苹果新专利启示：激光雷达正走入3D传感系统和MR耳机：kaiyun.com

本文摘要：据麦姆斯咨询报导，PatentlyApple于2018年11月27日公布了两份牵涉到谷歌和LG发明者的专利报告。谷歌的专利是一款深度摄像头，该款深度摄像头与苹果公司（Apple）用作手势辨识的TrueDepth摄像头类似于，将构建利用手势指令掌控未来Pixel手机、平板电脑、Chromebook笔记本及二合一平板PixelSlate的功能。 该款深度摄像头将用于横向腔面升空激光器（VCSEL）。

据麦姆斯咨询报导，PatentlyApple于2018年11月27日公布了两份牵涉到谷歌和LG发明者的专利报告。谷歌的专利是一款深度摄像头，该款深度摄像头与苹果公司（Apple）用作手势辨识的TrueDepth摄像头类似于，将构建利用手势指令掌控未来Pixel手机、平板电脑、Chromebook笔记本及二合一平板PixelSlate的功能。

该款深度摄像头将用于横向腔面升空激光器（VCSEL）。LG的专利则是一款可获取卓越照片体验的十六镜头摄像头（16lenscamera），每个镜头覆盖面积着有所不同的角度。该照相机还可让用户将摄制的更加失望的身体照片与另一张照片的头部拼凑为新的照片，构建了Photoshop的功能。

报告在最后认为，随着智能手机摄像头大战的升级，技术领先的智能手机完整设备制造商（OEM）预计将全力以赴前进各自的摄像头系统，为用户获取许多有意思的自由选择。这种可怕的超级摄像头创新将在各类品牌中遍地开花。2018年11月29日，美国专利及商标局（USPatentTrademarkOffice，USPTO）公布了一份牵涉到苹果公司改良深度摄像头的专利申请，更加具体地说，专利内容牵涉到光电器件，尤其是激光观测与测距（LiDAR）传感器。

今年早些时候，一家取名为TriLumina的公司研发出有使用VCSEL的经济、可信的激光雷达（LiDAR）系统，可用作混合现实（MR）耳机、3D传感应用于、手势识别系统、游戏、机器人和汽车，明确应用于如下图右图。正如TriLumina所述，LiDAR与VCSEL技术相结合正是近期美国专利及商标局公布的两项苹果新的专利的主题。苹果公司认为，现有和新兴消费应用于对动态3D光学的市场需求日益增长。

这类光学器件（即一般来说所说的LiDAR），是利用光束太阳光目标场景并分析光线的光信号，来构建对目标场景中每个点的距离的远程测量（一般来说是强度），即所谓的目标场景深度。确认目标场景中每个点距离的常用技术为：对目标场景收到光束，然后测量光束来往的时间，即飞行中时间（ToF），测量光束从光源抵达目标场景再行回到探测器附近的时间。单光子雪崩二极管（SPAD）阵列为基于ToF原理的LiDAR获取了探测器。

SPAD，也被称作盖革模式雪崩光电二极管（GAPD），是一种需要捕捉单个光子的探测器，具备十分低的抵达时间（TOA）分辨率（大约几十皮秒）。而SPAD可利用专用半导体工艺或标准CMOS技术来生产。

在单芯片上生产的SPAD传感器阵列，目前已在3D光学摄像头中获得实验性应用于。苹果公司的发明者主要专心于改良LiDAR传感器及其用于方法。苹果公司说明了本发明的明确案例，目标场景被一束或多束光所照耀和扫瞄。

在本发明用于多光束的案例中，这些光束是利用散射光学元件（DOE）、棱镜、分束器或该领域中未知的其他光学元件来分化光束，从而构成多光束。其他案例的多光束一般来说是利用多个并存激光光源产生。

本发明案例中，多光束由如VCSEL或VCSEL阵列等单片激光阵列所产生。下面的苹果专利图1（FIG.1）得出了本发明案例中LiDAR系统（18）的示意图。由一个或多个脉冲激光器构成的激光光源（20）收到的光束通过双轴光束改向装置（24）指向目标场景（22），在目标场景上构成并扫瞄灯光点（26）。

（其中“光束”一词在此所指还包括红外线、红外线和紫外线等波长范围内的任何种类的光辐射。）光束改向装置可以是扫瞄镜或任何其他该领域未知的、必要类型的光转动器/扫描仪。

灯光点（26）则是由收集光学元件（27）光学到由如SPAD等单光子、时间脆弱传感元件构成的二维探测器阵列（28）上。上面专利图3（FIG.3）中的芯片52和芯片54皆由硅晶圆做成，利用众所周知的CMOS生产工艺，并基于该领域未知的SPAD传感器设计以及适当的偏压掌控和处置电路。大多数人指出LiDAR系统仅有与自动驾驶汽车和景观测绘有关。

因此，TriLumina获取的一些信息不利于拓宽大家的思维，这些信息展出了LiDAR和VSCEL结合是如何应用于还包括如混合现实耳机等面向消费者的设备、ToF摄像头以及虚拟现实应用于等新一代应用于。今年10月，PatentlyApple公布了一份为题“ApplehasshowngreatinterestwithIn-AirGesturingviaMultiplePatentApplicationsandtheirPursuitofLeapMotion”的报告。

报告指出苹果将耕耘新一代耳机，构建在混合现实耳机的情景下利用深度摄像头已完成手势辨识。TriLumina回应，这款产品将用于LiDAR与VSCEL技术相结合的芯片。

苹果在2017年第二季度申请人已完成的两项专利申请20180341009和20180341009皆被命名为“多量程飞行中时间传感（Multi-rangetimeofflightsensing）”。考虑到这是专利申请，目前该产品的上市时间还科不得而知。

这些专利背后皆隐蔽着得意的发明家，表明了这些根本性发明者很有可能是苹果公司巨额项目的一部分。其中一名发明家来自苹果公司以色列的PrimeSense团队，该团队研发了苹果公司用作FaceID的TrueDepth摄像头，以及Animoji和Memoji应用于。

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