👨🏼‍🏭 ⛹🏽 👊🏻 挖掘iPad 11 Pro激光雷达 🕣 🕺🏼 🤚🏼

配备激光雷达的Apple iPad 11 Pro具有对3D对象的更深入，更详细的识别。为此，ToF摄像机还使用了不同的技术来测量点位置的范围。

苹果公司率先在各种产品上使用激光雷达。苹果已经在其iPad Pro 11中内置了激光雷达，现在似乎每个人都想使用激光雷达。

苹果的行动和对苹果的反应影响了整个电子行业。芯片和传感器厂商正在重新考虑他们的计划。有些人已经改变了他们的商业模式。

但是，激光雷达是什么？ Apple选择该术语来描述一种新的可测量深度的传感器，换句话说，该传感器可识别三维物体。

YoleDéveloppement公司光子学和显示部门首席分析师Pierre Cambu解释说，平板电脑和智能手机中的激光雷达本质上“只是一种识别三维物体的技术”。

无论是自动驾驶汽车，智能手机还是平板电脑，各个领域的许多工程师已经探索了结合识别二维物体的传感器中的像素和颜色使用数据“深度”信息的方法。例如，激光雷达在汽车工业中用于确定距高度自动化车辆周围物体的距离。

苹果最近发布的iPad 11 Pro使用激光雷达来增强其增强现实体验。该激光雷达是为Apple的ARkit 3.5开发套件设计的。

用于确定和测量深度的特殊技术使此激光雷达必不可少。正是这项技术使该传感器受到其他移动设备制造商（包括华为和Vivo）的监视。

识别三维物体的不同方法

工程师使用多种技术来识别3D对象。其中包括立体视觉，灯光结构和飞行时间（ToF）测量。更复杂的是，ToF技术现在有两种形式：iToF和dToF。 iToF测量相移，dToF测量直接飞行时间。

Apple iPhone X具有结构化的轻型面部识别功能。它的深度估计与红外发射器一起工作，该红外发射器以固定顺序发出30,000个点。这些点对于人类是不可见的，但是对于红外相机而言则是不可见的，该红外相机读取模板中反映出不同深度表面的变形。

随着iPad 11 Pro的发布，得益于dToF技术的使用，3D对象识别变得更加深入和详细。苹果的iPad Pro是迄今为止唯一使用dToF技术的消费类产品。许多智能手机制造商已经使用iToF拍摄更好的照片（ToF相机可以模糊照片中的背景），但不能使用dToF。

该照明构造方法在确定深度方面提供了高精度，但是其缺点是在与样本匹配时计算深度所需的复杂后处理。

相比之下，dToF方法的优势在于其易于后期处理的能力。然而，据信使用该技术的困难在于以下事实：需要高灵敏度的光电探测器（例如，单光子雪崩光电二极管）和大尺寸的光电探测器来测量一维中具有少量光子的飞行时间。

当前，iToF是最常见的3D对象识别方法。使用2D成像传感器中常用的小型光电检测器，它可以提供高度精确的深度感应，简便的后处理和高空间分辨率。

但是，苹果公司在识别3D对象方面走的路比较少。该公司决定使用结构化灯光来识别人脸。对于增强现实，Apple使用dToF。

因此，以下是3D对象识别领域中的每个人都在问的问题：什么是dToF？该技术由什么制成？谁开发了它的组件？

YoleDéveloppement的一个部门System Plus Consulting的分析提供了Apple iPad 11 Pro中3D对象识别模块的详细信息。

在接受《 EE Times》采访时，System Plus的高级技术和价值分析师Sylvain Hallero解释说，iPad 11 Pro的激光雷达由Lumentum的垂直发射激光器（VCSEL）和在附近工作的Sony开发的CMOS接收器组成红外范围（NIR），用于测量飞行时间。

使用索尼单光子雪崩光电二极管的近红外CMOS传感器

作为研究其设备的一部分，突破索尼CMOS传感器对光子学的发展对专家们是一个启示。包括为Yole工作的Kambu。他在最近的一篇博客文章中写道，“看起来像具有iToF和10微米像素的旧设备”实际上是第一个具有像素内连接的消费类CMOS传感器-是的，我们正在谈论的是单光子雪崩二极管阵列。

像素内连接是重要的属性。索尼是第一个使用3D堆栈集成ToF传感器的CMOS传感器的公司。像素内连接允许将CMOS图像传感器与逻辑基板一起放置。 Hallero解释说，由于集成了逻辑阵列，该传感器可以对iPad和物体之间的距离进行简单的计算。

索尼已开发出具有10微米像素，30千像素单光子雪崩二极管阵列的新一代CMOS传感器，从而进入dToF领域。

不过，这不仅仅是索尼的技术壮举。这也与索尼改变了其业务概念有关。

传统上，这家日本巨头在图像处理方面做得更多。不要过度扫描。然而，坎布指出：“索尼一年前将其半导体业务重命名为成像和扫描。”接下来，索尼采取了两个步骤。首先是在2019年向华为和三星交付了iToF传感器，为索尼赚了约3亿美元。第二步是赢得为Apple iPad开发dToF传感器的竞争。”

Kambu怀疑dToF传感器最终可能会进入iPhone。他在分析中指出，“在一个刚刚超过100亿美元大关的市场中，索尼的传感器收入到2020年可能会超过10亿美元。从图像处理到扫描的成功过渡对索尼在CMOS传感器市场的持续实力发挥了重要作用。所有这些将成为新部门繁荣的基础。”

Lumentum垂直发射激光器

除Sony的CMOS传感器外，激光雷达还配备了Lumentum的垂直发射激光器。在这些激光器的设计中，有几个电极连接到发射器。

System Plus的技术和价值分析师Taha Ayari专注于Lumentum已添加到其垂直激光器中的新加工步骤（称为台面接触）。 Lumentum激光器从基板表面发出光。对发射进行微调需要功率管理以及对发射阵列应用各种控件。 Ayari相信Lumentum添加了这项技术来改善对基板的组件测试。

用于脉冲生成以及功率和波束形控制发射极使用德州仪器（TI）的IC驱动器。该电路使用在五个侧面上模制的基于晶圆的封装（WLCSP）。

最后，System Plus声称Lumentum的激光器使用了Himax的新型衍射光学元件（DOE）来创建点图案。

在接下来的页面上，我们共享一些System Plus创建的幻灯片，这些幻灯片说明了在拆卸过程中发现的内容，并且还添加了一些幻灯片，描述了激光雷达市场的前景。