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銳時科技發(fā)布了業(yè)界領(lǐng)先的VCSEL 3D DTof,光功率提高了3倍
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3月18日晚,蘋果官方網(wǎng)站iPad Pro悄然更新。與上一代相比,此次發(fā)布的iPad Pro的最大亮點是,這一代的相機(jī)模塊配備了直接飛行時間(dToF)模塊,蘋果稱之為激光雷達(dá)掃描儀。lidAR通過dToF傳感器的應(yīng)用,不僅意味著蘋果“全在AR”戰(zhàn)略的加速落地,也帶動了很多相關(guān)行業(yè),如增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)、游戲和智能傳感等,在未來迅速跟進(jìn),促使3D傳感迎來新的爆發(fā)期。圖1:蘋果官方網(wǎng)站iPad Pro的dToF Lidar簡介事實上,其他手機(jī)制造商,如華為和三星,也在今年剛剛發(fā)布的幾款產(chǎn)品中,在他們的相機(jī)上使用了間接飛行時間(iToF)技術(shù),而蘋果的新產(chǎn)品是對前者的升級和顛覆。它采用dToF測量方法,通過VCSEL光源發(fā)射高能激光脈沖,使用單光子雪崩二極管(SPAD),與iToF相比,dToF可以通過像素的脈沖輸出直接進(jìn)行簡單的模數(shù)轉(zhuǎn)換,獲得反射回傳感器的光子的時間和數(shù)量,降低了功耗和計算量;此外,通過調(diào)整脈沖頻率和能量,測量范圍可以比iToF更遠(yuǎn)。激光二極管的工作距離與垂直腔面發(fā)射激光器光源的功率直接相關(guān)。為了實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作,需要在發(fā)射端增加VCSEL光源的功率,或者將脈沖周期縮短到納秒級以增加瞬時脈沖功率。蘋果數(shù)字電視公司采用的新一代垂直腔面發(fā)射激光器在極短的時間內(nèi)產(chǎn)生了比普通垂直腔面發(fā)射激光器高幾倍的紅外脈沖激光,實現(xiàn)了5m工作范圍內(nèi)的高精度三維深度傳感。同時,由于其高光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)和小尺寸設(shè)計,更有利于消費類產(chǎn)品的嵌入式集成。可以理解的是,用于數(shù)字電視領(lǐng)域的VCSEL芯片的光功率的提高不是簡單地增加電流和電壓,或者采用多個芯片級聯(lián)積累的簡單方法,而是集成許多技術(shù)元件,例如半導(dǎo)體材料、熱、光學(xué)等。并對芯片的半導(dǎo)體外延結(jié)構(gòu)進(jìn)行顛覆性設(shè)計,這具有很高的技術(shù)門檻。目前,新一代垂直腔面發(fā)射激光器技術(shù)在國際和國內(nèi)垂直腔面發(fā)射激光器企業(yè)中仍是空白,大部分還處于初步研究階段。據(jù)麥克馬納斯咨詢公司(McManus Consulting)稱,與蘋果發(fā)布新的iPad Pro產(chǎn)品幾乎同步的是,瑞智科技的新一代dToF VCSEL光源產(chǎn)品最近也出現(xiàn)了重影。通過半導(dǎo)體芯片結(jié)構(gòu)的顛覆性創(chuàng)新設(shè)計,瑞智科技將在不增加芯片面積的情況下使用VCSE

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