ToF在消費電子上的應(yīng)用?

測距

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

LG G3[D858 Titan] 智能手機的激光對焦燈

激光對焦

手機中第一批ToF相機的應(yīng)用，是“激光對焦”，具體機型包括：華為P9，V8，聯(lián)想 moto g4+， HTC M10， 還有LG的非常多款手機。激光對焦利用了ToF傳感器的測距能力，例如LG的G3手機就采用了激光對焦。在攝像頭旁邊有個暗紅色的半透明發(fā)射窗口，當(dāng)對焦時，里面會發(fā)射出測距激光。原理非常簡單，通過測距激光，快速的定位焦點。

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

多款手機使用的ToF方案

距離傳感器

iPhone上使用的ToF組件電路圖 

財大氣粗的蘋果就不一樣了。根據(jù)Chipworks、上海微技術(shù)工研院等多個渠道的的拆解和分析，蘋果從iPhone 7系列開始，前置距離傳感器采用了一塊類意法半導(dǎo)體的ToF傳感器。蘋果使用這款距離傳感器，用來測量打電話時人臉距離的遠(yuǎn)近，進(jìn)而選擇開關(guān)屏幕。此外，Chipworks還猜測，這款傳感器也可能用作前置攝像頭的輔助對焦對焦。

無人機、無人駕駛避障 

大疆dji Spark曉 無人機-兩軸機械增穩(wěn)云臺+1200萬像素攝像頭/1080p視頻

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

Microsoft 微軟 Xbox One游戲主機-主機與Kinect 2.0

ARVRMR應(yīng)用開發(fā)中的3D建模

谷歌Project Tango手機上使用的ToF組件

谷歌的AR技術(shù)Tango Project與系列部分機型采用ToF技術(shù)進(jìn)行場景3D建模，包括上圖所示的Project Tango原型機、聯(lián)想Phab 2 Pro、華碩ZenFone AR等。微軟也不會放棄來自Kinect 2中的ToF技術(shù)，微軟的MR設(shè)備里，用于場景3D建模的技術(shù)，同樣也是ToF。此外，根據(jù)供應(yīng)鏈消息，蘋果一直沒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飛行時間（ToF）傳感器、豪威科技（OmniVision）近紅外全局快門圖像傳感器、三星（Samsung）RGB圖像傳感器等。 

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