在消费电子领域，智能手机一直是当红产品，几乎每款新品发布都会引起一阵轰动，未来的新品也留给用户更多想象的空间。在由易维讯（EEVIA）主办的第八届EEVIA年度产业和技术展望研讨会上，来自艾迈斯半导体先进光学传感器部门执行副总裁兼总经理Jennifer Zhao分析了智能手机的三大主流趋势。
她介绍，第一，前置功能的设计趋势是3D人脸识别，可以实现身份验证、安全、支付；第二，屏幕向全面屏无边框发展；第三，摄影增强，涉及激光检测自动对焦、增强现实、自动白平衡、光源闪烁检测等技术。
针对3D人脸识别，目前有三种技术可以实现：结构光、主动立体视觉和ToF（飞行时间）。其中结构光的距离、深度、安全性最佳，价位也最高，主要用于高端手机；主动立体视觉的距离中等，价位比结构光便宜，但是精度没有结构光好；飞行时间（ToF），适合中远距离，可以达到约5米，尺寸小，系统集成简单，目前非常受业界关注。
艾迈斯走“高大全”路线，全面满足客户需求
艾迈斯的ToF传感器主要在摄像头端发挥优势，其1D ToF传感器TMF8801支持实现摄像头的激光检测自动对焦，可以解决2cm到2.5m的距离内的识别问题，精确度达到5％，跟业界相比尺寸降低了30％左右。值得注意的是，很多公司无法解决屏幕污渍的识别准确率问题，艾迈斯1D ToF采用了直方图的方式，因此可以独立识别显示屏上的指纹污染以及盖玻片范围以外物体（例如用户脸部）的光反射，即使在传感器孔径脏污时，也能保持可靠性能。
虽然ToF应用于手机是业界认可的一大趋势，但是目前还没有大面积普及。在前置摄像头中ToF和结构光采纳率差不多，未来阻止ToF在后置摄像头中普及的障碍是什么？Jennifer分析，“ToF是手机摄像头的三大方案之一，这两年客户的关注点在不断调整，最开始是立体视觉，后来是ToF，有的手机厂商看重结构光的精准度和安全性，有的手机厂商看重价格，采纳那种方式主要看客户如何定位自己的手机产品，比如：华为手机选择了结构光，因为结构光的安全性和精确度最高；有些手机厂商达不到这种价位标准，会选择立体视觉和ToF。针对这三种解决方案，我们均有对策，包括提供硬件，如VCSEL光源、先进光学封装及NIR和ToF摄像头，此外，我们还与领先的软件／算法公司如旷视、bellus3D等合作，为客户提供完整的解决方案。”
说到3D系统领域，Jennifer表示，“针对3D系统，我们不仅有硬件，也有软件和相关的应用软件，在软件方面，我们提供光源、光路和先进的光学分装，还有NIR和ToF的摄像头。在软件方面，我们的合作伙伴会提供更全面的解决方案。比如：3D应用的脸部识别、设备解锁、身份认证等，以及像面具、替身、VR、AR应用。3D除了支持手机，还有更广的应用，比如智能家居中用来检测人的位置，手势识别、虚拟影射等；工业自动化中应用3D位置传感、自动化机器人、模式识别；在汽车应用中，可以用3D进行驾驶员的身份认证和驾驶员的监控和智能手势，3D应用会越来越广。”
英飞凌：打破ToF技术在各种智能场景中的应用限制与挑战
由于ToF技术有着巨大的市场前景，自然会成为兵家必争之地，英飞凌的ToF技术已经取得了不错的成果，其电源管理及多元化市场事业部大中华区—射频及传感器部门总监麦正奇在演讲开始就告诉大家，“LG最新款G8 ThinQ智能手机就搭载了英飞凌高性能REAL3图像传感芯片，支持安全人脸识别、以及硬件级自拍优化等功能。”
英飞凌的REAL3图像传感器“打破应用限制与挑战，最终获得市场成功”的关键特性有4点：第一，即便在明媚的阳光下也可实现行业领先的ToF像素性能；第二，尖端的深度管道算法和针对特定应用的智能滤波和伪影校正；第三，高度集成，可实现最小巧的3D摄像头模组和最低物料成本（BoM）；第四，已经批量生产验证的校准概念，可实现高精度感测。关于第一点，麦正奇做了详细解释，“当光源太强时，每个像素点都会受到影响，由于图像会因为曝光出现白色，用户会读不到图像里的部分信息。REAL3的计算方式可以避免在强光下过度曝光的状况，最重要的是只要出厂时做一次校正即可。另外，由于高度集成，结构和封装做了优化，产品非常耐用。”
为了给用户提供完整的ToF解决方案，英飞凌选择了与PMD technologies合作，英飞凌负责半导体工艺研发、产品研发和产生；PMD负责ToF像素和ToF系统研发。目前，英飞凌已经推出了第三代产品，第四代产品正在研发中。关于两家的合作，麦正奇表示，“PMD在ToF的领域上有超过十年的经验积累，我们合作的ToF方案非常专业。”
除了智能手机，英飞凌的ToF技术也应用在工业和汽车领域。在工业方面，有自动化、安防、机器人等应用在发酵，英飞凌可以提供高能效、低成本的芯片；在汽车领域，在汽车内部和外部，ToF技术已经成为选项之一，目前英飞凌的产品正在研发。麦正奇表示，“我们的优势是自有工厂，从研发到晶圆生产，都在自己的工厂完成。”
