微米级拆解 揭开“齐刘海”面纱，探索人脸识别技术
随着iphone x的发布，3d人脸识别功能一度成为人们口中津津乐道的新科技，与此同时，国产vivo x20的发布也提到了其带有人脸识别功能，下面就让sitri的专业团队带领大家揭开人脸识别的神秘面纱。
先从苹果iphone x说起，让我们看一看这个可爱的“齐刘海”里到底搭载了哪些传感器？
了解完“齐刘海”里的那些传感器，是不是出现了很多新的名词呢？例如“点阵投影器”和“泛光感应元件”，还有iphone智能手机产品上从未出现过的红外摄像头。这些新器件的出现都是因为iphone x引入了3d人脸识别系统。
在介绍具体的传感器信息前，先来简单说一说人脸识别的启动步骤。
步骤1：当有物体接近手机时，距离传感器（tof）会先被启动。
步骤2：距离传感器（tof）的启动会激发泛光感应元件和红外摄像头，泛光感应元件里的vcsel芯片会发出若干个红外光，红外光反射回后由红外摄像头捕捉，判断是否是人脸信息。
步骤3：如果经由判断是人脸信息，则会启动点阵投影器，点阵投影器会发射约三万多个红外结构光点，并由红外摄像头捕捉3d人脸信息，进行人脸的图像信息提取，经由a11仿生处理器的比对，得出人脸识别信息。
下面就切入正题，带来iphone x的3d人脸识别传感器大揭秘。先从iphone x的整机结构和主要部件图说起。
iphone x整机结构图
iphone x主要部件图
点阵投影器
点阵投影器和两个摄像头（红外摄像头和前置摄像头）是集成在一个模组上面的。
模组扫描照
模组x-ray照
将点阵投影器拆解下来，得到单独的点阵投影器的模组。
点阵投影器模组照
点阵投影器模组x-ray照
点阵投影器里有一颗vcsel芯片，当点阵投影器被启动后，vcsel芯片发射的红外光经由正对着芯片上方的准直镜头射出，经过两个反射镜面，最后通过光学衍射元件（doe）形成约三万多个红外结构光射出。
点阵投影器（开盖前）
点阵投影器（开盖后）
将上面的准直镜头及光学衍射元件模组揭开之后，就可以清晰的看见下面的vcsel芯片。
vcsel芯片光学显微镜照
泛光感应元件
泛光感应元件、距离传感器及一颗控制芯片被封装在了一起，下图是整个封装的显微镜照。
整个模组光学显微镜照
整个模组x-ray照
如上图x-ray所示，vcsel芯片起到泛光感应（发射红外光）的作用。
距离传感器
如上所述，整个模组内的距离传感芯片来自stmicroelectrics的tof芯片，此款芯片在iphone7+中就已经采用。
距离传感tof芯片-光学显微镜照
环境光传感器
iphone x的环境光传感器从封装外观上就和以往的环境光传感器不同，变成扁扁长长的形状，这也许是由于空间不够而导致的，同时芯片的上方还装有扩散片。
环境光传感器封装扫描照
环境光传感器封装x-ray照
取下上面的扩散片后，可以看到整颗环境光传感芯片以及上面的玻璃透光片。
前置摄像头
前置摄像头扫描照
前置摄像头x-ray照
前置摄像头光学显微镜照-lens
红外摄像头
红外摄像头扫描照
红外摄像头x-ray照
红外摄像头光学显微镜照-lens
除了上述的这些传感器，iphone x的人脸识别也少不了其强大的仿生处理器a11的巨大贡献。
a11处理器
a11光学显微镜照
苹果iphone x的“齐刘海”里还有一颗来自楼氏的麦克风传感器。
麦克风传感器
麦克风光学显微镜照
麦克风扫描电镜照
看完了iphone x的“齐刘海”后，我们再来看一下vivo x20的人脸识别功能上搭载了哪些传感器。
如上图所示，vivo x20的人脸识别传感器包含前置摄像头和距离传感器，其中两颗距离传感器是相同型号的芯片，都是来自于ams的产品。特别的是，我们在vivo x20的一颗距离传感器边上发现了一个led灯，不知道这是不是和vivo x20的“逆光也清晰”有关呢？
vivo x20整机结构图
vivo x20主要部件图
led灯
led灯光学显微镜照
led灯x-ray照
距离传感器
距离传感器光学显微镜照
距离传感器x-ray照
前置摄像头
前置摄像头模组扫描照
前置摄像头x-ray照
前置摄像头光学显微镜照-lens
看完了iphone x和vivo x20的传感器，不知道各位对于3d人脸识别有没有更进一步的认识呢？ 后续sitri会对这两款手机里的其他传感器和芯片作进一步的分析。
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在介绍具体的传感器信息前，先来简单说一说人脸识别的启动步骤。
步骤1：当有物体接近手机时，距离传感器（tof）会先被启动。
步骤2：距离传感器（tof）的启动会激发泛光感应元件和红外摄像头，泛光感应元件里的vcsel芯片会发出若干个红外光，红外光反射回后由红外摄像头捕捉，判断是否是人脸信息。
步骤3：如果经由判断是人脸信息，则会启动点阵投影器，点阵投影器会发射约三万多个红外结构光点，并由红外摄像头捕捉3d人脸信息，进行人脸的图像信息提取，经由a11仿生处理器的比对，得出人脸识别信息。
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iphone x整机结构图
iphone x主要部件图
点阵投影器
点阵投影器和两个摄像头（红外摄像头和前置摄像头）是集成在一个模组上面的。
模组扫描照
模组x-ray照
将点阵投影器拆解下来，得到单独的点阵投影器的模组。
点阵投影器模组照
点阵投影器模组x-ray照
点阵投影器里有一颗vcsel芯片，当点阵投影器被启动后，vcsel芯片发射的红外光经由正对着芯片上方的准直镜头射出，经过两个反射镜面，最后通过光学衍射元件（doe）形成约三万多个红外结构光射出。
点阵投影器（开盖前）
点阵投影器（开盖后）
将上面的准直镜头及光学衍射元件模组揭开之后，就可以清晰的看见下面的vcsel芯片。
vcsel芯片光学显微镜照
泛光感应元件
泛光感应元件、距离传感器及一颗控制芯片被封装在了一起，下图是整个封装的显微镜照。
整个模组光学显微镜照
整个模组x-ray照
如上图x-ray所示，vcsel芯片起到泛光感应（发射红外光）的作用。
距离传感器
如上所述，整个模组内的距离传感芯片来自stmicroelectrics的tof芯片，此款芯片在iphone7+中就已经采用。
距离传感tof芯片-光学显微镜照
环境光传感器
iphone x的环境光传感器从封装外观上就和以往的环境光传感器不同，变成扁扁长长的形状，这也许是由于空间不够而导致的，同时芯片的上方还装有扩散片。
环境光传感器封装扫描照
环境光传感器封装x-ray照
取下上面的扩散片后，可以看到整颗环境光传感芯片以及上面的玻璃透光片。
前置摄像头
前置摄像头扫描照
前置摄像头x-ray照
前置摄像头光学显微镜照-lens
红外摄像头
红外摄像头扫描照
红外摄像头x-ray照
红外摄像头光学显微镜照-lens
除了上述的这些传感器，iphone x的人脸识别也少不了其强大的仿生处理器a11的巨大贡献。
a11处理器
a11光学显微镜照
苹果iphone x的“齐刘海”里还有一颗来自楼氏的麦克风传感器。
麦克风传感器
麦克风光学显微镜照
麦克风扫描电镜照
看完了iphone x的“齐刘海”后，我们再来看一下vivo x20的人脸识别功能上搭载了哪些传感器。
如上图所示，vivo x20的人脸识别传感器包含前置摄像头和距离传感器，其中两颗距离传感器是相同型号的芯片，都是来自于ams的产品。特别的是，我们在vivo x20的一颗距离传感器边上发现了一个led灯，不知道这是不是和vivo x20的“逆光也清晰”有关呢？
vivo x20整机结构图
vivo x20主要部件图
led灯
led灯光学显微镜照
led灯x-ray照
距离传感器
距离传感器光学显微镜照
距离传感器x-ray照
前置摄像头
前置摄像头模组扫描照
前置摄像头x-ray照
前置摄像头光学显微镜照-lens
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