VCSEL과 LED의 특징을 융합한 적외선 광원 VCSELED™ 개발 낮은 온도 의존성과 광각 발광 및 균일한 광원으로, 자동차의 운전자 지원 기술에 기여
2024년 4월 9일
＜개요＞
로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 수직 공진기 타입의 면발광 레이저 VCSEL※1 소자를 레이저 광원용 수지 광확산제로 몰딩한 새로운 적외선 광원 기술 「VCSELED™」를 확립하였습니다. 본 기술은 자동차의 운전자 모니터링 시스템 (DMS※2) 및 차량 내부 모니터링 시스템 (IMS※3)의 성능 향상에 기여하는 광원으로서, 제품화를 위해 개발을 추진하고 있습니다.
VCSELED™는 고성능 VCSEL 소자와 광확산제를 조합함으로써 빔 각도 (조사 각도)를 LED와 동등하게 확대하여 VCSEL보다 넓은 범위에서 고정밀도 센싱이 가능합니다. 또한, 소형 패키지에 발광 소자와 광확산제를 탑재하여 어플리케이션의 소형 · 박형화에도 기여합니다.
VCSELED™에 탑재하는 VCSEL 소자는 좁은 대역의 발광 파장이 특징으로, LED에 비해 약 1/7에 해당하는 발광 파장 폭 4nm를 실현하였습니다. 이에 따라 수광 측의 인식 성능을 향상할 수 있을 뿐만 아니라 LED에서 우려되는 Red Glow※4도 해소할 수 있습니다. 동시에 파장의 온도 변화에 있어서도 LED (0.3nm/℃)의 1/4 이하에 해당하는 0.072nm/℃를 실현하여, 온도 변화에 좌우되지 않는 고정밀도의 센싱이 가능합니다. 발광 시의 응답 속도는 LED보다 약 7.5배 빠른 2ns로, 적외광을 통해 거리를 측정하는 ToF (Time of Flight) 어플리케이션의 고성능화에도 기여합니다.
로옴은 VCSELED™를 새로운 적외선 광원 부품의 기술 브랜드로서 확립하여 제품화를 추진하고 있습니다. 프로토타입의 샘플은 2024년 4월, 민생기기용 양산 샘플은 2024년 10월, 자동차기기용 양산 샘플은 2025년중에 각각 판매를 개시할 예정입니다. 앞으로도 로옴은 차량 내부 모니터링 시스템에 대응하는 레이저 광원의 기술 개발을 추진해 나갈 것입니다.
＜배경＞
자동차의 안전성을 한층 더 향상시키는 기능으로서, 첨단 운전자 지원 시스템 (ADAS) 탑재 자동차 등에는 졸음 운전이나 주의 산만 등을 감지하는 운전자 모니터링 시스템이 탑재되어 있습니다. 일본에서는 국토교통성이 시스템의 설계 및 기능을 가이드라인으로 규정하였으며, EU에서는 2024년 7월 이후에 유럽에서 판매되는 모든 신차에 탑재 의무화를 예정하고 있습니다. 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 있습니다.
로옴은 이러한 시장 상황에 대응하기 위해 고정밀도 센싱을 실현하는 VCSELED™를 개발하였습니다. 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 기여합니다.
＜용어 설명＞
※1 : VCSEL
Vertical Cavity Surface Emitting Laser (수직 공진기 타입 면발광 레이저)의 약자. 기존에는 통신 용도로 채용되었지만, 최근에는 센싱 시스템의 발광부 광원으로서도 채용되고 있다.
※2 : DMS
Driver Monitoring System의 약자로, 운전자 모니터링 시스템을 뜻한다. 운전자의 얼굴이나 시선의 움직임 등을 통해 안전 운전을 지속할 수 없는 가능성을 감지하여, 소리나 문자 등으로 경고함으로써 교통 사고의 발생을 미연에 방지하는 안전 운전 지원 기능이다.
※3 : IMS (ICMS)
In-Cabin Monitoring System의 약자로, 차량 내부 모니터링 시스템을 뜻한다. 검출 범위를 조수석이나 뒷좌석까지 확대하여, 동승자의 상태를 센싱함으로써 안전성 및 쾌적성 향상을 추구한다.
※4 : Red Glow
적색 LED를 센서 등에 사용하여 고출력으로 사용하는 경우, 가시광선에 가까운 파장의 빛이 발광되어 사람의 눈으로 감지하게 되는 경우가 있다. 이때 센서가 약간 적색으로 보이는 것에서 유래된 명칭이다.
VCSEL과 LED의 특징을 융합한 적외선 광원 VCSELED™ 개발
낮은 온도 의존성과 광각 발광 및 균일한 광원으로, 자동차의 운전자 지원 기술에 기여
2024년 4월 9일
＜개요＞
로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 수직 공진기 타입의 면발광 레이저 VCSEL※1 소자를 레이저 광원용 수지 광확산제로 몰딩한 새로운 적외선 광원 기술 「VCSELED™」를 확립하였습니다. 본 기술은 자동차의 운전자 모니터링 시스템 (DMS※2) 및 차량 내부 모니터링 시스템 (IMS※3)의 성능 향상에 기여하는 광원으로서, 제품화를 위해 개발을 추진하고 있습니다.
VCSELED™는 고성능 VCSEL 소자와 광확산제를 조합함으로써 빔 각도 (조사 각도)를 LED와 동등하게 확대하여 VCSEL보다 넓은 범위에서 고정밀도 센싱이 가능합니다. 또한, 소형 패키지에 발광 소자와 광확산제를 탑재하여 어플리케이션의 소형 · 박형화에도 기여합니다.
VCSELED™에 탑재하는 VCSEL 소자는 좁은 대역의 발광 파장이 특징으로, LED에 비해 약 1/7에 해당하는 발광 파장 폭 4nm를 실현하였습니다. 이에 따라 수광 측의 인식 성능을 향상할 수 있을 뿐만 아니라 LED에서 우려되는 Red Glow※4도 해소할 수 있습니다. 동시에 파장의 온도 변화에 있어서도 LED (0.3nm/℃)의 1/4 이하에 해당하는 0.072nm/℃를 실현하여, 온도 변화에 좌우되지 않는 고정밀도의 센싱이 가능합니다. 발광 시의 응답 속도는 LED보다 약 7.5배 빠른 2ns로, 적외광을 통해 거리를 측정하는 ToF (Time of Flight) 어플리케이션의 고성능화에도 기여합니다.
로옴은 VCSELED™를 새로운 적외선 광원 부품의 기술 브랜드로서 확립하여 제품화를 추진하고 있습니다. 프로토타입의 샘플은 2024년 4월, 민생기기용 양산 샘플은 2024년 10월, 자동차기기용 양산 샘플은 2025년중에 각각 판매를 개시할 예정입니다. 앞으로도 로옴은 차량 내부 모니터링 시스템에 대응하는 레이저 광원의 기술 개발을 추진해 나갈 것입니다.
＜배경＞
자동차의 안전성을 한층 더 향상시키는 기능으로서, 첨단 운전자 지원 시스템 (ADAS) 탑재 자동차 등에는 졸음 운전이나 주의 산만 등을 감지하는 운전자 모니터링 시스템이 탑재되어 있습니다. 일본에서는 국토교통성이 시스템의 설계 및 기능을 가이드라인으로 규정하였으며, EU에서는 2024년 7월 이후에 유럽에서 판매되는 모든 신차에 탑재 의무화를 예정하고 있습니다. 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 있습니다.
로옴은 이러한 시장 상황에 대응하기 위해 고정밀도 센싱을 실현하는 VCSELED™를 개발하였습니다. 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 기여합니다.
＜용어 설명＞
「VCSELED™」는 로옴 주식회사의 상표 또는 등록상표입니다.
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