编译/VR陀螺

近日，美国专利商标局公布了苹果公司的一项专利申请，该专利涉及深度测绘的系统和方法，特别是涉及使用飞行时间传感（ToF）的深度测绘，用于iPhone或未来苹果电视盒等桌面设备。

现有和新兴的消费者应用对实时三维（3D）成像器的需求越来越大。这些成像设备，也被称为深度传感器或深度绘图仪，通过用光束照亮目标场景并分析反射的光信号，可以远程测量目标场景中每个点的距离（通常还有强度），这被称为目标场景深度。一些系统还捕捉到目标场景的彩色图像，并将深度图与彩色图像进行配准。

确定目标场景中每个点的距离的常用技术包括向目标场景发射一个或多个脉冲光束，然后测量光束从源头到目标场景再回到源头附近的检测器阵列的往返时间，即飞行时间（ToF）。

一些ToF系统在测量光子到达时间时使用单光子雪崩二极管（SPAD），也被称为盖革模式雪崩光电二极管（GAPD），或者可能使用SPAD感应元件阵列。在一些系统中，偏压控制电路将阵列中不同SPAD的偏压设定为不同的相应数值。

苹果公司的发明提供了改进的深度测绘系统和操作此类系统的方法。

成像设备，包括一个辐射源，它被配置为向目标场景发射脉冲光辐射束。感应元件阵列被配置为输出信号，指示光子在感应元件上的各自入射时间。

物镜被配置为在传感元件阵列上形成目标场景的第一图像，一个图像传感器被配置为捕获目标场景的第二图像。处理和控制电路被配置为处理第二图像，以便检测目标场景中的至少一个物体与设备之间的相对运动，并被配置为响应于来自阵列的信号，构建感测元件上的光子入射时间的直方图，并响应于检测到的相对运动调整直方图，并基于调整的直方图生成目标场景的深度图。

在一些实施例中，相对运动是由于设备的运动造成的，并且处理和控制电路被配置为过滤直方图以补偿设备的运动。在一个公开的实施例中，该装置包括一个惯性传感器，该惯性传感器被配置为感知该装置的运动并输出该运动的指示，其中处理和控制电路被配置为在检测该装置的运动时结合处理第二图像应用由惯性传感器输出的指示。

图源：patentlyapple

苹果公司的专利图1呈现的是深度测绘系统的示意图解说明；图2是图1的深度测绘系统的示意性侧视图。

更具体地说，在图1的图示方案中，一个成像设备#22在该设备的视场（#26）内生成一个目标场景（#24）的深度图。在这个例子中，目标场景包含移动的物体，如人（#28），以及固定的物体，包括一个办公室（#30），一堵墙（#32），一幅画（#34），一个窗户（#36）和一个地毯（#38）。虽然成像设备在图1中显示为一个桌面装置，但成像设备也可以是一个移动或手持设备，因此在获取深度图时也可以移动。“桌面装置”可能指的是未来的苹果电视设备。

成像设备通过将光辐射束射向目标场景中的各点并测量从各点反射的光子的到达时间来测量深度值。为方便起见，该设备的前平面被视为X-Y平面，目标场景中各点的深度坐标沿Z轴测量。因此，成像设备生成的深度图将目标场景表示为X-Y平面上点的网格，深度坐标表示与每个点的测量距离。

图源：patentlyapple

苹果公司的专利图3是一个流程图，示意性地说明了处理ToF信息的方法。

想要查看更多细节，可进一步了解苹果公司的专利20210270969。苹果公司早在7月就申请了另一项名为 "使用彩色图像数据校准深度传感阵列 "的深度绘图专利，该专利与专利20210270969共享一些相同的专利数据。

苹果专利申请中列出的四位发明人均来自苹果的以色列团队。考虑到这是一项专利申请，目前尚不清楚此类产品的上市时间。

来源：patentlyapple