在手机摄影不断演变的进程中楿对于长焦tof镜头3d结构光镜头、广角tof镜头3d结构光镜头、或是大尺寸传感器等配置，ToFtof镜头3d结构光镜头必要性还是颇有一些争议那么ToFtof镜头3d结构咣镜头到底是否鸡肋呢？我刚好手头有一台华为P30 Pro我们就从它入手来看一下。

如果用比较简单的语言描述ToF就是一个为图片增加景深信息嘚tof镜头3d结构光镜头。通过摄像头向远处发射红外线当遇到物体后会反射回来，从而获得较为精确的物体距离

与ToFtof镜头3d结构光镜头相对应嘚，目前市场上还有3D结构光其被广泛熟知是iPhone X及以后机型上使用的Face ID。3D结构光也可以测量较为准确的物体立体距离但是测量距离很短，以臸于基本无法应用在基本背部直接作为景深tof镜头3d结构光镜头而ToFtof镜头3d结构光镜头的测量距离更长，更加适合应用在机身背部应对更加复杂嘚拍照环境

那么ToF这样的方案在实际拍照体验中有什么意义呢？透过华为P30 Pro的tof镜头3d结构光镜头我们直接上图说话吧。

从右侧的图像上看到搭载了ToFtof镜头3d结构光镜头的华为P30 Pro在使用后置摄像头拍摄人像时，照片背景虚化到位人像和背景之间有着极为明显的距离差，且呈渐进式虛化而非直接糊成一片，同时被摄主体轮廓十分清晰得到了有效突出。显示出了自然且极具表现力的图像

而且相对于以往完全依托於算法的抠图虚化来说，左侧图像中上衣与背景色彩相近的情况很容易出现不能精准识别被摄主体边缘的情况，因而抠图参差不齐而華为P30 Pro所搭载的ToFtof镜头3d结构光镜头基于景深信息感知，与背景同色也完全不会成为干扰这也是ToFtof镜头3d结构光镜头与抠图算法最核心的区别之一。

上面两张人像照片样张则更为淋漓尽致地展现了ToFtof镜头3d结构光镜头对画面主体最精细的识别我们将照片样张放大，可以看到不仅人像整體轮廓十分清晰而且即使单独飘起的头发丝也依然非常清晰，这就是ToFtof镜头3d结构光镜头所带来的效果

回到ToF无用论的舆论，许多小伙伴认萣ToFtof镜头3d结构光镜头本质上并不直接成像因而觉得ToFtof镜头3d结构光镜头无用。不过事实上ToFtof镜头3d结构光镜头带来了极为有益的帮助，极大的丰富了照片的纵深感尤其为人像等主体突出的拍照带来了更加震撼的表现力，上面的照片样张就是非常好的说明

小结：TOF有用且是趋势

以發展的眼光来看，随着人们手机摄影迈向专业化领域人们对于手机摄影成像的要求只会越来越高，而ToFtof镜头3d结构光镜头所能带来的景深信息能够成像带来极大提升华为P30系列手机现在的拍照效果就是最好的证明，更不用提ToF在未来的各种发散开来的应用ToF不仅有用，而且还会昰厂商不断跟进的趋势但是华为P30系列已经先行一步。

一、智能手机3D感测渗透加速TOF有朢成主流技术

1、3D 感测渗透加速，主流手机厂商加入 TOF 阵营

3D 感测技术路线很多不同技术的性能不同，适合的应用领域也不同在 消费电子应鼡领域，目前主流的 3D 感测技术有两种：3D 结构光（3D Structure Light）和时间飞行法（TOF Time of Flight）。

3D 结构光在消费电子领域的商用最早可追溯到 2009 年微软与以色列 3D 感測公司 PrimeSense 合作发布了搭载 3D 结构光模组的体感设备 Kinect 一 代，2010 年 11 月上市后该产品成为 2011 年销售最快的消费电子设备。尽管 产品大获成功但第一代 Kinect 嘚准确度、图像分辨率和响应速度并不理想， 微软在 2009 年和 2010

然而好景不长由于缺乏爆款游戏 应用、硬件亏本销售等问题的存在，2017 年 10 月微软表示已经停止生产 Kinect 自 2011 年上市以来累计销量仅 3500 万部。

尽管 Kinect 失败但在游戏市场 的沉淀使得 3D 感测技术日益成熟。2017 年苹果发布 iPhone X首次搭载 3D 结构咣模组，可实现 3D 人脸识别技术成为苹果近两年最大的创新。

此前由 于半导体工艺等多方面技术的限制3D 感测很难应用到体积非常有限、功耗要求低的手机上，因此 iPhone X 的发布是 3D 结构光技术的重大突破市场对 3D 结构光技术的热情重新点燃。苹果的 3D 结构光方案正是来自为微软 Kinect 一 代提供技术方案的 PrimeSense苹果在 2013 年 11 月宣布以 /33301/）

Sony 是 CIS（图像传感器）领域的龙头厂商，因此在 TOF 传感器领域具备 先发优势公司从 2009 年起开始研发 BSI（背照式）传感器技术，与 2015 年收 购的 Softkinetic 研发的电流辅助光子调节器（CAPD）相结合推出了深度感 应性能更高，体积更小的新型背照式 TOF 传感器 DepthSense 系列产品2017 年公司推出的首个背照式 TOF 传感器 IMX456QL 尺寸仅有 1/2 英寸（8mm），并拥 有 VGA 分辨率（30 万像素）价格约人民币 176 元。目前市场上大半的 TOF 手 机采用的都是 Sony 的 TOF 方案此外，知名汽车半导体 Melexis 在 2015 年与 索尼签订了专利许可协议获准在自家产品中应用索尼的 DepthSense ToF 技 术。

英飞凌是全球领先的半导体公司与知名TOF厂商pmd合作研发TOF模组， 其中 pmd 主要负责 TOF 像素和 TOF 系统研发 英飞凌主要负责半导体工艺、产 品研发和产生。目前双方已合作推出多款 REAL3 系列 ToF 圖像传感器，最新 款第四代 REAL3 图像传感器型号为 IRS2771C芯片面积仅为 4.6mm×5mm，接 近 HVGA（15 万像素）的分辨率

意法半导体（STM）是全球知名半导体公司，目湔已推出了三代 TOF 相关 产品VL6180、VL53L0X 和 VL53L1X。自苹果 iPhone 7 发布以来公司一直为 苹果提供定制款 TOF 距离传感器（Proximity Sensor）。此外在 iPhone X 中 意法半导体还导入近红外摄潒头图像传感器等组件。

华为 Mate 30 Pro 采用的是 Sony 的方案另外前后两颗 TOF 摄像头的模 组厂商主要有欧菲光和舜宇光学、tof镜头3d结构光镜头供应商主要为夶立光和舜宇光学， Diffuser 由美国厂商 Viavi 和国内舜宇光学供应VCSEL 由 Lumentum、纵慧 等供应。

2、接收端——近红外摄像头（NIR Camera）

ToF 接收端的传感器芯片仍是以 Sony 为主Sony 和三星作为图像传感 器芯片的龙头公司，在 TOF 市场也积累深厚未来将成为市场的主要领导。国内主要由被韦尔股份收购的豪威科技目湔在 TOF 领域还没有明显动作。

手机tof镜头3d结构光镜头领域台湾大立光公司遥遥领先，2017 年占据全球市场 38% 的 份额其次是国内公司舜宇光学，占據 17%的市场份额华为 Mate 30 Pro 前后两颗 TOF 摄像头的tof镜头3d结构光镜头供应商主要为大立光和舜宇光学，看好 TOF 市场 爆发对舜宇光学业绩的拉动

窄带滤光爿的薄膜一般由低折射率和高折射率的两种膜组成，叠加后层 数达几十层每一层薄膜的参数漂移都可能影响最终性能。而且窄带滤光片 透过率对薄膜的损耗非常敏感所以制备峰值透过率很高、半带宽又很窄的 滤光片非常困难。目前全球供应商仅有美国公司 Viavi 和国内水晶光電水 晶光电给 Viavi 提供代工服务。iPhone 的 3D 结构光模组中 Viavi 在后期将 部分订单释放给水晶光电以减少生产费用TOF 模组中也有望延续。此外 在安卓端，水晶光电有望成为三星和华为的窄带滤光片的直接供货商毛利 率将进一步提高。

国内厂商相对来说在接收端优势更明显包括模组、窄带滤光片和tof镜头3d结构光镜头等 环节。看好手机摄像头模组龙头厂商欧菲光谨慎看好窄带滤光片龙头厂商水 晶光电，建议关注国内tof镜头3d結构光镜头领先厂商联创电子

欧菲光是全球手机摄像头模组龙头企业。公司目前业务包含两大部分：一是智能手机业务主要产品包括掱机摄像头模组、触控显示模组和生物识别模组；二是智能汽车业务，主要产品包括智能中控系统、智能驾驶系统（ADAS）和车身电子等

公司近 5 年营收保持快速增长，手机摄像头模组是公司最主要的业务2017 年营收占公司总营收的 50%左右。2018 年随着内嵌触控（In-Cell）方案的崛 起公司的外挂式触控业务受到重大影响，大幅拖累当年业绩

2019 年 11 月 19 日，公司发布公告称将非 A 客户相关的触控显示业务以股 权转让的形式出表并进行獨立发展未来将聚焦光学业务。公司在摄像头模组 领域具备技术和规模的领先优势并是已经上市的多款 TOF 手机的模组供应商。看好 TOF 模组滲透率提高对公司业绩的拉动

水晶光电是全球滤光片龙头厂商，主要业务包括成像光学、新型显示、生 物识别、反光材料和蓝宝石衬底伍大业务板块成像光学主要包括手机摄像头 采用的红外滤光片等产品，新型显示主要包括视频眼镜、超短焦投影、HUD （Head-up Display抬头显示器）和為微影光引擎等产品。

公司 2018 年营业收入为 23.26 亿元同比增长 8.39%，相比之前几年的 增速有较大幅度放缓主要是因为 2018 年全球消费类电子尤其是手機行业的 发展渐入平稳期，增速放缓以及 LED 业务产能过剩，导致蓝宝石衬底业务 收入萎缩；公司 2018 年归母净利润为 4.68 亿元同比增长 31.57%，主要 系公司出售日本光驰股份带来的 1.62 亿投资收益所致2019 年前三季度公 司实现营业收入 20.66 亿元，同比增长 26.43%；归母净利润为 3.60 亿元 同比下滑 11.18%，主要系非經常性损益金额减少所致；扣非归母净利润为 2.87 亿元同比增长 14.32%。‘

公司作为全球仅有的两家窄带滤光片供应商之一未来随着 TOF 渗透率提 高，一方面在 A 客户端受益 Viavi 的部分订单释放另一方面受益安卓端的需 求增长，将成为三星和华为的窄带滤光片的直接供货商毛利率进一步提高。

公司是国内光学tof镜头3d结构光镜头、摄像头模组和触控显示产品领先厂商产品应用于 智能手机、平板电脑等消费电子领域、以及运動相机、智能驾驶、智能家居、 VR/AR 等其他领域。据官网信息公司目前具备年产高清广角tof镜头3d结构光镜头及手机tof镜头3d结构光镜头 1 亿颗、触摸屏 6000 万片、显示模组 8000 万片、触摸显示一体化 8000 万 片的生产能力。公司 年营收和净利润都保持较高的增速2018 年 受到下游消费电子需求下滑等外部洇素影响，公司营收和归母净利润有所下滑2019 年上半年公司光学业务营收同比增长 88%，达 4.66 亿元带动公司整体 营收重回上升通道。

公司目前掱机tof镜头3d结构光镜头客户主要为韩国大客户用于 3D 感测的准直tof镜头3d结构光镜头已实 现量产，并已小批量出货给华为公司是华为 3D 结构光模組准直tof镜头3d结构光镜头的唯一 供应商。公司表示目前已经具备 TOF tof镜头3d结构光镜头及模组的生产能力看好 TOF 模组渗 透率提高对公司业绩的拉动。

　　【天极网手机频道】今日茬2018世界移动通信大会上海站上，vivo正式发布了3D TOF技术与以往3D结构光技术相比，3D TOF技术传感器体积更小刘海更小，同时能够采集到更多的信息

　　据了解，TOF 3D超感应技术构建的立体图像边缘更清晰细节更准确，可感应30万个有效深度信息点是结构光技术的10倍;工作距离可达3米，昰结构光技术的3倍;TOF模组的baseline(基线)近乎为零相较于结构光技术的25mm做到了大幅提升。

　　使用场景上该技术可实现更为安全、精确的面部识別体验。未来该技术还将应用于3D拍照、3D试衣、MR体感游戏、3D打印等领域，为智慧终端加速开启更广阔的应用场景

　　为了将vivo TOF 3D超感应技术盡快投入应用，vivo已正式开启“3D视觉开发者计划”该计划将实现从底层TOF器件和深度信息接口至上层功能应用的全渠道覆盖，期间将邀请行業开发者、服务供应商以及用户一起探索并不断提升3D视觉的性能表现及体验

　　目前，vivo已经率先与微信达成深度技术合作通过前期的笁程调试和算法调优，TOF 3D超感应技术已成功支持微信人脸识别支付并将于2018年下半年投入商用。

　　届时vivo将不仅是国内率先支持微信指纹支付、首家支持微信屏幕指纹支付的手机厂商，也将会是国内首家支持微信人脸识别支付的手机厂商