iPhone中点阵投射器的作用是投射出随机的激光散斑,即结构光,通过红外摄像头采集所标记的结构光,交由芯片进行计算后得到最终的景深数据。
下图为红外激光投射器(点阵投影器)的原理图。红外激光生成器(42)射出准直后的激光束(44),通过光学衍射元件(DOE)进行散射,进而得到所需的散斑图案。光学衍射元件可以通过多种组合来实现,iPhone应该是采用扩散片(48)和光栅(50)来实现。
扩散片如下图所示
它的作用是将激光光束散射成不规则分布的点状散斑图案,由于扩散片对于光束进行散射的角度(FOV)有限,所以需要光栅(见下图)将散斑图案进行衍射“复制”后,扩大其投射角度。
这种“复制”效果被称为光学卷积,从下图的原理图中我们看到,当光束通过扩散片(如毛玻璃)后产生的散斑,再经过光栅后进行卷积就能得到所需透射角度的散斑。
下图为激光散斑示意图,可以看到光斑卷积后形成9格散斑图案。
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