3D TOF技术即将进入大规模应用？3D TOF与智能手机合作将更加亲密？.doc

3D TOF技术即将进入大规模应用？3D TOF与智能手机合作将更加亲密？作为光学市场中的一个重要技术，3D TOF与智能手机之间的关系也越发“亲密”，而明年它们之间的关系可能愈发紧密。昨日，一位业内人士向笔者透露，“今年下半年，3D TOF技术在手机端的用量应该不会太多，但有几款机型将会搭载这一技术，而明年3D TOF或将进入较大规模应用。”对于这一言论，笔者从分析和vcsel相关人士获知，3D TOF明年在手机端的应用会逐步增多，尤其是在后置应用上。3D TOF或将进入大规模应用在全面屏及人脸识别的融合之下，光学市场中几大新技术营运而生，纵观3D TOF技术，从6月份宣布具备量产条件到8月份OPPO R17 Pro正式商用，而TOF在手机端的应用才刚刚开始。据了解，今年下半年vivo还将发布一款带有前置TOF的新机，而除了vivo外，今年下半年还将有搭载3D TOF的新机出炉，与此同时，从供应链反映的情况看，明年这一技术在手机端的应用有望进一步提升。笔者获悉，让手机从平面视觉到立体视觉，目前行业中有三种主流的3D视觉技术，其中包括双目立体视觉方案、3D结构光方案和TOF方案。双目立体视觉方案属于被动采集方案，3D结构光方案和TOF属于主动采集方案。而主动采集方案再针对应用场景的细分，3D结构光适用于近距离的3D信息采集，而TOF适用于相对远距离的3D信息采集，该方案的应用范围和想象空间也更广，而外界开始广泛关注TOF方案的时间，可能还要回溯至今年6月份在上海举行的MWCS 2018上。根据早前的资料，TOF技术相当于在传统的2D XY轴的成像基础上，加入了Z轴方向的深度信息，最终可以生成3D的图像信息，所以对于所生成的3D图像信息精度的评判维度，要加入Z方向也就是纵向的精度，这也正是所有3D成像技术的关键。不过从市场应用端来看，3D摄像头的方案主要集中在结构光和TOF方案，而笔者了解到，3D结构光的原理，是发射衍射光斑到物体上，传感器接收到发生形变的光斑，从而根据光斑形变的量来判断深度信息，它所发射的衍射光斑在一定距离外能量密度会降低，所以不应用于远距离的深度信息采集。而TOF技术发射的不是散斑，而是面光源，所以在一定距离内，TOF的光信息不会出现大量的衰减，同时TOF感光元件的Pixel非常大，达到了10um，对于光的采集有足够的保障，理论上只要提高发射端的功率，TOF的使用距离会非常远。基于此，未来后置TOF可能会更流行，与此同时，据经济日报表示，明年苹果发布的iphone有望升级为三后置摄像头的配置，而除了表现更强之外，明年的新款iphone还或将搭载TOF 3D识别技术。若这一消息属实，那么未来TOF的发展空间可想而知。后期双摄+TOF的方案或持续扩散上述的一位消息人士继续表示，“后期，三摄在手机上的应用会增加，而双摄+TOF的方案可能会愈加流行。”而对于手机摄像头的发展趋势，另一位摄像头模组厂商相关人员给予了自己的看法，其认为，前置摄像头还将以小型化为主，而后置像素可能会降低。不过，有意思的是，笔者从供应链处获悉，今年年底国内某品牌或将推出一款屏下摄像头的新品。而对于TOF方案，有调研机构表示，预计未来TOF将成为主流，其优点是体积小，价格便宜，而如果未来更多手机厂商将使用TOF模组，混合式镜头使用可能性会下降，因为TOF发射端镜头可以仅使用塑料镜头。据了解，TOF有五大核心硬件单元，其中包括红外发射单元、光学透镜、成像传感器、控制单元及核心算法计算单元。其中红外发射单元包括Vcsel发射器、Diffuser（扩散器）。Vcsel发出的是脉冲方波，波长为940nm，该波长的红外光是非可见光，同时在光普中的量最少，可以避免环境光的干扰。由于Vcsel发射出的光源，还会通过Diffuser将光调制成均匀的面光源，再发射出去。光学透镜用于汇聚反射回来的光线，在光学传感器上成像，不过与普通光学镜头不同的是，这里需要加一个窄带滤光片来保证只有与发射的光信号波长相同（即940nm）的光才能进入，这样做的目的是抑制非相干光源减少背景噪声，同时防止传感器因外部光线干扰而过度曝光。成像传感器与一般相机的感光元件类似，用来接收反射回来的光，并在Sensor上进行光电转换，不过由于TOF的原理，Sensor的感光时间非常短，达到了纳秒级别，所以单像素尺寸比一般相机的大很多，比如：目前RGB在用的pixel size为1um，而OPPO R17 Pro的TOF Sensor的pixel size为10um。而控制单元即为激光发射器的驱动IC，它能够驱动激光用上限达到100MHz的高频脉冲驱动，同时消除各类干扰，保证驱动波形是完美的方波，上升沿和下降沿时间在0.2ns左右，从而有效保障高精度的深度精度的提取。回归至TOF这一技术，若该技术明年进入大规模应用，从产品的几大核心器件看，Vcsel、滤光片将成为其中最主要的受益者。