3D-Bildsensoren 10-Finger-Gestensteuerung durch schnellen 3D-Bildsensor

Autor / Redakteur: Martin Gotschlich * / Gerd Kucera

Wenn der Anwender vor dem Bildschirm die Gesten ausführt, ist diese 3D-Technologie in der Lage, alle 10 Finger sicher zu erkennen. Die Serienproduktion der 3D-Bildsensoren ist für Mitte 2014 geplant.

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Der 3D-Bildsensor: integriert sind ein Pixel-Array zur 3D-Bilderkennung mit Analog-Digital-Wandlern und mit intelligenter Steuerungslogik
Der 3D-Bildsensor: integriert sind ein Pixel-Array zur 3D-Bilderkennung mit Analog-Digital-Wandlern und mit intelligenter Steuerungslogik
(Bild: Infineon)

Heute bedienen wir elektronische Geräte üblicherweise per Tastatur, Maus, Touchpad oder Touchscreen. Die berührungslose Gestenkontrolle ist eine neue, ausgesprochen intuitive Art und Weise, mit Geräten zu interagieren. Diese Technologie ist der Sprachsteuerung vergleichbar. Nutzer können ihre Anwendungen wesentlich schneller und einfacher bedienen, denn der Wechsel der Hand zwischen Tastatur und Maus entfällt ebenso wie die Suche des Mauszeigers auf dem Bildschirm. Es reicht aus, mit dem Finger auf den Bildschirm zu zeigen.

Der optische Sensorchip integriert ein Pixel-Array zur 3D-Bilderkennung mit Analog-Digital-Wandlern und mit intelligenter Steuerungslogik und erlaubt die Herstellung sehr kompakter, hochpräziser monokularer 3D-Kamerasysteme. Solche 3D-Kamerasysteme sind für Anwendungen zur Gestenerkennung in Computern und Geräten der Unterhaltungselektronik vorgesehen. Die Integration in industrielle Anwendungen ist denkbar.

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Entwickelt wurden die 3D-Bildsensorchips gemeinsam mit der pmdtechnologies GmbH aus Siegen. Dieses Unternehmen ist der weltweit führende Anbieter von Technologien für 3D-Bildsensoren auf der Basis des Time-of-Flight (ToF)-Prinzips.

Der Beitrag des Unternehmens zur neuen Chipfamilie ist die ToF-Pixelmatrix mit der patentierten Unterdrückung des Umgebungslichts (Suppression of Background Illumination, SBI). SBI erweitert die dynamische Reichweite des Sensorchips für die Verwendung im Innen- und im Außenbereich.

Hauptmerkmale der 3D-Sensorchips

Die 3D-Bildsensoren bieten die gegenwärtig höchstmögliche Integration verschiedener Funktionen: fotosensitives Pixel-Array, intelligente Steuerungslogik, Analog-Digital-Wandler und Schnittstellen zur digitalen Ausgabe.

Die Familie der Bildsensoren besteht derzeit aus zwei Mitgliedern: IRS1010C mit einer Auflösung von 160 x 120 Pixeln und IRS1020C mit 352 x 288 Pixeln. Beide Sensoren sind über die I²C-Schnittstelle dynamisch konfigurierbar, was die Echtzeit-Anpassung an Licht- und Betriebsumgebungen ermöglicht. Die Chips werden als Bare-Dies geliefert und lassen sich mit Objektiv und Infrarot (IR)-Beleuchtungseinheit in ein Kameramodul integrieren.

Die 3D-Bildsensorchips von Infineon erleichtern und verbessern das Zusammenspiel von Mensch und Maschine. Weil sie das schnelle und zuverlässige Nachverfolgung von Fingerbewegungen und Handgesten ermöglichen, ergänzen sie die für Benutzer gewohnten Schnittstellen zu Computern und Unterhaltungsgeräten wie Maus, Eingabestift oder Touchscreen.

Wenn wir mit unserem Gegenüber kommunizieren, tun wir dies oft auch mit Gesten. So ist die berührungslose Gestenkontrolle ist ein bedeutender Schritt hin zum sogenannten Natural User Interface. In naher Zukunft können wir per Hand- und Fingerbewegungen mit dem Computer kommunizieren oder mit virtuellen Objekten interagieren und Items auf dem Bildschirm bedienen; sie also greifen, drehen und den Text auf der Rückseite lesen. Es braucht nur noch ein weltweit gültiges benutzerfreundliches Gestenalphabet, das problemlos vom System verstanden wird. Und daran arbeitet die PC-Branche bereits.

3D-Kameras mit den 3D-Bildsensorchips von Infineon werden zudem eine bislang unerreichte Miniaturisierung erlauben. Durch das hohe Maß an Integration verschiedener Funktionen lassen sich sowohl die Kosten als auch die Größe des gesamten Kameramoduls verringern.

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