ToF感測器將成為智慧型手機的標配?

作者 : Emily Newton,Electronic Products特約作者

如果想讓消費者迫不及待想要擁有配備飛行時間(ToF)感測器的智慧型手機,首先要讓他們瞭解其好處。

設計工程師必須時刻關注智慧型手機的功能與技術發展,才跟得上最新的趨勢。那麼,未來幾年什麼樣的新技術最可能成為智慧型手機的標準配備呢?其中一種技術就是飛行時間(time of flight;ToF)感測器,這種技術越來越多地出現在專利申請中,並應用於剛上市或即將發佈的新款手機中。

智慧型手機拍照錄影更出色

現在,人們常常將智慧型手機上的ToF感測器與裝置上的相機搭配在一起使用。ToF感測器利用紅外光來測量周圍環境:當光線照射到周遭物體並反射回感測器,測量反射所花費的時長,就可以提供所需的深度資訊。

採用ToF感測器的智慧型手機。(圖片來源:Unsplash)

熟悉智慧型手機拍照的人有很多理由解釋為什麼製造商很快就會專注於ToF感測器,以力求使其裝置與眾不同。例如,這種ToF感測器允許模糊拍攝背景,讓人更加關注前景中的影像。

同樣地,用智慧型手機攝影機來拍攝視訊時,ToF感測器可以即時模糊背景,尤其是在快動作場景中,這會實現一種吸睛的特殊效果。

另一個例子則涉及生物辨識安全,尤其是臉部辨識。例如,最近有多家公司參與了一個專案,目的是設計一款ToF智慧型手機感測器,使其在安全層級要求較高的應用中不僅適於嵌入裝置的顯示器下方,同時提供更高的成像性能。據報導,這項創新設計可實現無瀏海、無邊框並支援ToF的智慧型手機。開發人員表示,這種新的設計途徑可提供相當於顯示器上方感測器的資料深度品質和灰度值。

讓消費者參與

為了促進ToF感測器技術成為智慧型手機標配,客戶的廣泛採用至關重要。許多消費者沒有耐心也不具備專業知識來理解裝置規格表中的所有參數,因此製造商在設計時應考慮客戶利益。

例如,有效的散熱管理技術可以使裝置處於安全的工作範圍之內。溫度管理越好,實現的功率密度就越高,同時效率也會更高而且讓裝置更加可靠。大多數智慧型手機用戶無法很快地理解什麼是功率密度,但當他們知道功率密度會影響電池壽命和使用安全時,將會產生共鳴。

因此,如果想讓人們迫不及待想擁有一部配備ToF感測器的手機,首先要幫助他們瞭解這種手機的好處。公司決策者也要知道這些功能可望讓他們的手機在競爭激烈的市場中脫穎而出。如果大多數買家對這項功能毫不關心,那估計這項功能就不會成為智慧型手機的標配。

智慧型手機製造商三星電子(Samsung Electronics)就一直在做這件事。該公司目前的幾款手機都配備了ToF感測器。他們解釋了這項技術如何補充一些手機功能,以便幫助潛在買家瞭解該功能。例如,即時對焦功能(Live Focus Video)讓人們可以一鍵切換錄影時的背景聚焦和前景聚焦;快速測量(Quick Measure)功能則可以將手機變成3D相機,捕捉取景框中物體的面積、體積、寬度和其他更多細節。

但三星只有一部份手機配備了ToF感測器,而且並非所有手機都會配備這一功能。來自韓國市場的最新消息表明,三星並不會在即將推出的Galaxy S22手機中配備ToF感測器。知情人士表示,消費者對ToF手機技術的需求並不大,就算沒有這項功能,三星的手機已能滿足消費者的需求。該公司並決定不再使用較早型號的ToF感測器,因為其易用性已低於三星的預期。

哪些品牌手機將配備ToF感測器

據報導,在三星決定放棄其ToF感測器計畫之時,其他品牌的手機卻反其道而行。蘋果(Apple)智慧型手機iPhone 12的專利資訊中就包含了有關ToF感測器的細節,例如它擷取的資料是3D掃描等技術的4倍,其成像性能甚至可以辨識使用者的空中手勢。

另一款配備ToF感測器的手機是華為(Huawei) P50 Pro Plus手機。據一位Twitter用戶透露,該機型將配備四個攝影機和一個ToF感測器。而且,他並不是這項消息的唯一來源,還有多家媒體都對此作了簡要報導。

不過,科技業界分析師預測,華為的手機並不會在美國上市。他們指出,關於該機型的確切細節還很少,而且之前的許多傳聞也都沒有應驗。例如,有傳言華為會在2021年上半年推出這款手機,但實際並未發生。

是時候採用ToF感測器了

即便一些智慧型手機採用了ToF感測器技術,但要成為標配可能還需要一段時間。配備ToF感測器的手機現在仍然相對較少,消費者也似乎並未將其視為必備功能。但是,人們熱衷於用手機拍照,而ToF感測器可為其提供新的選項。此外,人們也看到了三星快速測量功能的實際應用場景,例如在購買傢俱或重新裝修時使用。

如果智慧型手機設計人員期望ToF感測器在未來一兩年內出現在大多數手機上,這是不切實際的。但是,這一趨勢將會變得越來越普及,特別是當人們開始瞭解並喜歡ToF感測器在其手機上實現的功能之後。所以,現在正是考慮將ToF感測器整合到未來手機設計的最佳時機。

(參考原文:Will ToF sensors come standard on smartphones?,by Emily Newton)

本文同步刊登於EDN Taiwan 2021年11月號雜誌

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