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欧司朗携VCSEL技术乘风破浪弄潮3D人脸识别

导读: 位于德国雷根斯堡的光电子元件制造商欧司朗光电半导体有限公司(Osram Opto Semiconductors GmbH,以下简称“欧司朗”)表示,垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)技术在这一潮流中发挥着重要作用。

据麦姆斯咨询介绍,如今移动设备(包括智能手机、平板电脑和可穿戴设备)中许多关键技术的进步与光的应用息息相关,如可见光(如显示器照明或闪光灯应用)和不可见的红外光(如手势识别、虹膜扫描或人脸识别)。位于德国雷根斯堡(Regensburg)的光电子元件制造商欧司朗光电半导体有限公司(Osram Opto Semiconductors GmbH,以下简称“欧司朗”)表示,垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)技术在这一潮流中发挥着重要作用。

生物识别技术利用人体特征,如虹膜的特定结构、人脸或指纹特征等,然后通过传感器识别这些特征,并将其与存储的生物统计数据进行比较。据Yole在11月发布的《消费类生物识别市场和技术趋势-2018版》 中谈到,五年前苹果(Apple)公司为iPhone 5s集成了“Touch ID”电容式指纹识别技术,掀起了消费类生物识别技术的“第一波”浪潮;2017年9月,依然是苹果推出了iPhone X,开启了“第二波”浪潮——3D人脸识别。这波浪潮由3D传感技术引领,目前正在进行当中,并有望驱动生物识别市场在2022年之前达到170亿美元。

欧司朗携VCSEL技术乘风破浪弄大潮——3D人脸识别

消费类生物识别:传感器市场预测

图片来源:《消费类生物识别市场和技术趋势-2018版》

为了使生物识别技术在移动设备中可靠工作,还额外需要红外光来照亮目标区域。目前该技术已被应用于门禁系统,大多数国家更是将其用于移民工作中。但随着红外LED技术对器件小型化的推动,越来越受到移动和消费类设备的青睐。欧司朗表示,公司也正积极研发VCSEL技术,以致力于填补解决方案组合的空缺,使这些应用能够在更广阔的市场中得以应用。

VCSEL技术开辟新应用领域

以前,VCSEL技术主要应用于数据通信,但近几年被挖掘出了大量可应用的领域。由于在VCSEL技术中,光束是从半导体芯片表面垂直发射出(与边发射激光二极管从芯片边缘发射不同),因此VCSEL比边发射激光器(EEL)的生产成本更低、光束质量更好,并且输出功率相对较低。作为可采用表面组装(SMT)的元件,VCSEL结合了LED和激光器的特性。该技术同时还可用于VCSEL阵列(由数百甚至数千颗VCSEL组成)。例如,一颗芯片上有500个1mm x 1mm孔径。

欧司朗表示,VCSEL技术是智能手机、无人机、增强现实和虚拟现实(AR/VR)设备等应用的理想选择,其中高速调制技术对这些应用来说更是优势之一。3D传感应用,如人脸识别(尤其是消费类设备)被视为主要的市场驱动因素。据Yole在最新发布的报告《红外LED和激光二极管:技术、应用和产业趋势》中透露红外光源市场预计在2018年将达到18亿美元,而2023年将达到65亿美元,复合年增长率为29%。

目前用于智能手机3D传感的解决方案包括结构光法和飞行时间(ToF)法。iPhone X就使用了结构光,其点阵投影器在人脸上投射数万个红外(IR)光的光点。红外摄像头再接收从脸部反射回来的红外光线,以创建3D人脸模型。

其他应用包括摄像头(尤其是智能手机的摄像头)中的自动对焦和微距功能。3D传感还与AR/VR相结合,用于智能眼镜或未来的智能手机和其他移动设备,包括无人机等。

欧司朗携VCSEL技术乘风破浪弄大潮——3D人脸识别

VCSEL产品规格 vs. 应用需求

图片来源:《VCSEL技术、产业和市场趋势》

欧司朗认为,由于VCSEL技术的诸多优势,如芯片面积非常小、成本相对较低、光学效率高、功耗低、波长稳定以及调制速率高等,VCSEL将会成为3D人脸识别等应用进入大众市场的关键技术。

欧司朗指出,虽然与现有技术相比,VCSEL技术具有很多优势,但它并不是所有领域的最佳解决方案。因此,VCSEL应当被视为红外和其他光源的扩展。为了帮助客户,让每种应用都拥有最合适的解决方案,欧司朗正用VCSEL技术填补他们的红外技术组合空缺。

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