據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，Patently Apple于2018年11月27日發(fā)布了兩份涉及谷歌和LG發(fā)明的專利報(bào)告。

谷歌的專利是一款深度攝像頭，該款深度攝像頭與蘋果公司（Apple）用于手勢(shì)識(shí)別的TrueDepth攝像頭類似，將實(shí)現(xiàn)利用手勢(shì)指令控制未來Pixel手機(jī)、平板電腦、Chromebook筆記本及二合一平板Pixel Slate的功能。該款深度攝像頭將使用垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）。

LG的專利則是一款可提供卓越拍照體驗(yàn)的十六鏡頭攝像頭（16 lens camera），每個(gè)鏡頭覆蓋著不同的角度。該相機(jī)還可讓用戶將拍攝的更為滿意的身體照片與另一張照片的頭部拼接為新照片，實(shí)現(xiàn)了Photoshop的功能。

報(bào)告在最后指出，隨著智能手機(jī)攝像頭大戰(zhàn)的升級(jí)，技術(shù)領(lǐng)先的智能手機(jī)原始設(shè)備制造商（OEM）預(yù)計(jì)將全力以赴推進(jìn)各自的攝像頭系統(tǒng)，為用戶提供許多有趣的選擇。這種瘋狂的超級(jí)攝像頭創(chuàng)意將在各類品牌中遍地開花。

2018年11月29日，美國(guó)專利及商標(biāo)局（US Patent ＆ Trademark Office，USPTO）發(fā)布了一份涉及蘋果公司改進(jìn)深度攝像頭的專利申請(qǐng)，更具體地說，專利內(nèi)容涉及光電器件，特別是激光探測(cè)與測(cè)距（LiDAR）傳感器。

今年早些時(shí)候，一家名為TriLumina的公司開發(fā)出采用VCSEL的經(jīng)濟(jì)、可靠的激光雷達(dá)（LiDAR）系統(tǒng)，可用于混合現(xiàn)實(shí)（MR）耳機(jī)、3D傳感應(yīng)用、手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)、游戲、機(jī)器人和汽車，具體應(yīng)用如下圖所示。

正如TriLumina所述，LiDAR與VCSEL技術(shù)相結(jié)合正是近期美國(guó)專利及商標(biāo)局發(fā)布的兩項(xiàng)蘋果新專利的主題。

蘋果公司指出，現(xiàn)有和新興消費(fèi)應(yīng)用對(duì)實(shí)時(shí)3D成像的需求日益增長(zhǎng)。這類成像器件（即通常所說的LiDAR），是利用光束照射目標(biāo)場(chǎng)景并分析反射的光信號(hào)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)場(chǎng)景中每個(gè)點(diǎn)的距離的遠(yuǎn)程測(cè)量（通常是強(qiáng)度），即所謂的目標(biāo)場(chǎng)景深度。確定目標(biāo)場(chǎng)景中每個(gè)點(diǎn)距離的常用技術(shù)為：對(duì)目標(biāo)場(chǎng)景發(fā)出光束，然后測(cè)量光束往返的時(shí)間，即飛行時(shí)間（ToF），測(cè)量光束從光源到達(dá)目標(biāo)場(chǎng)景再返回探測(cè)器附近的時(shí)間。

單光子雪崩二極管（SPAD）陣列為基于ToF原理的LiDAR提供了探測(cè)器。SPAD，也被稱為蓋革模式雪崩光電二極管（GAPD），是一種能夠捕獲單個(gè)光子的探測(cè)器，具有非常高的到達(dá)時(shí)間（TOA）分辨率（約幾十皮秒）。而SPAD可利用專用半導(dǎo)體工藝或標(biāo)準(zhǔn)CMOS技術(shù)來制造。

在單芯片上制造的SPAD傳感器陣列，目前已在3D成像攝像頭中得到實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用。

蘋果公司的發(fā)明主要專注于改進(jìn)LiDAR傳感器及其使用方法。

蘋果公司解釋了本發(fā)明的具體案例，目標(biāo)場(chǎng)景被一束或多束光所照亮和掃描。在本發(fā)明使用多光束的案例中，這些光束是利用衍射光學(xué)元件（DOE）、棱鏡、分束器或該領(lǐng)域中已知的其他光學(xué)元件來分裂光束，從而形成多光束。其他案例的多光束通常是利用多個(gè)分立激光光源產(chǎn)生。本發(fā)明案例中，多光束由如VCSEL或VCSEL陣列等單片激光陣列所產(chǎn)生。

下面的蘋果專利圖1（FIG．1）給出了本發(fā)明案例中LiDAR系統(tǒng)（18）的示意圖。由一個(gè)或多個(gè)脈沖激光器組成的激光光源（20）發(fā)出的光束通過雙軸光束轉(zhuǎn)向裝置（24）指向目標(biāo)場(chǎng)景（22），在目標(biāo)場(chǎng)景上形成并掃描照明點(diǎn)（26）。（其中“光束”一詞在此指包括可見光、紅外線和紫外線等波長(zhǎng)范圍內(nèi)的任何種類的光輻射。）光束轉(zhuǎn)向裝置可以是掃描鏡或任何其他該領(lǐng)域已知的、適當(dāng)類型的光偏轉(zhuǎn)器／掃描儀。照明點(diǎn)（26）則是由采集光學(xué)元件（27）成像到由如SPAD等單光子、時(shí)間敏感傳感元件組成的二維探測(cè)器陣列（28）上。

上面專利圖3（FIG． 3）中的芯片52和芯片54均由硅晶圓制成，利用眾所周知的CMOS制造工藝，并基于該領(lǐng)域已知的SPAD傳感器設(shè)計(jì)以及相應(yīng)的偏壓控制和處理電路。

大多數(shù)人認(rèn)為L(zhǎng)iDAR系統(tǒng)僅與自動(dòng)駕駛汽車和景觀測(cè)繪有關(guān)。因此，TriLumina提供的一些信息有利于拓寬大家的思維，這些信息展示了LiDAR和VSCEL相結(jié)合是如何應(yīng)用于包括如混合現(xiàn)實(shí)耳機(jī)等面向消費(fèi)者的設(shè)備、ToF攝像頭以及虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用等新一代應(yīng)用。

今年10月，Patently Apple發(fā)布了一份題為“Apple has shown great interest with In－Air Gesturing via Multiple Patent Applications and their Pursuit of Leap Motion”的報(bào)告。報(bào)告表明蘋果將深耕新一代耳機(jī)，實(shí)現(xiàn)在混合現(xiàn)實(shí)耳機(jī)的情景下利用深度攝像頭完成手勢(shì)識(shí)別。TriLumina表示，這款產(chǎn)品將使用LiDAR與VSCEL技術(shù)相結(jié)合的芯片。

蘋果在2017年第二季度申請(qǐng)完成的兩項(xiàng)專利申請(qǐng)20180341009和20180341009均被命名為“多量程飛行時(shí)間傳感（Multi－range time of flight sensing）”。考慮到這是專利申請(qǐng)，目前該產(chǎn)品的上市時(shí)間還屬未知。

這些專利背后均隱藏著厲害的發(fā)明家，顯示了這些重大發(fā)明很可能是蘋果公司巨額項(xiàng)目的一部分。其中一名發(fā)明家來自蘋果公司以色列的PrimeSense團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了蘋果公司用于Face ID的TrueDepth攝像頭，以及Animoji和Memoji應(yīng)用。