。

全局快門技術(shù)雖然是各大圖像傳感器廠商最先進的技術(shù)儲備之一，但目前尚不完善，在圖像質(zhì)量、成本等方面還是要遜色卷簾快門。所以XR設(shè)備的主攝往往不會用到全局快門傳感器，在HMD和手柄上用到的全局快門傳感器為了成本和小型化考慮，也往往是小尺寸的VGA傳感器。

曲面?zhèn)鞲衅?/strong>

在頭戴式XR設(shè)備的設(shè)計中，最復雜的一環(huán)莫過于光學設(shè)計，不同的攝像頭需要不同規(guī)格的鏡片模組。在一些廣角和魚眼鏡頭中，光學模組的設(shè)計尤其高，因為針對平面的圖像傳感器必須加入額外的鏡片來解決場曲的問題。

一家名為SILINA的法國初創(chuàng)公司則發(fā)布了可彎曲的圖像傳感器設(shè)計技術(shù)，相較傳統(tǒng)的平面圖像傳感器，由于傳感器本身的曲率，省去了校正鏡頭場曲的需要。如此一來光學設(shè)計人員可以在鏡片模組中省去一到兩個元素，或者更專注于提高整體的光學質(zhì)量，而前者可以使得光學模組的尺寸進一步減小，進而促進XR設(shè)備本身的小型化。

當然了，作為一項全新的傳感器技術(shù)，之所以還沒普及至XR設(shè)備中，也逃不開新技術(shù)的幾大典型限制。可靠性、良率和單件成本，都是SILINA這家廠商還在試圖解決的問題。

未來的XR圖像傳感器展望

就目前的趨勢來看，在Apple Vision等產(chǎn)品的推動下，XR設(shè)備上集成越來越多的攝像頭已經(jīng)不可避免。為了提供更好的成像質(zhì)量和追蹤精度，卷簾快門和全局快門傳感器都不可少，但如何在小尺寸下實現(xiàn)更高的產(chǎn)品性能，才是每個傳感器廠商需要考慮的問題。