全面布局3D視覺 OPPO新機將搭載TOF技術

2025-05-10 20:30:26

　　OPPO在北京舉辦想小型的媒體溝通會，正式向外接展示了TOF技術以及OPPO對未來TOF技術發展的理解。目前業內有兩種不同的解決方案，除了TOF技術外，還有OPPO不久前發布的旗艦新品Find X上所搭載的3D結構光技術，兩種技術有不同領域的應用和構想，溝通會上，OPPO的技術專家也與在場媒體充分溝通分享TOF技術的前景和優勢，在溝通會結束的同時OPPO宣布將會在下一款產品中正式加入TOF技術。

　　TOF是Time of Flight的縮寫，是通過給被測目標持續發送光信號，然後傳感器端接收從目標返回的光信號，經過計算發射和接收光信號的往返飛行時間來得到被測距離的技術。同時TOF在原本2D的XY軸信息採集之外增加了關於深度的Z軸信息採集，最終形成了3D圖像信息。與3D結構光技術更專注於近距離人識別相比，TOF技術則更適用於相對遠距離的3D信息採集，應用範圍和想像空間也更廣。

　　TOF擁有五大核心的硬體單元，分別為紅外發射單元、光學透鏡、成像傳感器、控制單元，以及計算單元。

　1.紅外發射單元

　　包括Vcsel發射器、Diffuser(擴散器)。Vcsel發出的是脈衝方波，波長為940nm，該波長的紅外光是非可見光，同時在光譜中的量最少，可以避免環境光的幹擾。由Vcsel發射出的光源，還會通過Diffuser將光調製成均勻的面光源，再發射出去。

　　2.光學透鏡

　　它用於匯聚反射回來的光線，在光學傳感器上成像。不過與普通光學鏡頭不同的是這裡需要加一個窄帶濾光片來保證只有與發射的光信號波長相同(即940nm)的光才能進入，這樣做的目的是抑制非相干光源減少背景噪聲，同時防止傳感器因外部光線幹擾而過度曝光。

　　3.成像傳感器

　　與一般相機的感光元件類似，用來接收反射回來的光，並在sensor上進行光電轉換，不過由於TOF的原理，sensor的感光時間非常短，達到了納秒級別，所以單像素尺寸比一般相機的大很多，比如：目前RGB在用的pixel size為1μm,而我們的TOF sensor的pixel size為10μm。

　　4.控制單元

　　控制單元即為雷射發射器的驅動IC，能夠驅動雷射用上限達到100MHz的高頻脈衝驅動;同時消除各類幹擾，保證驅動波形是完美的方波，上升沿和下降沿時間在0.2ns左右，從而有效保障高精度的深度精度的提取。

　　5.核心算法計算單元

　　核心算法計算單元即為我們手機的AP，我們將深度提取的核心算法library移植到AP中，AP從模組中讀取單模組校準的數據，驅動深度提取算法library,將RAW圖換算成的深度圖;然後利用深度圖用於各個應用。

　　相比較我們熟知的3D結構光技術，TOF具備在Z方向更加精準，同時解決方案更加成熟、功耗更低、抗幹擾能力強等優點。OPPO的TOF技術，採用雙頻驅動，採樣為240幀fps，相比較其他30幀每秒的解決方案，OPPO的TOF技術在Z方向的精度上的方案更高，絕對精度為1%，相對精度為0.5%，同時採用的是BSI CMOS，在功耗上比其它CCD方案低3到5倍。而採用的是940nm波長的光信號，在光譜中的量最少，同時因為是主動發射光，受環境光影響小，能在包括暗光下的全天候無差別工作。

　　同時3D結構光與TOF的基本原理也有所不同，3D結構光採用散斑結構光，而TOF則是使用飛行時間來計算，同時TOF最大優點在於工作距離較遠，可在0.4m-5m的的範圍內工作，而3D結構光技術則只能僅限於0.2m-1.2m距離之間。

上圖：3D結構光

上圖：TOF技術

　　之所以存在3D結構光與TOF兩種不同的解決方案，是因為二者之間有著不同的應用場景和取向。3D結構光的特性其應用場景大多鎖定在與手機的近距離交互，比如：人臉識別解鎖、人臉支付、人臉表情、自拍3D美顏等;而TOF由於工作距離較遠，它能夠在未來應用在3D建模、AR遊戲、AR應用、體感遊戲、網上AR購物試穿戴等等場景。而3D結構光和TOF的產品特性將對未來手機行業3D視覺技術的發展起到至關重要的作用，這一點毋庸置疑。