iPhone X 3D摄像头（TrueDepth）拆解分析

2017-11-23 08:47

3D摄像头工作原理回顾

苹果公司在iPhone X的正面集成了3D摄像头——TrueDepth，以识别用户脸部并解锁手机。正如Yole先前所解释的，为了实现这一点，苹果公司将ToF测距传感器与红外“结构光”摄像头结合起来，可以使用统一的“泛光”或“点状图”照明。

3D摄像头的工作原理与拍摄照片的普通CMOS图像传感器非常不同。首先，iPhone X将红外摄像头与投射照明器组合在一起，在手机前投射均匀的红外线。然后拍摄图像，并据此触发人脸识别算法。

然而，这个人脸识别功能并不是一直运行的。连接到ToF测距传感器的红外摄像机发出信号，指示摄像头在检测到脸部时拍摄照片。 iPhone X接着激活它的点阵式投影器拍摄图像。然后将一般图像和点图案图像发送到应用程序处理单元（APU），该应用程序处理单元通过神经网络训练识别手机用户并开启手机。

Yole的Cambou指出，目前并没有进行3D图像的运算。3D信息包含在点状图案图像中。“为了运行3D应用程序，同一个APU可以使用另一种计算图像深度图的算法。”他补充说：“结构光方法已知是计算密集型的，iPhone X充分利用了A11芯片的强大处理能力。使用神经网络是使之成为可能的关键技术。”

五个子模块

Yole和System Plus咨询公司的拆解分析在苹果的3D摄像头（TrueDepth）中发现了一个“五个子模块的复杂组合”。它们分别是：近红外摄像头、ToF测距传感器+红外泛光照明器、RGB摄像头、点阵式投影器和彩色/环境光传感器。

如下图所示，红外摄像头、RGB摄像投和点阵投影器全部对齐排列。

iPhone X 3D摄像头（TrueDepth）拆解分析

Apple iPhoneX 3D摄像头（TrueDepth）拆解分析

近红外图像传感器

在苹果iPhone X的3D摄像头（TrueDepth）核心，有意法半导体的近红外图像传感器。 Yole和System Plus公司在意法半导体的近红外图像传感器内部发现了“在深沟隔离（DTI）之上绝缘体上硅（SOI）的使用。”

DTI技术的概念是众所周知的。一般来说，需要高传感器分辨率的当今摄像头所面临的问题在于像素被限制在相同的空间内，在拍摄照片时造成相邻传感器的干扰（noise）、变色或像素化。DTI被用于防止光电二极管之间的泄漏。据报导，苹果在每个之间蚀刻实际沟槽，然后用绝缘材料填充沟槽，以阻绝电流。

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