3D攝像頭已實現智能手機3D動畫表情的制作。現在，ams希望利用3D傳感技術幫助智能手機捕捉更精準的色彩。

據消息，掃描和渲染3D物體的攝像頭現已成為智能手機、無人機、機器人和汽車的高端“標配”。與合適的軟件配合使用，3D攝像頭可以以更低的成本，在更多的環境下感應光線明暗、物體運動和紋理。

位于奧地利某城堡原址的ams（艾邁斯半導體）是全球微型激光器和低功率光學傳感器的制造商，為大多數攝像頭系統廠商提供手勢識別或跟蹤眼球瞬間運動的傳感器。該公司的傳感器技術為在不同環境中運行的各種消費和工業設備提供準確的感測結果。

結構光模組將特定結構的圖案投射到物體上以測量物體的距離

ams擁有一支由1200名工程師組成的研發團隊，隨著3D傳感需求的不斷增長，ams將研發資源和預算集中于三種主流3D傳感系統：結構光、飛行時間（ToF）和主動立體視覺。

結構光攝像頭投射出具有一定結構特征的圖案至物體上，并采集反射回來的變形圖案，以此計算物體的位置和深度信息；ToF傳感器能夠實時測量光線從物體往返的飛行時間，以實現快速的深度測量，比較適合中遠距離應用；主動立體視覺系統結合了兩個或多個的近紅外攝像頭，利用三角測量法對物體的深度信息進行計算。

為了捕獲上述3D測量數據，3D攝像頭需要自己的光源。通常情況下，這種光源是嵌入攝像頭附近的微型激光器，為使得肉眼無法可見，多數制造商使用紅外激光器。

ams提供垂直腔面發射激光器（VCSEL）作為3D攝像頭的光源，這種激光器可以產生穩定的泛光照明源，或滿足攝像頭制造商特定需求的特殊圖案。ams推出的一種名為PARSENN的新型點陣投影模組可以發射30000個隨機紅外光點來照亮物體。該公司新推出的泛光照明模組MERANO-NIR可產生大量紅外泛光源，幫助ToF傳感器創建人體或其它場景的三維圖像。

ams光學傳感器創新副總裁Markus Rossi最近與《IEEE Spectrum》雜志探討了快速發展的3D傳感市場的未來趨勢，以及用戶如何改進使用智能手機拍攝的照片。

IEEE Spectrum：到目前為止，我們已經看到了3D傳感的廣泛應用，請您對這項技術的發展趨勢進行預測。

Markus Rossi：人臉識別是當今3D傳感技術的主要應用，但這肯定不是唯一的應用。未來，我們將看到3D傳感技術在人類關注的所有重點領域得到進一步發展。

目前，ams的這項技術處于全球領先水平。舉例來說，我們的3D傳感技術被用于增強智能手機的攝影效果（幫助添加燈光濾鏡和散景效果），使用用戶的面部特征創建頭像和動畫表情。

不僅如此，3D傳感技術在汽車領域也變得越來越重要，無論是車外還是車內應用。針對車外應用，我們正在開發激光雷達（LiDAR），這是一種用于自動駕駛的固態3D激光掃描系統，可探測車輛周圍的物體及其距離。

針對車內應用，我們正在研究如何使用3D傳感技術來監控駕駛員，以及協調駕駛員與車輛之間的工作交接。這包括開發能夠識別駕駛員、確認乘客姿勢以及檢測車輛周圍物體的車內系統。因此，假如有客戶正在醞釀汽車共享計劃，或者負責管理車隊車輛，那么這項技術可以讓他們清楚地識別駕駛員。

我們也看到其它終端應用對3D傳感技術需求的不斷增長，例如工業機器人、智能家居和智能建筑。

IEEE Spectrum：3D傳感技術的進步對于智能手機攝影意味著什么？

Markus Rossi：為圖像添加更多3D信息可以讓用戶拍攝出更好的照片，或者為用戶拍攝的照片添加燈光效果。在拍攝照片時，還可以改變焦深和不同光源的角度。通過3D傳感技術，用戶甚至可以在照片中放置新的人造光源以在臉部創建陰影。

由于3D傳感技術的進步，用戶通過前置（自拍）攝像頭拍攝的照片已越來越完美，這一技術也將很快在全球范圍內得以應用。

這些功能讓用戶拍攝出更接近專業相機品質的照片或視頻，這是3D傳感技術應用于智能手機的成功案例之一。

IEEE Spectrum：一些3D傳感技術依賴于檢測反射光，這通常對光強有何要求？而這些系統又在什么樣的條件下工作？

Markus Rossi：一般來說，在近距離（例如40~60厘米）檢測反射光（來自點陣投影儀或泛光照明器）對當前系統來說不是主要挑戰，并且這些系統被設定為可在許多不同室內場景中工作。最關鍵的場景是在戶外，反射光強度必須足夠，以便在陽光充足時被光學傳感器探測到。這可以通過高靈敏度傳感器、近紅外傳感器、優化的帶通濾波器和各種其它系統級優化來實現。

IEEE Spectrum：ams提供智能手機和其它設備3D傳感所需的軟硬件，要使這些系統協同工作需要克服的最大障礙是什么？

Markus Rossi：ams只提供了部分關鍵硬件，而不是全部。由于3D傳感系統非常復雜，所有組件和子系統都需要成為系統設計的一部分。因此，與Qualcomm（高通）和Bellus3D（ams主動立體視覺軟件合作伙伴）等業界伙伴的密切合作對我們的成功至關重要。

IEEE Spectrum：3D傳感系統被選定用于特定的產品，是否需要進行校準或測試？如果是，請介紹下相關流程。

Markus Rossi：對于三種3D傳感系統來講，校準非常重要。無論是在代工廠完成校準還是實時校準，都是如此。ams已經為這兩種類型的校準開發了對應的算法。

例如，為了利用基于三角測量法的主動立體視覺進行深度感測，攝像頭需要定位在特定基線（通常在25毫米的范圍內），該距離需要保持恒定在1微米或幾分之一微米內。機械沖擊或溫度的微弱變化可能會影響其性能。為了解決這個問題，我們需要掌握光學和硬件設計。

IEEE Spectrum：你們為希望采用3D傳感技術的系統集成商提供哪些配置、定制項目和選項？

Markus Rossi：我們可以根據客戶的需求來修改傳感器的軟硬件配置。根據生產周期的不同，ams將快速提供標準的交鑰匙方案或與客戶合作開發完全定制的硬件模塊。