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(dòng)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(dòng)開關(guān)，水龍頭精準(zhǔn)感應(yīng)出水，智能電視姿勢(shì)檢測(cè)；再到車輛的車主自動(dòng)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(shí)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(hào)串?dāng)_現(xiàn)象，為輕量化、更小尺寸、更精感知、更智能簡(jiǎn)化集成的接近傳感產(chǎn)品開發(fā)，創(chuàng)新提供芯片級(jí)解決方案。
圖1：瑞識(shí)超窄光VCSEL出光效果（左）與常見VCSEL出光效果（右）對(duì)比
據(jù)了解，常見的消費(fèi)級(jí)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(shí)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(cè)距范圍內(nèi)的標(biāo)的物時(shí)，會(huì)反射紅外光到接收端，通過測(cè)量光脈沖發(fā)射接收所需的時(shí)間，可以快速判斷出標(biāo)的物的存在，并即時(shí)計(jì)算出其實(shí)時(shí)距離接近數(shù)據(jù)，適用于空間定位追蹤、測(cè)距等高動(dòng)態(tài)的三維空間測(cè)量場(chǎng)景。
圖2：接近傳感工作原理（簡(jiǎn)化）
同時(shí)我們也注意到，終端客戶在考慮接近傳感的應(yīng)用集成時(shí)，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(huì)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(shí)，發(fā)射光與內(nèi)部反射光會(huì)發(fā)生信號(hào)串?dāng)_，進(jìn)而影響整體的測(cè)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(hào)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(hào)串?dāng)_。但這些做法都相應(yīng)地增加了整體設(shè)計(jì)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(shì)相悖。
針對(duì)以上痛點(diǎn)，瑞識(shí)基于長(zhǎng)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(duì)終端應(yīng)用的深度理解，創(chuàng)新光芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(zhǎng)峰值為940nm，發(fā)射角在不同電流驅(qū)動(dòng)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(hào)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(shí)限制串?dāng)_對(duì)測(cè)量的影響，可幫助縮小接近傳感模塊尺寸、簡(jiǎn)化器件設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)更精確的距離測(cè)量，真正從芯片端打破光傳感技術(shù)局限。
圖3：瑞識(shí)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(cè)
圖4：瑞識(shí)超窄光VCSEL在10mA驅(qū)動(dòng)電流下的光斑表現(xiàn)實(shí)測(cè)
隨著終端市場(chǎng)日漸飽和，同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)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(shì)，在越來越多的消費(fèi)產(chǎn)品上得以應(yīng)用。
除了市場(chǎng)風(fēng)向標(biāo)的智能手機(jī)、TWS耳機(jī)外，在消費(fèi)市場(chǎng)還有包括智慧駕駛、攝像/投影儀對(duì)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(shí)此次推出的新款超窄光VCSEL，作為一款專為消費(fèi)級(jí)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(jiǎn)精確組裝、高精度、高性能光學(xué)表現(xiàn)、更具性價(jià)比優(yōu)勢(shì)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(shí)將積極配合各行業(yè)客戶進(jìn)行高效的送樣測(cè)試，讓更具優(yōu)勢(shì)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(shí)
瑞識(shí)科技是一家總部位于深圳的高科技公司，由美國(guó)海歸博士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建。
瑞識(shí)核心團(tuán)隊(duì)在半導(dǎo)體光學(xué)領(lǐng)域深耕多年，擁有國(guó)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(jì)、光學(xué)透鏡集成、器件級(jí)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(qǐng)國(guó)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(shí)將參展在深圳國(guó)際會(huì)展中心（寶安新館）舉辦的2020年第22屆CIOE光博會(huì)，展位號(hào)：1號(hào)館1B41，誠(chéng)邀廣大客戶與業(yè)界同仁蒞臨、合作、指導(dǎo)。
