訂閱電子報∣ 友善列印字體大小 文章分享-Facebook 文章分享-Plurk 文章分享-Twitter
回應速度成TOF AR應用關鍵指標 成像速度將成TOF應用剛需
獲取產業訊息零時差!立即訂閱電電公會電子報。

TOF技術在應用當中顯然不只局限在景深上,有許多廠商表示看重TOF在後續AR中的表現。根據中國資訊通信院的最新資料顯示,全球虛擬實境產業規模接近千億元人民幣,2017-2022年均複合增長率有望超過70%。2018年全球AR\VR市場規模超過700億元人民幣,同比增長126%,其中AR整體市場超過100億元,AR內容市場接近80億元。與此同時,集成如此多功能,勢必對手機的續航能力提出更大的挑戰,加上5G技術本身便是耗電大戶,對此TOF又該如何節能?
劉洋認為:“TOF的應用遠不只局限于景深,因為其可以即時獲取面陣的精確深度資訊,可以在AR等應用上成為一個核心技術。針對AR市場,炬佑智慧主要關注解決TOF的一些技術難點,包括多機干擾,多路徑干擾,即時顯示的高速動態追蹤速度,遠近物體識別精度等等,因為AR應用必然是需要動態體驗,TOF的性能也必須在高動態的場景實現,因此這些TOF的技術難點必然是真正實現TOF全面應用的核心。炬佑智慧已經充分在這些相關技術難點上做了大量研發,並實現了多項核心技術的成功開發。”
對於AR的應用,張良認為3D TOF將是最佳的選擇,“對於AR應用來說,回應速度是最關鍵的指標之一。研究表明,如果從成像到產生動作的時間差大於20毫秒,人就會感到眩暈。考慮到顯示和系統計算的時間,一般認為留給攝像頭成像的時間不大於10ms,也就是需要120Hz的3D成像頻率。這一點目前只有3D TOF可以做到。”
從功耗上來看,張良表示:“TOF的耗電主要在於發射端的VCSEL,接收端的SPAD和資料處理端的TDC構成。ams的TDC是業界性能最好的之一,其能耗比也具有優勢。ams的VCSEL也具有業界最好的能效比,同時ams在SPAD上面有許多提高能效比的技術。從整體模組上來說,ams憑藉自身卓越的光學設計能力,極大地提高了光路(發射-物體-反射)的效率。另外可以通過1DTOF待機+3D TOF工作的協同工作模式在系統上極大降低功耗。”
炬佑智慧對TOF功耗控制提出了相應的解決方案,劉洋表示:“我們也充分瞭解到TOF產品應用到手機時對耗電量的限制和需要更高效的電能功率的實現,因此我們已在業界首次推出高感性TOF,intuitive TOF的系統技術。我們的高感性TOF,intuitive TOF技術可以根據使用場景進行動態的sensor和發光部分的控制,在增強TOF感知效果的同時,大幅改進功效,減少TOF系統的整體耗電量。”
廠商們將TOF技術加入其產品顯然是看中未來的AR市場,為此需要解決目前的AR動態體驗,縮小回應時間。與此同時,在5G來臨之時,加入TOF技術勢必將加大手機功耗,而選擇高能效比的VCSEL,採用1D TOF與3D TOF協同工作也能極大降低功耗,同時intuitive TOF技術還能依照場景對TOF進行動態調節,也能有效的改善系統功耗情況。
從目前的市場行情來看,雖然廠商極力推崇TOF技術的普及,但對於普通消費者而言,似乎沒有造成什麼剛性需求。即便將TOF加上,也最多是錦上添花,對產品銷量難以取得較強的驅動作用。
劉洋認為:“現在TOF的應用和市場需求開始增加,但離全面爆發還有一段距離,其主要原因是TOF需要極其複雜的系統層面的開發,包括sensor、發光、信號處理、演算法、光學和應用方面的優化,完全不是像現在大家習慣的一些產品的開發形態,這也是人類要突破進入三維或更高維度所必然遭遇的指值數級別的技術難度的提升。我們認為TOF應用的真正起爆必須是在TOF動態場景的性能完善後才會正在實現,炬佑智慧已經在這方面做了大量的研發投入,並做好了全面的相關生態佈局。”
張良則認為,TOF技術的應用是有其必要性的,“手機攝像頭的高圖元化導致PDAF逐漸失效,尤其是在低光場景下。所以雖然現在整體上手機攝像頭圖元不斷提高,但成像速度上卻一直在下降。從消費者體驗而言,這其實是一種退步,而這也是TOF技術成為輔助對焦的選擇的根本原因。目前3D TOF的確存在一些問題,但技術的發展到成熟需要時間。市場上可能會有新的基於3D TOF技術的應用(如AR等)不斷出現,此外基於當前市場狀態,選用1D TOF來提高對焦速度,相信會是大多數主流機型的選擇。”
ADI方面則更廣的維度闡述了TOF技術可以帶來的便利,李佳表示:“我們認為在下面這些領域中TOF可以快速導入,並獲得廣泛的應用,如自動化工廠中的各類機器人的自主避障將是TOF可以快速應用的領域。如果以雷射雷達來解決,成本則需要增加數萬元,用雙攝像頭方案又需要大量的運算和雙攝像頭精准位置的調教,而TOF則成為解決上述難題的極具性價比的最佳選擇。”
“在智慧建築領域,傳統自動門採用紅外線反射原理,只能檢測到是否有物體出現在感測範圍,導致動物也能自由進出商場,造成管理上的困擾。相比傳統3D人流方案,大多需要安裝至少二隻立體相機,而ADI的方案僅需一隻TOF攝影鏡頭架,設于門框上方且沒有安裝高度限制。TOF的汽車倒車影像應用將顯著增加汽車駕駛員協助工具。相較于傳統超聲波感測方案,TOF具備更佳的感測角度,能提供倒車系統更大範圍的碰撞偵測預防。”
如果廠商的角度來看,TOF技術顯然很美好,但現實情況是該技術依然未得到普及。劉洋也坦承道:“我們認為TOF的全面普及雖然迫在眉睫,但卻有一個看得見或看不見的鴻溝橫在TOF開發者的面前,前景很美好,但現實很骨感。”
雖然如此,但劉洋仍對TOF的市場前景持有樂觀心態,“我們認為TOF應用將是大勢所趨,會一年比一年好,主要看哪家公司可以率先做到系統級別的突破,跨越眼前的巨大挑戰,我們很樂觀的認為明年將是TOF的爆發時點,並且技術會加速發展。TOF基本在所有場景都會得到大幅應用,如手機、機器人(包括掃地機器人)、安防、三維人臉識別、智慧家居、智慧門鎖、無人機、物流AGV和測量、智慧護理和監控等。其中我們預期在智慧家電上會大規模導入TOF。家電雖是一個傳統行業,但很有可能通過導入TOF技術加速智慧化的演化,給用戶帶來很多真正智慧化的新體驗。”
李佳也表示:“相對於結構光以及雙攝方案,TOF還是一個很年輕的技術。每一個年輕的技術都是需要時間來沉澱,不單是晶片和元器件本身,對於整個產業鏈的上下游來說都是一個不斷磨合和優化的過程,但是人們對新技術的渴望和探索會加速這個過程。市場以及各行業也都對TOF的未來給予了充分的肯定,所以ADI將在TOF產品方案上進行持續的投入。”
相比炬佑智慧,艾邁斯半導體方面則認為今年TOF技術已經開始爆發,張良表示:“1D TOF爆發的時間節點會是在今年。3D TOF預計要到2023年才會成為市場主流。但技術也會在這段時間持續發展。”
從剛需角度來看,隨著手機攝像頭的不斷提升,其成像速度卻在下降,這對於用戶使用體驗而言顯然是個退步,但使用TOF技術能夠使兩者兼顧。同時,TOF技術不止能應用在手機領域中,在動作捕捉、運動補償、多區對焦、AR/VR/MR等應用場景中還有更廣的應用空間可以探索。
從去年到今年,TOF技術開始逐漸受到廠商的青睞,採用TOF的產品也越來越多。誠然,在大多數應用場景中,TOF給消費者的印象更多是錦上添花,而非必不可少。但技術的進步以及產品的發展,加上廠商的差異化需求,都讓TOF技術有了些用武之地。越來越多的廠商開始採用1D TOF技術,便很明顯的表露出,如今已是爆發前奏。而技術要求更高的3D TOF,或將在2023年與AR技術一同爆發,值得期待TOF在未來的表現。

訂閱電子報 友善列印 字體大小:
獲取產業訊息零時差!立即訂閱電電公會電子報。