ROHM開發出集VCSEL和LED特點于一體的紅外光源VCSELED?

全球知名半導體制造商ROHM（總部位于日本京都市）確立了一項通過激光用樹脂光擴散材料將垂直腔面發射激光器VCSEL*1元件密封的新型紅外光源技術“VCSELED”。該技術有望成為有助于提高汽車駕駛員監控系統（DMS*2）和座艙監控系統（IMS*3）性能的光源，因此ROHM目前正在推進利用該技術的產品開發。

作為進一步提高車輛安全性的功能，配備高級駕駛輔助系統（ADAS）的車輛通常會配備駕駛員監控系統，以檢測駕駛員疲勞駕駛、困駕、分心駕駛等情況。

在日本，國土交通省已經制定了系統設計和功能相關的指南。而在歐盟，計劃從2024年7月起要求在歐洲銷售的所有新車必須配備該功能，這引起了廣泛的關注。另外，汽車制造商和供應商也在積極開發可以檢測駕駛員以外乘客的座艙監控系統，業內已經越來越清楚地意識到，要想進一步提高檢測系統的精度，離不開高性能的光源。

在這種背景下，ROHM開發出實現高精度感測的VCSELED。該技術由溫度引起的波長變化很小，并且可以獲得更寬的光束角，因此不僅非常適用于座艙監控系統，還有助于提高機器人和工業設備的檢查系統以及空間識別和測距系統等的精度和性能。

VCSELED通過組合高性能的VCSEL元件和光擴散材料，實現了與LED同等的光束角（照射角度），能夠在比VCSEL更廣泛的范圍實現高精度感測。另外，由于是在小型封裝中內置發射元件和光擴散材料，因此有助于實現更小、更薄的應用產品。

VCSELED中內置的VCSEL元件具有窄波段發光波長的特點，實現了4nm的線寬，僅為LED的1/7左右。這不僅可以提高受光端的識別性能，還能消除LED可能發生的“紅暴”*4現象。同時，波長溫漂僅為LED（0.3nm/℃）的1/4以下，只有0.072nm/℃，因此可實現不受溫度變化影響的高精度感測。不僅如此，發射時的響應速度達到2ns，比LED快約7.5倍，有助于進一步提高用紅外光測距的ToF（Time of Flight）應用的性能。

ROHM將VCSELED定位為紅外光源產品的新技術品牌，并致力于推出應用了該技術的產品。ROHM計劃于2024年4月開始銷售試制樣品，于2024年10月開始銷售消費電子設備量產用的樣品，于2025年開始銷售車載設備量產用的樣品。另外，未來ROHM將繼續推進適用于座艙監控系統的激光光源技術開發。

術語解說

*1) VCSEL

Vertical Cavity Surface Emitting Laser（垂直腔面發射激光器）的縮寫。以往多用于通信領域，近年來也被用于感測系統發射單元的光源。

*2) DMS

Driver Monitoring System的縮寫，意為駕駛員監控系統。一種根據駕駛員面部和視線的運動來檢測駕駛員可能無法繼續安全駕駛的可能性，并以聲音或文字等形式通知駕駛員，以防止交通事故的安全駕駛輔助功能。

*3) IMS（ICMS）

In-Cabin Monitoring System的縮寫，意為座艙監控系統。該系統通過將檢測范圍擴大到包括副駕駛席和后排座位，進行乘客識別和生物體檢測，來提高安全性和舒適度。

*4) 紅暴

當將紅外LED用于傳感器等應用并以高輸出使用時，可以發出波長接近可見光的光，并可能被人眼感知到。此時傳感器呈現微紅色，因此稱為“紅暴。

審核編輯：劉清