LiDAR-Scanner

Wofür LiDAR genutzt wird

Wie die Messung funktioniert

Der Scanner arbeitet nach dem Laufzeitverfahren. Er sendet viele Lichtpunkte gleichzeitig aus. Ein Sensor misst für jeden Punkt die Zeit bis zur Rückkehr, und die Elektronik berechnet daraus die Entfernung. Das ähnelt dem Prinzip, das auch bei Face ID eine Rolle spielt. Face ID arbeitet aber auf der Vorderseite und auf kurze Distanz mit einem projizierten Punktmuster, LiDAR auf der Rückseite und auf mehrere Meter.

Wenn der LiDAR-Scanner ausfällt

Ein Ausfall bemerkst du oft erst, wenn der Porträtmodus im Dunkeln schlechter wird, die Messen-App ungenau ist oder AR-Apps melden, dass keine Tiefendaten verfügbar sind. Ursachen sind meist Stürze auf die Rückseite oder ein beschädigtes Kameraglas über dem Scanner. Der Scanner ist bei vielen Modellen Teil des Kameramoduls oder sitzt auf einem eigenen Flexkabel.

Eine Reparatur bedeutet meist den Tausch des betroffenen Moduls. Ist nur das Glas darüber beschädigt, reicht oft ein neues Glas.

Woher die LiDAR-Technik kommt

LiDAR ist keine Erfindung für Smartphones. Die Technik wird seit Jahrzehnten in der Vermessung, in der Archäologie, in der Meteorologie und in selbstfahrenden Autos eingesetzt. Flugzeuge mit LiDAR-Scannern erstellen etwa genaue Geländemodelle und entdecken sogar Ruinen unter dichtem Wald.

Neu war 2020, dass Apple einen LiDAR-Scanner so klein und sparsam machen konnte, dass er in ein Smartphone passt. Dafür nutzt Apple spezielle Sensoren, die einzelne Lichtteilchen erkennen können. Diese Empfindlichkeit erlaubt Messungen mit sehr geringer Lichtleistung.

Im Vergleich zu den großen Scannern in Autos ist die Reichweite im iPhone gering. Für Räume, Möbel und Personen in der Nähe reicht sie aber völlig aus.

Bekannt wurde LiDAR in der breiten Öffentlichkeit vor allem durch Testfahrzeuge für autonomes Fahren. Auf deren Dächern drehen sich oft auffällige Sensoren, die ihre Umgebung hunderte Male pro Sekunde abtasten.

Welche Geräte einen LiDAR-Scanner haben

Apple verbaut den LiDAR-Scanner nur in bestimmten Modellen. Die Standardmodelle des iPhone haben ihn bisher nicht, die Pro-Modelle seit dem iPhone 12 Pro. Bei Tablets haben ihn die iPad-Pro-Modelle ab 2020.

Du erkennst den LiDAR-Scanner an einem kleinen schwarzen Kreis neben den Kameras auf der Rückseite. Er sieht aus wie eine winzige zusätzliche Linse.

Wie LiDAR deine Fotos verbessert

Für viele Nutzer ist der größte Vorteil des LiDAR-Scanners gar nicht sichtbar. Er hilft der Kamera beim Scharfstellen. Bei wenig Licht hat ein normaler Autofokus Probleme, weil er auf Kontraste im Bild angewiesen ist. Der LiDAR-Scanner misst die Entfernung dagegen direkt und unabhängig vom Licht. Die Kamera stellt dadurch auch im Dunkeln schnell und treffsicher scharf.

Apple nutzt die Tiefendaten außerdem für Porträtaufnahmen im Nachtmodus. Die Software weiß genau, wo die Person aufhört und der Hintergrund beginnt. So wirkt der unscharfe Hintergrund natürlicher, und Haare oder Brillenränder werden sauberer freigestellt.

Auch bei Videos hilft die Technik. Im Kinomodus kann die Schärfe zwischen Personen wechseln, und die Tiefeninformationen sorgen für einen gleichmäßigeren Übergang.

Räume und Gegenstände in 3D scannen

Mit dem LiDAR-Scanner kannst du ganze Räume in 3D erfassen. Spezielle Apps erstellen daraus Grundrisse mit Maßen oder digitale Modelle von Möbeln und Gegenständen. Das ist praktisch beim Umzug, bei der Planung einer Renovierung oder beim Verkauf von Möbeln.

1. App wählen. Es gibt zahlreiche Scan-Apps im App Store, manche kostenlos.
2. Langsam bewegen. Gehe mit dem iPhone gleichmäßig durch den Raum und richte es auf Wände, Ecken und Möbel.
3. Gutes Licht nutzen. LiDAR funktioniert auch im Dunkeln, für farbige Modelle hilft aber Tageslicht.
4. Ergebnis prüfen. Kontrolliere Maße stichprobenartig mit einem Zollstock, bevor du dich darauf verlässt.

Die Genauigkeit liegt im Bereich weniger Zentimeter. Für eine grobe Planung reicht das gut. Für Maßanfertigungen wie Küchen oder Einbauschränke solltest du dich aber nicht allein auf einen Scan verlassen.

Bei Augmented-Reality-Spielen sorgt LiDAR dafür, dass virtuelle Figuren hinter echten Möbeln verschwinden können. Das Spiel weiß dank der Tiefenkarte, was vorne und was hinten liegt.

LiDAR für mehr Barrierefreiheit

Eine wenig bekannte, aber wertvolle Funktion des LiDAR-Scanners liegt im Bereich Barrierefreiheit. Die App Lupe auf iPhones mit LiDAR enthält einen Erkennungsmodus. Er kann Personen in der Nähe erkennen und ansagen, wie weit sie entfernt sind. Außerdem lassen sich Türen erkennen und beschreiben.

Für blinde und sehbehinderte Menschen ist das eine echte Hilfe im Alltag, etwa beim Anstehen in einer Schlange oder beim Orientieren in fremden Gebäuden. Die Entfernungsmessung erfolgt dabei in Echtzeit und wird per Sprache oder Vibration ausgegeben.

Die Messen-App richtig nutzen

Die vorinstallierte App Messen zeigt gut, was der Scanner kann. Mit LiDAR erkennt sie Kanten von Tischen, Türen und Fenstern automatisch und schlägt passende Messlinien vor. Außerdem gibt es eine Linealansicht mit feinen Markierungen und eine Wasserwaage.

Für genaue Ergebnisse halte das iPhone ruhig und messe aus etwa einem bis drei Metern Entfernung. Ganz nah an einem Objekt oder sehr weit entfernt wird die Messung ungenauer. Gespeicherte Messungen kannst du als Bildschirmfoto sichern und später verwenden.

Wo LiDAR an Grenzen stößt

Ungenaue Messungen sind deshalb nicht immer ein Zeichen für einen Defekt. Teste den Scanner im Zweifel in einem normal beleuchteten Raum mit hellen Wänden.

Auch Regen, Nebel oder Staub in der Luft können die Lichtpunkte streuen und die Messung verfälschen.

Ist das Laserlicht gefährlich?

Der LiDAR-Scanner sendet Laserlicht aus, das für das Auge unsichtbar ist. Die Leistung ist aber so gering, dass er als Laserprodukt der Klasse 1 gilt. Solche Laser sind bei normaler Nutzung für die Augen unbedenklich, auch wenn du direkt in den Scanner schaust.

Kameras anderer Geräte können das Licht teilweise sichtbar machen. Filmst du die Rückseite eines iPhone Pro mit einer anderen Kamera, siehst du manchmal ein Muster aus feinen Punkten. Das ist normal und zeigt, dass der Scanner arbeitet.

Ähnliche Sensoren bei Android

Einige Android-Smartphones hatten eine Zeit lang sogenannte ToF-Sensoren. ToF steht für Time of Flight und arbeitet nach einem ähnlichen Prinzip wie LiDAR. Samsung und Huawei bauten solche Sensoren etwa in Oberklasse-Modelle ein, um den Porträtmodus zu verbessern.

Viele Hersteller haben diese Sensoren später wieder weggelassen, weil Software und künstliche Intelligenz Tiefeninformationen inzwischen gut aus normalen Kamerabildern berechnen können. Apple hält bei den Pro-Modellen bisher am LiDAR-Scanner fest.

Den Scanner schützen

Der LiDAR-Scanner liegt hinter einer kleinen Glasabdeckung auf der Rückseite. Kratzer, Risse oder Schmutz auf diesem Glas verschlechtern die Messung. Reinige die Kameraseite regelmäßig mit einem weichen Tuch.

Eine Hülle mit erhöhtem Rand um die Kamerainsel schützt Linsen und Scanner beim Ablegen auf harten Oberflächen. Achte darauf, dass die Hülle den Scanner nicht teilweise verdeckt. Manche Hüllen mit schlecht platzierten Aussparungen stören die Messung, ohne dass man es bemerkt.

Zusammengefasst ist der LiDAR-Scanner ein präzises Messwerkzeug in den Pro-Modellen von iPhone und iPad. Er verbessert Fotos im Dunkeln, ermöglicht Augmented Reality und 3D-Scans und hilft sogar bei der Barrierefreiheit. Arbeitet er ungenau, lohnt sich zuerst ein Blick auf das Glas darüber.

Bei einem Defekt prüfen wir gern, ob nur das Glas oder das Modul betroffen ist.

Häufige Fragen