苹果的iPhone X用于采集3D图像的“点投影” 已申请专利

今日，美国专利商标局公布苹果一项专利申请，该专利与数字图像采集，尤其是3D图像采集有关。总的来说，该专利与苹果TrueDepth摄像头所使用的技术有关，使用点投影，而非传统的激光束来确定3D图像。传统的激光束技术耗电严重，也不适用iPhone这样的手机。

苹果称非接触技术中有一种可以利用结构光采集3D图像。结构光在物体表面投射某一种已知光带（比如条纹带状图像），以此探测图像的形变。结构光照射在物体上，一个或多个摄像头采集形变图像。使用已采集的形变图像，图像采集系统能够计算出摄像头所及范围内物体的深度与表面信息。

但是结构光源通常以昂贵且费电的激光束光源为基础，所以3D图像采集系统就不能用在计算能力与电能均相对有限的电子器件，比如移动设备。

苹果对此的解决方案是研发出能为多元图像采集系统分辨3D空间信息的产品。

所用方法包括获取首次图像采集系统与一个或多个先于采集的额外图像采集系统间的通讯同步。之后，便进入到图像采集阶段，产生首个脉冲，投射光带，采集图像，包括产生形变的图像。

首个脉冲可能会进行调制，为首个图像采集系统，甚至其他摄像信息编码。另一个图像采集系统发出的第二发脉冲基于通讯同步闪现，此时，第二发脉冲为第二个图像采集系统，甚至与第二发脉冲相关的其他摄像信息编码。

第二发脉冲期间，首发图像采集系统第二次采集环境图像。基于前两次图像采集得到的信息，包括识别码与摄像信息，首发图像采集系统决定了第二发图像采集系统的方向，与首发图像采集系统相关。

苹果的FIG. 3A专利（如下）是多镜摄像机系统的原理图；FIG. 3B是方框图，表明多镜摄像机系统决定每个摄像头的相关位置与方向。

具体来说，在专利FIG. 3A中，我们能看到一个多镜摄像系统#300拥有多个摄像头#302采集一个场景#306。专利使两个独立摄像头更为引人注目，这真实地展现了苹果双镜头TrueDepth。

场景可能包括一个或多个物体，至少在一个摄像头的视野里。此外，每个摄像头可能包含一个结构光源#308投射预设的光带（比如，一个2D点阵或线型图案）至场景#306。这就是苹果所谓的“点投射”。

结构光源可能包含一个或多个光学闪光组件来投射预设光带并进行照明。结构光源通过高电流低电压的发光二极管 (LEDs)生成闪光。

也可以借助不同类型的闪光设备，比如氙气闪光设备，或者一个到多个激光元件，比如垂直腔面发射激光器(VCSEL)，通过一个光学镜片系统进行投射，从而进行照明。

苹果的VCSEL供应商之一是IQE，另一供应商是Lumentum。