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ROHM新型VCSEL模块技术可提高空间识别

  • 陈毅斌台北

ROHM新型VCSEL模块技术可提高空间识别和测距雷射光源输出功率达30%,有助减轻雷射光源电路设计负担并提高测距精度。

半导体制造商ROHM研发出全新VCSEL模块技术,透过雷射光源中VCSEL的输出功率的提升,实现了空间识别和测距系统(TOF系统)的高精度化。传统采用VCSEL的雷射光源中,作为光源的VCSEL产品和用来驱动光源的MOSFET产品在电路板上皆是个别安装的。在这种情况下,产品之间的布线长度(寄生电感)会影响到光源的驱动时间和输出功率,因此将为高精度感测所需的短脉冲大功率光源带来了局限性。

本次,ROHM将新VCSEL元件和MOSFET元件集中于单一模块封装中,缩短元件间布线长度,可充分发挥各元件的效能,若使用不易受到阳光等外部干扰的光源短脉冲(10nS以内)来驱动,输出功率也比传统产品提升约30%。

事实上在评估时发现,采用由雷射光源(VCSEL模块)、TOF传感器(图象传感器等感光传感器)、控制IC等,所 组成的空间识别测距系统的VCSEL模块,对TOF传感器的反射光量比传统产品增加了约30%,这将有助于提高TOF系统精度。该VCSEL模块适用于需要高精度感测的行动装置人脸辨识系统,以及工控装置AGV(无人搬运车)等领域,产品预计于2021年3月之前推出。另外ROHM也正在进行高输出雷射技术的研发,以满足车电用LiDAR等市场需求。

近年来,在智能型手机的人脸辨识系统和平板计算机的空间识别系统中,已开始将VCSEL作为雷射光源来使用,使其应用迅速普及。包括工控领域AGV和透过手势、形状识别的检查系统应用也越来越普遍,预计未来VCSEL的需求将会 大幅增加。其中,在自动化相关应用中,需要光源可达成短脉冲驱动及更高输出功率,以更进一步提升感测的精度。ROHM为了提升量产中VCSEL产品的输出功率,研发出全新VCSEL模块技术。同时透过短脉冲驱动和高输出功率, 进一步提升空间识别和测距系统精度。

一直以来,ROHM致力于研发包括LED在内的Fabry-Perot雷射二极管和VCSEL产品,而最近此类产品开始使用在打印机和扫地机器人等领域。 同时,运用过去累积的光电元件研发经验,持续推进VCSEL模块技术的研发,大幅度发挥VCSEL元件的效能,并且更进一步提高输出。ROHM在光源元件中融入了本次应用技术,研发出特色鲜明的雷射光源产品,提高了空间识别和测距系统的精度。

VCSEL模块技术是将ROHM研发的模块用新VCSEL元件和MOSFET元件,以最佳形式进行一体化封装。为了更大幅度发挥出元件效能, 尽可能地降低各元件间、与电路布线长度成正比的寄生电感,达成高速驱动和更高的输出功率。若使用不易受阳光等外部干扰的短脉冲(10nS以内)来驱动,与传统未模块化结构相比,输出功率提高了约30%。另外透过一体化封装,本技术除了可减少安装面积和电路设计负担,还能透过高速驱动和更高输出来提升驱动效率(快速、低电压工作),帮助应用更加节能。