11月30日消息，美国专利与商标局公开了苹果的一项关于深度摄像头的新专利（名为“多量程TOF感知”），确切来讲是对于摄像头中光电元件，尤其是激光雷达传感器的优化。据悉，该专利与TriLumina公司通过将VCSEL（垂直腔面发射激光器）和多种功能集成在一颗单芯片上，以提高LiDAR（激光雷达）和3D传感系统的可靠性，并具备成本低、体积小等优势。

美国专利及商标局公布了一份与深度摄影机（Depth Camera）相关的苹果（Apple）专利“Multi-range time of flight sensing”。专利文件显示，苹果正在优化深度摄影机，主要是与光电感应组件有关，预计可应用于虚拟实境VR（virtual reality）、扩增实境AR（Augmented Reality）、3D脸部辨识系统等领域的激光测量传感器（LiDAR）。

根据《Patently Apple》报导，一家名为TriLumina的公司在今（2018）年已开发出降低成本且包含脸部侦测系统VCSEL（Vertical-Cavity Surface-Emitting）的LiDAR技术，运用领域例如游戏、机器人和汽车应用，因此这项专利一出，TriLumina的相关技术也因此受到瞩目。

苹果指出，这种通常称为LiDAR传感器的成像技术，其主要是利用光束照亮目标场景并分析反射的光学信号，从而远程测量目标场景上每个点的距离。向目标场景发送光束，然后测量所用的往返时间的技术，又被称作ToF（Time of Flight）系统。

提到ToF系统，根据韩国《ETnews》的报导，三星（Samsung）预计2019年将在新的Galaxy S10及Galaxy A系列的智慧型手机上，安装更先进的ToF系统，比过去的3D脸部辨识系统更精密，目前三星正与多家供应商合作研发相关技术，强化其身分认证的安全性。更特别的是，可借助ToF系统创造出一个虚拟人物，并创立专属的表情符号，对于使用者来说，可说是非常具个人化与娱乐性的功能。

国际上Google和LG日前也分别获批了深度摄影机和16透镜摄像镜头的专利，加强摄影机的相关功能。Google的深度摄影机类似于苹果Face ID所使用的原深感摄影机技术，可用于手势识别来控制未来Pixel智能手机、平板电脑、Chromebooks等设备上的功能。

近期，LG的一项关于16块后置摄像头矩阵的手机专利也曾获得美国专利商标局批准，专利中的摄像头将以4x4方式排列，每一块摄像头可同时以稍有不同的视角拍摄照片。其目的主要是为了给用户带来更好的拍照体验，他们可以选择特定镜头来拍照，也可以在多个镜头拍摄到的照片进行挑选，将一张照片中的身体部位与其他照片的头部匹配（类似于Photoshop），还可以将照片组合成动态图。从这些专利中可以看出，智能手机摄像头的战争越演越烈，智能手机的OEM厂商也将会为了吸引用户研发各种新型摄像头技术。

苹果在专利文件中称，现有和新兴的消费级应用加大了市场对实时3D成像装置的需求。考虑到苹果已经在iPad Pro中加入Facd ID原深感摄像头模组，也不难猜测相关的技术应用到更广泛的领域。

而专利中提到的3D成像装置，也就是激光雷达传感器，它能够远程测量（常常被用来测量反射强度）目标场景中各点之间的距离（也被称为目标景深），原理是通过分析光束的反射信号完成，传统的测景深方式涉及到测量光线往返于光源平面与目标场景的时间（飞行时间测距法）。

基于飞行时间的激光雷达使用的光线探测器使用了SPAD（单光子雪崩二极管）阵列，该阵列又被称为GAPD（盖格模式雪崩二极管）阵列，这样的探测器可在超高时间分辨率（达到几十皮秒级别，1皮秒等于一万亿分之一秒）下拍摄到单颗光子，它们可以通过专门的半导体工艺或者标准CMOS集成电路工艺制造。

专利中还写道，被制作在单一芯片上的SPAD阵列曾被用于对3D成像摄像头进行试验。而苹果申请这项专利的重点，主要是为了优化激光雷达传感器及其使用方法。

在一些实施例中，专利中提到的测景深方案中的目标场景将会被一束或多束激光照亮和扫描。实施例使用的多束激光将由一束激光分裂而成，或使用衍射光学元件、棱镜、分束器等现有光学技术。在另外的实施例中，多束激光可通过一些分离的激光光源生成，并可能采用统一的激光阵列（比如VCSEL或VECSEL阵列，即垂直共振腔表面放射激光或垂直外共振腔放射激光）。

大多数人认为激光雷达只和自动驾驶汽车或者地图测绘有关，而Trilumina提出的方案显示，VCSEL照明模组与激光雷达结合后，可被应用在AR/VR头显、ToF摄像头等新一代消费级设备。