韩国成功开发出基于硅的光学相控阵三维图像传感器LiDAR

韩国高等科学技术研究院（The Korea Advanced Institute of Science and Technology）宣布，由电气工程系Park Hyo－hoon教授领导的团队开发了基于硅的光学相控阵（silicon－based optical phased array）芯片，这种用于三维图像传感器的核心芯片，可用作自动驾驶汽车、无人驾驶飞机和机器人的“眼睛”。未来，该芯片也可以安装在智能手机上，增强智能手机的各种功能，如人脸识别和增强现实（AR）。除了三维图像传感器的功能外，它还可以采集特定方向的三维图像数据，并进行无线传输，从而实现高分辨率和高容量的电子设备之间的图像信息无限制通信。

基于硅的光学相控阵（OPA）芯片作为使用激光的三维图像传感器LiDAR的下一代一直颇受关注。该芯片基于硅，小尺寸，以电控制光的方向，能够实现在水平方向上扫描，但是目前若要改变激光波长以实现垂直方向上的扫描，还有技术难度。

图像传感器中的感光单元一般采用感光二极管（photodiode）实现光电信号的转换。感光二极管在接受光线照射之后能够产生电流信号，电流的强度与光照的强度成正比例关系。三维图像传感器将具有立方体效果的距离信息添加到诸如照片的两维图像，以使其被识别为三维图像。它作为核心部分充当各种电子设备的眼睛，如自动驾驶汽车，无人机和机器人，需要准确的物体距离信息。

随着人工智能、物联网时代到来的大背景下，图像传感器被分割成多个极具活力与成长性的半导体细分市场。尤其在汽车、安防、工控等领域，具备较大提升空间。比如CMOS传感器的引入使智能相机的灵敏度和整体质量显著提高，能够接力进入手机市场，成为后续增长主要动力。预计至2022年，CMOS传感器的全球销售额将达到190亿美金。CMOS传感器技术的发展，使机器视觉行业能够采用上更具成本效益的传感器。

三维图像传感器将具它是一个核心部分，充当各种电子设备的眼睛，在识别物体的同时，提供准确的物体之间的距离信息。

三维图像传感器的核心芯片身材小巧，科技含量高，不仅能快速精准地捕捉到深度信息，而且可以将距离信息（比如cubic effect）加到二维图像中（例如照片），以使二维图像被识别为三维图像，使图像的信息量更大。该芯片的特点是以电控制光的方向，耐用性强，而且尺寸小是亮点，能够制成蜻蜓眼睛一样大小的尺寸，进一步推动三维图像传感器的小型化，进入更丰富的应用场景。