苹果布局液晶技术削减3D摄像头成本 考虑恢复Touch ID可能性

苹果智能手机中的发光模块，如原深感（TrueDepth）摄像头中的泛光照明器和点阵投影仪，未来或许会受益于新的扩散片（diffuser）系统。该系统将采用驱动液晶显示器的相同技术实现不同模式之间的切换。

苹果iPhone X 配置TrueDepth摄像头

许多电子设备配置各种形式和功能的发光模块，有些只是起到指示器的作用，而另一些则可以帮助系统完成某项任务。例如，当前一代iPhone上的TrueDepth摄像头通过泛光照明器和点阵投影仪在用户面部投射红外光，通过传感器读取红外光，生成三维深度图，进行Face ID验证。

通常情况下，被赋予重任的光源需与某种光学系统搭配，可用于以特定方式对光束进行操纵，例如根据功能所需对光源进行扩散、滤光或聚焦。在许多情况下，如果需要扩散，可以简单地在光线通过的表面增加一块半透明的材料。

然而，现有的方法还有改进空间，因为气泡、密封不良、对复杂产品简化设计会导致不必要的伪影和其他影响。通常扩散片的安装是永久性的，无法移除，也无法禁用其功能。

美国专利商标局在5月9日公布的苹果公司一份题为《可切换扩散片的电子设备》的专利申请文件中，设想了如何使用液晶材料来制造扩散片，并根据需要启用和禁用扩散片。

液晶“三明治”示例，位于密封容器里，确保光线可以通过

专利表明，液晶材料放置在两块基板之间，由“间隔墙（spacer wall）”和密封剂包围。基板与电极连接，作为系统的一部分，用以激活密封外壳内的液晶。

与液晶显示器机理一样，当能量通过电极和液晶材料传输时，会改变材料的特性以及对光的影响。其最简单的形式，则是激活时防止光通过，未激活时则允许通过。

在专利申请中，苹果表明这种组装方式可以根据实际要求实现两种状态之间的切换。对于红外光源，改变液晶材料状态，可以在泛光照明模式和光线通过时不发生变化的透明模式之间切换。

对于TrueDepth摄像头来讲，正常使用时点光源通过液晶扩散片不会发生任何变化，但在激活液晶材料层并漫射所有通过的光时切换到泛光照明模式。这实际上意味着，无需使用单独的点阵投射仪和泛光照明器，一个组件可以同时完成两种任务，通过主动扩散系统在两种状态间进行切换。

上图是对“示例设备”的说明，表明该应用适用于TrueDepth摄像头，可能也适用于副显示传感器阵列

苹果公司每周都会向美国专利局提交大量申请，尽管专利和专利申请并不能保证这些功能或设计概念会出现在未来的产品或服务中，但至少表明了苹果对研究领域的浓厚兴趣。

改进TrueDepth摄像头所用元器件似乎是苹果公司试图将概念转化是实践的方式之一，但今年1月ams公司发布的一款传感器可能对“剪掉”显示屏幕顶部著名“刘海”带来巨大的改进。该传感器能够接收可见光和红外线，其关键优势在于能够不受OLED屏幕光的影响，从而使其能够隐藏于显示屏幕之下。

苹果也在考虑恢复Touch ID（Face ID的前身）的可能性，有专利建议使用超声波指纹识别系统，将整个显示屏变成指纹阅读器。

在苹果公司的“泰坦计划”中，自动驾驶车辆上使用的传感器也能受益于可控滤光。每辆车都会部署一系列传感器来监控前方道路。这种滤光器允许传感器检测车辆本身发出的光（用于其它传感器系统），而不是来自其自身或直接来自环境的光，从而减少误报警。