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2018傳感新技術(shù)之3d傳感

2018-12-01
關(guān)鍵詞: 蘋果 3D傳感

  這陣子大家一定很常聽到一個(gè)詞——3D 傳感,打從去年蘋果 iPhone X 問(wèn)世,提供 Face ID人臉解鎖的 3D 立體影像感測(cè)技術(shù),就成了大熱門,直到近幾個(gè)月安卓陣營(yíng)包括小米、OPPO 也終于跟上,發(fā)布了支持 3D 傳感的產(chǎn)品。小米搶在 5 月公布了一款小米 8 透明探索版,強(qiáng)調(diào)是安卓陣營(yíng)第一款 3D 傳感手機(jī),使用以色列公司 ManTIs Vision 的 3D 編碼結(jié)構(gòu)光方案、奧地利公司 AMS 則提供紅外光(IR)垂直腔面發(fā)射雷射器(VCSEL)陣列等,有網(wǎng)友放上開售的海報(bào)照片,顯示將在 7 月 24 人開賣,一度遭網(wǎng)友訕笑是“PPT 造機(jī)”,反倒讓 OPPO Find X 后發(fā)先至,搶了開賣的先機(jī)。

  中國(guó)第一個(gè)實(shí)現(xiàn) 3D 傳感模組量產(chǎn)的公司

  早在去年 iPhone X 問(wèn)世時(shí),蘋果供應(yīng)鏈就已經(jīng)傳出,蘋果與關(guān)鍵元件 VCSEL 供應(yīng)商 Lumentum 簽有一紙專利協(xié)議,在專利高墻的保護(hù)下,其他公司很難繞過(guò)蘋果設(shè)下的門檻而使用類似的方案,知名的法國(guó)調(diào)研機(jī)構(gòu) Yole Developpement 的 MEMS 與成像技術(shù)研究主管 Pierre Cambou 就曾表示,蘋果 TrueDepth 攝像機(jī)技術(shù)設(shè)立了高門檻,預(yù)計(jì)其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手可能需要超過(guò) 1 年時(shí)間才能提供可匹敵 iPhone X 的 3D 傳感技術(shù)。

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  2018傳感新技術(shù)之3d傳感

  不過(guò),這個(gè)詛咒已經(jīng)被打破,OPPO Find X 于日前正式銷售,讓安卓陣營(yíng)量產(chǎn)的時(shí)間提前了不少,身為供應(yīng)商的奧比中光也在這一波 3D 傳感浪潮中一戰(zhàn)成名,讓國(guó)內(nèi)的手機(jī)公司能夠在一年之內(nèi)就推出實(shí)現(xiàn) 3D 傳感的手機(jī),斷了蘋果專美于前的路,更值得注意的是,在 3D 傳感領(lǐng)域有三大巨頭公司:蘋果、微軟以及英特爾,奧比中光作為中國(guó)第一個(gè)實(shí)現(xiàn) 3D 感測(cè)模組(光學(xué)鏡頭+發(fā)射器+ ASIC 芯片)量產(chǎn)的公司,帶來(lái)關(guān)鍵零部件國(guó)產(chǎn)化的行業(yè)意義。

  3D 感測(cè)技術(shù)方向

  先簡(jiǎn)單科普一下,目前 3D 傳感有三個(gè)常聽聞的技術(shù)方法:

  立體視覺(Stereo Vision):利用兩個(gè)攝像頭讓 2D 圖像加了深度,創(chuàng)造立體成像,類似人眼的原理。

  飛時(shí)測(cè)距(ToF,TIme of Flight),亦有人稱飛行時(shí)間法:利用 LED、雷射二極體(LD)打出光源,照射到物體后光反彈回來(lái),由于光速已知,所以能用紅外光感測(cè)器量測(cè)反彈回來(lái)的時(shí)間,進(jìn)而算出物體的距離。

  另一個(gè)就是當(dāng)今的主流的3D 結(jié)構(gòu)光(Structured Light):利用 LD 等打出不同的光源圖形,光接觸到物體后反射回來(lái)的會(huì)是形變或扭曲的光線圖形,再利用紅外光感測(cè)器,判斷該物體的立體結(jié)構(gòu)。是蘋果 Face ID、OPPO FaceKey 采用的主要技術(shù)。其中結(jié)構(gòu)光包括條紋結(jié)構(gòu)光、編碼結(jié)構(gòu)光和散斑結(jié)構(gòu)光。

  不論是從蘋果或 OPPO 所公開的結(jié)構(gòu),都可以看到使用了紅外光攝像頭、點(diǎn)陣投影器(Dot Projector),其中點(diǎn)陣投影器有幾個(gè)關(guān)鍵元件,如 VCSEL 、繞射光學(xué)元件(DOE)、晶圓級(jí)光學(xué)元件(WLO),WLO 又包括擴(kuò)束組件、準(zhǔn)直組件和投射透鏡,進(jìn)而產(chǎn)生出數(shù)萬(wàn)個(gè)“結(jié)構(gòu)光點(diǎn)”,例如蘋果打出大約 3 萬(wàn)個(gè)光點(diǎn)到用戶的臉上,而 OPPO 則打出 1.5 萬(wàn)個(gè)光點(diǎn)。

  奧比中光副總裁陳摯接受 DT 君采訪時(shí)指出,在 3D 傳感領(lǐng)域,很難有單一技術(shù)可以滿足所有的場(chǎng)景需求,在不同的地方就會(huì)使用不一樣技術(shù),因此奧比中光在各種技術(shù)都有投入研發(fā)。但是,為什么手機(jī)最先使用結(jié)構(gòu)光技術(shù)?主要在于技術(shù)成熟度、核心元器件的制造以及技術(shù)產(chǎn)生的效果。舉例來(lái)說(shuō),“結(jié)構(gòu)光具有高分辨率、高幀率的優(yōu)勢(shì),現(xiàn)階段 ToF 則有分辯率較低、成本較高,量產(chǎn)可能性還沒有準(zhǔn)備好,”他說(shuō)。

  由于手機(jī)人臉掃描需要高清度的識(shí)別,但目前 ToF 模組普遍的分辨率是 224X171,相較于結(jié)構(gòu)光的 1280X800 有一大段差距,不過(guò),ToF 仍有優(yōu)點(diǎn),不易受到背景強(qiáng)光的影響,故在戶外環(huán)境表現(xiàn)較好。


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