作為光學(xué)市場(chǎng)中的一個(gè)重要技術(shù)，3D TOF與智能手機(jī)之間的關(guān)系也越發(fā)“親密”，而明年它們之間的關(guān)系可能愈發(fā)緊密。

昨日，一位業(yè)內(nèi)人士向筆者透露，“今年下半年，3D TOF技術(shù)在手機(jī)端的用量應(yīng)該不會(huì)太多，但有幾款機(jī)型將會(huì)搭載這一技術(shù)，而明年3D TOF或?qū)⑦M(jìn)入較大規(guī)模應(yīng)用。”

對(duì)于這一言論，筆者從分析和vcsel相關(guān)人士獲知，3D TOF明年在手機(jī)端的應(yīng)用會(huì)逐步增多，尤其是在后置應(yīng)用上。

3D TOF或?qū)⑦M(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用

在全面屏及人臉識(shí)別的融合之下，光學(xué)市場(chǎng)中幾大新技術(shù)營(yíng)運(yùn)而生，縱觀3D TOF技術(shù)，從6月份宣布具備量產(chǎn)條件到8月份OPPO R17 Pro正式商用，而TOF在手機(jī)端的應(yīng)用才剛剛開始。

據(jù)了解，今年下半年vivo還將發(fā)布一款帶有前置TOF的新機(jī)，而除了vivo外，今年下半年還將有搭載3D TOF的新機(jī)出爐，與此同時(shí)，從供應(yīng)鏈反映的情況看，明年這一技術(shù)在手機(jī)端的應(yīng)用有望進(jìn)一步提升。

筆者獲悉，讓手機(jī)從平面視覺到立體視覺，目前行業(yè)中有三種主流的3D視覺技術(shù)，其中包括雙目立體視覺方案、3D結(jié)構(gòu)光方案和TOF方案。雙目立體視覺方案屬于被動(dòng)采集方案，3D結(jié)構(gòu)光方案和TOF屬于主動(dòng)采集方案。

而主動(dòng)采集方案再針對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的細(xì)分，3D結(jié)構(gòu)光適用于近距離的3D信息采集，而TOF適用于相對(duì)遠(yuǎn)距離的3D信息采集，該方案的應(yīng)用范圍和想象空間也更廣，而外界開始廣泛關(guān)注TOF方案的時(shí)間，可能還要回溯至今年6月份在上海舉行的MWCS 2018上。

根據(jù)早前的資料，TOF技術(shù)相當(dāng)于在傳統(tǒng)的2D XY軸的成像基礎(chǔ)上，加入了Z軸方向的深度信息，最終可以生成3D的圖像信息，所以對(duì)于所生成的3D圖像信息精度的評(píng)判維度，要加入Z方向也就是縱向的精度，這也正是所有3D成像技術(shù)的關(guān)鍵。

不過從市場(chǎng)應(yīng)用端來看，3D攝像頭的方案主要集中在結(jié)構(gòu)光和TOF方案，而筆者了解到，3D結(jié)構(gòu)光的原理，是發(fā)射衍射光斑到物體上，傳感器接收到發(fā)生形變的光斑，從而根據(jù)光斑形變的量來判斷深度信息，它所發(fā)射的衍射光斑在一定距離外能量密度會(huì)降低，所以不應(yīng)用于遠(yuǎn)距離的深度信息采集。

而TOF技術(shù)發(fā)射的不是散斑，而是面光源，所以在一定距離內(nèi)，TOF的光信息不會(huì)出現(xiàn)大量的衰減，同時(shí)TOF感光元件的Pixel非常大，達(dá)到了10um，對(duì)于光的采集有足夠的保障，理論上只要提高發(fā)射端的功率，TOF的使用距離會(huì)非常遠(yuǎn)。

基于此，未來后置TOF可能會(huì)更流行，與此同時(shí)，據(jù)《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》表示，明年蘋果發(fā)布的iphone有望升級(jí)為三后置攝像頭的配置，而除了表現(xiàn)更強(qiáng)之外，明年的新款iphone還或?qū)⒋钶dTOF 3D識(shí)別技術(shù)。

若這一消息屬實(shí)，那么未來TOF的發(fā)展空間可想而知。

后期雙攝+TOF的方案或持續(xù)擴(kuò)散

上述的一位消息人士繼續(xù)表示，“后期，三攝在手機(jī)上的應(yīng)用會(huì)增加，而雙攝+TOF的方案可能會(huì)愈加流行?！?/p>

而對(duì)于手機(jī)攝像頭的發(fā)展趨勢(shì)，另一位攝像頭模組廠商相關(guān)人員給予了自己的看法，其認(rèn)為，前置攝像頭還將以小型化為主，而后置像素可能會(huì)降低。

不過，有意思的是，筆者從供應(yīng)鏈處獲悉，今年年底國(guó)內(nèi)某品牌或?qū)⑼瞥鲆豢钇料聰z像頭的新品。

而對(duì)于TOF方案，有調(diào)研機(jī)構(gòu)表示，預(yù)計(jì)未來TOF將成為主流，其優(yōu)點(diǎn)是體積小，價(jià)格便宜，而如果未來更多手機(jī)廠商將使用TOF模組，混合式鏡頭使用可能性會(huì)下降，因?yàn)門OF發(fā)射端鏡頭可以僅使用塑料鏡頭。

據(jù)了解，TOF有五大核心硬件單元，其中包括紅外發(fā)射單元、光學(xué)透鏡、成像傳感器、控制單元及核心算法計(jì)算單元。

其中紅外發(fā)射單元包括Vcsel發(fā)射器、Diffuser（擴(kuò)散器）。Vcsel發(fā)出的是脈沖方波，波長(zhǎng)為940nm，該波長(zhǎng)的紅外光是非可見光，同時(shí)在光普中的量最少，可以避免環(huán)境光的干擾。由于Vcsel發(fā)射出的光源，還會(huì)通過Diffuser將光調(diào)制成均勻的面光源，再發(fā)射出去。

光學(xué)透鏡用于匯聚反射回來的光線，在光學(xué)傳感器上成像，不過與普通光學(xué)鏡頭不同的是，這里需要加一個(gè)窄帶濾光片來保證只有與發(fā)射的光信號(hào)波長(zhǎng)相同（即940nm）的光才能進(jìn)入，這樣做的目的是抑制非相干光源減少背景噪聲，同時(shí)防止傳感器因外部光線干擾而過度曝光。

成像傳感器與一般相機(jī)的感光元件類似，用來接收反射回來的光，并在Sensor上進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，不過由于TOF的原理，Sensor的感光時(shí)間非常短，達(dá)到了納秒級(jí)別，所以單像素尺寸比一般相機(jī)的大很多，比如：目前RGB在用的pixel size為1um，而OPPO R17 Pro的TOF Sensor的pixel size為10um。

而控制單元即為激光發(fā)射器的驅(qū)動(dòng)IC，它能夠驅(qū)動(dòng)激光用上限達(dá)到100MHz的高頻脈沖驅(qū)動(dòng)，同時(shí)消除各類干擾，保證驅(qū)動(dòng)波形是完美的方波，上升沿和下降沿時(shí)間在0.2ns左右，從而有效保障高精度的深度精度的提取。

回歸至TOF這一技術(shù)，若該技術(shù)明年進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用，從產(chǎn)品的幾大核心器件看，Vcsel、濾光片將成為其中最主要的受益者。