3D结构光、TOF产业链剖析:手机厂为何偏心TOF方案?

admin 3周前 (09-05) 科技 22 0

一、智妙手机3D感测渗透加速,TOF有望成主流技术

1、3D 感测渗透加速,主流手机厂商加入 TOF 阵营

3D 感测技术蹊径许多,差异技术的性能差异,适合的应用规模也差异。在 消费电子应用规模,目前主流的 3D 感测技术有两种:3D 结构光(3D Structure Light)和时刻航行法(TOF, Time of Flight)。

3D 结构光在消费电子规模的商用最早可追溯到 2009 年,微软与以色列 3D 感测公司 PrimeSense 相助宣布了搭载 3D 结构光模组的体感装备 Kinect 一 代,2010 年 11 月上市后,该产物成为 2011 年销售最快的消费电子装备。只管 产物大获乐成,但第一代 Kinect 的准确度、图像判别率和响应速率并不理想, 微软在 2009 年和 2010 年先后收购了以色列 TOF 相机公司 3DV Systems 和 3D 手势识别公司 Canesta,并在 2013 年终止了与 PrimeSense 的相助,自行研发推出搭载 TOF 摄像头的 Kinect 2 代产物。

然而好景不长,由于缺乏爆款游戏 应用、硬件赔本销售等问题的存在,2017 年 10 月微软表示已经停止生产 Kinect, 自 2011 年上市以来累计销量仅 3500 万部。

只管 Kinect 失败,但在游戏市场 的沉淀使得 3D 感测技术日益成熟。2017 年苹果宣布 iPhone X,首次搭载 3D 结构光模组,可实现 3D 人脸识别技术,成为苹果近两年最大的创新。

此前由 于半导体工艺等多方面技术的限制,3D 感测很难应用到体积很是有限、功耗要求低的手机上,因此 iPhone X 的宣布是 3D 结构光技术的重大打破,市场对 3D 结构光技术的热情重新点燃。苹果的 3D 结构光方案正是来自为微软 Kinect 一 代提供技术方案的 PrimeSense,苹果在 2013 年 11 月宣布以 3.6 亿美元收购该 公司。

苹果之外,主要 3D 结构光方案厂商尚有美国的英特尔、高通/Himax, 以色列 Mantis Vision 以及海内华为、奥比中光等公司。

2014 年英特尔宣布全 球首款内嵌于各种智能装备的 3D 景深摄像头 RealSense,接纳 3D 结构光技术, 应用在遐想、戴尔等多款超极本电脑以及无人机等装备中。同年高通宣布与影像 IC 设计公司奇景光电 Himax 相助提供高判别率、低功耗的 3D 结构光模组 SLiMTM。

iPhone X 宣布后,海内小米、华为和 OPPO 也先后宣布了首款搭载 3D 结构光模组的智妙手机,其中小米接纳的是以色列 Mantis Vision 公司的解决 方案,华为接纳的是自研方案,OPPO 接纳的是海内公司奥比中光的解决方案。苹果在 2018 年和 2019 年的 iPhone 新产物中也所有搭载了 3D 结构光模组。

目前已经宣布的搭载 3D 结构光模组的智妙手机包罗苹果的 iPhone X 往后 的所有机型,华为的 Mate20 Pro、荣耀 Magic 2 和 Mate 30 Pro,小米的小米 8 试探版以及OPPO FindX。据 DigiTimes 数据,2018 年搭载 3D 结构光 的智妙手机整体约 1 亿台,其中苹果占比约 88%。

TOF 最早的商用可追溯到 2006 年 7 月,衍生自 CSEM(瑞士电子与微技术 中心)的MESA Imaging公司建立,并推出商用TOF摄像头产物系列SwissRanger, 最最先应用于汽车的被动平安检测。2014 年,MESA 被新加坡微型光学器件厂商 Heptagon 收购,Heptagon 在 2016 年又被奥地利着名传感器厂商ams(艾迈斯半导体)收购, 在小型化 TOF 传感器规模已经具备了一定优势。

2013 年,微软在第二代 Kinect 中接纳了 TOF 技术,方案来自 2010 年收购的 TOF 相机公司 3DV Systems。

2015 年,索尼索尼收购比利时手势识别技术公司 SoftKinetic,该公司拥有着名 DepthSense TOF 感测系统,两年后索尼就宣布了全球最小的 TOF 模组。

TOF 技 术首次应用到智妙手机是在 2016 年,Google 和遐想相助推出了全球首个搭载 TOF 模组的智妙手机 Phab2 Pro,接纳的是 pmd/英飞凌的 TOF 方案,该手机可 实现一些如三维丈量等浅易的 AR 应用,但并没有引起市场较大的回声。

英飞凌和德国 3D 感测公司 pmd 在 TOF 规模相助了数十年,并开拓出了着名的 REAL3 TOF 传感器芯片,其中 pmd 主要提供 TOF 像素矩阵,英飞凌主要提供芯片上系 统(SoC)集成的所有功效组件,并开拓响应的制造工艺,该方案还用在了华 硕 2017 年宣布的 AR 智妙手机 Zenfone 上。


▲英飞凌的REAL3 3D图像传感器芯片可以实现小巧的TOF摄像头模块,便于轻松集成到小巧的电子装置中(图片来源:芯智讯)

2018 年 8 月 6 日,OPPO 在北京召开 了 TOF 技术相同会, 并在 8 月 23 日宣布了其首部搭载 TOF 摄像头的智妙手机 OPPO R17 Pro,接纳了 Sony 的解决方案。随后在 2018 年 12 月,vivo 宣布了其 首部搭载 TOF 摄像头的智妙手机 vivo NEX 双屏版,接纳了松下的解决方案;华为宣布了其首部搭载 TOF 摄像头模组的智妙手机荣耀 V20,接纳的是 OPPO R17 Pro 相同的 TOF 方案。

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