دوربین ToF ابزاری برای نقشه برداری از عمق است. ToF مخفف عبارت "زمان پرواز" بوده و به مفهوم اصلی عملکرد این دوربین اشاره دارد. این دوربین زمان لازم برای تابش نور و منعکس شدن نور از اشیاء را محاسبه می کند. نسل دوم سنسور Xbox Kinect برای Xbox One اولین کاربرد تجاری مهم دوربین ToF بود. چند سال طول کشید تا سرانجام این دوربین بر روی گوشی های همراه ظاهر شد. با نصب سیستم ToF بر روی گوشی های موبایل می توان دنیا را به شکل سه بعدی مشاهده کرد. هنوز نمی توان پیش بینی کرد که چه زمانی می توانیم قدرت کامل این فناوری را در گوشی های موبایل مشاهده کنیم، ولی به نظر می رسد که اندروید Q در این زمینه پیشتاز خواهد بود.
ToF یک نقشه عمق از صحنه در میدان دید دوربین ایجاد می کند. عکاسی و واقعیت افزوده دو نمونه از کاربردهای این دوربین هستند. در حال حاضر که اواسط سال 2019 را می گذرانیم، آینده سخت افزار ToF روشن نیست. احتمالاً Google پشتیبانی از عمق ToF را به عنوان قسمتی از Android 10 “Q” به پلتفرم واقعیت افزوده ARCore اضافه کند. اما جزئیات این موضوع هنوز مشخص نشده است.
دوربین ToF در حال حاضر بیشتر برای ایجاد نقشه های عمق در عکاسی با عمق میدان کم به کار می رود. هر یک از شرکت های هوآوی، سامسونگ، Apple و Google الگوریتم های خاص خود را برای پردازش عمق در دوربین گوشی های موبایل دارند. Huawei P30 Pro بهترین افکت های عمق میدان کم گوشی های موبایل را داشته و به نظر می رسد هیچ نیازی به دوربین ToF خود برای محو کردن پس زمینه تصاویر ندارد.
در صحبت از جنبه های فنی دوربین های ToF کمتر به رزولوشن اشاره می شود. این دوربین ها رزولوشن خاص خود را دارند که درستی نقشه برداری عمق را نشان می دهد. اگر چه جدیدترین گوشی های موبایل ممکن است رزولوشن بالاتری نسبت به سنسور ToF کینکت با کیفیت 512×424 پیکسل داشته باشند، اما با رزولوشن دوربین اصلی مطابقت ندارند. یعنی نقشه عمق ناقصی برای عکاسی ایجاد می کنند. به همین دلیل است که واقعیت افزوده دلیل متقاعد کننده ای برای ظهور ناگهانی سخت افزار ToF در گوشی های همراه است. برای به دست آوردن تصویر واضح تر از آنچه که دوربین های ToF در 12 ماه آینده انجام خواهند داد، باید نگاهی به نسخه دوم Kinect بیندازیم. ویدئوهای معرفی این وسیله نشان می دهند که این سنسور حرکات بدن انسان را دنبال می کند و به برنامه ها و بازی ها اجازه می دهد تا افراد واقعی را جایگزین شخصیت های موجود در بازی ها کنند.
علاوه بر این، پیش بینی می شود که ToF فرصتی طلایی برای واقعیت افزوده ایجاد کند. در حالی که Google و Apple راه های هوشمندانه ای را برای نقشه برداری سه بعدی از محیط ها با استفاده از سخت افزار مرسوم ابداع کرده اند، اما این تکنولوژی شارژ باتری را زودتر تمام می کند.
دوربین ToF دارای دو بخش اصلی است. یکی از این بخش ها چراغ بوده و دیگری خود دوربین می باشد. چراغ، نوری با طول موج خاص ایجاد کرده و میدان دید دوربین را مشخص می کند. این نور همیشه خارج از محدوده دید انسان است و بیشتر در طیفی نزدیک به مادون قرمز قرار می گیرد. به این ترتیب، ToF مثل سیستم عمق با دو دوربین به نور محیط وابسته نیست. نور از چراغ به سطوح مختلف می تابد و مقداری از آن به سنسور بر می گردد. با آنالیز طول موج، پردازنده دوربین ToF می تواند مدت زمان بازگشت نور به سنسور را تعیین کند. از آنجا که سرعت نور ثابت است، محاسبه فاصله اشیاء تقریباً ساده می شود. تفاوت فازِ بیشتر مشخص می کند که سطح از سنسور دورتر است. هر پیکسل سنسور دوربین ToF به خوانش عمق کمک می کند.
چشمان ما از خطای پارالکس برای تخمین فاصله استفاده می کند، و مغز ما قدرت بالایی در انجام این محاسبات دارد. اما ToF بر اساس رویکرد متفاوت استفاده از نور "نامرئی" عمل می کند.
Oppo RX17 Pro اولین گوشی همراهی بود که به دوربین ToF مجهز شد. پس از آن بود که این تکنولوژی در محصولاتی مثل Honor View 20، Huawei P30 Pro، LG G8 ThinQ و به تازگی در گوشی های جدید سامسونگ مثل Galaxy S10 5G نیز مورد استفاده قرار گرفته است.
