دوربین ToF چیست و چگونه کار می‌کند؟

چند روز پیش سری جدید گلکسی اس ۱۰ به عنوان جدیدترین پرچمداران سامسونگ معرفی شدند و این دستگاه‌ها با خود قابلیت‌های زیادی را به بازار معرفی کردند. یکی از این قابلیت‌ها دوربین ToF است. ولی دوربین ToF چیست و چه کار می‌کند؟ با ما در ادامه مطلب همراه باشید.

دوربین Time of Flight یا ToF برای خلق تصاویر بهتر از تکنیکی به نام تصویربرداری دامنه‌ای استفاده می‌کند. روش‌های مختلفی برای ثبت یک تصویر دامنه‌ای وجود دارد. دوربین ToF پرتو شدیدی از نور را در نظر گرفته و زمانی که طول می‌کشد تا این پرتو به سنسوری خاص برگردد را اندازه‌گیری می‌کند. سپس نرم‌افزار این زمان را با سرعت نور (حدودا ۳۰۰ هزار متر بر ثانیه) مقایسه می‌کند. وقتی بدانید سرعت حرکت آن پرتو چقدر بوده و چه مدت طول کشیده تا پرتو از دوربین خارج شود – چقدر طول کشیده تا پرتو به سوژه‌ای در مقابل لنز برخورد کرده و به سنسور برگردد – می‌توانید مقدار دقیق فاصله را به دست آورید.

اغلب اوقات از تصاویر بازه-زمانی برای ارجاع برای چاپ یا نمایش خود اپتیک استفاده می‌شود. برخی از دامنه‌یاب‌های گلف یا لنزهای دامنه‌یاب ورزشی از روش ToF برای تعیین مقدار فاصله بر روی خود نمایاب استفاده می‌کنند. دوربین‌های ToF در حوزه رباتیک و اتوماسیون هم کاربرد دارند چون سنسورهایی که برای این دستگاه‌ها لازم است بسیار ارزان و کوچک‌اند.

البته در این‌جا لازم نیست اطلاعات مربوط به فاصله را روی تصویر یا لنز حک کرد. نرم‌افزار دوربین می‌تواند از سیستم اندازه‌گیری فاصله برای بهبود میزان فوکوس و شارپنس عکس استفاده کند؛ خصوصا زمانی که شدت نور خارجی آن قدرها زیاد نیست.

نکته بسیار مهم این است که همه کارها باید خیلی سریع انجام شود، چون سرعت نور بسیار بالاست. برای مثال، برای ثبت فاصله‌ای سه متری همه این اتفاقات باید در کمتر از ۲۰ نانو ثانیه انجام شود. در هر ثانیه یک میلیارد نانو ثانیه وجود دارد. 

سیستم عکاسی در دوربین تلفن‌های هوشمند سال به سال بهتر می‌شود. استفاده گلکسی اس ۱۰ از دوربین ToF نشان می‌دهد که مبحث عکاسی موبایلی چقدر نسبت به گذشته اهمیت پیدا کرده است.