iPhone X人臉識別系統中的傳感器

隨著iPhone X的發布，3D人臉識別功能一度成為人們口中津津樂道的新科技，下面就來看看iPhone X為完成人臉識別而配置的傳感器。

在iPhone X手機的頂部有一個傳感器集中區，外表看起來像一個可愛的“齊劉?！?，這里集中了用于視覺等應用的各種傳感器，如環境光傳感器、TOF測距傳感器、泛光感應元件、紅外攝像頭、前置攝像頭、點陣投影儀，以及揚聲器和麥克風。

其中“點陣投影器”和“泛光感應元件”，還有iPhone智能手機產品上從未出現過的紅外攝像頭，這些新器件的出現都是因為iPhone X引入了3D人臉識別系統。

人臉識別的啟動步驟

步驟1：當有物體接近手機時，距離傳感器（ToF）率先被啟動；

步驟2：距離傳感器（ToF）的啟動會激發泛光感應元件和紅外攝像頭，泛光感應元件里的VCSEL芯片會發出若干個紅外光，紅外光反射回后由紅外攝像頭捕捉，判斷是否是人臉信息；

步驟3：如果經由判斷是人臉信息，則會啟動點陣投影器，點陣投影器會發射約三萬多個紅外結構光點，并由紅外攝像頭捕捉3D人臉信息，進行人臉的圖像信息提取，經由A11仿生處理器的比對，得出人臉識別信息。

點陣投影器

點陣投影器和兩個攝像頭（紅外攝像頭和前置攝像頭）是集成在一個模組上面的。

將點陣投影器拆解下來，得到單獨的點陣投影器的模組。

點陣投影器里有一顆VCSEL芯片，當點陣投影器被啟動后，VCSEL芯片發射的紅外光經由正對著芯片上方的準直鏡頭射出，經過兩個反射鏡面，最后通過光學衍射元件（DOE）形成約三萬多個紅外結構光射出。

點陣投影器開蓋后，將準直鏡頭及光學衍射元件模組揭開，就可以清晰的看見下面的VCSEL芯片。

泛光感應元件

泛光感應元件、距離傳感器及一顆控制芯片被封裝在了一起，下圖是整個封裝的顯微鏡照。

如上圖模組X-Ray所示，VCSEL芯片起到泛光感應（發射紅外光）的作用。

距離傳感器

距離傳感芯片來自STMicroelectrics的ToF芯片，此款芯片在iPhone7+中就已經采用。

環境光傳感器

iPhone X的環境光傳感器從封裝外觀上就和以往的環境光傳感器不同，變成扁扁長長的形狀，這也許是由于空間不夠而導致的，同時芯片的上方還裝有擴散片。

取下上面的擴散片后，可以看到整顆環境光傳感芯片以及上面的玻璃透光片。

前置攝像頭

紅外攝像頭

A11處理器

（本文根據上海微技術工業研究院供稿改編）