韓國成功開發(fā)出基于硅的光學(xué)相控陣三維圖像傳感器LiDAR

韓國高等科學(xué)技術(shù)研究院（The Korea Advanced Institute of Science and Technology）宣布，由電氣工程系Park Hyo－h(huán)oon教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊開發(fā)了基于硅的光學(xué)相控陣（silicon－based optical phased array）芯片，這種用于三維圖像傳感器的核心芯片，可用作自動駕駛汽車、無人駕駛飛機(jī)和機(jī)器人的“眼睛”。未來，該芯片也可以安裝在智能手機(jī)上，增強(qiáng)智能手機(jī)的各種功能，如人臉識別和增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）。除了三維圖像傳感器的功能外，它還可以采集特定方向的三維圖像數(shù)據(jù)，并進(jìn)行無線傳輸，從而實現(xiàn)高分辨率和高容量的電子設(shè)備之間的圖像信息無限制通信。

基于硅的光學(xué)相控陣（OPA）芯片作為使用激光的三維圖像傳感器LiDAR的下一代一直頗受關(guān)注。該芯片基于硅，小尺寸，以電控制光的方向，能夠?qū)崿F(xiàn)在水平方向上掃描，但是目前若要改變激光波長以實現(xiàn)垂直方向上的掃描，還有技術(shù)難度。

圖像傳感器中的感光單元一般采用感光二極管（photodiode）實現(xiàn)光電信號的轉(zhuǎn)換。感光二極管在接受光線照射之后能夠產(chǎn)生電流信號，電流的強(qiáng)度與光照的強(qiáng)度成正比例關(guān)系。三維圖像傳感器將具有立方體效果的距離信息添加到諸如照片的兩維圖像，以使其被識別為三維圖像。它作為核心部分充當(dāng)各種電子設(shè)備的眼睛，如自動駕駛汽車，無人機(jī)和機(jī)器人，需要準(zhǔn)確的物體距離信息。

隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)時代到來的大背景下，圖像傳感器被分割成多個極具活力與成長性的半導(dǎo)體細(xì)分市場。尤其在汽車、安防、工控等領(lǐng)域，具備較大提升空間。比如CMOS傳感器的引入使智能相機(jī)的靈敏度和整體質(zhì)量顯著提高，能夠接力進(jìn)入手機(jī)市場，成為后續(xù)增長主要動力。預(yù)計至2022年，CMOS傳感器的全球銷售額將達(dá)到190億美金。CMOS傳感器技術(shù)的發(fā)展，使機(jī)器視覺行業(yè)能夠采用上更具成本效益的傳感器。

三維圖像傳感器將具它是一個核心部分，充當(dāng)各種電子設(shè)備的眼睛，在識別物體的同時，提供準(zhǔn)確的物體之間的距離信息。

三維圖像傳感器的核心芯片身材小巧，科技含量高，不僅能快速精準(zhǔn)地捕捉到深度信息，而且可以將距離信息（比如cubic effect）加到二維圖像中（例如照片），以使二維圖像被識別為三維圖像，使圖像的信息量更大。該芯片的特點是以電控制光的方向，耐用性強(qiáng)，而且尺寸小是亮點，能夠制成蜻蜓眼睛一樣大小的尺寸，進(jìn)一步推動三維圖像傳感器的小型化，進(jìn)入更豐富的應(yīng)用場景。