智能手機(jī)呈三大主流趨勢，看ToF技術(shù)如何“大展身手”

在消費電子領(lǐng)域，智能手機(jī)一直是當(dāng)紅產(chǎn)品，幾乎每款新品發(fā)布都會引起一陣轟動，未來的新品也留給用戶更多想象的空間。在由易維訊（EEVIA）主辦的第八屆 EEVIA 年度產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會上，來自艾邁斯半導(dǎo)體先進(jìn)光學(xué)傳感器部門執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理 Jennifer Zhao 分析了智能手機(jī)的三大主流趨勢。

她介紹，第一，前置功能的設(shè)計趨勢是 3D 人臉識別，可以實現(xiàn)身份驗證、安全、支付；第二，屏幕向全面屏無邊框發(fā)展；第三，攝影增強(qiáng)，涉及激光檢測自動對焦、增強(qiáng)現(xiàn)實、自動白平衡、光源閃爍檢測等技術(shù)。

針對 3D 人臉識別，目前有三種技術(shù)可以實現(xiàn)：結(jié)構(gòu)光、主動立體視覺和 ToF（飛行時間）。其中結(jié)構(gòu)光的距離、深度、安全性最佳，價位也最高，主要用于高端手機(jī)；主動立體視覺的距離中等，價位比結(jié)構(gòu)光便宜，但是精度沒有結(jié)構(gòu)光好；飛行時間（ToF），適合中遠(yuǎn)距離，可以達(dá)到約 5 米，尺寸小，系統(tǒng)集成簡單，目前非常受業(yè)界關(guān)注。

艾邁斯走“高大全”路線，全面滿足客戶需求
艾邁斯的 ToF 傳感器主要在攝像頭端發(fā)揮優(yōu)勢，其 1D?ToF 傳感器 TMF8801 支持實現(xiàn)攝像頭的激光檢測自動對焦，可以解決 2cm 到 2.5m 的距離內(nèi)的識別問題，精確度達(dá)到 5%，跟業(yè)界相比尺寸降低了 30%左右。值得注意的是，很多公司無法解決屏幕污漬的識別準(zhǔn)確率問題，艾邁斯 1D ToF 采用了直方圖的方式，因此可以獨立識別顯示屏上的指紋污染以及蓋玻片范圍以外物體（例如用戶臉部）的光反射，即使在傳感器孔徑臟污時，也能保持可靠性能。

艾邁斯半導(dǎo)體先進(jìn)光學(xué)傳感器部門執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理 Jennifer Zhao

雖然 ToF 應(yīng)用于手機(jī)是業(yè)界認(rèn)可的一大趨勢，但是目前還沒有大面積普及。在前置攝像頭中 ToF 和結(jié)構(gòu)光采納率差不多，未來阻止 ToF 在后置攝像頭中普及的障礙是什么？Jennifer 分析，“ToF 是手機(jī)攝像頭的三大方案之一，這兩年客戶的關(guān)注點在不斷調(diào)整，最開始是立體視覺，后來是 ToF，有的手機(jī)廠商看重結(jié)構(gòu)光的精準(zhǔn)度和安全性，有的手機(jī)廠商看重價格，采納那種方式主要看客戶如何定位自己的手機(jī)產(chǎn)品，比如：華為手機(jī)選擇了結(jié)構(gòu)光，因為結(jié)構(gòu)光的安全性和精確度最高；有些手機(jī)廠商達(dá)不到這種價位標(biāo)準(zhǔn)，會選擇立體視覺和 ToF。針對這三種解決方案，我們均有對策，包括提供硬件，如 VCSEL 光源、先進(jìn)光學(xué)封裝及 NIR 和 ToF 攝像頭，此外，我們還與領(lǐng)先的軟件 / 算法公司如曠視、bellus3D 等合作，為客戶提供完整的解決方案?！?/p>

說到 3D 系統(tǒng)領(lǐng)域，Jennifer 表示，“針對 3D 系統(tǒng)，我們不僅有硬件，也有軟件和相關(guān)的應(yīng)用軟件，在軟件方面，我們提供光源、光路和先進(jìn)的光學(xué)分裝，還有 NIR 和 ToF 的攝像頭。在軟件方面，我們的合作伙伴會提供更全面的解決方案。比如：3D 應(yīng)用的臉部識別、設(shè)備解鎖、身份認(rèn)證等，以及像面具、替身、VR、AR 應(yīng)用。3D 除了支持手機(jī)，還有更廣的應(yīng)用，比如智能家居中用來檢測人的位置，手勢識別、虛擬影射等；工業(yè)自動化中應(yīng)用 3D 位置傳感、自動化機(jī)器人、模式識別；在汽車應(yīng)用中，可以用 3D 進(jìn)行駕駛員的身份認(rèn)證和駕駛員的監(jiān)控和智能手勢，3D 應(yīng)用會越來越廣?！?/p>

英飛凌：打破 ToF 技術(shù)在各種智能場景中的應(yīng)用限制與挑戰(zhàn)
由于 ToF 技術(shù)有著巨大的市場前景，自然會成為兵家必爭之地，英飛凌的 ToF 技術(shù)已經(jīng)取得了不錯的成果，其電源管理及多元化市場事業(yè)部大中華區(qū)—射頻及傳感器部門總監(jiān)麥正奇在演講開始就告訴大家，“LG 最新款 G8 ThinQ 智能手機(jī)就搭載了英飛凌高性能 REAL3 圖像傳感芯片，支持安全人臉識別、以及硬件級自拍優(yōu)化等功能。”

英飛凌電源管理及多元化市場事業(yè)部大中華區(qū)射頻及傳感器部門總監(jiān)麥正奇

英飛凌的 REAL3 圖像傳感器“打破應(yīng)用限制與挑戰(zhàn)，最終獲得市場成功”的關(guān)鍵特性有 4 點：第一，即便在明媚的陽光下也可實現(xiàn)行業(yè)領(lǐng)先的 ToF 像素性能；第二，尖端的深度管道算法和針對特定應(yīng)用的智能濾波和偽影校正；第三，高度集成，可實現(xiàn)最小巧的 3D 攝像頭模組和最低物料成本（BoM）；第四，已經(jīng)批量生產(chǎn)驗證的校準(zhǔn)概念，可實現(xiàn)高精度感測。關(guān)于第一點，麥正奇做了詳細(xì)解釋，“當(dāng)光源太強(qiáng)時，每個像素點都會受到影響，由于圖像會因為曝光出現(xiàn)白色，用戶會讀不到圖像里的部分信息。REAL3 的計算方式可以避免在強(qiáng)光下過度曝光的狀況，最重要的是只要出廠時做一次校正即可。另外，由于高度集成，結(jié)構(gòu)和封裝做了優(yōu)化，產(chǎn)品非常耐用。”

為了給用戶提供完整的 ToF 解決方案，英飛凌選擇了與 PMD technologies 合作，英飛凌負(fù)責(zé)半導(dǎo)體工藝研發(fā)、產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)生；PMD 負(fù)責(zé) ToF 像素和 ToF 系統(tǒng)研發(fā)。目前，英飛凌已經(jīng)推出了第三代產(chǎn)品，第四代產(chǎn)品正在研發(fā)中。關(guān)于兩家的合作，麥正奇表示，“PMD 在 ToF 的領(lǐng)域上有超過十年的經(jīng)驗積累，我們合作的 ToF 方案非常專業(yè)。”

除了智能手機(jī)，英飛凌的 ToF 技術(shù)也應(yīng)用在工業(yè)和汽車領(lǐng)域。在工業(yè)方面，有自動化、安防、機(jī)器人等應(yīng)用在發(fā)酵，英飛凌可以提供高能效、低成本的芯片；在汽車領(lǐng)域，在汽車內(nèi)部和外部，ToF 技術(shù)已經(jīng)成為選項之一，目前英飛凌的產(chǎn)品正在研發(fā)。麥正奇表示，“我們的優(yōu)勢是自有工廠，從研發(fā)到晶圓生產(chǎn)，都在自己的工廠完成?！?/p>

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