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Metalenz和意法半导体的光学超表面技术正式商用

意法半导体中国 来源:意法半导体中国 作者:意法半导体中国 2022-06-23 09:48 次阅读

如果要问,近几年的手机有哪些设计是你最忍不了的?不是没有耳机孔、不是没有可拆卸电池、不是没有得插SD卡……而是它:越来越厚、越来越多的摄像头。

手机想要获得好的拍照效果,就需要更大的CMOS传感器、更多焦段的镜头……这就与人们对更薄更小的摄像头的期待成为一组矛盾。

超构光学技术带来一场颠覆性革命

中世纪以后,很长时间以来,折射透镜技术都没有取得重大突破。而超构光学(Meta Optics)技术的发展,通过引入不同基本原理的新型平面超透镜,将带来一场颠覆性革命。超构光学技术将多种复杂的光学功能集成在同一平面,不再是宏观可见的弯曲表面。这缩小了每个透镜元件的大小,同时减少了所需的透镜元件数量,因此大大减少了光学镜头的尺寸、元件数量、组装复杂性和总体成本。

最近,由全球首家实现超构光学商用的公司Metalenz和全球排名前列的半导体芯片制造商意法半导体首创的光学超表面技术(metasurface)正式商用!双方共同开发的meta-optics产品现已上市,搭载意法半导体新款dToF传感器VL53L8成功亮相(ST新多区dToF传感器,能耗减半,测距加倍!),并实现了批量出货。这项技术将平面超透镜取代传统折射透镜,可以为众多的消费电子、汽车和工业应用带来性能、功率、尺寸和成本优势,当前阶段主要用于消费电子设备。

Metalenz拥有哈佛大学Capasso实验室开发的超表面镜片技术的基础知识产权组合的全球独家许可权,持有20多项可在多个市场上简化改进光学器件的创新专利。公司的超表面技术能在单层半导体上提供复杂的多功能的光学性能,将大规模的镜片生产活动转移到半导体制造厂,像制造计算机芯片一样生产镜片。

与传统的模压曲面镜片不同,Metalenz的新型镜片是纯平面的,能够收集更多光信号,在单层半导体上就能提供多种功能,为智能手机和其他设备带来新的感测方式,同时占用更少的空间。Metalenz的平面镜头技术将取代意法半导体FlightSense ToF模块现有的某些镜头,为ST的ToF传感器实现显著的功率效率、光学性能和模块尺寸优化,而所有这些优化都将使消费、工业和汽车等众多市场受益。意法半导体ToF模块广泛应用于智能手机、无人机、机器人、汽车等应用领域,迄今销量已超过17亿件。

半导体制造工艺和光学技术成为完美搭档

Metalenz 的联合创始人、首席执行官 Rob Devlin表示:“经过十多年的基础研究,我们才走到今天这一步。我们的市场部署让meta-optics成为第一个商用超表面技术。借助ST的半导体技术、制造能力和全球布局,我们能够影响数百万消费者。我们目前已赢得了多张标志我们平台技术被首次应用的订单,现在,我们正在围绕其独特的功能设计完整系统。我们的meta-optics将以具有竞争力的价格,为设备厂商赋能,助力他们开拓令人期待的新市场和开发新感测功能。”

意法半导体是ToF传感技术的创新先锋。ToF技术是利用光速来准确计算距离。光子的传播速度是299,792,458米/秒,ToF传感器的工作原理是精确测量光子发射到目标物体表面然后从反射回来的所用时间。从首款ToF传感器开始,意法半导体及其技术彻底改变了手机相机的自动对焦功能,并通过存在检测和手势识别功能,提高了移动设备和计算机的安全性和能效。

意法半导体执行副总裁、影像事业部总经理 Eric Aussedat表示:“将Metalenz突破性的超表面镜片技术与ST的先进制造能力和ToF技术完美组合,推出内置meta-optics的产品,可以显著优化应用系统的能效、光学性能和模块尺寸,让消费、工业和汽车市场受益。我们推出的内置 Metalenz镜头的产品非常适合需要深度映射的应用,例如,人脸识别、相机辅助功能、消费级激光雷达和AR/VR等应用,因此该技术将初步锁定近红外波长传感市场,特别是3D传感市场。”

Metalenz所开发的超构光学技术是意法半导体先进制造能力的完美补充。意法半导体将半导体制造工艺和光学技术相结合,在半导体晶圆代工厂内使用先进的光刻版在超表面上完成可调谐的衍射波前层。更为重要的是,平面超透镜在半导体洁净室使用的制造技术与硅基集成电路一样。超透镜的纳米结构是人类头发宽度的千分之一。这些纳米结构只需单层就能操纵光线,从而实现与复杂的多元折射镜头相同的功能。

Metalenz的IP部门与意法半导体制造技术部的技术合作为传感器带来令人难以置信的测量准确度和精准度,让半导体芯片行业能够制造精确的、可复制的meta-optics,为高质量、能达到规模经济效益的镜头制造开启了全新的方式。

Metalenz联合创始人兼首席执行官Rob Devlin表示:“我们使用与集成电路芯片完全相同的晶圆代工厂,因此可以在很短的时间内将超透镜推向消费市场。在一片12英寸晶圆上,我们可以制造出5,000到10,000个超透镜,因此可以在一周内生产数万个超透镜,并且有可能提升产能,甚至能在一天内达到一百万。”

激发消费应用潜能,未来或面向汽车、医疗等应用

这项超构光学技术最初主要针对快速增长的近红外传感市场。近红外波长可用于3D传感功能,如人脸识别、自动对焦辅助、消费级激光雷达、AR/VR深度映射,这些功能正在成为当今智能手机的标配。

据Rob Devlin介绍:“平面超透镜比标准的智能手机镜头薄100倍,而且制造更简单、价格更便宜,并且更能抵抗冲击、避免破损。此外,这项技术可以用于整个电磁频谱——超越可见光,能够助力实现出色的3D传感功能,为所有智能手机带来基于激光雷达的感知功能。目前,这项感知功能仅用于苹果(Apple)高端手机中。Metalenz超构光学技术为下一代智能手机及其它消费电子产品、汽车和医疗等应用提供多种的成像与传感功能。”

此外,平面超透镜还可以用于室外或室内公共场所的人员计数器、智能门铃、机器人视觉和引导系统及其他物联网设备。Metalenz平面超透镜目前已经通过了汽车用途的合规性和监管测试。汽车方面的一个潜在用例是作为驾驶员监控系统,以确保智能辅助驾驶的安全。

展望未来,由半导体晶圆代工厂制造的平面超透镜可能将与传统折射透镜一样常见,这项技术必将激发更多消费、工业、医疗和汽车等创新应用,开启一个新的感测时代!

原文标题:Metasurface了解一下!Metalenz和ST全球首创平面超光学透镜实现商用(文末有奖问答)

文章出处:【微信公众号:意法半导体中国】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

审核编辑:汤梓红

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    发表于 08-21 02:00 56次 阅读

    05282946-012 05282946-012 线性位移传感器 - LVDT

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  电气特征 线性位移传感器 - LVDT/LVIT 电源电压 (V): ±15 模拟输出 : ±10 V 电气连接 : PT02A-10-6P 主体特性 线性位移传感器 - LVDT/LVIT 外形尺寸 : 圆柱形 弹簧回弹式 : 分离式铁芯, 分离式铁芯 壳体特性 线性位移传感器 - LVDT/LVIT 外壳材料 : 不锈钢 外壳直径 : 4.78 mm [ .188 in ] 使用环境 工作温度范围 : 0 – 70 °C [ 32 – 158 °F ] 环境规范 : 1,000 PSI 压力 ...
    发表于 08-21 01:00 121次 阅读

    070369000000-M 070369000000-M 角位移传感器 - RVDTRVIT

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  请注意:所有产品设计活动都应参照产品图纸。  产品类型特性 角度位移传感器 - RVDT/RVIT 类型 : RVDT 结构特性 电气连接 : M12.5 针 电气特征 Input Current (Max) (mA): 25 角度位移传感器 - RVDT/RVIT 输出类型 : 0 – 10 VDC 主体特性 角度感应范围 (°): 0 – 120 角度位移传感器 - RVDT/RVIT 重量 (g): 99 外壳材料 : 铝 机械附件 角度位移传感器 - RVDT/RVIT 安装 : Servo Groove ...
    发表于 08-21 01:00 54次 阅读

    20009882-00 20009882-00 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 加速度计类型 : MEMS DC 即插即用加速度计传感器类型 : 直流响应即插即用加速度计 结构特性 电气连接 : 5 针连接器 电气特征 满量程输出电压 (VDC): ±2 励磁电压 (VDC): 4 – 30 零加速输出 (mV): ±50 信号特征 频率响应 (Hz): 0-1500 主体特性 轴数 : 1 重量 : 16 g [ .56 oz ] 材料 : 不锈钢 ...
    发表于 08-21 01:00 76次 阅读

    2350437-1 2350437-1 角度位置传感器 - 空心轴旋转变压器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  请注意:所有产品设计活动都应参照产品图纸。  结构特性 Resolver Size : 21 Pole Pairs : 1 其他 Angular Error ('): 20
    发表于 08-21 01:00 107次 阅读

    315-120 315-120 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 即插即用加速度计传感器类型 : 电缆组件
    发表于 08-21 01:00 90次 阅读

    10207854-00 341A-240 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 即插即用加速度计传感器类型 : 电缆组件
    发表于 08-21 01:00 100次 阅读

    4000A-005-060 4000A-005-060 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 加速度计类型 : MEMS DC 即插即用加速度计传感器类型 : 直流响应即插即用加速度计 结构特性 电气连接 : 一体式电缆 电气特征 满量程输出电压 (VDC): ±2 励磁电压 (VDC): 8 – 36 零加速输出 (mV): ±100 励磁电流 (mA): 5 信号特征 频率响应 (Hz): 0-300 主体特性 轴数 : 1 重量 : 7 g [ .245 oz ] ...
    发表于 08-21 01:00 128次 阅读

    4000A-050-030 4000A-050-030 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 加速度计类型 : MEMS DC 即插即用加速度计传感器类型 : 直流响应即插即用加速度计 结构特性 电气连接 : 一体式电缆 电气特征 满量程输出电压 (VDC): ±2 励磁电压 (VDC): 8 – 36 零加速输出 (mV): ±100 励磁电流 (mA): 5 信号特征 频率响应 (Hz): 0-800 主体特性 轴数 : 1 重量 : 7 g [ .245 oz ] ...
    发表于 08-21 01:00 128次 阅读

    603-0100-120 603-0100-120 速率和惯性传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 速率和惯性传感器类型 : Rate Sensors/Gyros 电气特征 励磁电压 (VDC): 5 – 16 尺寸 尺寸 MM : 20.8 x 20.8 x 14.5 使用环境 工作温度范围 : -40 – 105 °C [ -40 – 221 °F ] 包装特性 速率和惯性传感器包装 : Anodized Aluminium 其他 精确度 : ±0.5% Non-Linearity FS 范围 (±) DEG/SEC : 100...
    发表于 08-21 01:00 88次 阅读

    20010631-00 610-12K-276 速率和惯性传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 速率和惯性传感器类型 : Rate Sensors/Gyros 电气特征 励磁电压 (VDC): 5 – 16 尺寸 尺寸 MM : 14.6 x 10.2 x 7.6 使用环境 工作温度范围 : -40 – 105 °C [ -40 – 221 °F ] 包装特性 速率和惯性传感器包装 : Anodized Aluminium 其他 精确度 : ±0.5% Non-Linearity FS 范围 (±) DEG/SEC : 12000...
    发表于 08-21 01:00 74次 阅读

    62105012-000 62105012-000 位置传感器配套仪表

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  电气特征 线路电源电压要求 (VDC): ±12, ±15 信号调节 - LVDT/RVDT 输出类型 (VDC): ±10 励磁电压 (Vrms): 3 信号特征 励磁频率 (kHz): 2.5 – 10 机械附件 信号调节 - LVDT/RVDT 安装 : Printed Circuit Board Edge or Terminal Block 使用环境 工作温度范围 : -1 – 55 °C [ 30 – 130 °F ] 其他 传感器类型 : 带 5 或 6 根导线的 LVDT 或 RVDT 传感器通道 : 1 ...
    发表于 08-21 01:00 90次 阅读

    67010001-000 67010001-000 线性位移传感器 - LVDT

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  使用环境 工作温度范围 : 5 – 60 °C [ 41 – 140 °F ]
    发表于 08-21 01:00 96次 阅读

    7104A-0050 7104A-0050 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 加速度计类型 : IEPE 即插即用加速度计传感器类型 : 交流响应即插即用加速度计 结构特性 电气连接 : 10-32 同轴连接器 电气特征 满量程输出电压 (VDC): ±5 励磁电压 (VDC): 18 – 30 励磁电流 (mA): 2 – 10 信号特征 频率响应 (Hz): 0.3-10000 主体特性 轴数 : 1 重量 : 8.6 g [ .303 oz ] 材料 : 不锈钢 ...
    发表于 08-21 01:00 61次 阅读

    72162000-020 72162000-020 倾角传感器和倾角仪

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  结构特性 接口 : 模拟 电气特征 电源电压 (VDC): 12 – 24 模拟接口 (mA): 4 – 20 端接特性 倾角传感器和测斜仪安装 : 垂直 尺寸 尺寸 (mm): 最多 70 倾角传感器和测斜仪精确度 (°): 最多 +/- .5 分辨率 (°): 最多 +/- .01 使用环境 测量原理 : 液体 工作温度范围 : -25 – 60 °C [ -13 – 140 °F ] 包装特性 倾...
    发表于 08-21 01:00 63次 阅读

    11106140-00 AST4300A05000P4P1000 压力传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 压力传感器类型 : 非易燃压力变送器 压力类型 : 测量仪 结构特性 压力端口/接头 : 1/4 MNPT 电气连接 : 10 英尺导管 电气特征 压力传感器电源电压 (V): 10 – 28 主体特性 端口材料 : 316L 使用环境 压力 : 344.73 bar [ 5000 psi ] 工作温度范围 : -40 – 80 °C [ -40 – 176 °F ] 操作/应用 耐压范围 : 2X,最小值 ...
    发表于 08-21 01:00 151次 阅读

    11108715-00 AST4600A02000P4W1000 压力传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 压力传感器类型 : 防爆型压力变送器 压力类型 : 测量仪 结构特性 压力端口/接头 : 1/4 MNPT 电气连接 : 导管 2 m 引线 电气特征 压力传感器电源电压 (V): 10 – 28 主体特性 端口材料 : 316L 使用环境 工作温度范围 (°C): -40 – 85 工作温度范围 (°F): -40 – 185, -40 – 185 操作/应用 耐压范围 : 2X,最小值 ...
    发表于 08-21 01:00 77次 阅读