TOF，聽說過嗎？

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

在這則傳聞中，當(dāng)時還沒有發(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別、支付，以及對自拍美顏進(jìn)行細(xì)節(jié)補(bǔ)充。所以，在 iPhone X 搭載這項技術(shù)后，有的 Android 旗艦也開始搭載這項技術(shù)。OPPO Find X 就是 Android 陣營的 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)的時候，TOF 就是一個和 3D 結(jié)構(gòu)光并行出現(xiàn)的詞。

TOF，Time of Flight，直譯為飛行時間。其具體原理是通過給被測目標(biāo)連續(xù)發(fā)送光信號，然后在傳感器端接收從被測目標(biāo)返回的光信號，再通過計算發(fā)射和接收光信號的往返飛行時間來得到被測目標(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 的光信息不會出現(xiàn)大量的衰減，同時 TOF 感光元件的單位像素非常大，為 10μm，對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，而 TOF 還沒有量產(chǎn)的機(jī)型？

無他，TOF 的功耗是一個大問題。

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

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距速度。該傳感器搭載了高感光度的驅(qū)動模式，即使遠(yuǎn)距離也可實(shí)現(xiàn)高精度測距。

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間是 2018 年 4 月，預(yù)計的批量到貨時間是 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，宣布 OPPO 下款主力產(chǎn)品將會用上采用了背照式 CMOS 方案的 TOF 技術(shù)。

按照他們在發(fā)布會上所表示的“溝通會不展示 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。