苹果新专利曝光:LiDAR 3D传感方案、脉冲波传感设计

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近期,美国专利商标局公布苹果两项与ToF和LiDAR传感相关专利,专利中分别指出了一种3D传感校正方案和一种LiDAR系统的波形设计方案。

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据青亭网了解,近年来苹果在iPad Pro、iPhone 12 Pro等设备上开始采用LiDAR传感器,这项技术原本常见于自动驾驶汽车,应用在摄像头模组后可实现更加沉浸的AR和3D场景扫描效果,以及夜晚拍摄模式。与此同时,苹果的LiDAR传感器利用dToF技术进行3D测距,dToF指的是直接测量飞行时间,利用VCSEL向周围场景发射脉冲波,通过测量脉冲波从目标物体反射回所需的时间来预测距离,并生成深度图。

那么,苹果新曝光的专利又描述了哪些与LiDAR相关技术呢?

1)3D传感器校正

这项专利描述了校正3D传感、光源、传感器阵列等元件的过程。苹果在专利中写道,3D传感元件包括发光元件、传感器、处理器和控制电路,光源向目标场景发射光波后,遇到场景中的物体返回并摄入传感器,接着光学收集器将传感数据映射在传感元件中,输出的信号传输给处理器和控制电路,来识别脉冲光波从发射到返回的时间和距离。

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总之,这项专利详细描写了整个LiDAR测距的硬件方案和原理,包括VCSEL元件发射脉冲包,SPAD传感器接受信号的过程。

2)LiDAR系统波形设计专利

实际上,在LiDAR传感器进行ToF测距的时候,为了区分每次发出和返回的脉冲波,连续的脉冲波之间需要间隔一段时间,因此LiDAR系统的波形设计很重要。苹果在专利中表示,这项LiDAR方案发射的脉冲波时间间隔比预期的ToF模组更短,如此一来3D传感的采样率更高,可实现更高的空间分辨率或扫描区域(FoV)。

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据悉,苹果在专利中描述了多种设计方案,比如输出的脉冲序列包括时间分离的脉冲元组,或应用元组和高频脉动结构编码,等等。参考:Patently Apple

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责任编辑:小新
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