“TOF”小科普

消费电子 时间:2019-07-10来源:电子产品世界

什么是ToF

ToF是Time of Flight的缩写,有的翻译称之为飞行时间。这种成像技术通过向目标发射连续的特定波长的红外光线脉冲,通过特定传感器接收待测物体传回的光信号,计算光线往返的飞行时间或相位差得到待测物体的3D深度信息。TOF相机的亮度图像和深度信息可以通过模型连接起来,迅速精准地完成人脸匹配和检测 。

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ToF工作流程图 

TOF的硬件组成有:

发光单元:发光单元通常为能发出特定波长红外线的VSCEL,VSCEL能以相对较小功率发射出较高的信号。

光学镜头及滤光片:用于收集反射回的光线。滤光片只允许对应波长的红外线通过,抑制其他光线,并降低噪声。

图像传感器:ToF相机的核心部件,接收反射回来的光线,负责测量每个像素点光线从发光元件到目标物体再反射回传感器的时间。

ToF的优势

ToF和iPhone X所使用的结构光技术有何区别,又有什么优势?iPhone X的结构光是首先利用激光器将镜片上的点阵或固定图案投射在人脸上,然后拍摄红外图像,通过点阵或图像的形变,计算出深度信息,进而识别3D脸部信息。

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通过ToF获得的物体景深信息图 

而ToF是通过特殊的传感器,通过计算发射出去的红外线激光来回的时间得到被摄物体深度信息,进而识别3D信息。

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不同的3D成像技术特点

相较于结构光技术,ToF的设计更灵活,可通过改变光源强度能实现不同范围的3D成像;而通过调整发射器脉冲频率,就可以调整相应的信噪比以适应不同的精度要求或应用环境。ToF的激光发射器也相对简单,只需发射出特定波长的高频脉冲激光即可。而结构光必须通过特殊的光学镜片,投射出相应图案,通过计算才能得到深度信息。

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vivo ToF技术的信息量优势

ToF如何让深度信息量达到结构光的10倍? 在去年十二月,索尼推出了一款背照式ToF测距传感器 ,厂商称该传感器较前代产品测距性能进一步提高,同时体积减小,仅为1/2英寸,并拥有VGA分辨率,索尼将从2018年4月开始出货样品。索尼将采用了测距技术的测距传感器统称为DepthSense系列,此次是首次将背照式ToF技术应用于DepthSense系列产品。 

VGA分辨率为640*480,差不多就是30万像素。而此前市场也有过传言称vivo有望于今年推出后置ToF方案的手机,模组厂为信利,ToF Sensor为松下,驱动芯片及算法由ADI提供。后续索尼将于今年8月份推出全新的ToF Sensor,预计会成为未来的主流方案。 因此,vivo有较大概率采用的是索尼新出来的ToF传感器,配合更高效率的激光发射器,实现比现有手机结构光精度更高、工作距离更远的3D感知方案。

关键词: TOF 光线脉冲 3D

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