Про лидар в вашем телефоне

Apple и Sony смогли уменьшить лидар до размеров спичечной головки благодаря полному отказу от механических деталей и переходу на чистые микросхемы (твердотельные технологии).
В автомобильных лидарах (особенно ранних) внутри буквально крутятся зеркала и лазеры, чтобы сканировать пространство на 360 градусов вокруг машины. Впихнуть такую конструкцию в смартфон невозможно. Решением стал перенос всех компонентов на единый полупроводниковый чип.
Главный секрет миниатюризации кроется в трех технологических прорывах:
## 1. Переход на лазеры VCSEL (вместо EEL)
В автомобилях часто используют лазеры с торцевым излучением (EEL). Они мощные, бьют на сотни метров, но требуют сложной оптики и громоздкой сборки.
Apple применила VCSEL (вертикально-излучающие лазеры). Они выращиваются прямо на кремниевой пластине миллионными тиражами, как обычные процессоры. Такой лазер излучает свет перпендикулярно поверхности чипа, имеет микроскопический размер и потребляет ничтожно мало энергии, что критично для батареи смартфона.
## 2. Матрица SPAD от Sony (однофотонные лавинные диоды)
Это главное достижение Sony. Чтобы лидар в смартфоне работал быстро и не разряжал батарею, лазер VCSEL должен быть маломощным. Но как поймать слабый отраженный сигнал от далекого объекта (например, стены в 5 метрах)?
Sony создала уникальный сенсор SPAD (Single-Photon Avalanche Diode). Это сверхчувствительная матрица, где каждый пиксель способен уловить один-единственный фотон света. Когда фотон попадает в пиксель, запускается лавинный процесс (микро-взрыв тока), который мгновенно регистрирует электроника. Сенсор и лазер работают синхронно с точностью до пикосекунд.
## 3. Технология 3D-стекинга (слоеный пирог из чипов)
Sony применила технологию, которую использует в матрицах камер: они соединили саму фоточувствительную матрицу SPAD и логический чип обработки данных в «слоеный пирог» (3D stacked CMOS).

* Верхний слой ловит фотоны.
* Нижний слой (прямо под ним, через микроскопические соединения) сразу же вычисляет время полета света (ToF) для каждого пикселя.
Это убрало необходимость в толстых шлейфах и отдельных процессорах, объединив весь «мозг» лидара в один плоский элемент.

## Итог: Flash-лидар без подвижных частей
В результате Apple получила так называемый Flash-LiDAR. Он не сканирует комнату строчка за строчкой, как автомобильный лазер. Вместо этого он одним ультракоротким «кликом» (вспышкой) подсвечивает всю сцену сеткой из точек, а матрица Sony мгновенно считывает всю 3D-картину за один раз.
Размещено через приложение ЯПлакалъ