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「11インチiPad Pro」のLiDARスキャナーを分解 (1/3)

Appleが2020年3月に発表した「11インチiPad Pro(以下、特に記載がなければ2020年モデルを指す)」にはLiDARスキャナーが搭載されている。Yole Developpementの一部門であるSystem Plus Consultingは、11インチiPad Proを分解し、3Dセンサーモジュールを観察している。

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 Appleが2020年3月に発表した「11インチiPad Pro(以下、特に記載がなければ2020年モデルを指す)」にはLiDARスキャナーが搭載されている。これをきっかけに、LiDARスキャナー搭載製品の開発競争が繰り広げられるようになった。

 Appleの戦略は高い評価を受け、その影響はエレクトロニクス業界全体に及んだ。さまざまなIC/センサーメーカーが、自社製品のロードマップを見直すようになり、既にビジネスモデルを変更した企業もいくつかあるようだ。


Appleが2020年3月に発表した「11インチiPad Pro」(クリックで拡大)

 ところで、LiDARスキャナーとは具体的にどのようなものなのだろうか。Appleは、“深度を測定することが可能な新型センサー”を意味する用語として使っている。つまり、物体を3次元で検出するセンサーということだ。

 フランスの市場調査会社Yole Développementでフォトニクス/ディスプレイ部門担当主席アナリストを務めるPierre Cambou氏は、「一般的に、タブレットやスマートフォンに搭載されているLiDARは、3Dセンシングのサブカテゴリーにすぎない」と説明する。

 システム開発者たちはこれまで、自動運転車やスマートフォン、タブレットなどのさまざまな製品分野において、2Dイメージセンサーでキャプチャーしたピクセル/色に、深度情報を追加するための方法を模索してきた。LiDARは現在、自動車業界において採用されている。例えば高性能自動運転車では、周囲の物体を検出し、その物体までの距離を測定するために使われている。

 Appleが新しく発表した11インチiPad Proは、LiDARスキャナーを搭載したことで、専門家レベルのAR(拡張現実)を提供することが可能になった。同社の開発キット「ARkit3.5」向けに設計されているという。

 このLiDARスキャナーが非常に重要視され、HuaweiやVivoなどの他のモバイル機器メーカーが追随しようとしている背景には、深度を検知、測定するために使われている特殊技術がある。


Yole Développementによる3Dイメージング/センシング市場予測。2025年には、2019年の3倍となる150億米ドルに達すると予測している。CAGR(年平均成長率)が高いのは、モバイル/民生機器と自動車だ 画像:System Plus(クリックで拡大)

3Dセンシングの選択肢

 システム開発において3Dセンシングを実現するための技術オプションとしては、ステレオビジョンや、Structured Light方式、ToF(Time of Flight)方式などが挙げられる。加えてToFには、レーザーパルスを照射する「dToF(direct Time of Flight)」と、周期的なレーザー光を出して位相のずれから距離を計算する「iToF(indirect Time of Flight)」の2種類があるため、さらに複雑になる。

 Appleの「iPhone X」は、Structured Light方式を採用して顔認証を行う。規則的なパターンで配置した3万個のドットをIR(赤外線)エミッタで送信することにより、深度を推定する。これらのドットは、人間の目には見えないが、IRカメラでは捉えることができるため、さまざまな深度でカメラの表面に反射させて、パターンの中の変形を読み取るという。

 11インチiPad Proが発表されたことで、dToFセンサーの導入が進み、より粒度の細かいリッチな3Dセンシングが実現することになった。現在のところ、dToFを採用している民生機器は、唯一AppleのiPad Proだけである。

 Yole Développementの一部門であるSystem Plus Consulting(以下、System Plus)は、11インチiPad Proを分解し、3Dセンサーモジュールを観察している。米国EE Timesのインタビューで、System PlusのTechnology and Cost Analystを務めるSylvain Hallereau氏は、11インチiPad ProのLiDARスキャナーは、Lumentum製VCSEL(垂直共振器面発光レーザー)と、ソニーのNIR(近赤外線)CMOSイメージセンサーで構成されていると説明した。

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