ROHM新型VCSEL模組技術可提高空間識別

ROHM新型VCSEL模組技術可提高空間識別和測距雷射光源輸出功率達30%，有助減輕雷射光源電路設計負擔並提高測距精度。

半導體製造商ROHM研發出全新VCSEL模組技術，透過雷射光源中VCSEL的輸出功率的提升，實現了空間識別和測距系統(TOF系統)的高精度化。傳統採用VCSEL的雷射光源中，作為光源的VCSEL產品和用來驅動光源的MOSFET產品在電路板上皆是個別安裝的。在這種情況下，產品之間的佈線長度(寄生電感)會影響到光源的驅動時間和輸出功率，因此將為高精度感測所需的短脈衝大功率光源帶來了侷限性。

本次，ROHM將新VCSEL元件和MOSFET元件集中於單一模組封裝中，縮短元件間佈線長度，可充分發揮各元件的效能，若使用不易受到陽光等外部干擾的光源短脈衝(10nS以內)來驅動，輸出功率也比傳統產品提升約30%。

事實上在評估時發現，採用由雷射光源(VCSEL模組)、TOF感測器(圖像感測器等感光感測器)、控制IC等，所 組成的空間識別測距系統的VCSEL模組，對TOF感測器的反射光量比傳統產品增加了約30%，這將有助於提高TOF系統精度。該VCSEL模組適用於需要高精度感測的行動裝置人臉辨識系統，以及工控裝置AGV(無人搬運車)等領域，產品預計於2021年3月之前推出。另外ROHM也正在進行高輸出雷射技術的研發，以滿足車電用LiDAR等市場需求。

近年來，在智慧型手機的人臉辨識系統和平板電腦的空間識別系統中，已開始將VCSEL作為雷射光源來使用，使其應用迅速普及。包括工控領域AGV和透過手勢、形狀識別的檢查系統應用也越來越普遍，預計未來VCSEL的需求將會 大幅增加。其中，在自動化相關應用中，需要光源可達成短脈衝驅動及更高輸出功率，以更進一步提升感測的精度。ROHM為了提升量產中VCSEL產品的輸出功率，研發出全新VCSEL模組技術。同時透過短脈衝驅動和高輸出功率， 進一步提升空間識別和測距系統精度。

一直以來，ROHM致力於研發包括LED在內的Fabry-Perot雷射二極體和VCSEL產品，而最近此類產品開始使用在印表機和掃地機器人等領域。 同時，運用過去累積的光電元件研發經驗，持續推進VCSEL模組技術的研發，大幅度發揮VCSEL元件的效能，並且更進一步提高輸出。ROHM在光源元件中融入了本次應用技術，研發出特色鮮明的雷射光源產品，提高了空間識別和測距系統的精度。

VCSEL模組技術是將ROHM研發的模組用新VCSEL元件和MOSFET元件，以最佳形式進行一體化封裝。為了更大幅度發揮出元件效能， 儘可能地降低各元件間、與電路佈線長度成正比的寄生電感，達成高速驅動和更高的輸出功率。若使用不易受陽光等外部干擾的短脈衝(10nS以內)來驅動，與傳統未模組化結構相比，輸出功率提高了約30%。另外透過一體化封裝，本技術除了可減少安裝面積和電路設計負擔，還能透過高速驅動和更高輸出來提升驅動效率(快速、低電壓工作)，幫助應用更加節能。