苹果公布两项LiDAR专利，将用于今年的iPhone Pro

近日，苹果公司获得两项基于飞行时间（ToF）的激光雷达（LiDAR）专利。这些技术将用于今年的 iPhone Pro上。

美国专利商标局近日正式公布了苹果两项与下一代基于飞行时间（ToF）的激光雷达相关的专利。第一项专利涉及深度感应的校准，第二项专利涉及激光雷达系统的波形设计。 

飞行时间(ToF)成像技术应用于许多深度测绘系统(也被称为3D测绘或3D成像)上。在直接ToF技术中，一个光源，如脉冲激光器，将光辐射脉冲引向要测绘的场景，高速探测器感应从场景反射的辐射到达时间。深度图中每个像素处的深度值是由出射脉冲的发射时间与场景中相应点反射辐射的到达时间之差得出的，这个时间称为光脉冲的“飞行时间”。被反射回来并被探测器接收的辐射脉冲也被称为“回波”。 

为了精准确定每个脉冲的ToF，选择连续脉冲之间的时间间隔要比ToF长。这就保证了在给定的时间内只有一个脉冲“在空中”，而且接收检测信号和确定ToF的控制和处理电路知道每个接收到的脉冲是何时由光源发出的。

专利1：深度感应的校准 

iPhone 12首发时，苹果大肆宣传激光雷达让夜间模式成为现实。 苹果宣称“夜景模式同时出现在广角和超广角相机上，它比以往任何时候都更能捕捉到不可思议的低光照片。LiDAR让夜景模式人像拍摄成为可能。” 

23日，美国专利局授予苹果一项“用于深度测绘的系统和方法，特别是用于飞行时间传感的光束源和传感器阵列”专利。专利号为10,955,234。

下图的图1是深度映射系统#20的示意性侧视图；图3A是投射到目标场景上的斑点图案的示意性表示；图3B是ToF传感阵列的示意性正视图；图3C是图3B的ToF传感阵列的一部分的示意性细节视图，图3A的目标场景的区域中的斑点的图像被投射到上面。

专利2：激光雷达系统的波形设计

第二项与基于飞行时间的激光雷达相关的专利为“具有紧密间隔脉冲的激光雷达系统的波形设计”。 专利号为10,955,552。

该专利涵盖了一种能够避免在比ToF预期值更短的时间间隔内发射的脉冲或脉冲序列之间发生混淆的激光雷达。这反过来又使激光雷达能够以更高的吞吐量运行，并以更高的空间分辨率或比其他方式更大的FoV绘制场景。

下图的图1是20号深度感应设备的示意性侧视图；图4是流程图，示意性地说明了优化和应用元组和抖动结构的代码的方法。

参考资料：

https://www.patentlyapple.com/patently-apple/2021/03/apple-was-granted-two-patents-today-relating-to-time-of-flight-based-lidar-coming-to-2021-pro-iphones.html

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