Apple iPad 11 Pro yang dilengkapi lidar memiliki pengenalan objek 3D yang lebih dalam dan lebih detail. Untuk ini, kamera ToF juga digunakan dengan teknologi berbeda untuk mengukur kisaran posisi titik.
Apple telah memelopori perlombaan untuk menggunakan lidar di berbagai produk. Apple telah memasukkan lidar ke dalam iPad Pro 11-nya, dan sekarang sepertinya semua orang ingin menggunakan lidar.
Manuver dan reaksi Apple terhadapnya telah memengaruhi seluruh industri elektronik. Vendor chip dan sensor sedang mempertimbangkan kembali rencana mereka. Beberapa telah mengubah model bisnis mereka.
Tapi apakah lidar itu? Apple memilih istilah ini untuk menjelaskan sensor baru yang mengukur kedalaman - dengan kata lain, sensor yang mengenali objek dalam tiga dimensi.
Lidar pada tablet dan ponsel pintar pada dasarnya "hanyalah sejenis teknologi untuk mengenali objek tiga dimensi," jelas Pierre Cambu, kepala analis fotonik dan departemen tampilan perusahaan di Yole Développement.
Banyak insinyur di berbagai bidang - baik itu mobil yang mengemudi sendiri, ponsel cerdas, atau tablet - telah menjelajahi cara untuk menggunakan informasi "kedalaman" data sehubungan dengan piksel dan warna yang diperoleh dari sensor yang mengenali objek dua dimensi. Misalnya, lidar digunakan dalam industri otomotif untuk menentukan jarak ke objek yang terletak di sekitar kendaraan yang sangat otomatis.
IPad 11 Pro yang baru-baru ini diluncurkan Apple menggunakan lidar untuk meningkatkan pengalaman augmented realitynya. Lidar ini dirancang untuk kit pengembangan ARkit 3.5 Apple.
Teknologi khusus yang digunakan untuk menentukan dan mengukur kedalaman menjadikan lidar ini penting. Teknologi inilah yang menyebabkan sensor ini dipantau oleh produsen perangkat seluler lain, termasuk Huawei dan Vivo.
Berbagai metode pengenalan objek tiga dimensi
Insinyur menggunakan berbagai teknik untuk mengenali objek 3D . Ini termasuk pengukuran penglihatan stereo, penataan cahaya, dan waktu penerbangan (ToF). Untuk memperumit masalah lebih jauh, teknologi ToF sekarang tersedia dalam dua bentuk: iToF dan dToF. iToF mengukur pergeseran fasa dan dToF mengukur waktu penerbangan langsung.
Apple iPhone X memiliki fitur pengenalan wajah cahaya terstruktur. Estimasi kedalamannya bekerja dengan pemancar IR yang mengirimkan 30.000 poin dalam urutan tetap. Titik-titik tersebut tidak terlihat oleh manusia, tetapi tidak oleh kamera IR, yang membaca deformasi dalam template yang memantulkan permukaan pada kedalaman yang berbeda.
Dengan dirilisnya iPad 11 Pro, pengenalan objek 3D menjadi lebih dalam dan lebih detail berkat penggunaan teknologi dToF. Apple iPad Pro adalah satu-satunya produk konsumen yang menggunakan teknologi dToF hingga saat ini. Banyak produsen smartphone sudah menggunakan iToF untuk foto yang lebih baik (kamera ToF dapat mengaburkan latar belakang di foto), tetapi tidak dToF.
Metode penataan pencahayaan memberikan akurasi yang tinggi dalam menentukan kedalaman, tetapi kerugiannya adalah pasca-pemrosesan yang kompleks yang diperlukan untuk menghitung kedalaman saat mencocokkan dengan sampel.
Keuntungan dari metode dToF, di sisi lain, adalah kemampuannya untuk memberikan kemudahan pasca-pemrosesan. Namun, diyakini bahwa kesulitan penggunaan teknologi ini terletak pada fakta bahwa photodetectors dengan kepekaan tinggi (misalnya fotodioda longsoran foton tunggal) dan ukuran besar diperlukan untuk mengukur waktu terbang dengan sejumlah kecil foton dalam satu dimensi.
Saat ini, iToF adalah metode pengenalan objek 3D yang paling umum. Ini memberikan penginderaan kedalaman yang sangat akurat, pasca-pemrosesan yang mudah, dan resolusi spasial yang tinggi menggunakan detektor foto berukuran kecil yang biasa digunakan dalam sensor pencitraan 2D.
Namun, Apple telah mengambil jalan yang kurang tepat untuk mengenali objek 3D. Perusahaan memutuskan untuk menggunakan cahaya terstruktur untuk mengidentifikasi wajah. Untuk augmented reality, Apple menggunakan dToF.
Jadi, inilah pertanyaan yang ditanyakan semua orang di dunia pengenalan objek 3D: Apa itu dToF? Terbuat dari apakah teknologi ini? Dan siapa yang mengembangkan komponennya?
Analisis dari System Plus Consulting, sebuah divisi dari Yole Développement, mempresentasikan detail modul pengenalan objek 3D di Apple iPad 11 Pro.
Dalam wawancara dengan EE Times, Sylvain Hallero, analis teknologi dan nilai senior di System Plus, menjelaskan bahwa lidar iPad 11 Pro terdiri dari laser pemancar vertikal (VCSEL) dari Lumentum dan penerima yang dikembangkan Sony, sensor CMOS jarak dekat. infrared range (NIR), yang mengukur waktu penerbangan.
Sensor CMOS inframerah-dekat menggunakan fotodioda avalanche foton tunggal Sony
Pemotongan melalui sensor CMOS Sony, sebagai bagian dari studi perangkatnya, adalah wahyu bagi para ahli mengikuti perkembangan fotonik. Termasuk untuk Kambu yang bekerja untuk Yole. Dalam posting blog baru-baru ini , dia menulis bahwa apa yang "tampak seperti perangkat lama dengan iToF dan piksel 10-mikron" ternyata adalah sensor CMOS tingkat konsumen pertama yang memiliki koneksi intra-piksel - dan, ya, kita berbicara tentang serangkaian dioda longsoran foton tunggal. "
Koneksi intra-piksel adalah properti penting. Sony adalah yang pertama mengintegrasikan sensor CMOS menggunakan susunan 3D untuk sensor ToF. Sambungan intra-piksel memungkinkan sensor gambar CMOS ditempatkan bersama dengan substrat logika. Berkat larik logika terintegrasi, sensor dapat membuat kalkulasi sederhana jarak antara iPad dan objek, jelas Hallero.
Sony telah memasuki segmen dToF dengan pengembangan generasi baru sensor CMOS dengan array dioda avalanche avalanche 10 mikron piksel, 30 kilopixel foton tunggal.
Ini bukan hanya prestasi teknologi Sony. Ini juga tentang fakta bahwa Sony telah mengubah konsep bisnisnya.
Secara tradisional, raksasa Jepang lebih banyak bekerja pada pemrosesan gambar. tidak terlalu banyak memindai. Namun, Kambu menyatakan bahwa "Sony mengganti nama bisnis semikonduktornya setahun yang lalu menjadi Pencitraan dan Pemindaian." Selanjutnya, Sony telah mengambil dua langkah. Yang pertama adalah pengiriman sensor iToF ke Huawei dan Samsung pada 2019, yang menghasilkan Sony sekitar $ 300 juta. Langkah kedua adalah memenangkan persaingan untuk pengembangan sensor dToF untuk Apple iPad. "
Kambu menduga sensor dToF pada akhirnya bisa masuk ke iPhone. Dalam analisisnya, dia mencatat bahwa “Pendapatan sensor Sony kemungkinan akan melampaui $ 1 miliar pada tahun 2020 di pasar yang hanya melampaui angka $ 10 miliar. Transisi yang sukses dari pemrosesan gambar ke pemindaian ini telah memainkan peran penting dalam kekuatan berkelanjutan Sony di pasar sensor CMOS. Semua ini akan menjadi dasar untuk kemakmuran divisi baru. "
Laser pemancar vertikal Lumentum
Selain sensor CMOS Sony, lidar dilengkapi dengan laser pemancar vertikal dari Lumentum. Dalam desain laser ini ada beberapa elektroda yang dihubungkan ke emitor.
Taha Ayari, Analis Teknologi dan Nilai di System Plus, telah berfokus pada langkah pemrosesan baru (disebut kontak mesa) yang telah ditambahkan Lumentum ke laser vertikalnya. Laser lumentum memancarkan cahaya dari permukaan substrat. Radiasi penyetelan halus memerlukan manajemen daya dan penerapan berbagai kontrol ke array pemancar. Ayari yakin Lumentum menambahkan teknologi ini untuk meningkatkan pengujian komponen pada substrat.
Untuk pembangkit pulsa dan kontrol power dan beamformemitor menggunakan driver IC dari Texas Instruments. Sirkuit ini menggunakan paket berbasis wafer (WLCSP) yang dicetak di lima sisi.
Terakhir, System Plus mengklaim bahwa laser Lumentum menggunakan elemen optik difraksi (DOE) baru dari Himax untuk membuat pola titik.
Di halaman berikut, kami membagikan beberapa slide yang dibuat oleh System Plus yang menggambarkan apa yang ditemukan selama pembongkaran, dan kami juga menambahkan beberapa slide yang menjelaskan prospek pasar lidar.
Fitur Apple iPad Pro: modul kamera utama RGB, modul kamera lebar, dan modul LiDAR belakang
Berikut tampilan penampang modul LiDAR.
Gambaran Umum Sensor Gambar
Seperti Apa Bentuk VCSEL Die
VCSEL Driver IC yang dikemas dalam WLCSP 5-Side VCSEL Driver Die
Diffractive Optical Element
Berlangganan saluran:
@TeslaHackers - komunitas peretas Tesla Rusia, pelatihan persewaan dan drift di Tesla
@AutomotiveRu - berita industri otomotif, perangkat keras dan psikologi mengemudi
Tentang ITELMA
Baca lebih banyak artikel bermanfaat:
- Kursus Online Gratis di Otomotif, Dirgantara, Robotika dan Teknik (50+)
- [Prakiraan] Transportasi masa depan ( jangka pendek , jangka menengah , jangka panjang )
- Bahan terbaik tentang meretas mobil dari DEF CON 2018-2019
- [Perkiraan] Motornet - jaringan pertukaran data untuk transportasi robotik
- 16 , 8
- open source
- McKinsey: automotive
- …