3D成像即将带动下一轮光学创新浪潮（下）

3D成像即将带动下一轮光学创新浪潮（下）

　　4 成本：有望实现对传统生物识别的替代，性价比极高

　　正如我们上文所述，如果将3D成像搭载在手机前置摄像机，可以通过利用人脸识别完成屏幕解锁，同时可以利用虹膜识别完成密码支付，其安全性将强于目前的指纹识别。

　　4.1 成本增加较少，安全性更强

　　经过我们的成本推算，以顶级客户方案为例，目前其BOM成本不超过15美元，而前置3D成像完全可以实现对TouchID模组的替代，而后者目前BOM成本约在6-7美元，所以3D成像实际增加成本在5-10美元，成本增加并不明显。

　　4.2 手机可以做到屏幕占比很高

　　3D成像除了更安全，实现更多功能以外，也符合苹果持续追求的外观目标：增加屏幕在手机中的占比。从iPhone4开始，通过窄边框提升屏幕在手机正面占比，而OLED显示的成熟更可以充分利用正面有效面积，而这时庞大的TouchID区域已经显的非常碍眼了，手机厂一直有强烈的意愿取消掉前置的TouchID模组，而3D成像正好完美解决这一痛点。

　　5 厂商意愿：产业链调研发现国产大厂跟进意愿极强

　　结构光方案最主要的玩家PrimeSense被苹果收购后，部分客户转向了TOF方案，但是仍然有方案公司继续在结构光领域探索。深圳的奥比中光便是其中的代表，目前其结构光方案已经较为成熟，可以商用在机器人、无人机导航等领域，同时手机微型化的方案也正是推出。 经过调研，目前国产手机大厂对于3D成像需求非常迫切，跟进意愿极强，已经开始寻找PrimeSense以外的结构光方案合作商。

　　6 3D成像将是下一个爆发式的创新

　　iPhone刚上市的时候保密性极佳，尤其是iPhone4的上市给市场极大震撼，但随着销量规模的飞速成长和大陆台湾公司越来越多的参与，iPhone创新提前走漏的案例比比皆是，大部分iPhone8的创新在2016年就已经提前被产业链所获知，所以资本市场提前会有预期，但是这次3D成像保密性可谓前所未有，消息源是来自于美股的公司业绩说明会透露的细节。 到目前为止，市场对于3D成像究竟用结构光还是TOF尚未认识完全，至于具体的产业链细节和工作原理更是知之甚少，所以这次光学变革预期差充足。市场一度有人猜测为苹果将采用TOF的成像方案，也侧面说明了此次3D成像保密的成功。

　　6.1 预计苹果将采用前置结构光方案，融合虹膜识别

　　苹果早在多年前已经开始3D成像的布局，2013年收购结构光主要方案是PrimeSense，同时也公布了US9519396 B2(利用三维信息完成合成)、US8933876 B2(三维空间手势识别)专利，诸多线索指向苹果未来的3D成像意图。

　　从原理上来看，结构光只需要拍两次照即可实现3D距离的探测，而TOF成像延时较长，图像分辨率偏低;同时由于结构光光斑较多，衍射范围大，如果探测距离较远容易影响精度，所以探测距离是结构光的劣势。 苹果2013年斥资3.45亿美元收购PrimeSense，而PrimeSense正是结构光方案最主要的专利持有者。我们推断苹果的3D成像将会以前置的方式配置，考虑到在前置方案需要高精度、低延时，同时对于探测距离要求并不高，所以我们认为苹果的3D成像将会是前置结构光的方式呈现。 同时，我们判断在该方案中除了传统的前置RGB摄像头以外，会在两侧增加发射和接收端用于探测景深信息，其中接收端是特殊制程的CMOS，用于接收窄带红外光，同时该CMOS也会结合虹膜识别的功能。

　　6.2 从iPhone7的TOF传感器窥探苹果的3D成像布局

　　iPhone5开始，苹果已经在距离传感器上面小试牛刀，最早是将AMS的距离传感器放置在听筒附近，当接电话的时候利用红外光飞行时间(time of flight)探测到脸部距离以后控制屏幕的亮度，实现更省电的方案。

　　这一设计沿用到iPhone6S，直到iPhone7开始，苹果将原来沿用的环境距离传感器升级为更精确的TOF传感器。在新的TOF方案中， 利用高效率的VCSEL激光器和光子接收点阵SPAD作为发射和接收端，VCSEL发射出16个点阵激光，然后利用SPAD能够探测到比单点距离传感器更丰富的距离、脸型等特征信息。

　　从这一变化可以看出，苹果虽然前置3D成像不会使用TOF，但是对于TOF苹果的态度也是开放的，考虑到TOF 在远距离景深探测的优势，我们判断在2018年以后TOF大概率将以后置摄像头的形式出现。苹果在3D成像的雄心绝对不容小觑：前置实现手势控制、人脸识别、虹膜识别等短距精确的功能，后置实现AI、AR等长距的功能。

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