指纹识别的算法 对3D和vcesl产业做一个超详细的科普(4)

专利方面，苹果自2005年开始对3D技术和相关应用进行专利积累，其中包括利用图像深度信息进行手势识别和通过使用红外线传感器等装置进行人脸识别。

（三）iPhone在距离传感器的应用已炉火纯青3D Sensing配置于十周年纪念版成为必然

与3D Sensing在基本结构与基本原理上类似的距离传感器应用，苹果自iPhone3GS开始已成为标配。指纹识别的算法以下我们从结构、原理和功能对历代iPhone前置结构创新进行梳理。

苹果从初代iPhone开始就具有前置距离传感器的设计，主要用于判断用户头部与屏幕距离，当手机贴近耳朵的时候能够自动的关闭屏幕。历代iPhone均具有两个前置传感器（环境光传感器+红外距离传感器）和一个前置：从右到左是前置，光线传感器，红外距离传感器，其中光学传感器通常被油墨遮盖无法发现。

距离传感器：使用一个红外二极管，向外发射红外线，如果有物体靠近时会反射红外光线，此反射的红外光线被红外光探测器感知，并将此信号经过一些列逻辑控制操作传递给CPU，使CPU得以控制屏幕的唤醒与否。

环境光传感器：主要用于探测环境中光信号的变化然后将其变化转换为数字信号输出给CPU。

理论上距离传感器由发射和接收两个单元组成，但是为什么前置只有三个孔？这是因为苹果采取将环境光传感器和距离传感器接收端集成在一起的方式，在距离传感器中采用了两个光电二极管：一个宽带光电二极管检测300nm~1100nm波段的光学，另一个利用窄带滤光材料检测红外线，然后从宽带光电二极管接收到的光线中减掉红外线从而得到环境光信号。

可以看到，历代iPhone前置结构均包含一个前置、距离传感器以及环境光传感器，创新仅在于是否将距离传感器接收端与环境光传感器进行集成，功能上仅仅能够实现识别用户头部是否靠近听筒从而控制屏幕。我们认为，连续8代的距离传感器应用说明苹果已经将测距类模块在手机上的设计与使用运用的炉火纯青。

我们推断，大客户十周年机型导入基于结构光或TOF技术的3D技术将是大概率事件，且3D模块很可能不止一个！这一技术将为新一代产品带来3D人脸识别及手势识别功能，开启新一轮消费电子创新趋势！

三、解密3D Sensing产业链最大变化在于IR VCSEL模组（光源+光学组件）

（一）拆解3D Sensing

3D在传统基础上引入基于TOF或结构光的3D感知技术，目前这两种主流3D感知技术均为主动感知，因此3D产业链与传统产业链相比主要新增加红外光源+光学组件+红外传感器等部分。

下面结合具体产品拆解来看3D产业链，首先以Google tango平台的联想Phab 2 Pro手机为例。Tango是一个增强现实计算平台，由Google开发和创作。它使用计算机视觉使移动设备（如智能手机和平板电脑）能够检测其相对于周围世界的位置，而无需使用GPS或其他外部信号。

Tango平台的联想Phab 2 Pro手机背部结构，由上往下依次是主、红外传感器、红外发射器、闪光灯、运动追踪、指纹识别模组。

Phab 2 Pro的3D模块采用了infineon与PMD tec合作开发的REAL3??图像传感器芯片，这款芯片结合模拟和数字信号处理功能，并具备很高的数据速率。它在单一芯片上集成了像素阵列、控制电路、ADC和数字高速接口。

我们再以Intel开发的RealSense 3D为例，这块3D产品是基于结构光技术，同样是一种主动感知技术。

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