自從蘋果去年在其最新產品中導入dToF后，基于dToF的3D傳感市場開始升溫，圍繞3D場景的應用有望成為今年智能手機升級價值亮點。這些場景包括影像增強、對象掃描、AR和自動對焦輔助等，它們通常基于手機的后置傳感來實現。其中AR應用正在成為一個新的增長點，而這一應用需要高精度、低噪聲和高可信度的深度圖，并且要低功耗和穩定的幀率——減少重建時間并支持與其他攝像頭進行圖像融合。

　　圖片后置3D ToF用例中對分辨率、功耗和距離在性能上有不同要求

　　這些都離不開3D深度攝像頭。在dToF浮出水面之后，有關iToF和dToF之間差異比較的討論已經很多，畢竟之前包括手機在內的設備搭載的ToF都是前者，因其原理簡單，系統容易集成，也不需要額外測量電路和算法。但iToF由于其工作機制，在分辨率、功耗、多路徑干擾和標定上都存在短板，而dToF則沒有這方面的問題。

　　圖片dToF與iToF的關鍵規格對比

　　既然性能優勢明顯，那為什么至今除了蘋果搭載，其他手機廠商都未見有相關產品面市？因為dToF系統門檻很高，供應商需要在VCSEL（垂直腔面發射激光器）發射器、SPAD（單光子雪崩二極管）接收器、TDC讀出電路、軟件和算法以及系統集成和制造工藝上擁有深厚的功力才能提供整套方案。

　　顯然，這正是3D傳感器頭部廠商發力的領域。ams最近發布了一款3D dToF傳感器方案，包含VCSEL陣列、點陣光學系統和SPAD傳感器。ams市場經理Sarah Cheng強調，基于其晶圓級光學WLO技術，以及微型化封裝和獨特的人眼安全集成工藝，ams這套方案在3個方面體現出其獨有的差異化特性：

　　一是在所有光線條件（包括強光，弱光，室內，室外，較復雜的環境光等）下，在恒定分辨率下可實現較大的距離檢測范圍和絕對的距離檢測精度，目前iToF和結構光傳感方案都不可能實現這點；二是高環境光抗擾性，和目前市面上的3D ToF方案相比，其峰值功率高出20倍，意味著該傳感器可以在室外強光的環境下仍然保持非常好的精度和性能；三是針對移動設備在室內掃描距離范圍內的高幀率（>30fps）運行環境，優化最低平均功耗。

　　圖片ams 3D dToF方案設計初稿和性能目標

　　“整個系統分為兩個模組，一個是高功效的光源模組，而另外一個是SPAD 3D 攝像模組，”Sarah Cheng說，“把兩個模組分開有一個好處，在手機廠商設計整個系統的時候，他們可能有更多的靈活性在主板上去做零部件的排位和設計，提高了靈活性。”

　　無疑，這套方案顯示出ams在激光架構上的核心技術優勢，包括高功效的自有IP架構的點陣發射器，大功率VCSEL技術以實現高環境光抗擾性，針對超短脈沖的優化連接以實現高距離精度以及低EMI輻射的VCSEL驅動器（VOD）系統。此外，其優化的封裝設計使整套系統在傳熱性能和人眼安全上都得到了優化。

　　一組在室內光線和微弱光線下該方案評估套件的3D渲染深度圖像輸出演示顯示出其深度信息的精確性，包括5米內不同沙發的位置以及背景墻等。ams大中華區應用市場總監Bing Xu博士表示，ams的這套方案的絕對分辨率是在所有的測試范圍距離內小于8mm，借助于CMOS的堆疊封裝工藝，其SPAD、TDC和信號處理器進行了高度集成。

　　該方案基于高通平臺的安卓開發板

　　針對這套3D dToF傳感方案，ams和計算機視覺成像軟件供應商虹軟進行了合作。這一合作針對ams光學傳感系統的特點，結合RGB相機的輸出，對虹軟中間件進行了優化，實現即時定位與地圖構建（SLAM）和3D圖像處理，將深度圖轉換為精確的場景重建。此外，虹軟軟件還集成了3D圖像輸出和移動設備的顯示，以支持更多沉浸式AR體驗，這使得制造商能夠快速簡單地在移動設備中實現AR功能。而對于移動設備OEM而言，因為方案本身能與安卓操作環境集成，減少了集成dToF功能的工作量。

　　在去年與歐司朗整合后，ams在2020年的自然年度的營收為42億美元。ams大中華區銷售和市場高級副總裁陳平路解釋，該營收是ams全年和歐司朗下半年的收入總和。整合帶來的最大變化在于，ams的業務范圍由原來的消費電子擴張到汽車工業和醫療領域，并且IP專利也有很大提升，目前已有的和正在申請的專利超過15000個。而這一整合也將給ams核心的可視化、光源和傳感業務帶來更多的市場機會。

　　在剛剛結束的上海MWC 2021展上，ams展出了這套3D dToF方案，該方案預計將在2021年年底前量產。