OPPO TOF结构光详解及未来应用的无限可能

TOF的五大核心硬件单元 
 

  1.红外发射单元 
   包括Vcsel发射器、Diffuser(扩散器)。Vcsel发出的是脉冲方波，波长为940nm，该波长的红外光是非可见光，同时在光谱中的量最少，可以避免环境光的干扰。由Vcsel发射出的光源，还会通过Diffuser将光调制成均匀的面光源，再发射出去。

 
   2.光学透镜 
   它用于汇聚反射回来的光线，在光学传感器上成像。不过与普通光学镜头不同的是这里需要加一个窄带滤光片来保证只有与发射的光信号波长相同(即940nm)的光才能进入，这样做的目的是抑制非相干光源减少背景噪声，同时防止传感器因外部光线干扰而过度曝光。 

   3.成像传感器 
   与一般相机的感光元件类似，用来接收反射回来的光，并在sensor上进行光电转换，不过由于TOF的原理，sensor的感光时间非常短，达到了纳秒级别，所以单像素尺寸比一般相机的大很多，比如：目前RGB在用的pixel size为1μm,而我们的TOF sensor的pixel size为10μm。 

   4.控制单元 
   控制单元即为激光发射器的驱动IC，能够驱动激光用上限达到100MHz的高频脉冲驱动;同时消除各类干扰，保证驱动波形是完美的方波，上升沿和下降沿时间在0.2ns左右，从而有效保障高精度的深度精度的提取。 
 

  5.核心算法计算单元 
   核心算法计算单元即为我们手机的AP，我们将深度提取的核心算法library移植到AP中，AP从模组中读取单模组校准的数据，驱动深度提取算法library,将RAW图换算成的深度图;然后利用深度图用于各个应用。
 

  1.精准的Z方向精度 
   OPPO的TOF技术采用双频驱动，采样为240帧fps，即：每个单频对应四个相位，每个相位对应一个激光脉冲，从而获得8帧RAW图，最后每8帧合成一张深度信息，市面上的其它方案一般为30帧每秒，每一张深度信息只采用一帧的信息，所以在Z方向的精度上的方案更高，绝对精度为1%，相对精度为0.5%。 
 
   2. 严苛的精度标定 
   为了确保TOF的工作精度，我们专门定制了精度标定的工序，这是行业内都不会做的，但是对于TOF来说，它的极其精密的构造，每一个环节都会影响到最终3D成像的精度，尤其是Z方向的精度，所以，在研发过程中仅针对精度标定就已经进行了三轮标定的设备更新，每一次都投入了很高的研发成本，同时我们研发出了一套四个距离四个角度多次标定的创新组合方案，为最终产品的体验保驾护航。 
 
   3. 低使用功耗 
   OPPO的TOF方案采用的是BSI CMOS，在功耗上比其它CCD方案低3到5倍。 
 
   4. 强抗干扰性 
   OPPO的TOF方案采用的是940nm波长的光信号，在光谱中的量最少，同时因为是主动发射光，受环境光影响小，所以OPPO的TOF方案能在包括暗光下的全天候无差别工作。