¿Qué es un sensor ToF, cómo funciona y en qué teléfonos inteligentes está presente?

Uno de los parámetros más importantes para los usuarios y que a menudo juega un papel clave en su evaluación y elección final del equipo es el compartimento de la cámara en el sector de los smartphones actuales. En los últimos años, nos hemos acostumbrado a ver y leer reseñas en profundidad en el campo de la fotografía, en las que se habla cada vez más de los sensores ToF (Time of Light).

A continuación explicaremos exactamente cómo funcionan los sensores ToF y por qué se llaman ToF. Este componente es especialmente importante porque se utiliza mucho en los smartphones. Sin embargo, hay otras cámaras ToF en otras áreas tecnológicas que pueden funcionar con una amplia gama de dispositivos.

Función del sensor ToF

Técnicamente, el sensor ToF funciona por infrarrojos. El nombre de Tiempo de Vuelo corresponde a la base de su funcionamiento. Básicamente, la cámara ToF envía una señal de infrarrojos en la dirección del objeto a cartografiar, que se refleja en el sensor. La distancia entre el objeto y la cámara puede calcularse a partir del momento en que la luz infrarroja regresa, es decir, el momento en que el rayo estaba «en vuelo».

Esta es una breve descripción de cómo funcionan los sensores ToF. Básicamente, se puede comparar con el funcionamiento de los sensores de huellas dactilares por ultrasonidos, que también se utilizan ampliamente en el sector de los smartphones. Mientras que los sensores de huellas dactilares tienen en cuenta los parámetros geométricos de las ondas sonoras reflejadas o refractadas, en este caso lo que entra en juego es el tiempo variable de propagación de la señal.

Con las cámaras ToF, la distancia del objeto detectado por el sensor se calcula en función del tiempo de vuelo. Esto significa que la fuerza computacional y técnica del sensor ToF reside en la sensibilidad del calculador de tiempo de vuelo. La velocidad de la luz infrarroja es constante y la única variable es la distancia recorrida, que es el tiempo que transcurre entre la emisión y la recepción de la luz infrarroja.

Uso de sensores ToF

Por ello, los sensores ToF son muy adecuados para muchos usos: como pueden calcular con precisión la distancia entre el objeto y la cámara, son útiles para capturar imágenes en modo bokeh, ya que se puede ver qué elementos están más o menos borrosos; para enfocar con mayor precisión, sobre todo en condiciones de poca luz, ya que la transmisión basada en la luz infrarroja no depende de la luz ambiental; y para el reconocimiento de caras u objetos en 3D.

Por tanto, los sensores ToF no sólo mejoran las capacidades fotográficas de los smartphones, sino que también desempeñan un papel fundamental en la seguridad, ya que pueden integrarse para permitir el reconocimiento facial tridimensional, que se sabe que es más seguro que el reconocimiento bidimensional.

Otro ámbito de aplicación de las cámaras ToF en los dispositivos móviles es el de las aplicaciones de realidad aumentada y virtual, especialmente para la obtención de imágenes de objetos.

Los sensores ToF no sólo están presentes en el sector de los smartphones, sino también en el de la automoción. Los vehículos autónomos requieren un amplio uso de sensores ToF para cartografiar el entorno en tiempo casi real y detectar objetos alrededor del vehículo.

Teléfonos inteligentes con cámaras ToF

Muchos de los smartphones que se comercializan actualmente están equipados con cámaras de tiempo de vuelo. Así pues, he aquí una breve historia de cómo este tipo de sensor llegó a instalarse en los dispositivos móviles que utilizamos a diario. Tenga en cuenta que este historial sólo abarca algunos de los principales modelos con sensores ToF que han salido al mercado en los últimos años.

• El primer smartphone de consumo con cámara ToF fue el Huawei Phab 2 Pro en 2016, pero nunca se lanzó oficialmente en el mercado europeo.
• A principios de 2019, Samsung anunció el Galaxy S10 con cámaras ToF delanteras y traseras, mientras que Huawei anunció el P30. Mientras tanto, Apple lleva proponiendo una tecnología conceptualmente similar que utiliza luz estructural para el reconocimiento facial en 3D desde finales de 2017.
• En 2020, más fabricantes utilizarán cámaras ToF en sus modelos emblemáticos, ya que el Galaxy S20 Ultra, el Huawei P40 Pro, el Sony Xperia 1 II y el Meizu 17 Pro ya las utilizan.
• En 2021, el iPhone 12 Pro estará equipado con una cámara ToF.
• En 2022, un gran paso para la industria LiDAR vendrá de la mano de un conjunto de sensores ToF en el iPhone 13 Pro y el iPhone 13 Pro Max. en el mundo Android, sólo el Honor Magic 4 Pro parece creer en los sensores ToF.