로옴, VCSEL과 LED의 특징을 융합한 적외선 광원 VCSELED 개발
2024년 04월 10일
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로옴(ROHM)은 수직 공진기 타입의 면발광 레이저 VCSEL 소자를 레이저 광원용 수지 광확산제로 몰딩한 새로운 적외선 광원 기술 VCSELED를 확립했다. 이 기술은 자동차의 운전자 모니터링 시스템(DMS) 및 차량 내부 모니터링 시스템(IMS)의 성능 향상에 기여하는 광원으로서, 제품화를 위해 개발을 추진하고 있다. 


VCSELED는 고성능 VCSEL 소자와 광확산제를 조합함으로써 빔 각도를 LED와 동등하게 확대하여 VCSEL보다 넓은 범위에서 고정밀도 센싱이 가능하다. 또한, 소형 패키지에 발광 소자와 광확산제를 탑재하여 어플리케이션의 소형 · 박형화에도 기여한다. 


VCSELED에 탑재하는 VCSEL 소자는 좁은 대역의 발광 파장이 특징으로, LED에 비해 약 1/7에 해당하는 발광 파장 폭 4nm를 실현했다. 이에 따라 수광 측의 인식 성능을 향상할 수 있을 뿐만 아니라 LED에서 우려되는 Red Glow도 해소할 수 있다. 동시에 파장의 온도 변화에 있어서도 LED(0.3nm/℃)의 1/4 이하에 해당하는 0.072nm/℃를 실현하여, 온도 변화에 좌우되지 않는 고정밀도의 센싱이 가능하다. 발광 시의 응답 속도는 LED보다 약 7.5배 빠른 2ns로, 적외광을 통해 거리를 측정하는 ToF(Time of Flight) 애플리케이션의 고성능화에도 기여한다. 


자동차의 안전성을 한층 더 향상시키는 기능으로서, 첨단 운전자 지원 시스템 (ADAS) 탑재 자동차 등에는 졸음 운전이나 주의 산만 등을 감지하는 운전자 모니터링 시스템이 탑재되어 있다. 일본에서는 국토교통성이 시스템의 설계 및 기능을 가이드라인으로 규정하였으며, EU에서는 2024년 7월 이후에 유럽에서 판매되는 모든 신차에 탑재 의무화를 예정하고 있다. 또한, 자동차 메이커, 서플라이어에서는 동승자의 상태를 감지하는 차량 내부 모니터링 시스템의 개발도 활발히 추진되어, 모니터링 시스템을 한층 더 높은 정밀도로 실현할 수 있는 고성능 광원에 대한 필요성이 높아지고 있다. 


로옴은 이러한 시장 상황에 대응하기 위해 고정밀도 센싱을 실현하는 VCSELED를 개발했다. 온도로 인한 파장 변화가 적고 발광 빔의 각도가 넓어, 차량 내부 모니터링 시스템에 최적일 뿐만 아니라, 로봇이나 산업기기의 검사 시스템 및 공간 인식, 거리 측정 시스템 등의 고정밀도와 고성능화에도 기여한다.

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