LiDAR用75W高出力レーザーダイオード「RLD90QZW3」を開発
業界最小発光幅による高密度発光で、LiDAR搭載アプリケーションの長距離対応・高精度化に貢献

 

2021年7月15日
※2021年7月15日現在 ローム調べ

<要旨>

RLD90QZW3

ローム株式会社(本社:京都市)は、距離測定・空間認識用 LiDAR ライダー *1を搭載する産業機器分野のAGV*2(無人搬送車)やサービスロボット、民生機器分野のロボット掃除機などに向けて、高出力半導体レーザーダイオード「RLD90QZW3」を開発しました。
RLD90QZW3」は、3D ToFシステム*3を用いて距離測定や空間認識を行うLiDAR向けに開発された、赤外75W高出力レーザーダイオードです。独自の素子開発技術を駆使し、出力同等のレーザーダイオードとして業界最小の発光幅225µmを達成。一般品の290µmに比べて22%狭発光幅化したことで、高いビーム性能を実現しました。同時に、発光強度の均一化とレーザー波長の低い温度依存性により、安定して高い性能を発揮できるため、さまざまな環境でLiDARの長距離対応・高精度化に貢献します。加えて、狭発光幅と背反になる電力光変換効率も一般品と同等の効率21%(順方向電流24A、75W出力時)を実現しており、消費電力の増加を気にすることなく採用することができます。
また、新製品の評価・導入に必要となる駆動回路の設計手法を記載したアプリケーションノートや、回路・光学シミュレーション用モデルなど、豊富な設計データをローム公式Web上に無償公開しており、素早い市場導入をサポートします。 2021年6月よりサンプル出荷(サンプル価格 6,000円/個:税抜)を開始しており、2021年10月から当面月産20万個の体制で量産を開始する予定です。インターネット商社のコアスタッフオンラインチップワンストップからも販売しています。
現在ロームは、レーザーダイオードの120W高出力化および車載対応(AEC-Q102準拠)に向けた製品開発を進めています。今後は、自動車分野も含めて、安全で利便性の高いLiDAR搭載アプリケーションの開発に貢献していきます。

<背景>

近年、ロボット掃除機やAGV、自動運転車など、動作の自動化を必要とする幅広いアプリケーションで、正確に距離測定・空間認識を行うことができるLiDARの採用が進んでいます。その中で、「より遠く」まで、「より正確」に、そして「低消費電力」で情報を検知するために、光源となるレーザーダイオードの性能向上が求められています。
ロームは、LiDARの長距離対応・高精度化に貢献できる、レーザーの狭発光幅化を実現する独自の特許技術を確立。2019年から25W高出力レーザーダイオード「RLD90QZW5」を量産しており、民生機器分野を中心に採用が進んでいます。今回、市場が拡大する産業機器分野への展開を目指して、75Wに高出力化したレーザーダイオード「RLD90QZW3」を開発しました。

RLD90QZW3

<新製品の特長>

1.業界最小の狭発光幅225µmを達成し、長距離対応・高精度化に貢献

新製品「RLD90QZW3」は、ロームのレーザーダイオード素子開発に関する特許技術を駆使することで、LiDAR用の75W高出力レーザーダイオードとして業界最小の狭発光幅225µmを達成。高密度発光により高いビーム性能を実現します。また、全発光幅において発光強度の均一化に成功していることに加えて、レーザー波長の温度依存性も0.15nm/℃と低く温度変化の影響も受けにくいため、安定してその性能を発揮することができます。
これらを出力同等で発光幅290µm、温度依存性0.25nm/℃の一般品と比較した場合、22%の狭発光幅化を実現し、レーザー波長の温度依存性も40%低減することができるため、LiDARの長距離対応、もしくは測定距離同等の場合はLiDARの高精度化に貢献することが可能です。

RLD90QZW3

2.十分な電力光変換効率(PCE)で、消費電力増加を気にせず採用可能

新製品は、特許技術により、出力同等製品において業界最小発光幅を達成したうえで、背反となる電力光変換効率では一般品同等の効率21%(順方向電流24A、75W出力時)を実現しています。このため、消費電力の増加を気にすることなく採用することができます。

3.豊富なドキュメント・設計データで、素早い市場導入をサポート

新製品では、評価・導入に必要となる駆動回路の設計手法を記載したアプリケーションノートや、基板開発用のデータ、シミュレーション用のモデル(SPICEモデル、Rayデータ)など、豊富な設計データをロームの公式Web上に無償公開しており、素早い市場導入をサポートします。詳細は下記URLをご覧ください。
RLD90QZW3製品ページ: https://www.rohm.co.jp/products/laser-diodes/high-power-lasers/rld90qzw3-product

<LiDAR向け高出力レーザーダイオードのラインアップ>

品名 パッケージ
サイズ
絶対最大定格(Tc=25℃) 電気的光学特性(Tc=25℃)
IF
[A]
PO
[W]
VR
[V]
パルス幅
[ns]
動作温度
範囲[℃]
IF条件
[A]
PO
[W]
VF
[V]
ピーク波長
[nm]
発光幅
[µm]
RLD90QZW5 φ5.6mm CAN 9 25 2 50 -40

+85
9 25 14 905 70
Newicon
RLD90QZW3
30 90 27 75 16 225

RLD90QZW8
50 145 3 42 120 270

☆ : 開発中の製品であり、仕様を変更する場合があります。

<ロームのセンサ光源分野への取り組み>

RLD90QZW3

ロームは、LEDをはじめファブリペロー型レーザーダイオードやVCSEL*4を開発・提供しており、最近ではロボット掃除機や監視カメラ向けToFセンサ光源などに採用されています。
同時に、さまざまな製品化の際に培った光デバイスの開発ノウハウを活かしながら、素子の性能を最大限に引き出し、より高出力化するための研究開発にも取り組んできました。
ロームは、素子の開発やモジュールへの応用などにも取り組むことで、特長あるセンサ光源製品を数多く開発しており、距離測定・空間認識システムの高精度化に貢献しています。

<インターネット販売情報>

販売開始時期: 2021年7月から

販売ネット商社: コアスタッフオンライン
チップワンストップ
それ以外のネット商社からも順次発売予定です。

販売品:RLD90QZW3-00A

  • 1個から購入可能
  • コアスタッフオンライン

<用語説明>

*1) LiDAR(ライダー)
Light Detection and Rangingの略で、ToFシステム(光源およびToFセンサやイメージセンサ)などを用いて構成され、周囲の状況をセンシングするアプリケーションのこと。
LiDAR(ライダー)
*2) AGV
Automated Guided Vehicleの略称。産業用途で多く使用される自動運転車の一種で、人間が運転操作を行わなくとも自動で走行できる搬送車のこと。
*3) 3D ToFシステム
ToFはTime of Flightの略称で、光源となる光の飛行時間を測ることで距離を割り出し、空間をセンシングする手法。それを用いて3D(3次元)の空間認識・距離測定を行うシステムのこと。
*4) VCSEL(ビクセル)
Vertical Cavity Surface Emitting Laser(垂直共振器面発光レーザー)の略称。従来は、通信用途で採用されていたが、近年ではセンシングシステムの発光部光源としても採用されている。
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