蘋果布局液晶技術(shù)削減3D攝像頭成本 考慮恢復(fù)Touch ID可能性

蘋果智能手機中的發(fā)光模塊，如原深感（TrueDepth）攝像頭中的泛光照明器和點陣投影儀，未來或許會受益于新的擴散片（diffuser）系統(tǒng)。該系統(tǒng)將采用驅(qū)動液晶顯示器的相同技術(shù)實現(xiàn)不同模式之間的切換。

蘋果iPhone X 配置TrueDepth攝像頭

許多電子設(shè)備配置各種形式和功能的發(fā)光模塊，有些只是起到指示器的作用，而另一些則可以幫助系統(tǒng)完成某項任務(wù)。例如，當(dāng)前一代iPhone上的TrueDepth攝像頭通過泛光照明器和點陣投影儀在用戶面部投射紅外光，通過傳感器讀取紅外光，生成三維深度圖，進(jìn)行Face ID驗證。

通常情況下，被賦予重任的光源需與某種光學(xué)系統(tǒng)搭配，可用于以特定方式對光束進(jìn)行操縱，例如根據(jù)功能所需對光源進(jìn)行擴散、濾光或聚焦。在許多情況下，如果需要擴散，可以簡單地在光線通過的表面增加一塊半透明的材料。

然而，現(xiàn)有的方法還有改進(jìn)空間，因為氣泡、密封不良、對復(fù)雜產(chǎn)品簡化設(shè)計會導(dǎo)致不必要的偽影和其他影響。通常擴散片的安裝是永久性的，無法移除，也無法禁用其功能。

美國專利商標(biāo)局在5月9日公布的蘋果公司一份題為《可切換擴散片的電子設(shè)備》的專利申請文件中，設(shè)想了如何使用液晶材料來制造擴散片，并根據(jù)需要啟用和禁用擴散片。

液晶“三明治”示例，位于密封容器里，確保光線可以通過

專利表明，液晶材料放置在兩塊基板之間，由“間隔墻（spacer wall）”和密封劑包圍。基板與電極連接，作為系統(tǒng)的一部分，用以激活密封外殼內(nèi)的液晶。

與液晶顯示器機理一樣，當(dāng)能量通過電極和液晶材料傳輸時，會改變材料的特性以及對光的影響。其最簡單的形式，則是激活時防止光通過，未激活時則允許通過。

在專利申請中，蘋果表明這種組裝方式可以根據(jù)實際要求實現(xiàn)兩種狀態(tài)之間的切換。對于紅外光源，改變液晶材料狀態(tài)，可以在泛光照明模式和光線通過時不發(fā)生變化的透明模式之間切換。

對于TrueDepth攝像頭來講，正常使用時點光源通過液晶擴散片不會發(fā)生任何變化，但在激活液晶材料層并漫射所有通過的光時切換到泛光照明模式。這實際上意味著，無需使用單獨的點陣投射儀和泛光照明器，一個組件可以同時完成兩種任務(wù)，通過主動擴散系統(tǒng)在兩種狀態(tài)間進(jìn)行切換。

上圖是對“示例設(shè)備”的說明，表明該應(yīng)用適用于TrueDepth攝像頭，可能也適用于副顯示傳感器陣列

蘋果公司每周都會向美國專利局提交大量申請，盡管專利和專利申請并不能保證這些功能或設(shè)計概念會出現(xiàn)在未來的產(chǎn)品或服務(wù)中，但至少表明了蘋果對研究領(lǐng)域的濃厚興趣。

改進(jìn)TrueDepth攝像頭所用元器件似乎是蘋果公司試圖將概念轉(zhuǎn)化是實踐的方式之一，但今年1月ams公司發(fā)布的一款傳感器可能對“剪掉”顯示屏幕頂部著名“劉?！睅砭薮蟮母倪M(jìn)。該傳感器能夠接收可見光和紅外線，其關(guān)鍵優(yōu)勢在于能夠不受OLED屏幕光的影響，從而使其能夠隱藏于顯示屏幕之下。

蘋果也在考慮恢復(fù)Touch ID（Face ID的前身）的可能性，有專利建議使用超聲波指紋識別系統(tǒng)，將整個顯示屏變成指紋閱讀器。

在蘋果公司的“泰坦計劃”中，自動駕駛車輛上使用的傳感器也能受益于可控濾光。每輛車都會部署一系列傳感器來監(jiān)控前方道路。這種濾光器允許傳感器檢測車輛本身發(fā)出的光（用于其它傳感器系統(tǒng)），而不是來自其自身或直接來自環(huán)境的光，從而減少誤報警。