無處不在的接近傳感為大眾消費(fèi)者開啟了無感體驗(yàn)的應(yīng)用新紀(jì)元:
從移動產(chǎn)品(手機(jī)、平板、筆記本電腦)和智能穿戴(智能手表、智能眼鏡、手環(huán))的抬起喚醒、TWS耳機(jī)的入耳即開啟工作;到智能家居里常見的入門接近提醒、燈具自動開關(guān),水龍頭精準(zhǔn)感應(yīng)出水,智能電視姿勢檢測;再到車輛的車主自動感應(yīng)開門,電梯智能安全閉合……
方方面面,多元影響并深刻改變著大家的日常生活形態(tài)。
近日,瑞識科技發(fā)布了超窄光VCSEL單孔芯片,更窄小的發(fā)散角,更高的出光密度,可大幅減少緊湊型光模塊內(nèi)部窄小空間的信號串?dāng)_現(xiàn)象,為輕量化、更小尺寸、更精感知、更智能簡化集成的接近傳感產(chǎn)品開發(fā),創(chuàng)新提供芯片級解決方案。
圖1:瑞識超窄光VCSEL出光效果(左)與常見VCSEL出光效果(右)對比
據(jù)了解,常見的消費(fèi)級接近傳感器方案,核心組件一般包括發(fā)射端(VCSEL)和接收端,是高度集成的精密光學(xué)系統(tǒng)。工作時首先由VCSEL受激發(fā)射調(diào)制紅外高頻光脈沖,當(dāng)光脈沖遇到測距范圍內(nèi)的標(biāo)的物時,會反射紅外光到接收端,通過測量光脈沖發(fā)射接收所需的時間,可以快速判斷出標(biāo)的物的存在,并即時計算出其實(shí)時距離接近數(shù)據(jù),適用于空間定位追蹤、測距等高動態(tài)的三維空間測量場景。
圖2:接近傳感工作原理(簡化)
同時我們也注意到,終端客戶在考慮接近傳感的應(yīng)用集成時,因?yàn)榇蠖鄶?shù)消費(fèi)產(chǎn)品的內(nèi)部空間都極為狹窄,一般會要求模塊尺寸最大限度緊湊。
而當(dāng)接近傳感的發(fā)射端與接收端距離過于接近時,發(fā)射光與內(nèi)部反射光會發(fā)生信號串?dāng)_,進(jìn)而影響整體的測量精度。
考慮目前主流采用的紅外發(fā)射激光光源——VCSEL芯片,大部分發(fā)散角介于20°-25°,為避免信號串?dāng)_,發(fā)射與接收間要求保持較遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)干擾抑制,又或者需要額外增加擋板以隔離信號串?dāng)_。但這些做法都相應(yīng)地增加了整體設(shè)計尺寸、物料成本及工作量,與消費(fèi)電子行業(yè)的“輕、薄、短、小、易”的發(fā)展趨勢相悖。
針對以上痛點(diǎn),瑞識基于長期商業(yè)化合作過程中的半導(dǎo)體光學(xué)項(xiàng)目服務(wù)經(jīng)歷和對終端應(yīng)用的深度理解,創(chuàng)新光芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計和關(guān)鍵制程工藝,采用氧化制程將VCSEL發(fā)散角控制在小于15度以內(nèi)且保持了較高光功率,最終自主成功研發(fā)出新款超窄光VCSEL芯片,波長峰值為940nm,發(fā)射角在不同電流驅(qū)動下穩(wěn)定在10°~15°跨度區(qū)間,光斑內(nèi)能量分布均勻,獨(dú)有的超窄發(fā)散角可大幅降低傳感器件信號串?dāng)_現(xiàn)象,確保發(fā)射和反射光具有清晰、不互相干擾的往返路徑,同時限制串?dāng)_對測量的影響,可幫助縮小接近傳感模塊尺寸、簡化器件設(shè)計并實(shí)現(xiàn)更精確的距離測量,真正從芯片端打破光傳感技術(shù)局限。
圖3:瑞識超窄光VCSEL(下)與常見VCSEL(上)在不同光功率下的發(fā)散角(全角)實(shí)測
圖4:瑞識超窄光VCSEL在10mA驅(qū)動電流下的光斑表現(xiàn)實(shí)測
隨著終端市場日漸飽和,同質(zhì)化競爭將越演越激烈,產(chǎn)品差異化創(chuàng)新的關(guān)鍵突破口將更多聚焦在上游應(yīng)用核心元器件的性能優(yōu)劣層面。
接近傳感憑借非接觸、高靈敏度、高精準(zhǔn)度的性能優(yōu)勢,在越來越多的消費(fèi)產(chǎn)品上得以應(yīng)用。
除了市場風(fēng)向標(biāo)的智能手機(jī)、TWS耳機(jī)外,在消費(fèi)市場還有包括智慧駕駛、攝像/投影儀對焦、機(jī)器人、智能家居、智慧電視、安防門禁、VR/AR、AR眼鏡等在內(nèi)的更廣闊應(yīng)用前景。
瑞識此次推出的新款超窄光VCSEL,作為一款專為消費(fèi)級接近傳感定制的高效發(fā)射光源選擇,可用于開發(fā)超小尺寸、極簡精確組裝、高精度、高性能光學(xué)表現(xiàn)、更具性價比優(yōu)勢的接近傳感模塊,目前產(chǎn)品已在6英寸GaAs晶圓上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并可提供樣品。
下一步,瑞識將積極配合各行業(yè)客戶進(jìn)行高效的送樣測試,讓更具優(yōu)勢的接近傳感技術(shù)成熟應(yīng)用在各類消費(fèi)產(chǎn)品上,助力終端創(chuàng)新。
關(guān)于瑞識
瑞識科技是一家總部位于深圳的高科技公司,由美國海歸博士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建。
瑞識核心團(tuán)隊(duì)在半導(dǎo)體光學(xué)領(lǐng)域深耕多年,擁有國際領(lǐng)先的光電芯片和器件自主研發(fā)和創(chuàng)新能力,目前已掌握包括光芯片設(shè)計、光學(xué)透鏡集成、器件級集成封裝、光電系統(tǒng)整合優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù),并已進(jìn)行了全方面的專利布局,申請國內(nèi)外技術(shù)發(fā)明專利幾十項(xiàng)。
我們致力為客戶提供行業(yè)領(lǐng)先的光傳感光源和解決方案,以光賦能連接與傳感。
9月9-11日,瑞識將參展在深圳國際會展中心(寶安新館)舉辦的2020年第22屆CIOE光博會,展位號:1號館1B41,誠邀廣大客戶與業(yè)界同仁蒞臨、合作、指導(dǎo)。
更多信息,請?jiān)L問瑞識官網(wǎng):www.raysees.com。
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