侵權投訴

一件蘋果(Apple)公司的新發明專利申請

MEMS ? 2021-02-26 09:46 ? 次閱讀

據麥姆斯咨詢報道,美國專利商標局(US Patent & Trademark Office)近日公開了一件蘋果(Apple)公司的新發明專利申請,該專利涉及一種采用間接飛行時間(iToF)技術的深度映射方法和裝置,該技術作為下一代人臉識別(Face ID)系統足夠強大,或將應用擴展至未來的蘋果iMac等設備。

在消費電子領域,3D成像和傳感模組主要有三大類:立體視覺、結構光和飛行時間(ToF)。不過,在智能手機上很難尋覓到立體視覺的身影,主要是結構光和ToF的競爭。結構光和ToF都屬于主動光探測方案,包括發射端和接收端兩部分。

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3D成像和傳感模組及元器件示例(來源:麥姆斯咨詢)


迄今,iPhone的前置3D人臉識別系統一直采用結構光方案。結構光方案依靠視差關系和空間三角計算的原理,技術成熟,對于近距離物體,可以達到較高的測量精度。iPhone X及以后的新款蘋果手機用戶都了解,用戶在解鎖iPhone時,需要人臉距離手機較近才行。這樣的距離對于現在的蘋果電腦(iMac或MacBook)還不太適用,或許這是蘋果仍然選擇在新款MacBook Pro上繼續使用指紋識別方案(Touch-ID)的原因之一。

與結構光技術不同,ToF方案通過測量光從發射到達物體表面再反射回來的時間,計算得到與被測物之間的距離。其中,iToF方案并不直接測量飛行時間,通常是將發射的光波調制成一定頻率的周期性信號,通過測量發射信號和該信號經過被測物反射回來到達接收端時的相位差,間接計算出光的飛行時間,常見的方案有四步相移法和兩步相移法等。

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ToF在消費電子領域的應用趨勢(來源:麥姆斯咨詢)


iToF方案帶來更遠距離的人臉識別系統

蘋果公司的這件專利展示了一種能夠在iMac顯示器(以及其它筆記本電腦、智慧電視等)上應用的人臉識別攝像頭,通過采用所謂的iToF系統,能夠在距離攝像頭更遠的位置識別用戶。

此外,采用iToF方案的人臉識別攝像頭還可以用于增強現實/虛擬現實(AR/VR)等應用。即使面對具有挑戰性的環境光照條件,采用iToF也可以通過脈沖調制提高短距離、中距離以及遠距離的深度測量精度。

蘋果的這件發明專利涉及一種改進的深度映射方法和裝置。

該發明專利覆蓋了一種用于光學傳感的裝置,包括一個照明組件,該照明組件將發射器的光束陣列指向目標場景中的不同方向和相應區域,同時采用具有共同載波頻率和不同相位角的載波來調制波束,以預定義的空間模式變化;以及一個檢測組件,包括傳感元件陣列和物鏡,接收從目標場景反射的光輻射,響應在一個或多個檢測間隔中入射到傳感元件上的光輻射,輸出相應的信號。再利用處理電路處理傳感元件輸出的信號,以生成目標場景的深度圖。

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蘋果公司新公開發明專利的摘要附圖


上圖示意性地展示了該發明專利中深度映射裝置的實施例框圖。該裝置包括由處理電路控制的照明組件和檢測組件。在上圖的實施例中,照明和檢測組件共用相同的光軸,沒有視差;當然,也可以采用其它光學配置。

照明組件包括光源陣列,例如合適的半導體發射器(半導體激光器或LED),用于向目標場景中的不同點發射光束陣列。典型的如非可見的紅外輻射,但是可選地,也可以使用光譜中其他部分的輻射。光束通常由投影光學器件準直,從而在目標場景中形成穿過感興趣區域的光斑陣列。投影光學器件通常包括一個或多個折射元件,例如透鏡,并且可以另外包括一個或多個衍射光學元件(DOE),如下圖所示。

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照明組件示意圖


當然,考慮到這還僅是一項專利申請,目前還無法確定采用該技術的新產品的上市時間。

責任編輯:lq

原文標題:蘋果新專利顯示:未來新產品的人臉識別系統或將采用iToF方案

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NCP1423 升壓轉換器 Sync-Rect PFM DC-DC 400 mA 具有真正截止和環殺手

NCP1422 升壓轉換器 Sync-Rect PFM DC-DC 800 mA 具有真正截止和環殺手

2是一款單片微功率高頻升壓型開關轉換器IC,專為電池供電的手持式電子產品設計,負載高達800mA。它集成了Sync-Rect,可提高效率并消除外部肖特基二極管。高開關頻率(高達1.2 MHz)允許使用小尺寸,小尺寸電感器和輸出電容器。當器件禁用時,從LX或BAT到OUT的內部傳導路徑被完全阻斷,OUT引腳與電池隔離。此True-Cutoff功能可將關斷電流降至50nA。 Ring-Killer還集成了消除非連續傳導模式中的高頻振鈴。除此之外,低電池檢測器,邏輯控制關斷,逐周期電流限制和熱關斷為各種電池供電應用提供增值功能。所有這些功能都打開,靜態電源電流通常僅為8.5 uA。該器件采用緊湊小巧的DFN10封裝。 特性 輸出電流高達800 mA,VIN = 2.5 V且VOUT = 3.3 V 高開關頻率,高達1.2MHz 不連續導通模式的抗振環殺手 低靜態電流為8.5μA 1.0V啟動無負載保證 輸出電壓從1.5V到5V可調 1.5A逐周期電流限制 帶滯后的片上熱關斷 采用節省空間和薄型DFN10封裝 無鉛封裝可用 應用 個人數字助理(PDA) 手持數字音頻產品 便攜式攝像機和數碼相機 將一至兩個堿性,...
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NCP1422 升壓轉換器 Sync-Rect PFM DC-DC 800 mA 具有真正截止和環殺手

NCP1421 升壓轉換器 同步矩形 PFM DC-DC 600 mA 具有真正截止和環殺手

1是一款單芯片微功率高頻升壓型開關轉換器IC,專為電池供電的手持式電子產品設計,負載高達600 mA。它集成了Sync-Rect,可提高效率并消除外部肖特基二極管。高開關頻率(高達1.2 MHz)允許使用小尺寸,小尺寸電感器和輸出電容器。當器件禁用時,從LX或BAT到OUT的內部傳導路徑被完全阻斷,OUT引腳與電池隔離。此True-Cutoff功能可將關斷電流降至50nA。 Ring-Killer還集成了消除非連續傳導模式中的高頻振鈴。除此之外,低電池檢測器,邏輯控制關斷,循環周期電流限制和熱關斷為各種電池供電應用提供增值功能。所有這些功能都打開,靜態電源電流通常僅為8.5μA。該器件采用緊湊型Micro8封裝。 特性 高效率: 3.3 V輸出為94% 2.0 V輸入時200 mA - 2.5 V輸入時500 mA時3.3 V輸出時84% 高開關頻率,高達1.2 MHz(未達到電流限制) 真正截止功能可降低器件關斷電流通常50nA 不連續傳導模式的反振鈴殺手 高精度參考輸出,1.2V 1 1.5%,當V OUT 時,可提供2.5mA負載電流> 3.3V 8.5μA的低靜態電流 集成式低電池檢測器 打開排水低 - 電池檢測器輸出 無負載時1.0V啟...
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NCP1421 升壓轉換器 同步矩形 PFM DC-DC 600 mA 具有真正截止和環殺手

OPT3101 基于 ToF 的遠距離接近和距離傳感器模擬前端 (AFE)

OPT3101器件是一種高速,高分辨率AFE,適用于基于飛行時間的連續波接近感應和測距。該器件集成了完整的深度處理管道,包括ADC,時序序列器和數字處理引擎。該器件還具有內置照明驅動器,可覆蓋大部分目標應用供電的絕佳器件。 在高環境抑制比下,該器件可支持非常高的環境條件,包括130klux的全日照條件。 時序序列器具有高度可配置性,能夠針對特定應用提供功耗與性能之間的折衷。 該器件提供包含相位,振幅和環境測量結果的深度數據。校準子系統支持相位數據校準,從而校準溫度和串擾導致的不準確性 特性 接近感應和距離測量 與各種光電二極管和發射極兼容 在15毫不模糊的范圍內具有16位距離輸出 高達4kHz的采樣率 200nA滿標量程信號電流 1kHz時具有88dB信號相位動態范圍 支持高達200μA的直流環境,60dB的環境抑制(1kHz時) 不依賴于物體反射率的距離測量 通過去混疊技術使距離范圍擴展多達75m 由可編程序列發生器提供時序靈活性 自適應HDR節省功耗并擴展距離范圍 可配置事件檢測和中斷輸出機制 通過I 2 C接口實現控制和數據傳輸 集成照明驅動器,具有高達173.6mA的可編程電流控制能力 集成用于校準的溫度傳感器 內置串擾校...
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OPT3101 基于 ToF 的遠距離接近和距離傳感器模擬前端 (AFE)

OPT9221 OPT9221 飛行時間控制器

The time-of-flight controller (TFC) is a high-performance, 3D time-of-flight (ToF) sensor companion device that computes the depth data from the digitized sensor data. Depth data are output via a programmable complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) parallel interface. In addition to depth data, the TFC provides auxiliary information consisting of amplitude, ambient, and flags for each pixel. This information can be used to implement filters and masks and to dynamically control the system configuration for the intended performance. The TFC supports a wide range of binning and ROI options that help optimize the data throughput that must be handled. The 9-mm × 9-mm NFBGA package enables small form-factor, 3D, ToF systems that can be embedded into a variety of end equipment. 特性 QVGA 3D ToF控制器:最高120 FPS 深度數據: 12位相位 最高12位幅度 最高4位環境 飽和度檢測 芯片組接口: 與TI ToF傳感器兼容(OPT8241) 輸...
發表于 08-06 17:19 ? 213次 閱讀
OPT9221 OPT9221 飛行時間控制器

OPT8241 OPT8241 3D 飛行時間傳感器

OPT8241飛行時間(ToF)傳感器屬于TI 3D ToF圖像傳感器系列。該器件將ToF感應功能與經優化設計的模數轉換器(ADC )和通用可編程定時發生器(TG)相結合。該器件以高達150幀/秒的幀速率(600讀出/秒)提供四分之一的視頻圖形陣列(QVGA 320 x 240)分辨率數據。 內置TG控制復位,調制,讀出和數字化序列。例如功率,運動穩健性,信噪比和環境消除)。 特性 成像陣列: 320×240陣列 1/3“光學格式 像素間距:15μm 高達150幀/秒 光學屬性: 響應度:850nm時為0.35A /W 解調對比度:50MHz時為45% 解調頻率:10MHz至100MHz 輸出數據格式: 12位相位相關數據 4位共模(環境) 芯片集接口: 與TI的飛行時間控制器OPT9221兼容 傳感器輸出接口: CMOS數據接口(50MHz DDR,16通道數據,時鐘和幀標記) LVDS: 600Mbps,3個數據對 1LVDS位時鐘對,1LVDS采樣時鐘對 定時發生器(TG): 可編程感興趣區域(ROI)的尋址引擎 調制控制 抗混疊 主/從同步操作 用于控制的I 2 C從接口 電源: 3.3VI /O,模擬 1.8V模擬,數字,I /O 1.5V解調(典型值) 經優化的光...
發表于 08-03 17:58 ? 571次 閱讀
OPT8241 OPT8241 3D 飛行時間傳感器
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