不久前，苹果的春季新产品以官方网站直接发布的形式发布。没有传奇的iPhone 9。大多数新产品都是传统升级产品，包括苹果平板电脑、苹果迷你电脑和苹果笔记本Air系列产品。
然而，有一款产品必须引起我们的注意，那就是2020年的iPad Pro，不是因为它增加了“双摄像头”，而是因为它首次引入了“激光雷达”组件。在苹果官方网站上，这一部分被详细介绍。苹果认为这是向革命性的增强现实应用迈出的重要一步。在过去，苹果公司多次彻底采用的新技术已经改变了整个行业，如触摸识别、面部识别结构光镜头、空气光盘的SiP封装等。因此，有必要从技术本身到应用和产业链上揭开激光雷达背后的神秘面纱。
苹果官方网站iPad专业激光雷达组件介绍
在过去的两年里，“激光雷达”在自动驾驶领域被提及的越来越多，所以当我看到苹果公司在iPad上安装激光雷达的新闻时，许多人质疑激光雷达是否“太大”，主要用于自动驾驶汽车和清扫机器人。是因为苹果改变了这个概念吗？
事实上，这不是一回事。我从与业内许多从业者的交流中了解到，iPad Pro激光雷达背后仍然是ToF(飞行时间)三维视觉技术方案。事实上，华为、三星、OPPO、vivo等安卓工厂已经玩了很长时间。例如，华为智能手机中使用的分离空控制屏幕是由ToF镜头实现的，但这里的iPad Pro中使用的ToF镜头技术与这些制造商使用的非常不同。
请注意，苹果iPad Pro上使用的ToF技术以“d”和“dToF”为前缀。通过直接飞行时间测量，iPad Pro有望将增强现实应用效果的准确性和流畅性提高到一个新的水平，同时大大降低能耗。有人说苹果可能是第一个将数字电视技术商业化的消费硬件公司。
用iPad Pro的雷达系统实现增强现实功能
据了解，激光雷达应用于iPad Pro只是一个开始。iPhone也可能很快会被使用。很有可能早在今年，苹果公司就在两年前要求工程师研究后方三维深度相机。
自从ARKit于2017年首次推出以来，苹果一直在探索AR在移动终端中的应用。激光雷达的加入是继结构光透镜模块之后，在增强现实应用方面的另一项重要硬件创新。苹果的做法与所涉及的技术和供应链有什么不同？通过与许多从业者的交流，我们将了解到iPad Pro激光雷达葫芦里卖的是什么药，以及苹果背后有什么样的ar野心。
带激光雷达的IPad专业版，旧卖点还是新变化？
谈到激光雷达，许多人会想到自动驾驶汽车。激光雷达以近乎真实的方式构建了一个三维的周围环境地图，这样汽车就能“看见”其他汽车、树木和道路。
自动驾驶领域的激光雷达公司RoboSense的联合创始人兼首席运营官马克告诉志华，这是完全不同的。车载激光雷达主要保证安全，识别距离远，性能要求高。与钱包大小的车载激光雷达相比，iPad Pro上的激光雷达可以识别数米，检测标准不同，成本较低。
根据马克的推测，新款iPad Pro背面的激光雷达很可能会采用闪光方案。目前，固态激光雷达大致形成了三条技术路线:微机电系统、光学相控阵和闪光。根据专业知识，微机电系统和运算放大器都是扫描，而闪存是非扫描。简而言之，闪光就是快速而直接地发射出一面巨大的光墙，从而通过飞行时间的方法获得深度信息。从某种意义上说，闪光灯类似于夜视相机，但光源是自己发射的。
既然没有机械的“扫描”动作，为什么苹果官方网站推广“雷达扫描仪”？与其他两种技术路线相比，闪光不依赖于移动的机械部件，而是依靠电子部件发出的数字信号来控制激光发射角度。因此，苹果宣传页面中的“扫描”可能描述的是一个具体的感知过程，而不是机械操作。
那么，苹果的激光雷达和华为、OV、三星和小米推出的ToF深度相机有什么不同呢？事实上，激光雷达是传感器硬件，而ToF是激光测距方法，指向一件事。
面向OPPO R17专业版的ToF模块
ToF(飞行时间)是一个包罗万象的术语，它指的是一种通过光、气体和液体等粒子的速度来计算距离的技术，已经有100多年的历史了。早在1887年，迈克尔逊就首次提出用光波作为测量长度的标尺。20世纪60年代，激光的发明使“光测距”成为现实。
ToF相机模块在中国引进智能手机中的一些应用
三星Note10系列手机三维造型
此外，苹果公司只说测量距离是5米，这不是很远。同时，5米内的识别效果和抗干扰性能如何？我还不知道。我相信产品售出后，用户会有直观的体验。
由此，我们可以看到苹果公司的iPad Pro上的dToF方案与安卓手机和车载激光雷达上使用的iToF方案有这些相似和不同之处:
1.所有三种方法都使用光学传感和ToF距离计算。
2.与车载激光雷达相比，iPad Pro的dToF方案是一个固定的平面三维传感器，而后者是一个旋转的单线或多线；同时，Flash在车辆应用中存在感知距离短的问题，适合苹果设定的场景。
3.与安卓的iToF方案相比，iPad Pro的dToF方案发射不同的脉冲信号，因此传感器组件和算法也不同。
让我们更仔细地看看dToF和iToF之间的区别。
进化ToF相机的技术奥秘是什么？
尽管使用了所有ToF测量方法，但苹果这次使用的是直接飞行时间的时差，这与华为的马丁30型和活体内NEX型的间接飞行时间时差不同。
dToF和iToF的主要区别
iToF和dToF测量方法示意图
从图中可以看出，dToF的性能比iToF好得多，但生产过程也更复杂。
由于dToF方法，在iPad Pro背面的激光雷达将能够解决直接测距中时间分辨率低的问题，达到ps(皮秒)时间分辨率，并且精度不会随距离而大大降低。换句话说，iPad Pro的ToF相机的性能不会有丝毫提高。它带来了一个进化的ToF镜头，这将大大提高增强现实体验的准确性和流畅性，并大大降低功耗。
视觉效果更加真实流畅的增强现实游戏体验
与此同时，双光子探测器大多依赖于阵列式单光子雪崩二极管等元件，而单光子雪崩二极管工艺非常复杂，世界上能做到这一点的制造商很少，集成也很困难。这也是为什么以前没有制造商将dToF方案插入手机轮胎漏气产品的一个重要原因，但现在一些制造商正在逐渐将dToF技术引入清扫机器人等产品，但其模块体积比iPad专业版大得多。
以下是智虎天才张艾瑞克对数字电视的一个关键组成部分——数字电视的大众科学的评论:
雪崩二极管是dToF的关键。从下图的左边看，第一个是光电二极管，第二个是雪崩二极管，第三个是单光子雪崩二极管。APD和SPAD的主要区别在于，通过增加偏置电压，当光子到达光电二极管时将产生雪崩效应，即，将产生大量电子。这对成像不好，但对探测脉冲有好处。SPAD比PAD更敏感，也就是说，只需要几个光子就能产生雪崩效应。
SPAD的小型化是dToF难以在小型消费电子产品(如手机)上使用的技术瓶颈之一。张埃里克认为，dToF实际上并不是第一次在消费类设备上使用。DToF传感器首次用于手机的备用激光聚焦和苹果人脸识别测距。然而，小型化的限制使其难以提高传感器的分辨率。这一次，iPad Pro的激光雷达在这方面取得了突破，其分辨率比以前设备上的dToF更高。他估计苹果的激光雷达分辨率应该达到qvga和vga之间(320 * 240像素到640 * 480像素)。
单光子雪崩二极管元件的功能特性
既然关键部件的小型化如此困难，苹果是如何做到的？一些分析人士认为，苹果是在专门用于光感测的雪崩二极管和数字电路完全独立制造之后的晶圆级拼接过程。这似乎很可能是苹果在供应链中推动技术进步的又一个例子。
谁将是iPad专业激光雷达的赢家？
谁是iPad Pro激光雷达背后产业链的供应商？会不会是为苹果提供人脸识别技术的Lumentum？人脸识别也使用三维视觉技术来获取人脸深度信息，但它使用的是结构光三维视觉技术，这是ToF和RGB双目视觉的三个不同的技术方向，也不同于iPad Pro上的lidar -ToF方案。
与此同时，根据外国媒体Fast Company上周的一份报告，Lumentum表示，它没有与苹果讨论在未发布的设备中使用其三维视觉技术。
为iPhone 7 Plus提供传感器的意法半导体(ST)是否参与其中？该公司是世界上第一家提供基于SPAD技术的公司，目前还没有回应。
据了解，苹果公司在2019年获得了“光探测和测距传感器”的授权，其中提到的Trilumina可能也参与了iPad Pro的激光雷达设计。
根据激光雷达产业链中的一位资深专业人士的分析，iPad Pro back radar SPAT传感器的供应商包括索尼、意法半导体、LG innotek和其他公司。据推测，新的iPad Pro很可能会使用索尼的背光堆叠技术和LG在韩国大邱的相机模块工厂，将激光雷达压缩成如此小的空。
有国内球员吗？该专业人士表示，国产传感器仍有很长的路要走，而国产模块和镜头将在一段时间的准备后进入。还有业内人士透露，从产业链上来说，苹果直到2021年才会推出数字电视。目前，国产手机可能需要两年时间才能达到这一水平。
在华为的Mate 30 Pro中，ToF解决方案供应商中有许多是国内制造商
在营销卖点的背后，是苹果的AR生态应用大楼
如果iPad Pro的激光雷达是一个进化的ToF相机，那么我们将回到同样的老话题。
为什么苹果第一个吃螃蟹，应用生态学准备好了吗？
从市场上现有的产品来看，后部深度传感器的应用有三个主要方向:
首先，对相机进行了优化，使景深变得模糊，美感更好。第二种是增强现实体验，如角色识别(如实时视频应用)、磁共振游戏、人体测量、增强现实标尺、表情符号、三维建模、增强现实导航等。第三，人脸解锁、手势操作等更复杂的功能。
用增强现实导航
一般来说，这些应用程序还不够难。然而，在具有相对硬核的人脸解锁和手势识别应用中，ToF激光雷达方案很容易被毫米波雷达、结构光三维视觉等方案所取代。
“缺乏应用”的问题直接冲击着ToF三维视觉技术的“突破点”和“立足点”。如果对三维视觉应用的需求不能“硬”，激光雷达或ToF相机只是技术圈每年更换背心和更新的营销卖点。
然而，跳出来看看苹果是否在酝酿其他惊喜。很有可能。
苹果为什么选择在iPad上推出ToF相机？有人说这个模块可能不够小，无法集成到手机中。
但上周，外国媒体Fast Company报道称，今年至少有一部iPhone背后将有一部ToF 3D深度相机。据说，iPhone工程师已经花了至少两年时间研究后部3D深度相机，而更轻更便携的ar眼镜已经在研发中。
除了技术，苹果本身也在推动增强现实应用的开发和授权。早在三年前，苹果就推出了AR开发平台ARKit，但它一直有点低调。苹果的增强现实布局长期以来被描述为“胡萝卜加大棒”，并且具有长远的眼光。
这与葡萄酒无关，苹果公司现在正在传感器硬件方面进行新的尝试，但正在考虑将增强现实应用和软件生态提升到一个新的水平。在苹果推出增强现实的三年中，没有出现任何“杀手级”应用。激光雷达传感器的发展有望解决这一问题。
在iPad Pro激光雷达传感器应用演示中，苹果一直试图展示其增强现实应用的威力。例如，它的苹果街机热熔岩游戏可以使用数据更快、更准确地模拟客厅来生成游戏表面；有一个计算机辅助设计应用程序，可以扫描房间的三维模型并查看它们的外观。另一个演示可以准确地确定手臂的运动范围。
使用增强现实玩现实网络游戏
用自回归模拟生态系统
使用iPad专业版实现更多学习和工作功能
根据9to5Mac的本杰明·梅奥的说法，苹果公司目前正在开发一个iOS 14系统的增强现实应用。用户可以将iPhone瞄准苹果商店和星巴克的产品，这样他们就可以在手机屏幕上看到更多关于产品的信息，并以增强现实效果的方式显示出来。
夏天的昆虫不会说冰。苹果的愿景远非卖点，而是消费者增强现实的新出路，即创建在地面上的增强现实建筑。手机会成为增强现实设备吗？苹果会成为增强现实公司吗？
结论:相机背后是苹果的增强现实雄心
苹果的iPad Pro发布激光雷达，乍一看令人惊讶，乍一看也不奇怪。它更像是进化的ToF相机。尽管这一卖点早在去年就被主要安卓制造商所利用，但苹果的到来可能会再次点燃这一技术应用。
早在2016年，当苹果推出AirPods耳机时，它并没有引起业界的注意。然而，接下来几年的发展直接催生了TWS耳机市场，年出货量超过1亿部。结果，苹果创造了一个新的收入类别，超过了苹果电脑。李勋精密和戈尔控股等供应链公司追随了TWS的趋势，股价飙升。如果始于iPad Pro的dToF技术能够得到广泛应用，它肯定会给上游供应链带来新的机遇。
在应用层面，真正的增强现实杀手级应用可能会出现，毕竟苹果已经为增强现实奠定了三到四年的基础。从2017年ARKit的第一次发布到开发商对增强现实应用程序(如宜家家具采购应用程序)的开发推广，苹果一直是增强现实领域最活跃的探索者。
除此之外，苹果还强调了iPad激光雷达部署背后更深远的考虑。随着带有后置t of相机的iPhone的出现，增强现实眼镜和轻型磁共振设备会远远落后吗？通过双管齐下的方法来支持苹果的增强现实应用生态，苹果的增强现实建筑会建得越来越高吗？有许多想象空。
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