編譯/VR陀螺
近日,美國專利商標(biāo)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(shè)備。
現(xiàn)有和新興的消費者應(yīng)用對實時三維(3D)成像器的需求越來越大。這些成像設(shè)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(biāo)場景并分析反射的光信號,可以遠(yuǎn)程測量目標(biāo)場景中每個點的距離(通常還有強度),這被稱為目標(biāo)場景深度。一些系統(tǒng)還捕捉到目標(biāo)場景的彩色圖像,并將深度圖與彩色圖像進行配準(zhǔn)。
確定目標(biāo)場景中每個點的距離的常用技術(shù)包括向目標(biāo)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(biāo)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(dá)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(yīng)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(shè)定為不同的相應(yīng)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(shè)備,包括一個輻射源,它被配置為向目標(biāo)場景發(fā)射脈沖光輻射束。感應(yīng)元件陣列被配置為輸出信號,指示光子在感應(yīng)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(biāo)場景的第一圖像,一個圖像傳感器被配置為捕獲目標(biāo)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(biāo)場景中的至少一個物體與設(shè)備之間的相對運動,并被配置為響應(yīng)于來自陣列的信號,構(gòu)建感測元件上的光子入射時間的直方圖,并響應(yīng)于檢測到的相對運動調(diào)整直方圖,并基于調(diào)整的直方圖生成目標(biāo)場景的深度圖。
在一些實施例中,相對運動是由于設(shè)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(shè)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(jié)合處理第二圖像應(yīng)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(cè)視圖。
更具體地說,在圖1的圖示方案中,一個成像設(shè)備#22在該設(shè)備的視場(#26)內(nèi)生成一個目標(biāo)場景(#24)的深度圖。在這個例子中,目標(biāo)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(shè)備在圖1中顯示為一個桌面裝置,但成像設(shè)備也可以是一個移動或手持設(shè)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(shè)備。
成像設(shè)備通過將光輻射束射向目標(biāo)場景中的各點并測量從各點反射的光子的到達(dá)時間來測量深度值。為方便起見,該設(shè)備的前平面被視為X-Y平面,目標(biāo)場景中各點的深度坐標(biāo)沿Z軸測量。因此,成像設(shè)備生成的深度圖將目標(biāo)場景表示為X-Y平面上點的網(wǎng)格,深度坐標(biāo)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(xì)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(zhǔn)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。
投稿/爆料:tougao@youxituoluo.com
稿件/商務(wù)合作: 六六(微信 13138755620)
加入行業(yè)交流群:六六(微信 13138755620)
元宇宙數(shù)字產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺
下載「陀螺科技」APP,獲取前沿深度元宇宙訊息