3D传感技术在光源照明及光学滤波器领域取得多项进展

照明光源

凭借优异的光谱准确性以及光电信号转换效率，激光二极管成为诸多消费类电子应用设备首选的照明光源。通常这些消费电子应用设备的特点是电源功率有限且元器件十分密集，这就要求尽量减小耗散功率。同时，由于和激光二极管配套使用的光学滤波器和光学传感器对光线的波长十分敏感，这就要求在较大温度范围内光线的波长保持稳定。

在光线波长可选范围和照明准确性方面，LED照明系统的处于劣势。对于短波长激光，传感器的量子效率（QE）要比LED照明的波段高得多。商用成品LED拥有相对较宽的光照锥，经常有高达50%的光起不到有效照明作用。综合这两点因素及下表中所列举的优势可以看出，使用激光二极管做照明光源系统的3D传感设备，其总体性能要比采用LED的3D传感设备高出5到10倍。

单模激光二极管的特点是折射率导引、单模波导，它可以提供高功率、低散光、窄光谱、以及单空间模式高斯远场光线，之外，它能以低工作电流产生高功率的光线。此类激光二极管，可以在60°C的高温和200毫瓦高功率下也可以非常可靠的工作。Fabry-Perot垂直腔面发射激光器（VCSEL）拥有极高的功率密度（单横模~1W）和效率，且可靠性也很好。基于上述这些优势，它们非常适用于像3D传感器这样对整体性能和功率密度要求都很高的设备。更重要的是，VCSEL能适应晶片规模的测试及组装，并适用于超大规模的应用设备。

光学滤波器

3D传感系统中使用的光学滤波器一般都是窄带宽近红外滤波器，它的工作角度宽广，在要求的带宽范围内信噪比很低，在其他波段则会被彻底屏蔽。光学滤波器的元件通常会作为一层镀膜涂在摄像头的镜片上，或者是作为一个独立的元件单独存在。

通过对进入传感器的光线加以限制，光学滤波器可以把与3D传感进程无关的数据清除，再加上应用软件中搭载的抑噪功能，使得固件的处理负荷极大降低。

技术的进步

在3D传感市场，决定一款元件成败的因素有三个：尺寸、效率和工艺。对可穿戴用品而言，“小型化”是新兴应用的前提条件，举个例子，一副眼镜框的尺寸很有限，无法将照明光源、传感器、处理器以及电源系统融合于一身；元件效率的提升，不仅能够实现设备的小型化，同时还能够有效降低设备的能耗；工艺的改善可以有效降低成本，从而实现消费类设备的规模化生产。

照明光源

随着激光二极管技术的发展，二极管的厚度目前已经降至2-3毫米，相比于人类视网膜大约0.5毫米的厚度，尺寸对于激光二极管的发展来说已不是问题。

设计的优化，也将激光二极管的效率提升到了新的高度。效率的提升意味着使用较少的电量便可以产生更多的光。这对3D传感系统的影响主要集中在两个方面：照明系统所需要的电量越少，意味着3D传感系统核心的处理系统能获得更多的电能；电池可以更小，处理能力可以更强。另外，效率越高，设备的散热也就越少。