iphone9或采用后置三摄像头 飞时测距将成为主要感测技术

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苹果于去年11月份推出了10周年纪念版iphone X，成功引起一波“跟机潮”，日前一则曝光苹果下一代iphone的消息再次引起行业关注。

这则消息表明，iphone 新机后置或采用三颗摄像头，且飞行测距将成为主要感测技术。

　　iphone 9摄像头或由大立光、夏普、索尼、LG Innotek和Alps供货

据悉，苹果的下一代iphone，除了目前曝光很多的三款“刘海”全面屏之外，还会推出iphone 9和iphone 9 Plus（另外也有消息表示，苹果今年新推出的iphone将不再以数字命名），所以iphone 9也有可能命名为iphone。

据德意志证券科技分析师表示，新一代iphone或将采用后置三摄像头，将采用3D感测模组来提升增强现实AR影像，其中“飞时测距”将成为主要感测技术，AR将成为下一代iphone相机的主要规格，也是苹果在2018—2019年的重点研发功能。

若真如上述分析师所说，那么接下来“飞时测距”很有可能成为继3D结构光后的又一大主流技术，笔者通过其他资料获悉，TOF的测距原理是通过目标连续发送光脉冲，用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行（往返）时间来得到目标物距离。

TOF由照射单元、光学透镜（镜片+窄带滤光片）、TOF传感器、控制单元和计算单元构成，原理与结构光殊途同归，都是属于主动光探测方案，TOF的优势在于远距离探测，不易受到环境光线的干扰，但是TOF芯片每一个像元要对入射光往返相机与物体之间的相位分别记录，传感器结构比普通图像传感器更复杂，单个像素要大得多，成本和体积更大。

不过，对于iphone 9摄像头模组的供应关系，该分析师也有谈及，他表示，iphone 9的主要摄像头将采用三镜头成像，其中两颗运用于立体视觉技术，另一枚则为长焦镜头，用户变焦拍摄。据悉，iphone 9相机模组的供应链目前包括了大立光、索尼、夏普、LG Innotek和Alps。

这一消息一经发布，对于国内的厂商来说或许是在意料之中，也或许是在意料之外，但有一点不得不说，国内在TOF方面仍处于起步阶段。

笔者从业内人士处获悉，国内手机厂商之所以未能成功量产带有结构光的3D摄像头新机的一个重要原因就是，国内的TOF方案不成熟所致。

不过，日前，笔者从供应链处获悉，今年国内三大品牌搭载带有3D结构光的新机将问世，但是，是否采用TOF测距这一方案，目前还尚不得知。

笔者在查询相关资料时获悉，相比于结构光，国内TOF厂商更少，仅有乐行天下能够量产基于TOF的深度摄像头。

据悉，乐行天下的镜头组配合了一颗TOF深度摄像头和一颗普通RGB拍照摄像头，分别用于测量景物深度和轮廓信息，乐行天下产品的硬件性能较为出色；TOF像素达到320*240，已是国内最高，测试范围为0.2—7.5m，精度误差10毫米，视场角最高可达80度（对角），帧率最高可达60FPS、RGB镜头则是1080P高清，配合其自主开发的人物识别、人脸识别、轮廓分离、骨骼追踪、动作识别等算法、可应用手机机器人定位导航、VR、AR手势识别、体感游戏、三维建模、工业智能化检测等领域。

从某种程度上来说，乐行天下掀起了本土厂商进军TOF的帷幕，但不可否认的是，国内在TOF方面仍处于起步阶段，即使是乐行，也并未掌握底层技术，仍是在TI和PMD Tech所提供的第三方方案上进行二次开发，相当于将TI的方案进行产品化，并且尺寸有没有小道能够集成至手机之中，相比意法等国际龙头，国内厂商在TOF领域还有较大追赶空间。

　　红外器件相关厂商是3D成像红利的最大受益者

笔者从资料处获悉，3D摄像头核心部件主要包括发射端（红外光源）和接收端（红外/彩色镜头），在发射端，常用的红外激光发射器解决方案是VCSEL，同时由于结构光需要形成特定的光学图案，在发射端还需要衍射光栅和准直镜头；而在接收端，红外/可见光图像传感器，窄带红外滤光片和图像处理器芯片共同组成了可以处理光电信号的部分。

TOF与结构光类似，稍显不同的是，结构光由于投射出特定图案的光，在红外光发射端需要添加光学棱镜和衍射光栅，而TOF也不需要。

基于此，可以看出，无论采用结构光方案还是TOF，都离不开核心的红外器件。以VCSEL和红外窄带滤光片为例，这二者既适用于结构光方案，同样也适用于TOF方案，基于此对于摄像头供应商而言，这两大产业后续的发展前景颇为可观。

不过笔者获悉，用于成像的发射红外光技术主要有LED和VCSEL两种，不过相交而言，VCSEL激光在技术和成本上有明显优势。

首选在技术上，VCSEL线宽较窄（0.35nm）且波长对温度漂移较小（0.06nm/℃），阈值电流也较小（1mA）在相同的输出功率下具有更高的效率，特别适用于手机等电量“紧缺”的移动设备；而在成本方面，比起其他激光，调整准直VCSEL更加容易，这样就能够生产低成本的基于VCSEL的接发器，更重要的是制造工艺与LED兼容，批量制造成本很低，目前850nm的VCSEL已得到大规模应用。

综上，VCSEL功耗低、效率高等优点，使得其比其他红外光源更加适合移动智能终端，主流的3D成像产品大多采用VCSEL光源，随着3D成像的爆发，VCSEL市场将迎来强劲增长。根据MEMS预计，2015年VCSEL市场规模为9.546亿美元，至2022年将增长至31.24亿美元，2016年期间的复合年增长率可达17.3%。

目前全球范围内主要的VCSEL厂商包括Fninisar、Lumentum、Princeton Optronics、Heptagon以及Ⅱ-Ⅵ等公司，基本上都是来自光通信芯片的龙头企业。正是有了光电子在通信领域的经验积累，消费级应用才变得顺理成章，两者产品具备很强的技术延展性。VCSEL器件由光通信转向消费电子领域，发展趋势为阵列化和小型化，核心工艺主要为基于MEMS技术的可调谐VCSEL技术、VCSEL阵列技术以及电流限制技术。而我国在VCSEL领域的积淀尚不足。

而窄带滤光片对于3D成像同样是必不可少。笔者获悉，3D成像与2D在滤光片上有着较大差异，以手机为例，目前传感器芯片多为CMOS芯片，由于CMOS自身只能获得光强信号，并不能辨别光的颜色，需要在每个像素上设置滤光器以记录颜色。而在3D摄像中，滤光片则是为了测量景深服务， 因此需要采用窄带红外滤光片，只允许与发光元件发出的光线波长相同的光通过，使得相干光线得到抑制并降低噪声。因此不论是TOF还是结构光，不论前置还是后置，窄带IRCF都是刚需。

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