編譯/VR陀螺

近日，美國專利商標局公布了蘋果公司的一項專利申請，該專利涉及深度測繪的系統(tǒng)和方法，特別是涉及使用飛行時間傳感（ToF）的深度測繪，用于iPhone或未來蘋果電視盒等桌面設備。

現(xiàn)有和新興的消費者應用對實時三維（3D）成像器的需求越來越大。這些成像設備，也被稱為深度傳感器或深度繪圖儀，通過用光束照亮目標場景并分析反射的光信號，可以遠程測量目標場景中每個點的距離（通常還有強度），這被稱為目標場景深度。一些系統(tǒng)還捕捉到目標場景的彩色圖像，并將深度圖與彩色圖像進行配準。

確定目標場景中每個點的距離的常用技術包括向目標場景發(fā)射一個或多個脈沖光束，然后測量光束從源頭到目標場景再回到源頭附近的檢測器陣列的往返時間，即飛行時間（ToF）。

一些ToF系統(tǒng)在測量光子到達時間時使用單光子雪崩二極管（SPAD），也被稱為蓋革模式雪崩光電二極管（GAPD），或者可能使用SPAD感應元件陣列。在一些系統(tǒng)中，偏壓控制電路將陣列中不同SPAD的偏壓設定為不同的相應數(shù)值。

蘋果公司的發(fā)明提供了改進的深度測繪系統(tǒng)和操作此類系統(tǒng)的方法。

成像設備，包括一個輻射源，它被配置為向目標場景發(fā)射脈沖光輻射束。感應元件陣列被配置為輸出信號，指示光子在感應元件上的各自入射時間。

物鏡被配置為在傳感元件陣列上形成目標場景的第一圖像，一個圖像傳感器被配置為捕獲目標場景的第二圖像。處理和控制電路被配置為處理第二圖像，以便檢測目標場景中的至少一個物體與設備之間的相對運動，并被配置為響應于來自陣列的信號，構建感測元件上的光子入射時間的直方圖，并響應于檢測到的相對運動調整直方圖，并基于調整的直方圖生成目標場景的深度圖。

在一些實施例中，相對運動是由于設備的運動造成的，并且處理和控制電路被配置為過濾直方圖以補償設備的運動。在一個公開的實施例中，該裝置包括一個慣性傳感器，該慣性傳感器被配置為感知該裝置的運動并輸出該運動的指示，其中處理和控制電路被配置為在檢測該裝置的運動時結合處理第二圖像應用由慣性傳感器輸出的指示。

圖源：patentlyapple

蘋果公司的專利圖1呈現(xiàn)的是深度測繪系統(tǒng)的示意圖解說明；圖2是圖1的深度測繪系統(tǒng)的示意性側視圖。

更具體地說，在圖1的圖示方案中，一個成像設備#22在該設備的視場（#26）內生成一個目標場景（#24）的深度圖。在這個例子中，目標場景包含移動的物體，如人（#28），以及固定的物體，包括一個辦公室（#30），一堵墻（#32），一幅畫（#34），一個窗戶（#36）和一個地毯（#38）。雖然成像設備在圖1中顯示為一個桌面裝置，但成像設備也可以是一個移動或手持設備，因此在獲取深度圖時也可以移動。“桌面裝置”可能指的是未來的蘋果電視設備。

成像設備通過將光輻射束射向目標場景中的各點并測量從各點反射的光子的到達時間來測量深度值。為方便起見，該設備的前平面被視為X-Y平面，目標場景中各點的深度坐標沿Z軸測量。因此，成像設備生成的深度圖將目標場景表示為X-Y平面上點的網(wǎng)格，深度坐標表示與每個點的測量距離。

圖源：patentlyapple

蘋果公司的專利圖3是一個流程圖，示意性地說明了處理ToF信息的方法。

想要查看更多細節(jié)，可進一步了解蘋果公司的專利20210270969。蘋果公司早在7月就申請了另一項名為 "使用彩色圖像數(shù)據(jù)校準深度傳感陣列 "的深度繪圖專利，該專利與專利20210270969共享一些相同的專利數(shù)據(jù)。

蘋果專利申請中列出的四位發(fā)明人均來自蘋果的以色列團隊。考慮到這是一項專利申請，目前尚不清楚此類產(chǎn)品的上市時間。

來源：patentlyapple