ToF在消費(fèi)電子上的應(yīng)用?

測(cè)距

      ToF在測(cè)距上的應(yīng)用主要包括輔助對(duì)焦、前置距離傳感器和避障。

LG G3[D858 Titan] 智能手機(jī)的激光對(duì)焦燈

激光對(duì)焦

手機(jī)中第一批ToF相機(jī)的應(yīng)用，是“激光對(duì)焦”，具體機(jī)型包括：華為P9，V8，聯(lián)想 moto g4+， HTC M10， 還有LG的非常多款手機(jī)。激光對(duì)焦利用了ToF傳感器的測(cè)距能力，例如LG的G3手機(jī)就采用了激光對(duì)焦。在攝像頭旁邊有個(gè)暗紅色的半透明發(fā)射窗口，當(dāng)對(duì)焦時(shí)，里面會(huì)發(fā)射出測(cè)距激光。原理非常簡(jiǎn)單，通過(guò)測(cè)距激光，快速的定位焦點(diǎn)。

ToF傳感器成本算不上高，未得到普及主要問(wèn)題在于發(fā)射功率偏低，導(dǎo)致對(duì)焦范圍受限。大部分激光對(duì)焦均采用了來(lái)自意法半導(dǎo)體的兩款ToF傳感器，通過(guò)查閱技術(shù)文檔可知，這兩款傳感器的有效范圍均在2米以?xún)?nèi)。超過(guò)這個(gè)范圍，將回歸到傳統(tǒng)的反差對(duì)焦或相位對(duì)焦模式。隨著傳感器技術(shù)的進(jìn)步，后置攝像頭激光對(duì)焦也逐漸消失在我們的視線中。

多款手機(jī)使用的ToF方案

距離傳感器

iPhone上使用的ToF組件電路圖 

財(cái)大氣粗的蘋(píng)果就不一樣了。根據(jù)Chipworks、上海微技術(shù)工研院等多個(gè)渠道的的拆解和分析，蘋(píng)果從iPhone 7系列開(kāi)始，前置距離傳感器采用了一塊類(lèi)意法半導(dǎo)體的ToF傳感器。蘋(píng)果使用這款距離傳感器，用來(lái)測(cè)量打電話時(shí)人臉距離的遠(yuǎn)近，進(jìn)而選擇開(kāi)關(guān)屏幕。此外，Chipworks還猜測(cè)，這款傳感器也可能用作前置攝像頭的輔助對(duì)焦對(duì)焦。

無(wú)人機(jī)、無(wú)人駕駛避障 

大疆dji Spark曉 無(wú)人機(jī)-兩軸機(jī)械增穩(wěn)云臺(tái)+1200萬(wàn)像素?cái)z像頭/1080p視頻

在Spark上，大疆使用了ToF攝像頭用作避障與手勢(shì)信息識(shí)別。上圖中，攝像頭上方區(qū)域就是ToF攝像機(jī)。 通過(guò)小型深度相機(jī)不斷采集三維空間里的手勢(shì)視覺(jué)信息。采集到的這些手勢(shì)圖像傳輸給飛行器 CPU 進(jìn)行運(yùn)算分析，完成后給飛行器發(fā)送特定的指令。

Microsoft 微軟 Xbox One游戲主機(jī)-主機(jī)與Kinect 2.0

ARVRMR應(yīng)用開(kāi)發(fā)中的3D建模

谷歌Project Tango手機(jī)上使用的ToF組件

谷歌的AR技術(shù)Tango Project與系列部分機(jī)型采用ToF技術(shù)進(jìn)行場(chǎng)景3D建模，包括上圖所示的Project Tango原型機(jī)、聯(lián)想Phab 2 Pro、華碩ZenFone AR等。微軟也不會(huì)放棄來(lái)自Kinect 2中的ToF技術(shù)，微軟的MR設(shè)備里，用于場(chǎng)景3D建模的技術(shù)，同樣也是ToF。此外，根據(jù)供應(yīng)鏈消息，蘋(píng)果一直沒(méi)有放棄在后置攝像頭上使用ToF傳感器，用作3D建模。

總結(jié)

不同廠商和設(shè)備的ToF在硬件實(shí)現(xiàn)上大同小異：使用ToF傳感器生成深度數(shù)據(jù)，使用紅外傳感器獲得紅外信息，使用RGB傳感器獲得色彩信息，以聯(lián)想的Phab 2 Pro為例，這款A(yù)R手機(jī)具有復(fù)雜的環(huán)境感知功能，其3D攝像頭中的傳感器包括英飛凌（Infineon）、PMD飛行時(shí)間（ToF）傳感器、豪威科技（OmniVision）近紅外全局快門(mén)圖像傳感器、三星（Samsung）RGB圖像傳感器等。 

其實(shí)ToF傳感器在手機(jī)上并不是什么新鮮事物，“激光對(duì)焦”曾一度在手機(jī)市場(chǎng)流行；也有蘋(píng)果手機(jī)、平板等設(shè)備用于距離傳感器；谷歌在Project Tango的探索中，也嘗試過(guò)使用ToF方案進(jìn)行3D建模。但用于3D人臉識(shí)別，vivo將是頭一個(gè)，它展示了人臉識(shí)別、人臉支付等安全認(rèn)證領(lǐng)域一個(gè)全新技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，指紋識(shí)別將不再是全面屏手機(jī)的難題，而且相對(duì)于指紋圖來(lái)說(shuō)，人臉的景深信息3D數(shù)據(jù)既不是完整的照片，也無(wú)法打印。非法利用的難度更高，對(duì)于移動(dòng)支付等安全領(lǐng)域也將比指紋更為安全。