Face ID: Die 4 Linsen der TrueDepth-Kamera sind jetzt ein Apple-Patent
Bekanntlich ist das iPhone X in der Lage, das Gesicht des Nutzers zu erkennen und anhand dieser biometrischen Daten das Smartphone zu entsperren (Face ID). Dazu muss es dem Gerät jederzeit möglich sein, ein 3D-Abbild des nahen Bereichs vor der Frontkamera zu erstellen. Dies geschieht bekanntlich über die TrueDepth-Kamera, zu der auch ein Punktprojektor, ein Infrarotbeleuchter und eine Infrarotkamera gehören. Ein heute bewilligtes Patent beschreibt die Funktionsweise des Infrarotsensors genauer und schützt die Technik gewerblich vor Kopien der Konkurrenz.
Nahes InfrarotDer Sensor, der die zurückgestrahlten Infrarotstrahlen empfängt und erlaubt, aus den Intervalldaten das 3D-Objekt zu berechnen, besteht aus vier Linsen vor einem Bandfilter und einer Bildebene. Optimiert ist er auf »nahes Infrarot«, also elektromagnetische Wellen im Spektralbereich zwischen 800 und 1.300 Nanometern. Dieses wird unter anderem auch von medizinischen Geräten, zur Lebensmittelkontrolle und für Nachtsichtgeräte verwendet.
Vier Linsen für ein 3D-AbbildDie äußerste Linse (im Bild die Nummer 20) besteht aus einem ersten Material mit einer bestimmten optischen Dichte und positiver Lichtbrechung. Die folgenden beiden Linsen (24 & 26) bestehen aus dem identischen Material und haben eine Meniskusform; das bedeutet, die beiden Längsseiten sind »möndchenförmig« einmal konkav und einmal konvex gearbeitet. Die vierte Linse (28) ist aus einem anderen Material mit geringerer Brechkraft. Hier ist die Form asphärisch (weder gerade noch kugelförmig) mit mindestens einem Wendepunkt. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Infrarotstrahlen nicht wieder reflektieren, sondern durch den Bandfilter (34) auf der Bildebene (36) aufschlagen. Das Gesamtdesign stellt eine F/2.0-Blende dar und erlaubt einen Sichtwinkel von über 80 Grad.
Aus dem zeitlichen Abstand zwischen ausgesendeten und reflektierten Strahlen berechnet das System den Abstand zu dem Objekt vor der Kamera. Im Gesamten entsteht eine dreidimensionale Punktewolke, ein 3D-Abbild. Das nun bewilligte Patent wurde bereits im Februar 2016 eingereicht. Als Bevollmächtigten nennt das Papier Apple, die eingetragenen Erfinder sind Miodrag Scepanovi, Yoshikazu Shinohara und Yuhong Yao.
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