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苹果曝光新专利:将升级用于Face ID的LiDAR系统

2018-11-30 18:05:54 来源:87870作者:小白兔乖乖
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iPhone X的深感摄像头即利用了这一技术来支持Face ID识别。

随着全球智能手机行业竞争愈演愈烈,各大厂商都在加速手机软硬件方面的升级。而在美颜相机的浪潮下,行业内也引发了一场相机大战,品牌开始全力以赴优化各自的相机系统,为用户提供更多有趣的功能,以提升自身竞争力。

近日,谷歌和LG分别发布了两项与摄像头相关的专利,其中谷歌提交了一项涵盖深度摄像头的专利,类似于苹果的原深感摄像头(TrueDepth摄像头),支持手势识别、Face ID,未来可应用于Pixel手机、平板电脑、Chromebooks等。

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值得一提的是,LG提交了一项有关后置16枚透镜摄像头的专利。现在市面上的手机大多为后置双摄,今年华为发布的Mate 20系列后置三摄头,被网友戏称“浴霸”。

LG的16枚摄像头将呈4x4矩阵排列,不知新机出来后会是怎样的效果?据悉,在单次拍摄中,每个摄像头将覆盖不同的角度,从而提供更优的拍摄体验。

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而就在今天,美国专利商标局公布了一项关于苹果深度摄像头的专利。文件显示,苹果正在优化其深度摄像头,主要涉及光电感应组件,特别是激光探测与测量传感器(LiDAR)。

何为LiDAR?

LiDAR——激光探测与测量(Light Detection And Ranging),也就是激光雷达,大致分为机载和地面两大类。其中机载激光雷达是一种安装在飞机上的机载激光探测和测距系统,可以量测地面物体的三维坐标。

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通过利用GPS和IMU(Inertial Measurement Unit,惯性测量装置)进行激光扫描,所测得的数据可用于构建3D模型。

今年早些时候,硅谷初创TriLumina开发出了集成VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,垂直腔面发射激光器)的LiDAR系统,可用于VR/AR/MR设备、3D扫描、手势识别系统、游戏、汽车等领域,如下图所示。

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而LiDAR和VCSEL技术的结合正是苹果专利的两大主题。iPhone X的深感摄像头即利用了VCSEL来支持Face ID识别。

苹果指出,现有的应用程序已经对实时三维成像产生了越来越大的需求。这些成像设备,通常也称为光检测和测距(LiDAR)传感器,通过照亮目标场景,可以远程测量目标场景上每个点的距离(通常是强度)。

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通过分析反射的光信号确定目标场景上每个点的距离、向目标场景发送光束,然后测量光学所用的往返时间,即飞行时间(ToF)。

LiDAR传感器中集成了SPAD二极管,这是一种具有单光子探测能力的光电探测雪崩二极管,可应用于拉曼光谱、正电子发射断层扫描和荧光寿命成像等领域。

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苹果正在致力于升级LiDAR传感器

苹果专注于改进激光雷达传感器及其使用方法,在本发明中,其由一个激光束或多个光束照射和扫描目标场景。但在一些使用多光束的实例中,这些光束是通过使用衍射光+

学元件、棱镜、分束器或其他光学元件分裂激光束而产生的,即使用若干离散激光光源产生多个光束。

在苹果的发明中,团队使用单片激光器阵列产生多个光束,例如VCSEL或VECSEL阵列。

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比如,在苹果的专利图LiDAR系统18的示意图中,来自包括一个或多个脉冲激光器的激光光源20的一束或多束通过双轴光束控制装置24反射到目标场景22,在目标场景上形成和扫描照明点26。

总之,现有发明为增加光束发散角提供了有成本效益的方法,而VCSEL数列即实现了此种方法。

很多人认为LiDAR系统仅仅与自动驾驶汽车或测绘景观相关,但目前信息展示了LiDAR与VSCELs的结合是可以广泛应用于其他领域的,比如VR领域。

【资讯编译自:patentlyapple

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