AKM发布新一款VCSEL驱动芯片

8月前

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旭化成微电子（AKM）在2023年第四季度发布了专为Direct Time-of-Flight (dToF)相机设计的VCSEL驱动芯片AK8950。

近年来，dToF技术因其在提高智能手机的自动对焦和背景虚化效果方面的应用而越来越受到重视。在AR/VR眼镜中，该技术被用来进行周围环境的3D映射和在实际空间中准确放置虚拟的数字内容，以实现增强现实效果。

AK8950是一款专为dToF应用设计的VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)驱动器，具有高度集成的特点，使用WLSCP封装，封装尺寸2.34mm x 2.34mm。产品配备了VCSEL供电所需的DC/DC转换器、短脉冲生成功能、温度传感器和人眼安全功能，被设计为能够以1ns的脉冲宽度驱动高达10W的峰值功率的3结（Triple Junction）VCSEL。

Fig.1 AK8950 Chip Photograph and Block Diagram

Fig.2 AK8950 Optical Waveform(*2)

AK8950的开发利用了AKM三十多年来在激光二极管驱动器产品（如光通信网络、光盘、激光打印机等）上的丰富生产经验和多种产品的设计技术。

产品特点

VCSEL所需的高电压通过内置的DC/DC转换器产生，这有助于降低成本。此外，通过精细的电压调节功能，可以调整发光功率。

能够内部生成基于1nsec或2nsec的短脉冲，使VCSEL发出短脉冲光。还可以以最小10psec的步进调整脉冲宽度。

能够不受外部参考时钟的抖动影响，稳定输出脉冲宽度。这有助于稳定传感器输出的直方图，提高距离精度，通过减少发光次数来降低能耗。

抑制了由IC内的温度变化引起的发光延迟变化(Fig.6)，从而有助于提高距离精度。

Fig.3 Optical peak power vs DC/DC output (*2)

Fig.4 Pulse width adjustment (*2)

Fig.5 由外部时钟抖动引起的输出脉冲抖动(*2)

Fig.6 Propagation Delay @Temperature dependence (*2,3)

*1) DLL: Delay Locked Loop

*2) 特性可能因所使用的 VCSEL 和电路板布局而异

*3) 使用 AK8950 打开/关闭延迟控制功能时的结果

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