森的未来专利号

对于普通用户来说，他们可能并没有深刻意识到这种变化，但对于全球激光雷达市场来说，这可能是一个预示未来方向的信息。

激光雷达并不是一项新技术。它于20世纪80年代推出，并于90年代开始商业化。近十年，自动驾驶兴起。激光雷达被视为自动驾驶的“眼睛”，备受关注。

然而，车载激光雷达价格昂贵且体积庞大，价格可能超过万元，这将大大增加汽车的成本，以至于特斯拉创始人埃隆·马斯克(elon musk)称“用激光雷达的人都是傻逼”，但目前车载激光雷达只能用于自动驾驶测试，无法大规模商业化。

苹果的激光雷达技术并没有那么复杂，但苹果已经有过几次自己推动全产业链的先例，这种变化也可能发生在激光雷达身上。

苹果擅长将成熟技术推向大规模消费市场，激光雷达是另一个案例。

iPad激光雷达的背后仍然是ToF(飞行时间)三维视觉技术。ToF技术的本质是利用雷达发射多种光波，这些光波被障碍物反射。通过测量发射光和反射光之间的飞行时间，可以估计深度并确定距离，从而可以获得被测物体的3D图像。20世纪60年代，随着激光的发明，利用光波测试距离成为现实。

从2016开始，手机厂商掀起了一股“一切都可以是ToF”的浪潮。华为、三星、OPPO、vivo智能手机热衷于远距离控制屏幕、ToF米托等功能(优化手机摄影景深功能)。

这是iPad pro在煮冷饭吗？

不是这样的。ToF技术可分为iToF和dToF。据内部人士透露，iToF的原理比较简单，采用红外光源扫描，集成难度较大。但是，它的缺点也很明显。一是精度低，抗干扰能力差。第二，它的功耗高，随着距离的增加而大大增加。这意味着iToF无法捕捉高精度的运动3D图像，在实际应用中的作用相当微弱。

相比之下，dToF通过对应时间更快的SPAD(单光子雪崩二极管)+TDC(时间数字转换电路)提高测量精度，功耗更低，抗干扰能力更强。但dToF对硬件要求高，集成难度大，成本高，在消费电子产品中应用较少。

苹果选择了dToF技术。据其介绍，一种特殊的激光雷达扫描仪使用直接飞行时间(dToF)来测量室内或室外环境中最远五米反射的光。它可以在光子级别进行检测，并以纳秒速度运行。不仅如此，激光雷达扫描仪配合后置双摄像头、运动传感器和iPadOS中的架构，进行深度测量。

dToF技术在小型消费电子产品中的应用瓶颈是SPAD难以小型化。知乎用户张Eric表示，SPAD越大，激光雷达的分辨率越高。他认为iPad Pro的激光雷达是这方面的突破，估计激光雷达的分辨率可以达到QVGA到VGA之间(320 * 240像素到640 * 480像素)。换句话说，iPad Pro的相机性能将得到提升，AR体验的准确性和流畅性也将大大提高。

对于新iPad Pro上的AR效果，苹果官方表示；“增强现实应用程序可以给人更强的真实感:放置虚拟物体现在可以即时完成；真实感物体遮挡功能允许虚拟物体在真实场景结构中来回插入；动作捕捉和人物遮挡功能也经过优化，精确度更高。”

此外，超广角摄像头的加持也可以让iPad Pro 2020的拍摄角度更大，在4K视频和图像方面也是更大的提升。

在激光雷达的帮助下，iPad Pro 2020为增强现实(ar)和其他领域增添了更多想象空间。对此，苹果给出了三个典型场景:AR身高测量、AR游戏和宜家AR家居装修。以AR游戏《炽热的岩浆》为例，iPad Pro的激光雷达扫描仪可以将客厅变成岩浆场，孩子们需要跳到家具上躲避地板上的模拟岩浆。

有许多手机制造商热爱ToF技术。为什么是苹果最先落地激光雷达扫描仪？

这源于苹果早期造车的思路。2014年，苹果造车计划“泰坦计划”正式诞生。当时，苹果希望复制iPhone的成功，从零开始生产完整的无人驾驶汽车，并与其他汽车制造商的项目竞争。为此，苹果四处招兵买马，部门人员一度多达2700人。

然而，苹果的造车之路并不顺利。在负责人变更和研发方向调整后，“泰坦计划”被搁置，苹果在2016年转向专注无人驾驶系统。2019年，据国外媒体报道，苹果公司在给加州就业发展部的邮件中表示，其自动驾驶汽车部门计划裁员190名员工。

尽管在自动驾驶赛道上跌跌撞撞，但苹果仍有一些技术突破。2018 11 10月，一项名为“多量程TOF传感”的苹果深度相机新专利被美国专利商标局正式公布，该专利主要集中在相机中光电元件的优化，尤其是激光雷达传感器。

在TriLumina开发出高光束质量、低生产成本、低功率的VCSEL垂直腔面发射激光器后，苹果公司申请了一项新专利，主题是将激光雷达与VCSEL技术相结合，应用于ToF相机、ar等新产品。

2065438+2009年4月，据路透社报道，援引知情人士的话称，苹果正在寻找比目前技术更小、更便宜、更容易量产的激光雷达设备。这些专利和硬件可能极大地促进了配备激光雷达的iPad Pro的诞生。

源于造车的iPad pro激光雷达，自然与车载激光雷达有着天壤之别。

RoboSense联合创始人、自动驾驶领域的激光雷达公司首席运营官·马克在接受Zhidx采访时声称，“这完全不同”。男人钱包大小的车里的激光雷达和iPad Pro上的激光雷达只能识别数米，探测标准不同，成本更低。相比而言，车载激光雷达主要保证安全，识别距离远，性能要求高。

一位来自L4级无人驾驶卡车供应商图森的算法工程师告诉未来汽车日报(ID: auto-time):“与普通乘用车相比，卡车需要运输货物，所以不能急刹车，所以自动驾驶卡车的感知距离需要1000m。”

马克特别推测，新款iPad Pro背面的激光雷达很可能采用非扫描闪光灯方案。这种方式在车载应用中存在感知距离短的问题，在苹果设定的场景中也恰到好处。另外，据Mark介绍，与车载激光雷达相比，iPad Pro的dToF方案是固定的平面3D传感器，后者是旋转的单线或多线。

但是，即使在技术上没有突破性的创新，iPad Pro和后续的iPhone，年销量巨大，必然会使激光雷达的整个产业链迅速成熟，同时带动激光雷达在其他电子消费品上的应用，推动激光雷达技术的普及。届时，厂商也可以放开手脚实现更多的技术创新。

作者|焦

编辑|徐洋