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ToF在消费电子上的应用?

作者:时间:2019-07-10来源:网络收藏

测距

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201907/402528.htm

      ToF在测距上的主要包括辅助对焦、前置距离传感器和避障。

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LG G3[D858 Titan] 智能手机的激光对焦灯

激光对焦

手机中第一批ToF相机的,是“激光对焦”,具体机型包括:华为P9,V8,联想 moto g4+, HTC M10, 还有LG的非常多款手机。激光对焦利用了ToF传感器的测距能力,例如LG的G3手机就采用了激光对焦。在摄像头旁边有个暗红色的半透明发射窗口,当对焦时,里面会发射出测距激光。原理非常简单,通过测距激光,快速的定位焦点。

ToF传感器成本算不上高,未得到普及主要问题在于发射功率偏低,导致对焦范围受限。大部分激光对焦均采用了来自意法半导体的两款ToF传感器,通过查阅亚博体育足球app下载文档可知,这两款传感器的有效范围均在2米以内。超过这个范围,将回归到传统的反差对焦或相位对焦模式。随着传感器亚博体育足球app下载的进步,后置摄像头激光对焦也逐渐消失在我们的视线中。

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多款手机使用的ToF方案

距离传感器

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iPhone上使用的ToF组件电路图 

财大气粗的苹果就不一样了。根据Chipworks、上海微亚博体育足球app下载工研院等多个渠道的的拆解和分析,苹果从iPhone 7系列开始,前置距离传感器采用了一块类意法半导体的ToF传感器。苹果使用这款距离传感器,用来测量打电话时人脸距离的远近,进而选择开关屏幕。此外,Chipworks还猜测,这款传感器也可能用作前置摄像头的辅助对焦对焦。

无人机、无人驾驶避障 

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大疆dji Spark晓 无人机-两轴机械增稳云台+1200万像素摄像头/1080p视频

在Spark上,大疆使用了ToF摄像头用作避障与手势信息识别。上图中,摄像头上方区域就是ToF摄像机。 通过小型深度相机不断采集三维空间里的手势视觉信息。采集到的这些手势图像传输给飞行器 CPU 进行运算分析,完成后给飞行器发送特定的指令。

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Microsoft 微软 Xbox One游戏主机-主机与Kinect 2.0

AR\VR\MR开发中的3D建模

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谷歌Project Tango手机上使用的ToF组件

谷歌的AR亚博体育足球app下载Tango Project与系列部分机型采用ToF亚博体育足球app下载进行场景3D建模,包括上图所示的Project Tango原型机、联想Phab 2 Pro、华硕ZenFone AR等。微软也不会放弃来自Kinect 2中的ToF亚博体育足球app下载,微软的MR设备里,用于场景3D建模的亚博体育足球app下载,同样也是ToF。此外,根据供应链消息,苹果一直没有放弃在后置摄像头上使用ToF传感器,用作3D建模。

总结

不同厂商和设备的ToF在硬件实现上大同小异:使用ToF传感器生成深度数据,使用红外传感器获得红外信息,使用RGB传感器获得色彩信息,以联想的Phab 2 Pro为例,这款AR手机具有复杂的环境感知功能,其3D摄像头中的传感器包括英飞凌(Infineon)、PMD飞行时间(ToF)传感器、豪威科技(OmniVision)近红外全局快门图像传感器、三星(Samsung)RGB图像传感器等。 

其实ToF传感器在手机上并不是什么新鲜事物,“激光对焦”曾一度在手机市场流行;也有苹果手机、平板等设备用于距离传感器;谷歌在Project Tango的探索中,也尝试过使用ToF方案进行3D建模。但用于3D人脸识别,vivo将是头一个,它展示了人脸识别、人脸支付等安全认证领域一个全新亚博体育足球app下载规范和标准,指纹识别将不再是全面屏手机的难题,而且相对于指纹图来说,人脸的景深信息3D数据既不是完整的照片,也无法打印。非法利用的难度更高,对于移动支付等安全领域也将比指纹更为安全。



关键词: "TOF" 消费电子 应用

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