苹果曝光新专利 正致力于升级LiDAR传感器

　　原标题：苹果曝光新专利 正致力于升级LiDAR传感器

　　随着全球智能手机行业竞争愈演愈烈，各大厂商都在加速手机软硬件方面的升级。而在美颜相机的浪潮下，行业内也引发了一场相机大战，品牌开始全力以赴优化各自的相机系统，为用户提供更多有趣的功能，以提升自身竞争力。

　　近日，谷歌和LG分别发布了两项与摄像头相关的专利，其中谷歌提交了一项涵盖深度摄像头的专利，类似于苹果的原深感摄像头（TrueDepth摄像头），支持手势识别、Face ID，未来可应用于Pixel手机、平板电脑、Chromebooks等。

　　值得一提的是，LG提交了一项有关后置16枚透镜摄像头的专利。现在市面上的手机大多为后置双摄，今年华为发布的Mate 20系列后置三摄头，被网友戏称“浴霸”。

　　LG的16枚摄像头将呈4x4矩阵排列，不知新机出来后会是怎样的效果？据悉，在单次拍摄中，每个摄像头将覆盖不同的角度，从而提供更优的拍摄体验。

　　而就在今天，美国专利商标局公布了一项关于苹果深度摄像头的专利。文件显示，苹果正在优化其深度摄像头，主要涉及光电感应组件，特别是激光探测与测量传感器（LiDAR）。

　　何为LiDAR？

　　LiDAR——激光探测与测量（Light Detection And Ranging），也就是激光雷达，大致分为机载和地面两大类。其中机载激光雷达是一种安装在飞机上的机载激光探测和测距系统，可以量测地面物体的三维坐标。

　　通过利用GPS和IMU（Inertial Measurement Unit，惯性测量装置）进行激光扫描，所测得的数据可用于构建3D模型。

　　今年早些时候，硅谷初创TriLumina开发出了集成VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器）的LiDAR系统，可用于VR/AR/MR设备、3D扫描、手势识别系统、游戏、汽车等领域，如下图所示。

　　而LiDAR和VCSEL技术的结合正是苹果专利的两大主题。iPhone X的深感摄像头即利用了VCSEL来支持Face ID识别。

　　苹果指出，现有的应用程序已经对实时三维成像产生了越来越大的需求。这些成像设备，通常也称为光检测和测距（LiDAR）传感器，通过照亮目标场景，可以远程测量目标场景上每个点的距离（通常是强度）。

　　通过分析反射的光信号确定目标场景上每个点的距离、向目标场景发送光束，然后测量光学所用的往返时间，即飞行时间（ToF）。

　　LiDAR传感器中集成了SPAD二极管，这是一种具有单光子探测能力的光电探测雪崩二极管，可应用于拉曼光谱、正电子发射断层扫描和荧光寿命成像等领域。

　　苹果正在致力于升级LiDAR传感器

　　苹果专注于改进激光雷达传感器及其使用方法，在本发明中，其由一个激光束或多个光束照射和扫描目标场景。但在一些使用多光束的实例中，这些光束是通过使用衍射光+

　　学元件、棱镜、分束器或其他光学元件分裂激光束而产生的，即使用若干离散激光光源产生多个光束。

　　在苹果的发明中，团队使用单片激光器阵列产生多个光束，例如VCSEL或VECSEL阵列。

　　比如，在苹果的专利图LiDAR系统18的示意图中，来自包括一个或多个脉冲激光器的激光光源20的一束或多束通过双轴光束控制装置24反射到目标场景22，在目标场景上形成和扫描照明点26。

　　总之，现有发明为增加光束发散角提供了有成本效益的方法，而VCSEL数列即实现了此种方法。

　　很多人认为LiDAR系统仅仅与自动驾驶汽车或测绘景观相关，但目前信息展示了LiDAR与VSCELs的结合是可以广泛应用于其他领域的，比如VR领域。