▲苹果官网对iPad Pro激光雷达组件的介绍
“激光雷达”这两年更多被提到是在自动驾驶领域，所以看到苹果把激光雷达装到了iPad里的消息，很多人的疑问是，激光雷达不是长得“那么大”，多用在自动驾驶汽车、扫地机器人上的吗？难道是苹果偷换了概念？
▲利用iPad Pro的雷达系统实现增强现实功能
据了解，应用在iPad Pro上的dToF激光雷达，只是一个开始，iPhone或许很快也会用上，很有可能就在今年，早在两年前苹果就让工程师研究后置三维深度相机。
从2017年首次推出ARKit，苹果一直在探索AR在移动终端中的应用，这次dToF激光雷达的加入是其继结构光镜头模组之后在硬件上围绕AR应用的又一次重要革新，苹果的做法到底有什么不同，背后又牵涉到哪些技术和供应链，通过与多位从业者的交流，我们来扒一扒iPad Pro激光雷达葫芦里卖的什么药，以及背后又蕴藏着苹果怎样的AR野心。
一、iPad Pro装激光雷达，老卖点还是新变革？
说到激光雷达，很多人会联想到自动驾驶汽车。激光雷达以接近真实的方式构建周围的三维地图，从而使汽车“看见”其它汽车、树木、道路。
自动驾驶领域的激光雷达公司RoboSense联合创始人兼COO Mark告诉智东西，完全是两回事，车载激光雷达主要保障安全，识别距离远，性能要求高；相比于男士钱包大小的车载激光雷达，iPad Pro上的激光雷达可识别数米，探测标准不同，成本也更低。
根据Mark的推测，新版iPad Pro背部的激光雷达大概率采用的是Flash方案。固态激光雷达目前大致形成了三种技术路线：MEMS（微机电系统）、OPA（光学相控阵技术）与Flash（快闪）。按照专业认知，其中MEMS和OPA均为扫描式，而Flash为非扫描式。简单说，Flash就是快速直接发射一大面光墙，从而通过飞行时间法获知深度信息，某种意义上，它类似于夜视摄像机，不过光源是自己主动发射出去的。
既然没机械式的“扫描”动作，那么苹果官网上为什么宣传“雷达扫描仪”？相比于其它两种技术路线，Flash不靠活动的机械部件，而是靠电子部件发出的数字信号来控制激光发射角度。因此，苹果宣传页面中的“扫描”可能是描述了具象的感知过程，而不是机械运转。
▲OPPO R17 Pro的ToF模组
TOF（Time of Flight）译为飞行时间法，是一个包罗万象的术语，指的是通过光、气体、液体等粒子的速度计算距离的一种技术，已有一百多年历史。早在1887年，迈克尔逊就首次提出将光波作为测量长度的尺子。20世纪60年代，激光的发明让“以光测距”成为现实。
▲用三星Note10系列手机进行三维建模
除此之外，苹果只说了测量距离达五米，这不是很远，同时5m内的识别效果怎么样，抗干扰性怎么样？都还不知道，相信产品开卖后，用户会有直观体验。
由此我们可以看到，苹果iPad Pro上的dToF方案和之前安卓手机上用过的iToF方案以及车载激光雷达有这些异同：
1、三者都用到了光学传感和ToF距离计算方法。2、iPad Pro的dToF方案相比车载激光雷达，前者是固定的平面3D传感器，后者是旋转的单线或多线；同时Flash这一方式在车载应用中有感知距离短的问题，在苹果设定的场景中则正合适。3、iPad Pro的dToF方案相比安卓机的iToF方案，发射的脉冲信号不同，因而传感器组件、算法也都有差异。
下面我们对dToF和iToF的差异做进一步的拆解。
二、一颗进化版的ToF相机，有何技术玄机？
虽然都是ToF测量方法，但是苹果这次用的是dToF 直接测量飞行时间法（direct time of flight），有别于华为Mate30、Vivo NEX等机型中的iToF 间接测量飞行时间法（indirect time of flight）。
▲iToF与dToF的测量法示意图
从图表可以看出来，dToF相比于iToF在性能上要好很多，但在生产工艺上也更复杂。
由于采用dToF方法，iPad Pro背部的激光雷达将能解决直接测距面临的低时间分辨率难题，达ps（皮秒）级时间分辨率，精度也不会随距离拉远有大的衰减。换句话说，iPad Pro的ToF相机性能将提升的不是一点半点，它带来了一颗进化版的ToF镜头，AR体验的精准度、流畅度将大大提高，功耗也会大大降低。
▲SPAD单光子雪崩二极管元件的功能特点示意
既然关键零件的小型化这么难，苹果又是如何做到的呢？有分析人士认为苹果是将专门用于感光的雪崩二极管和数字电路部分完全独立制造后进行晶圆级缝合而成，看来这极有可能又是苹果倒逼供应链技术进步的一个例子。
三、谁会是iPad Pro激光雷达背后的赢家？
那么iPad Pro的激光雷达背后的产业链供应商是谁？会是为苹果提供Face ID技术的Lumentum吗？Face ID同样采用三维视觉技术获取人脸深度信息，但其采用的是结构光三维视觉技术，与ToF、RGB双目视觉是三种不同的技术方向，与iPad Pro上的激光雷达-ToF方案也有区别。
同时，据外媒Fast Company上周报道，Lumentum公司表示还没有和苹果探讨在未发布设备中使用其三维视觉技术。
为iPhone 7 Plus提供传感器的意法半导体（ST）参与了吗？该公司是全球首家提供基于SPAD技术的公司，目前也没有回应。
另据了解，苹果公司曾在2019年获得了一项“Light Detection and Ranging Sensor”的授权，其中提到的Trilumina也可能参与了iPad Pro的激光雷达设计。
一位激光雷达产业链资深专业人士分析认为，iPad Pro背部雷达SPAT传感器的供应商无外乎索尼（Sony）、意法半导体（ST）、LG innotek等几家公司。据推测，新版iPad Pro很有可能采用了索尼的背照式堆叠技术，采用LG在韩国大邱的摄像头模组工厂制造，才将激光雷达浓缩到如此小的空间里。
有没有国产玩家在内呢？该专业人士称，国产Sensor还要很长一段路要走，国产模组、镜头则在准备一段时间后会陆续进入。还有业内人士透露，之前听产业链消息说苹果到2021年才可能推出dToF，目前来看，国产手机可能要两年后才能做到这种程度。
▲利用AR进行导航
总体来说，这些应用都不够硬。而在人脸解锁、手势识别相对硬核一些的应用上，ToF激光雷达方案其实很容易被毫米波雷达、结构光三维视觉等方案替代。
“应用乏力”问题直击ToF三维视觉技术的“切入点”和“落脚点”。如果三维视觉应用需求“硬”不起来，激光雷达也好，ToF相机也好，都是科技圈换了马甲、一年一更新的营销卖点罢了。
但是，跳出来看，苹果会不会是在酝酿什么别的惊喜呢？很有可能。
苹果为什么选择在Pad上最新推出ToF相机？有人说，可能模组还没发小到能集成到手机上。
但是，上周，外媒Fast Company报道今年至少有一款iPhone会在背后安装ToF三维深度摄像头。据称，iPhone的工程师们已经花了至少两年的时间研究后置三维深度相机，而更轻巧便携的AR眼镜也已经在路上。
除了技术上，苹果自身也在推进AR应用的开发和赋能。早在三年前，苹果就推出了AR开发平台ARKit，但一直以来略显低调。苹果的AR布局已久，可谓“软硬兼施”，还有一种放长线钓大鱼的样子。
醉翁之意不在酒，苹果眼下在传感器硬件上进行新尝试，看中的却是将AR应用程序和软件生态带向新的高度。在苹果推动AR的三年时间里，没有“杀手级”应用出现。而激光雷达传感器的进展，就是要望解决这个难题。
在iPad Pro激光雷达传感器应用展示中，苹果已经在努力展现其AR应用的强大。例如，其Apple Arcade Hot Lava游戏，可以使用数据更快更准确地为客厅建模以生成游戏表面；有一个CAD应用程序，可以扫描房间的3D模型并查看其外观；另一个演示可以准确确定手臂的运动范围。
▲利用AR模拟生态系统