苹果（Apple）公司的一件发明专利近日获得美国专利商标局（U.S. Patent and Trademark Office）授权，该专利涉及下一代太赫兹（THz）传感器模块，用于在动态环境中进行光谱分析和成像，以检测iPhone（或其它苹果智能设备）附近的危险气体。这种太赫兹传感器还有望用于未来增强现实（AR）和虚拟现实（VR）应用中的三维场景渲染。
苹果公司指出，除了检测环境中气体的存在、液体或固体材料的品质以外，还需要在消费电子设备上实现与健康监测相关的成像应用，例如皮肤癌以及其他皮肤疾病的检测等。然而，消费类电子设备（例如智能手机）上的传统图像传感器（例如CMOS图像传感器）还无法执行此类健康监测应用。
苹果公司新授权的发明专利涉及在未来的iPhone等智能设备中增强光谱响应能力，以在动态环境中应用太赫兹光谱和成像技术。
具体来说，该专利提出了一种太赫兹光谱和成像系统及方法，通过该系统和方法，电子设备的发射端能够在动态环境中实时发射太赫兹波段的电磁波。
然后，动态环境中的物体（例如墙壁）反射这些电磁波，并由电子设备的接收端实时接收。如果发射端和反射物体之间存在吸收频率在太赫兹波段内的传输介质（例如气体、液体、固体、等离子体），那么该频率下的接收信号水平将低于其他频率下的接收信号。
通过这种方式，可以用覆盖目标介质吸收光谱的太赫兹波扫描照射动态环境，再通过反射光谱来检测动态环境中的传输介质。
苹果专利图展示了一种具有高方向性和有限覆盖范围的固定太赫兹波束，检测某一方向上空气中的气体/化学分子
上图展示了用于增加覆盖范围的太赫兹波束扫描
采用MEMS微镜扫描太赫兹波束的传感器模块概念图
利用iPhone的运动传感器感测设备静止且平放时，调整太赫兹波束发射，以改善电池性能
苹果公司指出，其太赫兹系统可以在“嗅探模式”下工作，在该模式下，能够发射特定目标气体确定的最大吸收频率的太赫兹波，以改善电池性能。
此外，该太赫兹传感架构还可以用于其它智能物联网应用。例如，可以集成到智能音箱或其他物联网设备中，响应用户语音命令，例如“Hey！Siri！这个房间的二氧化碳水平是多少”等。在专利其中一个实施例中，这类设备还可以连接WiFi网络，以便多个放置在不同房间/办公室的设备可以实时报告各自环境的气体浓度水平。
此外，除了环境气体和健康应用，这种太赫兹传感器还可以为增强现实（AR）和虚拟现实（VR）应用渲染三维场景。
