移動通信領域的一大發展趨勢就是通過3D臉部識別而不是指紋或PIN碼來解鎖智能手機。這使得身份驗證更方便、更安全，對于移動支付應用和手機識別應用而言，這很快就會變得不可或缺了。憑借英飛凌科技股份公司推出的3D圖像傳感器芯片，臉部識別解鎖功能會變得更智能、更快捷、更可靠。

英飛凌攜手創新合作伙伴pmdtechnolgies公司，以飛行時間（ToF）技術為基礎，開發出屬于REAL3芯片產品系列的全新3D圖像傳感器。這可助力實現尺寸小于12 mm x 8 mm的全球最小的智能手機攝像頭模塊，其中包含接收光學器件和VCSEL（垂直腔面發射激光器）。英飛凌和pmdtechnologies公司在2018國際消費電子展CES 上展示該產品創新成果。這款芯片在德累斯頓生產，在慕尼黑和格拉茨研發，融入了來自德國和奧地利的專業技術知識。

ToF優勢助力實現快速市場增長

市場預測認為采用3D傳感功能的智能手機數量將從2017年的大約5000萬部增至2019年的大約2.9億部。相比雙目可見光或結構光等其他3D傳感器原理而言，飛行時間技術能在電池供電移動設備的性能、大小和功耗方面帶來諸多優勢。

兩個要素決定了攝像頭的范圍和測量精度：發射和反射的紅外光強度，以及3D圖像傳感器芯片的像素靈敏度。該REAL3芯片的分辨率為3.8萬像素，每個像素都有獨特的背景照明抑制（SBI）電路。它可以利用940 nm紅外光源，使投射光不可見，進一步提升室外性能。此外，IRS238xC集成專用功能，以支持完整解決方案的第一級激光安全級別。

ToF攝像頭模塊可投入批量生產

英飛凌與pmdtechnolgies公司推出的攝像頭是集成于商用智能手機的唯一基于ToF原理的深度攝像頭。它已贏得領先的手機用攝像頭模塊制造商的信賴，并已被證實可以高效批量生產。此外，在使用過程中不需要對其重新校準。

全新英飛凌3D圖像傳感器芯片的樣品現已開始供貨。計劃于2018年第四季度開始批量生產。Sensible Vision公司和IDEMIA等軟件合作伙伴提供用于用戶臉部檢測和身份驗證的應用軟件。采用REAL3 3D圖像傳感器芯片的演示產品現可供貨。

飛行時間技術優于結構光技術

較之雙目可見光或結構光技術，飛行時間（ToF）技術具有多重優勢：

ToF圖像傳感器芯片直接測量到對象的距離。在其他3D技術中，距離的計算要通過復雜算法進行。因此，ToF更快捷、更可靠，并能降低應用處理器的功耗。

將調制紅外光發射到整個場景。該3D圖像傳感器芯片的分辨率為3.8萬像素，可測量紅外光在攝像頭和對象之間往返所花的時間。每個像素檢測反射光的相位延遲，產生高度可靠的距離信息，同時產生完整場景的灰階圖像：即使通過單幀數據采集也能實現臉部驗證。

在英飛凌開發的特定制造環節中，顯微透鏡被應用于每個像素。因此，盡管像素很小（僅為14 x 14μm），但高光學靈敏度能實現使用期間非常低的功耗。

ToF在戶外性能方面非常出色。該全新圖像傳感器芯片可支持940 nm光源，并且每個像素都有獨特的背景照明抑制（SBI）電路。即使有兩倍的照明峰值功率，結構光攝像頭在這種陽光條件下也不能提供任何可用的深度數據。

ToF攝像頭模塊設計簡單牢靠。ToF攝像頭僅包括兩個關鍵組件：圖像傳感器芯片和照明元件，二者之間機械無縫連接。其結果就是帶來非常小的攝像頭模塊——能靈活集成于手機，以及精簡而快速的校準程序。預計2019年大批量生產的BOM物料成本將低于10美元。