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3D結(jié)構(gòu)光還未在手機(jī)上普及 TOF又來了

作者: 時(shí)間:2018-08-09 來源:芯智訊 收藏

  TOF,聽說過嗎?

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201808/390250.htm

  一年前,iPhone X發(fā)布前夕,業(yè)界傳出了“全新iPhone會(huì)用上3D傳感器和深度攝像頭”的消息。

  在這則傳聞中,當(dāng)時(shí)還沒有發(fā)布的iPhone X可以通過深度攝像頭實(shí)現(xiàn)AR建模,3D換裝等功能。

  但實(shí)際上,正式發(fā)布的iPhone X并沒有通過深度攝像頭實(shí)現(xiàn)AR功能,甚至與深度相關(guān)的功能——比如面部識(shí)別和 Animoji——也僅限于前置攝像頭。

  這一切的根源不難理解,皆因iPhone X所搭載的模塊。

  的“近”

  本身是優(yōu)點(diǎn)頗多的,精度高、功耗低、全天候、環(huán)境適應(yīng)性好,非常適合用作人臉識(shí)別、支付,以及對(duì)自拍美顏進(jìn)行細(xì)節(jié)補(bǔ)充。所以,在iPhone X搭載這項(xiàng)技術(shù)后,有的Android旗艦也開始搭載這項(xiàng)技術(shù)。OPPO Find X就是Android陣營(yíng)的3D結(jié)構(gòu)光代表。

  只不過,正如上文所說的那樣,3D結(jié)構(gòu)光目前的用途略局限,而且僅限于前置攝像頭。

  這都和原理有關(guān)。


3D結(jié)構(gòu)光還未在手機(jī)上普及 TOF又來了


  以散斑結(jié)構(gòu)光為基礎(chǔ)原理的3D結(jié)構(gòu)光,發(fā)射衍射光斑到物體上,傳感器接收到發(fā)生形變的光斑,從而根據(jù)光斑形變的量來判斷深度信息。它所發(fā)射的衍射光斑在一定距離外能量密度會(huì)降低,所以不適用于遠(yuǎn)距離的深度信息采集。

  3D結(jié)構(gòu)光的工作距離范圍很短,僅0.2m-1.2m。這讓設(shè)想中的“AR應(yīng)用、3D建?!钡裙δ茈y以實(shí)現(xiàn)。需要長(zhǎng)距離信息的后置攝像頭也與3D結(jié)構(gòu)光無緣。

  TOF的“遠(yuǎn)”

  實(shí)際上,在iPhone X相關(guān)傳聞出現(xiàn)的時(shí)候,TOF就是一個(gè)和3D結(jié)構(gòu)光并行出現(xiàn)的詞。


3D結(jié)構(gòu)光還未在手機(jī)上普及 TOF又來了


  TOF,Time of Flight,直譯為飛行時(shí)間。其具體原理是通過給被測(cè)目標(biāo)連續(xù)發(fā)送光信號(hào),然后在傳感器端接收從被測(cè)目標(biāo)返回的光信號(hào),再通過計(jì)算發(fā)射和接收光信號(hào)的往返飛行時(shí)間來得到被測(cè)目標(biāo)的距離。

  這是一段技術(shù)門檻略高的闡述,大部分用戶只要明白:和3D結(jié)構(gòu)光一樣,TOF是一個(gè)用以補(bǔ)充圖像Z軸深度信息的技術(shù)。

  不過,和3D結(jié)構(gòu)光不同的是,TOF技術(shù)是發(fā)射的不是散斑,而是面光源,所以在一定距離內(nèi),TOF的光信息不會(huì)出現(xiàn)大量的衰減,同時(shí)TOF感光元件的單位像素非常大,為10μm,對(duì)于光的采集有足夠的保障,理論上只要提高發(fā)射端的功率,TOF的使用距離會(huì)非常遠(yuǎn)。一般情況下,TOF的工作距離范圍是0.4m-5m。因此整體上來看,TOF更適合用在后置攝像頭上。

  為什么搭載TOF的終端還沒有被量產(chǎn)?

  3D結(jié)構(gòu)光和TOF都能記錄深度信息為智能手機(jī)帶來更多交互的可能性,為什么3D結(jié)構(gòu)光已經(jīng)有了普及的趨勢(shì),而TOF還沒有量產(chǎn)的機(jī)型?

  無他,TOF的功耗是一個(gè)大問題。

  此前,TOF的解決方案里,用的圖像傳感器是CCD,功耗頗高,這對(duì)于電池續(xù)航本就捉襟見肘的手機(jī)不啻為一個(gè)大問題。


3D結(jié)構(gòu)光還未在手機(jī)上普及 TOF又來了


  好在,索尼在2017年12月推出的IMX456QL CMOS解決了功耗問題,其功耗僅為CCD方案的1/5~1/3。

  并且據(jù)索尼的說法,該傳感器結(jié)合了兩種像素技術(shù),一是提高反射光信號(hào)讀取精度的像素技術(shù),二是背照式CMOS影像傳感器的像素技術(shù),從而大幅提升了光線收集率和測(cè)距速度。該傳感器搭載了高感光度的驅(qū)動(dòng)模式,即使遠(yuǎn)距離也可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)距。

  搭載TOF的手機(jī)終端即將與大家見面

  索尼IMX456QL傳感器的資料提到,這款傳感器樣品到貨時(shí)間是2018年4月,預(yù)計(jì)的批量到貨時(shí)間是2018年11月。

  所以,首發(fā)TOF的手機(jī)要等到11月之后了?


3D結(jié)構(gòu)光還未在手機(jī)上普及 TOF又來了


  非也,OPPO已經(jīng)于8月6日在北京召開了媒體溝通會(huì),宣布OPPO下款主力產(chǎn)品將會(huì)用上采用了背照式CMOS方案的TOF技術(shù)。

  按照他們?cè)诎l(fā)布會(huì)上所表示的“溝通會(huì)不展示DEMO,技術(shù)已經(jīng)準(zhǔn)備量產(chǎn)”的說法,搭載TOF的新機(jī)已經(jīng)觸手可及了。



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