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。

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。

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。

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。

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。