日前，由中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會IC設(shè)計分會(ICCAD)、芯原股份、松山湖管委會主辦的主題為“AR/VR/XR x 元宇宙”的“2023松山湖中國IC創(chuàng)新高峰論壇”正式在廣東東莞松山湖召開。

武漢市聚芯微電子有限責(zé)任公司發(fā)布了完全自主知識產(chǎn)權(quán)的3D dToF圖像傳感器芯片SIF7010。

3D ToF技術(shù)為何更適合AR/VR/MR?

根據(jù)Yole Dévelopment的“2020年度3D成像與傳感”報告顯示，2019年全球3D傳感模塊市場規(guī)模為20億美元，預(yù)計到2025年全球3D模塊市場規(guī)模將增長到81億美元，6年的年復(fù)合增長率超過了26%。

Gartner在2019年發(fā)布的新興技術(shù)成熟度曲線中，也指出3D傳感技術(shù)即將進入成熟期。目前3D視覺技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于智能手機、家庭娛樂、AR/VR/MR、智能AGV、智能制造等眾多領(lǐng)域。

目前，主流的3D成像技術(shù)主要有三種，分別是雙目主動立體視覺，結(jié)構(gòu)光和TOF(Time Of Flight，又可分為iToF和dToF)。

從各項技術(shù)優(yōu)缺點來看，雙目成像雖然有著3D成像分辨率高、精度高、抗強光干擾性強、成本低等優(yōu)勢，但是其缺點也非常明顯，比如其算法非常復(fù)雜、容易受到環(huán)境因素干擾、依賴環(huán)境光源、暗光場景表現(xiàn)不佳、模組尺寸相對較大等。因此目前在手機上應(yīng)用相對較少。

3D結(jié)構(gòu)光雖然有效識別距離相對較短，模組結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，成像容易受強光干擾，成本也相對較高，但是其通過一次成像就可以得到深度信息，能耗低、成像分辨率高，非常適合對安全級別要求較高的3D人臉識別、3D人臉支付等方面的應(yīng)用。

而且由于2017年蘋果iPhone X的率先應(yīng)用3D結(jié)構(gòu)光技術(shù)的帶動，該技術(shù)目前已經(jīng)非常成熟。

雖然在蘋果的帶動下，之后有不少的旗艦也紛紛采用了前置3D結(jié)構(gòu)光的方案，但是由于結(jié)構(gòu)光在識別距離上的限制，使得結(jié)構(gòu)光在手機上的應(yīng)用，主要局限于前置，主要用作3D人臉識別解鎖、3D人臉識別支付以及3D建模等應(yīng)用，相對來說應(yīng)用面較窄。

相比之下，3D ToF技術(shù)雖然成像精度和深度圖分辨率相比結(jié)構(gòu)光要低一些，功耗較高，但是其優(yōu)勢在于識別距離更遠，可以做到0.4米到5米甚至更遠的中遠距離識別，抗干擾性強，而且FPS刷新率更高，這也使得ToF技術(shù)不僅可以應(yīng)用于3D人臉識別、3D建模等方面，還可適用于SLAM、手勢識別、體感游戲、AR/VR等多方面的應(yīng)用，相比結(jié)構(gòu)光技術(shù)應(yīng)用面更廣。

此外，相比結(jié)構(gòu)光技術(shù)，3D ToF 的模組復(fù)雜度低，堆疊簡單，可以做到非常小巧且堅固耐用且易于集成，因此更適合部署到移動端設(shè)備上，因此也得到手機廠商的青睞。

自2018年下半年開始，不少手機廠商都紛紛開始推出基于后置3D ToF技術(shù)的手機新品，比如OPPO R17 Pro、vivo NEX雙屏版、華為P30 Pro、三星S10 5G版等。不過，這些基本都是基于iToF技術(shù)。

2020年，蘋果率先在其新iPad Pro采用了基于dToF技術(shù)的“雷達掃描儀”，之后發(fā)布的iPhone 12 Pro和iPhone 12 Pro Max也配備了基于dToF技術(shù)的后置的“雷達掃描儀”，進一步加速了dToF技術(shù)的應(yīng)用。