以「探索3D光感測的無限可能」為題的【東西講座】，於12月10日（五）以現場實體與線上直播的方式舉辦，並由全球領先的光學與感測技術方案大廠艾邁斯歐司朗（ams OSRAM）擔任講者，共吸引了滿座的產業人士親赴現場聽課與交流。

在蘋果iPhone臉部辨識的帶動下，再加上汽車先進駕駛輔助系統，與各式智慧應用的加持，3D光感測已成為當今終端裝置開發的必備應用之一，其相關的技術包含VCSEL、CMOS Image Sensor、ToF和LiDAR等，本次講座也針對這些技術進行深入的說明，同時也剖析了光感測系統整合上的挑戰。

本場講者ams OSRAM資深技術應用工程師湯治邦特別強調，要開發出高品質的光感測系統，必須要充分了解系統的應用特性，才能正確拿捏感測、光學與電子機構的搭配關鍵。

他表示，光感測是以光譜的波長為基本原理，因此必須對於光譜的範圍和應用有一定的了解，才能更準確的使用元件。以人眼為例，大概是以200nm到780nm左右。而以矽為基礎的CMOS感測元件，其能感應的光波長頻段大概是從200nm到1100nm之間，而製程的範圍大概是從0.2微米到1.1微米。

也因此，IC所能看到的範圍是比人眼更寬，就能藉由這個特性開發出很多創新應用，特別是不可見光的部分。

湯治邦指出，在各式光源中，日光（太陽光）對於光感測系統的影響最大，尤其是在不可見的紅外光（700~1100nm）的範圍內，若是所開發的感測系統是屬於室外的應用，一定要特別留心日光所產生的干擾。

圖一 : ams OSRAM資深技術應用工程師湯治邦深入剖析3D光感測技術與應用。

ToF技術領軍 光感測應用將無所不在

在目前這幾個光感測技術中，湯治邦認為ToF會是相當重要的一項，幾乎所有正在開發的新興應用，都會使用ToF的技術來實現。而ToF又分成直接式的dToF和非直接的iToF兩種架構，要依據所開發的應用需求來選擇。

至於影像感測器的技術發展，湯治邦舉火星探測機的鏡頭數量為例，他指出，未來影像鏡頭將會與人們的生活密不可分，幾乎所有的應用都會使用，同時數量也會越來越多。

而再選擇影像感測鏡頭上，量子效率（Quantum efficiency）是非常關鍵的一項因素。湯治邦表示，影像感測器的效能取決於光轉換為電作用，因此要盡可能的提高量子效率的曲線。而目前的技術都是在可見光的部分比現較好，但不可見光則會大幅衰退。

至於在車用與工業漸漸火熱的光達（LiDAR）技術，湯治邦指出，以發光源來區分，光達大概分成EEL（Edge-emitting Laser）和VCSEL兩種，目前在汽車領域的需求非常的高，而且逐步從高價車款下放到中價位的國產汽車上，未來每部車都將會配備光達的感測器。

在汽車的應用上，主要就是一種跟車與環境偵測的系統，實際的功用包含：塞車導引、高速公路導引、城市駕駛導引、機器人計程車等。

湯治邦表示，在發射端，光達元件最重要的就是功率與距離的問題，尤其是在各種惡劣的環境之中，能否還可以達到規定的效能目標。而所使用的光源技術包含光纖雷射、側邊雷射（EEL）和VCSEL幾種，但在發射技術方面，又可分為Flash、TSS，以及機械式幾種類型，各自有各自的特色。其中又以VCSEL的半導體整合能力最佳。

而在光感測系統的整合方面，湯治邦特別指出，現在的業者都會要求完整的系統的方案，因此開發者除了要懂感測元件外，也必須要掌握光學的，以及訊號控制和演算法等，才能夠完成高品質的光感測應用。而唯有充分了解所欲開發的裝置特性，才能越精準掌握元件與系統的整合度。

圖二 : 觀看講座直播錄影