“本文整理自微信公眾號「中國電子報」（ID：cena1984），作者張心怡。

提起激光雷達，很多人的第一反應是自動駕駛汽車頂部動輒幾十萬美元的“大罐子”，或者搭載在自動駕駛汽車車身的萬元左右傳感器。蘋果用于iPad、iPhone的激光雷達與車載激光雷達有何分別？dToF技術有何特點？將幫助蘋果達成哪些目標？

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據前蘋果授權零售商員工Fudge透露，iPhone 12 Pro及12 Pro Max兩款手機將和蘋果iPad Pro一樣，搭載基于dToF技術的激光雷達傳感器。提起激光雷達，很多人的第一反應是自動駕駛汽車頂部動輒幾十萬美元的“大罐子”，或者搭載在自動駕駛汽車車身的萬元左右傳感器。蘋果用于iPad、iPhone的激光雷達與車載激光雷達有何分別？dToF技術有何特點？將幫助蘋果達成哪些目標？

消費級激光雷達有何玄機？

在自動駕駛場景下，激光雷達旋轉并發射激光線束，對車體周圍的各類目標進行檢測，再結合軟件算法創建車體周圍環境的實時3D模型，是車輛自動選擇可信車道的決策基礎。

但是，車載激光雷達傳感器，尤其是車頂的機械式激光雷達傳感器造價昂貴，從幾萬美金到幾十萬美金不等，特斯拉CEO馬斯克就曾公開表示“傻子才用激光雷達”。為了降低成本，安森美、歐司朗，以及國內的覽沃科技等企業推出了固體雷達方案，有望將激光雷達傳感器價格降至人民幣萬元左右。

即便是萬元左右的傳感器，對于手機、平板電腦等個人消費產品，仍然是不可承受之重。蘋果搭載在iPad Pro的激光雷達，與車載激光雷達有何不同？麥姆斯咨詢創始人兼CEO王懿向記者解釋了兩者的區別。

在探測器方面，蘋果iPad Pro搭載的激光雷達采用索尼研發的ToF圖像傳感器，該傳感器是基于CMOS技術的單光子雪崩二極管（SPAD）陣列，由于索尼擁有深厚的CMOS圖像傳感器功底，可以將ToF圖像傳感器的量產成本降低，以滿足消費電子近距離的深度感知需求。而汽車激光雷達，尤其是遠距離機械旋轉式激光雷達采用單點APD，實現多線束探測時需要多對探測器和光源，成本大幅上升。

在光源方面，iPad Pro搭載的激光雷達采用垂直腔面發射激光器（VCSEL），而汽車激光雷達常常采用邊發射激光器（EEL）等大功率產品。

“EEL等大功率產品通常價格較貴，而蘋果激光雷達采用的VCSEL 屬于消費類級別小功率產品，價格較低。”王懿說。

為什么選擇dToF？

ToF（飛行時間法）是一種具備深度感知能力的3D成像技術，可分為dToF（直接飛行時間法）和iToF（間接飛行時間法）兩種。此前，已經有手機廠商將ToF裝進手機，用于輔助對焦、檢測物體體積等應用，多為iToF方案。相比iToF，蘋果采用的dToF技術有哪些特點？

賽迪智庫集成電路所在最新報告中指出，dToF可達到超低的占空比，相比iToF更省電，成像速度更快，但是技術壁壘較高、對硬件的要求較高。由于dToF相比iToF在信息快速獲取、抗干擾、成像清晰度等方面具有優勢，伴隨算法技術、硬件設備的不斷成熟與完善，dToF有望成為深感影像技術的主流解決方案。

王懿指出，dToF光源需要納秒甚至皮秒級的短脈沖激光，探測器需要SPAD或者APD，這兩類探測器受限于技術原因很難做成大陣列，所以分辨率通常較低，但是dToF抗環境光干擾、功耗低、測量距離遠。iToF輸出一幀深度圖像通常需要采集多個相位的圖像數據來計算相位差，對光源和探測器要求不高，能提供較高的分辨率，但是iToF整體功耗較高、易受環境光干擾，并且提高深度圖的幀率較難。

蘋果表示，特制的激光雷達掃描儀能測量室內或室外環境中從最遠五米處反射回來的光。它可從光子層面進行探測，并能以納秒速度運行，為AR（增強現實）及更廣泛的領域開啟無盡可能。

“蘋果iPad Pro激光雷達集成的dToF傳感器可以呈現深度圖像，主要應用是AR，未來有望在消費市場規模化搭載。據悉，蘋果下一代iPhone手機會集成激光雷達dToF傳感器。”王懿表示。

完善AR版圖的又一舉措

近年來，手機業務人口紅利不再，廠商競爭激烈，蘋果不再一味倚重iPhone。

2016年，蘋果推出了AirPods，引爆了真無線耳機市場。

2019年，蘋果加強了支付服務及TV、Arcade、News+等一系列內容訂閱服務。

而AR，是蘋果擴張生態版圖的又一舉措。賽迪顧問高級分析師袁鈺向記者表示，蘋果的AR布局包括專利、開發者生態和內容應用等領域。專利方面，僅2020年，蘋果就申請了虛擬會議、光波導光學系統、頭戴式設備前方蓋板、透鏡模組等數項AR相關專利。開發者生態方面，蘋果在2017年推出ARKit開發平臺。開發人員可以使用這套工具為iPhone和iPad等設備創建AR應用程序。此舉極大的刺激了谷歌，使其重拾曾經放棄的Tango項目并推出ARCore平臺與之抗衡。內容應用方面，蘋果iPhone 6s/se以上版本的手機型號已經支持ARKit，可運行高質量的AR應用，iPad A9處理器以上版本也全面支持ARKit技術。

“僅2019年，蘋果商店上線AR應用就超過4000款。可以說，蘋果是目前當之無愧的AR巨頭。”袁鈺說。

激光雷達，是蘋果架起iPhone、iPad以及預計2023年發布的AR眼鏡等硬件產品與ARKit、iOS、iPadOS等軟件系統的橋梁，讓iPad Pro等產品成為“體驗增強現實的強大設備”，也為開發者利用ARKit開發內容提供更大的自由度，將推動AR從游戲“癢點”走向提升生產力和生活質量的“痛點”。

目前，谷歌對XR的布局重點已經從VR轉向AR，Facebook為打造AR設備搶先與蘋果考慮收購的AR屏廠Plessey達成獨家合作協議，華為地球級XR項目河圖的首款產品AR地圖隨國行版P40同步上線，科技巨頭正在不斷加碼AR。

此前，The Information和彭博社報道稱，蘋果AR項目已投入千人左右團隊，蘋果高管認為AR眼鏡有望十年內替代iPhone需求。

未來，科技巨頭將繼續增強手機、平板、可穿戴設備的AR能力，還是開發出真正破局的AR拳頭產品？讓我們拭目以待。