很不錯(cuò)的資料 謝謝分享 有機(jī)會(huì)多交流 我目前做tof
3D結(jié)構(gòu)光還沒來得及普及,智能手機(jī)的光學(xué)革命又高潮了!
TOF,聽說過嗎
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 3D 結(jié)構(gòu)光模塊。 3D 結(jié)構(gòu)光的“近” 3D 結(jié)構(gòu)光本身是優(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)。 ![]() 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。 ![]() 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。 ![]() 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? ![]() 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。 |