欧司朗对“3D传感市场、3D传感光源选择”的理解

据麦姆斯咨询报道，欧司朗光电半导体（以下简称：“欧司朗”，英文：Osram）是欧司朗集团公司旗下的子公司，总部位于德国雷根斯堡，主要提供光电元器件，例如LED、VCSEL、大功率边发光激光器（EEL）以及传感器等。欧司朗在行业内的非凡影响力，不仅体现在其拥有该领域全球领先的市场份额，更是因为其参与制定了很多车规级标准，以高可靠性产品引领市场。

2020年9月24日，由麦姆斯咨询主办的『第三十届“微言大义”研讨会：3D视觉技术与应用』上，欧司朗红外与传感器市场经理熊丽媛女士向在场观众分享了欧司朗对“3D传感市场、3D传感光源选择”的理解，以及欧司朗VCSEL技术和产品组合、实际应用案例情况，充分展现了欧司朗在3D传感VCSEL领域的全面优势！

欧司朗光电半导体红外与传感器市场经理熊丽媛女士发表精彩演讲

产业优势：全球化布局，VCSEL全产业链模式

欧司朗产品线覆盖了人类生活的方方面面，完美地实现了产品宽度和深度的结合，而且在每个领域都深耕细作，有很多技术沉淀和应用案例。欧司朗光电半导体业务主要分为四大板块：汽车、传感、可视化和照明。熊丽媛女士重点介绍自己所在部门——传感领域，主要提供红外LED、VCSEL以及相关传感器，应用于智能手机人脸解锁、可穿戴设备（如智能手环）的心率血氧检测、安防监控、辅助驾驶等领域。

得益于欧司朗的全球化布局，不管是LED还是VCSEL，从研发、设计、生产，到封装、测试，欧司朗覆盖了整个产业链的全部环节：研发和芯片设计在德国，封装生产在马来西亚和中国无锡，办事处网点辐射全球各地。熊丽媛女士表示“欧司朗在产业链的每一环节都亲力亲为，取得了非常多的专利和深厚的技术沉淀。”同时，欧司朗是此次参会唯一一家同时布局LED、EEL和VCSEL的公司。

欧司朗LED和VCSEL全球业务布局一览

技术优势：红外光源底蕴深厚，各项指标全球领先

据第三方咨询机构数据表明，到2025年，3D传感市场规模将达到150亿美元，其中智能手机、消费电子和汽车占市场份额的80%，3D传感无疑是未来的朝阳产业。但无论应用端采用哪种3D视觉解决方案（ToF、结构光、双目），都离不开红外光源。熊丽媛女士表示“红外光源本身是大有差别的，如何选择也大有学问！”综合温漂、半波宽、上升下降速度、光型等参数，VCSEL的优势则在红外光源家族中凸显出来，同时，VCSEL封装与LED一样简单，成本优势明显。综合上述优势，VCSEL定会成为3D传感市场潜力最大的产品。

红外光源（LED、VCSEL和EEL）特性对比

消费类应用尤其是智能手机对VCSEL提出的要求也越来越高，如果VCSEL电光转换效率更高，功耗更低，散热更好，这对手机电池的寿命和待机时间改善都是非常有利的因素。多结VCSEL则能够更好地满足上述要求。简单来讲，多结VCSEL的工作原理就是将多个PN结串联，带来的结果则是用同样的电流获得相应倍数的光功率，或者说要获得同样的光功率，只需要N分之一的电流即可，这样节省了功耗，降低了对电流的压力。多结VCSEL的功率密度高，因此芯片可以做得很紧凑。对于智能手机来讲，选用多结VCSEL既可以节省设计空间，也优化了配光设计。

熊丽媛女士向在场观众分别展示了欧司朗单孔1/2/3结VCSEL、阵列1/2/3结VCSEL的实测数据：

“从单孔1/2/3结VCSEL性能数据看到，功率几乎呈线性增长。

电压增长速度小于功率增长速度，PCE相应地提升。

阵列1/2/3结VCSEL也表现出同样的趋势。

”

欧司朗单孔1/2/3结VCSEL性能对比

过去业内认为VCSEL功率做不大，因此难以落地于远距离传感应用。熊丽媛女士对此观点进行了纠正“抛开电流和驱动条件去谈功率，是不严谨的。”她展示了VCSEL如何在短脉宽电流下获得大功率。此外，VCSEL出光形状酷似“甜甜圈”，四周比较亮，但多结（两结、三结）VCSEL出现中间越来越暗的趋势。欧司朗通过特殊的设计实现小山峰型的出光光型，不管是两结还是三结，不仅四周有亮度，中间也有亮度，从而获得更均匀的配光效果。
 

欧司朗通过特殊的设计获得更均匀的出光效果

产品优势：选型表完整，诸多全球成功案例显实力

目前，欧司朗已布局了丰富的VCSEL芯片产品线：不同封装方式（QFN封装、陶瓷封装……）、不同波段（850 nm、940 nm……）、是否集成光电探测器（PD）监测选项、不同功率段、不同视场角（FOV）。在封装成品和裸芯片领域，欧司朗都可以提供非常完整的产品选型。

欧司朗提供丰富的VCSEL芯片产品

最后，熊丽媛女士分享了欧司朗与全球客户完成的VCSEL成功应用案例，例如定制的IC驱动器与VCSEL集成的模组、随机点阵芯片、可寻址分区点亮芯片等，并展望未来，VCSEL让3D传感更多地走进我们的生活。

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