眾所周知，拍照已經(jīng)成為智能手機(jī)中不可或缺的一項(xiàng)重要功能，它除了是消費(fèi)著選擇手機(jī)的一大要素外，同時(shí)也是手機(jī)廠商們比拼的廝殺點(diǎn)。“五攝”、“1億像素”、“AI拍月亮”都成了手機(jī)廠商“取悅”消費(fèi)者的方式之一。HgXesmc

3D Sensing也是智能手機(jī)創(chuàng)新的趨勢(shì)之一，當(dāng)前正加速向中低端手機(jī)滲透。公開(kāi)資料顯示，目前實(shí)現(xiàn)3D Sensing共有三種技術(shù)，分別為雙目立體成像、3D結(jié)構(gòu)光和TOF，目前已經(jīng)比較成熟的方案是結(jié)構(gòu)光和TOF。其中3D結(jié)構(gòu)光方案最為成熟，并被大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)3D視覺(jué)，TOF則憑借自身優(yōu)勢(shì)成為在移動(dòng)端較被看好的方案。HgXesmc

3D傳感系統(tǒng)的種類

3D結(jié)構(gòu)光

3D結(jié)構(gòu)光最早應(yīng)用于蘋(píng)果旗艦機(jī)iPhone X，結(jié)構(gòu)光原理為通過(guò)近紅外激光器向物體投射具有一定結(jié)構(gòu)特征的光線，再由專門(mén)的紅外攝像頭進(jìn)行采集獲取物體的三維結(jié)構(gòu)，再通過(guò)運(yùn)算對(duì)信息進(jìn)行深入處理成像。該技術(shù)目前共有編碼結(jié)構(gòu)光和散斑結(jié)構(gòu)光兩種實(shí)現(xiàn)類別。HgXesmc

結(jié)構(gòu)光技術(shù)僅需一次成像就可得到深度信息，具備低能耗、高成像分辨率的優(yōu)勢(shì)，能夠在安全性上實(shí)現(xiàn)較高保證，因此被廣泛應(yīng)用于人臉識(shí)別和人臉支付等場(chǎng)景。但結(jié)構(gòu)光技術(shù)識(shí)別距離較短，大約在0.2米到1.2米之間，這將其應(yīng)用局限在了手機(jī)前置攝像，主要用于3D人臉識(shí)別屏幕解鎖、人臉支付及3D建模等。HgXesmc

TOF

TOF（Time of Flight）技術(shù)是2018年才被應(yīng)用到手機(jī)攝像頭的3D成像技術(shù)，其通過(guò)向目標(biāo)發(fā)射連續(xù)的特定波長(zhǎng)的紅外光線脈沖，再由特定傳感器接收待測(cè)物體傳回的光信號(hào)，計(jì)算光線往返的飛行時(shí)間或相位差，從而獲取目標(biāo)物體的深度信息。TOF鏡頭主要由發(fā)光單元、光學(xué)鏡片及圖像傳感器構(gòu)成。其識(shí)別距離可達(dá)到0.4米到5米，因此已有品牌，如OPPO、華為等，將其應(yīng)用于手機(jī)后置攝像。HgXesmc

TOF技術(shù)具備抗干擾性強(qiáng)、FPS刷新率更高的特性，因此在動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中能有較好表現(xiàn)。另外TOF技術(shù)深度信息計(jì)算量小，對(duì)應(yīng)的CPU/ASIC計(jì)算量也低，因此對(duì)算法的要求更低。但相對(duì)于結(jié)構(gòu)光技術(shù)，TOF技術(shù)的缺點(diǎn)在于其3D成像精度和深度圖分辨率相對(duì)較低，功耗較高。HgXesmc

雙目立體視覺(jué)

雙目立體視覺(jué)（Binocular Stereo Vision）技術(shù)始于上世紀(jì)的60年代中期，該技術(shù)是機(jī)器視覺(jué)的一種重要形式，它是基于視差原理并利用成像設(shè)備從不同的位置獲取被測(cè)物體的兩幅圖像，通過(guò)計(jì)算圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)間的位置偏差，來(lái)獲取物體三維幾何信息的方法。經(jīng)過(guò)幾十年來(lái)的發(fā)展，立體視覺(jué)在機(jī)器人視覺(jué)、航空測(cè)繪、反求工程、軍事運(yùn)用、醫(yī)學(xué)成像和工業(yè)檢測(cè)等領(lǐng)域中的運(yùn)用越來(lái)越廣。HgXesmc

由于雙目立體成像系統(tǒng)在場(chǎng)景缺乏特征時(shí)，經(jīng)常會(huì)受到性能下降的困擾，因此在未被應(yīng)用在智能手機(jī)成像中。舉個(gè)例子，在面對(duì)墻壁平坦光滑的表面的情況下，立體成像系統(tǒng)捕獲的 3D 信息通常不完整或不準(zhǔn)確。HgXesmc

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TOF應(yīng)用前景廣闊

根據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)Yole 的預(yù)測(cè)，受益于消費(fèi)電子市場(chǎng)可預(yù)見(jiàn)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，全球3D成像與傳感的市場(chǎng)規(guī)模將從2016年的13億美元增長(zhǎng)至2022年的90億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率(CAGR)達(dá)到38%。其中，用于消費(fèi)電子的3D成像與傳感市場(chǎng)將從2016年的2000萬(wàn)美元增長(zhǎng)至2022年的60.58億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率達(dá)到158%。HgXesmc

iPhone X對(duì)3D結(jié)構(gòu)光的應(yīng)用帶動(dòng)了這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和滲透，目前相較于TOF，結(jié)構(gòu)光技術(shù)在應(yīng)用上更為成熟，出貨量上明顯占優(yōu)。而且結(jié)構(gòu)光的掃描效果更為真實(shí)，具備更強(qiáng)的3D還原能力。但遺憾的是，其作用距離的劣勢(shì)限制了其應(yīng)用。HgXesmc

而TOF技術(shù)彌補(bǔ)了的距離上的缺陷，由于能夠支持更遠(yuǎn)的作用距離，TOF技術(shù)可被應(yīng)用于包括3D人臉識(shí)別、3D建模以及手勢(shì)識(shí)別、體感游戲、AR/VR在內(nèi)的更多場(chǎng)景中，從而為智能手機(jī)更娛樂(lè)性和實(shí)用性的體驗(yàn)。此外，相比結(jié)構(gòu)光技術(shù)，TOF的模組復(fù)雜度低，堆疊簡(jiǎn)單，可以做到非常小巧且堅(jiān)固耐用，在屏占比不斷提高的外觀趨勢(shì)下，更得到手機(jī)廠商的青睞。HgXesmc

根據(jù)國(guó)盛證券的報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，就出貨量上來(lái)看，智能手機(jī)3D感測(cè)需求從2017年的4000萬(wàn)部增加至2019年的2億部以上，其中2019年的TOF機(jī)型還主要集中在幾款高端旗艦機(jī)，但從2020年開(kāi)始，TOF手機(jī)的出貨量將進(jìn)一步爆發(fā)，在整體3D感應(yīng)中占比有望達(dá)到40%。預(yù)計(jì)2019/2020年TOF手機(jī)的出貨量為7760萬(wàn)，同比大幅增長(zhǎng)747%。[!--empirenews.page--]HgXesmc

成本方面，預(yù)計(jì)TOF和結(jié)構(gòu)光的BOM成本大約為12-15美元和20美元，相比之下TOF更具有成本優(yōu)勢(shì)。以iPhone X為例，結(jié)構(gòu)光技術(shù)的解決方案包括三個(gè)子模塊(點(diǎn)投影儀、近紅外攝像機(jī)和泛光照明器+接近傳感器)，而TOF解決方案則將三個(gè)集成到一個(gè)模塊中，芯片的成本大約占到整體BOM的28%-30%。HgXesmc

3D Sensing成趨勢(shì)，TOF應(yīng)用前景廣闊，成為移動(dòng)端搭載3D Sensing的主要選擇。據(jù)悉，蘋(píng)果公司也將在2020年發(fā)布的新iPhone系列產(chǎn)品中的Pro和Max兩個(gè)版本都將搭載后置3D攝像頭（TOF）。HgXesmc

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TOF供應(yīng)鏈?zhǔn)崂?/h2>

TOF和結(jié)構(gòu)光二者雖然原理不同，但其所需要的核心部件基本相同，TOF中的核心部件包括發(fā)射端的VCSEL光源、Diffuser等，接收端的鏡頭、窄帶濾光片、近紅外CMOS等。HgXesmc

目前TOF或結(jié)構(gòu)光的3D感知技術(shù)均為主動(dòng)感知，因此3D攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈與傳統(tǒng)攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈相比主要新增加紅外光源、紅外傳感器和光學(xué)組件等部分。HgXesmc

通過(guò)對(duì)已經(jīng)上市的主流3D攝像頭產(chǎn)品進(jìn)行分析，3D攝像頭產(chǎn)業(yè)鏈可以被分為上游、中游和下游。其中，上游企業(yè)包括紅外傳感器、紅外光源、光學(xué)組件、光學(xué)鏡頭以及 CMOS 圖像傳感器；中游包括傳感器模組、攝像頭模組、光源代工、光源檢測(cè)以及圖像算法，下游為終端廠商以及應(yīng)用。 國(guó)際電子商情小編整理了部分TOF供應(yīng)鏈情況，具體見(jiàn)表：HgXesmc

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