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苹果公司(Apple)公司的新发明专利申请

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根据Mymes Consulting的报告,美国专利商标局(USPatent& MarkmarkOffice)最近发布了一个Apple(Apple)新发明专利申请,该申请与使用间接飞行时间(iToF)技术的深度映射方法和设备有关。

该技术作为下一代人脸识别(FaceID)系统足够强大,或者可以应用于未来的Apple iMac和其他设备。

在消费电子领域,3D成像和传感模块主要分为三类:立体视觉,结构化照明和飞行时间(ToF)。

然而,主要由于结构光和ToF之间的竞争,很难在智能手机上找到立体视觉。

结构光和ToF都属于有源光检测方案,它包括两部分:发射端和接收端。

3D成像和传感模块和组件的示例(来源:Memes Consulting)到目前为止,iPhone的正面3D人脸识别系统始终采用结构化的照明解决方案。

结构光方案依靠视差关系和空间三角测量的原理,技术成熟,可以对近距离物体实现较高的测量精度。

iPhoneX和后来的新Apple手机用户知道解锁iPhone时,用户需要离手机更近。

此距离不适用于当前的Apple计算机(iMac或MacBook)。

也许这就是Apple仍然选择继续在新MacBookPro上使用指纹识别解决方案(Touch-ID)的原因之一。

与结构光技术不同,ToF方案通过测量光线到达物体表面然后反射回来所需的时间来计算与被测物体的距离。

其中,iToF方案不直接测量飞行时间。

它通常将发射的光波调制为一定频率的周期信号。

通过测量发射信号和被被测物体反射并到达接收端的信号之间的相位差,可以间接计算出光。

常见的方案包括四步相移法和两步相移法。

ToF在消费电子领域的应用趋势(来源:Memes Consulting)iToF解决方案带来了一种长距离人脸识别系统苹果的专利展示了一种可以在iMac显示器(以及其他笔记本电脑,智能电视)上显示的方式。

通过使用所谓的iToF系统,应用程序上使用的面部识别摄像头可以在距离摄像头较远的位置识别用户。

此外,使用iToF解决方案的面部识别相机还可用于增强现实/虚拟现实(AR / VR)等应用。

即使面对充满挑战的环境照明条件,iToF的使用也可以通过脉冲调制提高短距离,中距离和长距离深度测量的精度。

苹果的发明专利涉及一种改进的深度映射方法和设备。

本发明专利涵盖了一种用于光学感测的设备,该设备包括照明组件,该照明组件将发射器的光束阵列引导至目标场景中的不同方向和相应区域,并使用共同的载波频率和不同的相位角。

载体用于调制光束以改变预定义的空间模式。

包括传感器元件阵列和物镜的检测部件接收从目标场景反射的光辐射,并以一个或多个检测间隔响应入射在传感器元件上。

在光辐射上,输出相应的信号。

然后,处理电路用于处理由感测元件输出的信号,以生成目标场景的深度图。

苹果新发布的发明专利摘要上图示意性地显示了发明专利中深度映射设备的一个实施例的框图。

该装置包括照明组件和由处理电路控制的检测组件。

在上图中的实施例中,照明和检测组件共享相同的光轴,并且没有视差;当然,也可以使用其他光学配置。

照明组件包括光源阵列,例如合适的半导体发射器(半导体激光器或LED),用于将光束阵列发射到目标场景中的不同点。

通常,可以使用不可见的红外辐射,但也可以使用光谱其他部分的辐射。

光束通常由投影光学器件准直以形成穿过目标场景中感兴趣区域的光斑阵列。

投影光学器件通常包括一个或多个折射元件,例如透镜,并且可以另外包括一个或多个衍射元件。

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