软膜天花透镜芯片怎么安装，飞利浦led汽车灯需要装透镜吗

其实飞利浦led汽车灯是不需要透镜的。因为飞利浦led汽车灯的灯芯是来自美国硅谷的专业级车用芯片，灯芯的位置都是模拟的钨丝发光的位置，而且可以进行微调，和原车灯具的匹配度非常的高。这就意味着飞利浦LED汽车灯的聚光效果非常的优秀，事实也确实如此，飞利浦LED汽车大灯的有效照明距离能达到90多米，如果散射严重的话基本达不到这样的成绩。另外飞利浦LED汽车大灯的切线都非常的明显，不会晃到对向来车，所以不需要使用透镜来达到聚光的目的。

首先可以从鼠标官网下载安装程序来重装鼠标驱动。安装驱动的方法如下：

工具：戴尔K550、Win11、百度浏览器。

1、先到你购买的鼠标官网上下载鼠标型号驱动，下载好了之后点击安装程序。

2、在点击安装程序之后会弹出下一步的安装提示，这里我们选择确定。

3、点击确定之后这里会出现一个进度条的提示的，等待这个进度条提示完成安装。

1、光电鼠标内部有一个发光二极管，通过它发出的光线，可以照亮光电鼠标底部表面（这是鼠标底部总会发光的原因）。

2、光电鼠标经底部表面反射回的一部分光线，通过一组光学透镜后，传输到一个光感应器件（微成像器）内成像。

3、当光电鼠标移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像，被光电鼠标内部的一块专用图像分析芯片（DSP，即数字微处理器）分析处理。

本篇行业深度主要研究 Flash激光雷达。一方面，虽然目前获得车厂前装定点比较多的激光雷达方案以半固态中的 MEMS和转镜/棱镜方案为主，但是由于 Flash激光雷达是真正意义上的纯固态激光雷达，未来技术成熟之后在规模化、成本、可靠性上都相较于目前最主流的半固态激光雷达有明显优势，是激光雷达远期最主流的技术形态，所以除了既有的 Ibeo、、Ouster、大陆集团等 Flash技术阵营的公司，目前半固态激光雷达阵营的厂商速腾、禾赛、华为等明星激光雷达厂商都在加大在 Flash路线上的研究和投入。另一方面，近期已（拟）上市的多家 A股公司长光华芯、炬光科技、奥比中光其汽车业务均和 Flash激光雷达技术路线有紧密关联，因此我们本篇深度着重选择 Flash激光雷达进行深入研究。

Flash激光雷达从原理上来讲类似于摄像头，不同点在于 Flash激光雷达接收其发射的主动光，而摄像头是接收环境反射的被动光，所以前者多了一个发射模块。Flash激光雷达在短时间直接发射出一大片覆盖探测区域的激光，再以高度灵敏的接收器，来完成对环境周围图像的绘制。而半固态和固态激光雷达发射模块发射出来的激光是线状的，需要通过扫描部件往复运动把线变成面打在需要探测的物体表面。由于 Flash激光雷达没有任何扫描部件，所以相比于机械旋转和半固态激光雷达非常容易过车规。

大陆集团已经推出两代短距固态 Flash激光雷达：短距激光雷达 SRL121（探测距离 1-10米）、固态短距激光雷达 HFL110（50米以内）。HFL-110客户主要是丰田，搭载至新款 Mirai和雷克萨斯新款 LS500系列车型中，用作侧向补盲激光雷达，单价大约 5000-8000元人民币，已经在 2020年量产。（备注：大陆集团的 Flash激光雷达技术主要源于大陆集团在 2016年收购的 Flash激光雷达公司 Advanced Scientific Concepts）德国 Ibeo公司推出了 Flash激光雷达 ibeoNEXT：采用了 AMS的 VCSEL，最先将在长城 WEY摩卡上量产（原计划 2021年量产，目前预计推迟至 2022年）。采埃孚收购了 Ibeo大约 40%股权，Ibeo激光雷达的生产制造由采埃孚承担。

美国 Ouster公司推出的 DF系列激光雷达即 Flash激光雷达：DF系列一共有短、中、远三个类型，2022Q1已经把第一批 DF系列 A样发给车厂，并计划向另外 30多家 OEM和 1家 Tier1送出升级版 A样，最快预计 2025年量产。Ouster预计其推出的 DF系列可以在车上安装 5个（1个前向 Flash激光雷达+4个侧向激光雷达），5个激光雷达总价可控制在 1000美元以内。

和其他 Flash激光雷达厂商不同的是 Ouster还自研了 SPAD芯片：2022年 3月 Ouster发布了 Chronos芯片，计划在 2022年底完成 Chronos芯片流片，并在 2023年将该芯片集成到 DF系列首批样品中。

2．问题一：怎样才算是性能优异的 Flash激光雷达？

对于用于前向远距离探测的激光雷达，如果能够同时实现“看得远”、“看得清”、“看得广”即为性能优异。“看得远”指探测距离远，探测距离至少达到 150m@10%反射率，最好能够探测到 250米处的目标物体。“看得清”一方面指角分辨率低，即要求能够看清楚 150~200米范围内的行人、车辆等其他尺寸较小的障碍物；另一方面指帧率高，即能够在 1秒内获取张数尽可能多的点云图像。“看得广”指视场角 FOV足够大，以拿到前装定点项目最多的速腾聚创 M1为例，其水平 FOV为 120°，垂直 FOV为 25°，可以推测能够作为乘用车前装前雷达的激光雷达 FOV也应该满足上述水平。

看得远——探测距离：Flash激光雷达的探测距离主要受 VCSEL激光发射功率、SPAD最小可探测功率、激光发散角三个因素影响。

（1）激光发射功率越高，探测距离越远；激光发射功率的提高主要取决于激光芯片的光功率密度。若发射功率提高 1倍，则激光雷达探测距离将提升 19%。而激光芯片的发射功率是“激光芯片功率密度”和“发光面积”两者的乘积，发光面积由于激光雷达体积、激光芯片技术、成本、光学系统设计难易程度四个方面原因的制约，提升空间有限；所以激光芯片的光功率密度成为提高激光发射功率从而提升激光雷达探测距离的关键指标。

（2）光电探测器最小可探测功率越小，探测距离越远；最小可探测功率取决于 PDE和暗计数。若 PDE提高 1倍，即最小可探测功率减小 50%，则激光雷达探测距离将提升 19%。光电探测器的基本功能是把入射光功率转化为相应的光电流。最小可探测功率表示 APD、SPAD、SiPM等光电探测器所能探测到的最小入射光功率，入射光功率低于这个值则将被噪声淹没无法被探测器探测到；NEP代表在信噪比为 1时所需要的最小输入光信号功率，所以 NEP代表了最小可探测功率。

（3）激光发散角越小，探测距离越远；激光发散角取决于发射光学系统的准直性能。若发散角减小 50%，则激光雷达探测距离将提升 41%。不论 VCSEL还是 EEL，激光从激光芯片发射出来都存在一定的发散角θ，发散角直接影响了激光发射到目标物体表面的光斑面积（=π*（R*tanθ）2）从而影响了激光打在目标物体上的光功率密度，最终影响从目标物体表面反射回探测器表面的入射光功率。激光雷达的发射光学系统中一般有准直镜和扩束镜，能够减小激光的发散角。但是即使光学系统的准直性能再好，激光光束也不可能完全准直到 0，始终存在一定的发散角，不可能完全是平行光，光学系统只可能尽可能减小发散角。VCSEL的远场发散角一般为 25°，如果不进行准直，传播到 100米处时光斑的半径就会变成 47米，由此可见通过准直减小光束发散角的重要性。

看得广——视场角：Flash激光雷达的视场角 FOV主要取决于焦距和 SPAD尺寸，原理可类比于摄像头，摄像头的视场角主要取决于焦距和 CMOS尺寸。Flash激光雷达成像原理和摄像头非常相似，在接收视场角的影响因素上也可以借助摄像头类比来帮助理解：对于摄像头，焦距越长（由聚焦透镜进行调节），图像传感器 CMOS尺寸半径拥有的像素数越低，视场角 FOV越小；对于 Flash激光雷达，焦距越长，光电探测器 SPAD尺寸半径所拥有的像素数越低，FOV越小。

看得清——角分辨率和帧率：Flash激光雷达的角分辨率由视场角和像素数决定，角分辨率越低越好，因此可以通过缩小视场角和提高 SPAD像素数量两种方式缩小角分辨率。（1）角分辨率：激光雷达输出的图像也被称为“点云”图像，相邻两个点之间的夹角就是角分辨率。Flash激光雷达的角分辨率=视场角/像素数量。角分辨率的数值越小越好，因此为了减少数值提升角分辨率能力，需要减小视场角，增加探测器阵列的像素数量。（2）帧率：一幅点云图像代表一帧，对于机械旋转/半固态激光雷达，帧率即代表一秒钟内激光雷达电机旋转的圈数，也就是每秒钟完成一圈扫描的次数；对于 Flash激光雷达，帧率代表每秒激光雷达获取前方点云图像的次数，所以帧率可以理解为激光雷达在时间维度上的分辨率，帧率越高，实时性越强。

但是在设计 Flash激光雷达视场角大小的时候更多是由“看得清”即“角分辨率”所决定的，角分辨率决定了 Flash激光雷达的有效探测距离，如果要看清楚 200米处的小狗、车辆、行人，则垂直角分辨率应该低于 0.1°/像素。激光雷达能测出远方某个物体要解决两个方面的问题——先“覆盖到”，后“探测到”。角分辨率解决的是“覆盖到”的问题，一个物体先要被发射的激光“覆盖到”，然后才能探讨是不是能被“探测到”，探测到也就是“看得远”那一段文字所论述的问题。

上述配置说明：目前 Flash激光雷达无法同时满足上述“看得远”、“看得清”、“看得广”3个性能，作为前雷达还需要上游关键电子元器件性能成熟。其中，Flash激光雷达最关键的两大电子元器件是 VCSEL激光芯片和 SPAD光电探测器——以下篇幅，我们将对 VCSEL和 SPAD这两大关键元器件所需突破的瓶颈进行详细分析。

3．问题二：发射端为什么要用 VCSEL？

机械旋转和 MEMS激光雷达选择 EEL更适合，原因在于：EEL光功率密度更大，能探测更远的距离；相较之下 VCSEL用在机械旋转和半固态等激光雷达有一个最大的问题是光学设计会复杂很多以及光功率密度比较低。（1）机械旋转激光雷达：多线激光雷达都需要把激光准直到比较小的发散角度（比如 0.1~0.2°），但是 VCSEL这么大的发光面积比较难实现。（2）MEMS激光雷达：EEL占主导优势是因为 MEMS激光雷达本身体积就不大， MEMS振镜直径大约 1-2mm，想用 VCSEL这么大的发光面积（一颗 250μm*250μm，有点光源和线光源两种形式），把光线准直到这么小的 MEMS面积上面（大约 1-4mm2），整个光学系统会比较难实现。而 EEL整个发光面积比较小（一颗 200μm*10μm），更容易准直。 Flash激光雷达更适合用 VCSEL主要原因在于：VCSEL相较于 EEL具备更大的发光面积，FOV可以做得比较大；如果把 EEL用在 Flash上则光学设计会很复杂，需要好的光学设计去扩散 EEL发出来的光。

EEL和 VCSEL特性主要区别在于光功率密度&发光面积、温漂、光束质量上有明显差异：

（1）光功率密度&发光面积（EEL明显好于 VCSEL）：光功率密度表示单位时间内，激光辐照在单位面积靶材上的能量大小。EEL的光功率密度一般是 60000W/mm2，而现在功率密度最高的五结 VCSEL大约 1000W/mm2（全球 VCSEL头部厂商 Lumentum发布的五/六层结 VCSEL最高功率密度能达到 1400W/mm2，国内 VCSEL芯片头部厂商长光华芯目前 5层结 VCSEL芯片光功率密度最高能达到 1200 W/mm2）。造成上述差异主要在于 VCSEL的发光面积远大于 EEL，由于 VCSEL是面发光，VCSEL芯片本身是由几十个甚至上百个发光点所组成的发光面，一般考虑通过增加发光面积（增加发光点或者增加单孔发光孔径）来提升光功率；但是 EEL谐振腔平行于衬底，因此只要激光器越长，那么单孔功率就越大。从 Lumentum、长光华芯和欧司朗公布的数据中可以看出， VCSEL发光面积（250μm*250μm）远大于 EEL发光面积（220μm*10μm）。

（2）温漂（VCSEL好于 EEL）：温漂指波长随温度变化而漂移，由于车规工作温度范围是在-40~+105℃之间，范围很大，因此温漂越低越好从而保证工作波长的稳定性。 VCSEL的温漂性能要比 EEL好很多，VCSEL只有 0.07nm/℃，而 EEL是 0.3nm/℃。

（3）光束质量（EEL慢轴好于 VCSEL）：EEL是椭圆形光斑，长的对称线是快轴和短的对称线是慢轴，EEL光束的慢轴远场发散角只有 10°，光束质量很高；而 VCSEL是堆成的圆形光斑，光束远场发散角大约 20°，准直系统设计相对 EEL会更困难一些。

VCSEL相比于 EEL最大的劣势在于发光面积太大从而导致功率密度仅为 EEL的1/60，因此 VCSEL光功率密度的缺陷成为 Flash激光雷达探测距离提升的主要瓶颈，解决这一问题的关键在于提升 VCSEL芯片的 PN结。以下是详细分析：

提高 VCSEL的输出功率主要有两种方式： 1、增大 VCSEL芯片的有效发光面积，具体有两种途径：（1）增加 VCSEL单元的发光点数：但是发光点数不能无限制增加，当点数达到一定程度时需要较大的输入电流，但是 VCSEL芯片散热性较差是阻碍其通过这种方式实现光功率的增长。（2）增大单个 VCSEL单元的发光孔孔径：这种方式也存在一定上限，因为受限于载流分布损耗和模态特性的制约，所以 VCSEL单元的发光孔孔径不能过大。 2、调整 VCSEL芯片中各 VCSEL单元的结构（从单层结往多层结发展）：将单 PN结的VCSEL单元调整为多PN结的VCSEL单元。单结VCSEL的单孔出光功率一般是5-10mW；五结和六结 905 nm VCSEL的单孔输出光功率超过 2W（以 Lumentum在 2021年 3月发布的五结 VCSEL阵列为例），实验结果表明，五结 VCSEL在 105℃时峰值功率密度>2 kW/mm。（报告来源：未来智库）

4．问题三：为什么 Flash激光雷达要用 SPAD？

激光雷达厂商在选择光电探测器时，有三种选择：APD（雪崩二极管）、SPAD（单光子雪崩二极管）和 SiPM（硅光电倍增管）。

（1）为什么 APD不行？——APD最大的问题在于增益不够，典型增益是 100倍；而 SPAD的光电增益在 106以上，可以提高光电探测器的信噪比，十分灵敏。

一方面，Flash激光雷达由于 VCSEL光功率密度偏低，而且泛光成像光子在整个视场角内扩散从而导致回波的功率密度低，因此需要信噪比更高的探测器，所以 APD不适合，增益更高的 SPAD更适合。另一方面，正因为 APD内部光电增益较小（APD增益只有 100倍，SPAD增益有 10 6），所以需要增加外侧反向偏侧电压，要达到 500-1000伏，需要增加高压供压系统，这样会使得整个激光雷达系统设计变得非常复杂。

（2）SiPM和 SPAD怎么选？SiPM是由多个带有猝灭电阻的 SPAD并联组成。SPAD和 SiPM主要有两个区别：

像素数：SPAD>SiPM。SPAD单点就是 1个像素，但是 SiPM单点像素是由多个和 SPAD单个像素尺寸大小相当的微元组成同时输出信号（因为 SiPM单点是由多个 SPAD并联组成），所以 SiPM的单点尺寸要明显大于 SPAD。SiPM的成像分辨率是由 SiPM单点的数目决定而不是微元的数目决定，因为 SiPM单点数远小于 SPAD的像素数，因此使用 SiPM会在一定程度上牺牲角分辨率。

时间分辨率：SiPM>SPAD。SPAD只能输出电平信号也就是“0”“1”，不能反映信号强度，所以在提取信号的时候需要结合时间和空间两个维度的信息来确认真实信号。但是 SiPM是将多个并联的探测器收到的信号进行叠加，可以直接反映信号强度，可以设置阈值直接提取出真实信号，而不用进行比对。因此 SiPM提取真实信号的耗时更短，即时间分辨率更高。

综上，如果更注重激光雷达的角分辨率，那么选择 SPAD更好；如果更加关注激光雷达的帧率和信号提取速度，那么选择 SiPM更好。由于 Flash激光雷达角分辨率主要受限于像素数量，因此单位面积能够达到很多像素数量的 SPAD是更优于 SiPM的选择。

现在商用的专用于激光雷达的 SPAD像素数从2013年到现在像素数量在快速增长（每 3年翻 10倍）；但 SiPM像素数仍然比 SPAD要低很多。（1）APD市场份额：德国 First-sensor（被 TE收购）和日本滨松光子是 APD市场份额最大的两家厂商，2018年分别占据约 21.86%和 21.95%市场份额。（2）SPAD市场份额：主要是索尼、佳能。SensL（被安森美收购）推出其首款 SPAD阵列 Padion1（拥有 400×100像素点）后，其主要精力放在 SiPM上，SPAD无进一步商业进展。国内开发 SPAD的厂商有阜时科技、宇称电子、飞芯电子、灵明光子、芯视界、奥比中光，其中阜时科技在 2022年 1月宣布已经获得头部车载激光雷达大厂订单，并计划于 2022年开始交付；飞芯电子研发的 SPAD芯片根据官网披露的少量信息可以推算出其像素数大约 2万；其他国产产商无 SPAD产品性能公开数据。（3）SiPM市场份额：安森美是全球首家推出车规级 SiPM阵列的厂商，于2021年 3月发布 1×12阵列 ArrayRDM-0112A20-QFN；另外滨松光子也发布了两款用于激光雷达的 SiPM产品 S13720系列和 S15639系列。但是安森美 SiPM阵列 PDE明显优于滨松，但是滨松光学串扰性能优于安森美。

5．问题四：Flash激光雷达的光学系统有什么变化？

Flash激光雷达的光学系统主要分为发射光学系统和接收光学系统，相比于半固态和机械旋转激光雷达没有扫描光学元件。发射光学系统主要作用是对激光发射模组发射出来的激光进行准直和整形，使得激光光束发散角减小且符合使用要求的形状；发射光学系统所达到的效果一般用准直后光束发散角、光斑直径、能量透过率等关键参数衡量。接收光学系统主要作用是尽量收集反射后的光能量，并将其汇聚到探测器的光敏面上，以提高探测距离；接收光学系统所达到的效果一般用系统孔径、焦距、入射聚焦光斑直径、系统透过率等指标衡量。

Flash激光雷达发射光学系统相比于其他种类激光雷达，对发射视场角和光的均匀度有比较高的要求，但是不需要“准直”减小发散角；但是机械旋转和半固态激光雷达要求尽可能准直光束。因为 Flash激光雷达要求发射出去的激光光束尽可能均匀地在整个视场角内扩散，因此不需要准直单元；而半固态和机械旋转激光雷达，因为要求准直到 0.1°-0.2°比较小的发散角，因此发射光学系统中往往必须经过准直镜来减小发散角。半固态和机械旋转激光雷达一般用 EEL作为发射光源，EEL有快轴和慢轴，所以需要有快轴准直镜和慢轴准直镜分别准直；除了要将光束准直，对于基于 EEL的线光源，还需要加一个可产生典型值是 25°的垂直发散角的线光斑光场匀化器，达到很高的光斑均匀性。如果要将 VCSEL用于半固态激光雷达，想要 VCSEL准直效果要好的话需要用微透镜阵列，不追求特别好的效果可以用单透镜。Flash激光雷达要求光束尽可能均匀，因此需要增加光束扩散器（控制发射视场角+使光变均匀），光场匀化器主要起到匀化效果，由于已经有光束扩散器，因此光场匀化器视扩散后效果而定是非必选项。

Flash激光雷达接收光学系统相比于其他种类激光雷达需要具备“大相对孔径”和“照度均匀”的特点，但是三种类型激光雷达所用光学元器件没有太大差异。接收光学系统的“接收镜头组”由多个球面和非球面透镜组成，多个透镜会依次改变光束的视场角直至达到设计的 HFOV和 VFOV；除此之外，还包括聚焦镜（会聚反射的激光信号）、滤光片（过滤所需要的特定波长的光线）。

6．问题五：Flash激光雷达什么时候能够普及？

从上述内容中可以总结得到，目前制约 Flash激光雷达无法作为前向主激光雷达的技术瓶颈在于 VCSEL和 SPAD上游元器件尚未成熟：

VCSEL光功率密度不够，制约了 Flash激光雷达的探测距离：目前业内最高水平 Lumentum的 VCSEL做到了五层和六层 PN结，但是光功率密度仅 1400W/mm2，国内 VCSEL芯片头部厂商长光华芯目前五层结 VCSEL芯片光功率密度最高能达到 1200 W/mm2，但是目前欧司朗推出的最新专用于激光雷达的 EEL芯片光功率密度已经高达 60000 W/mm2，最高性能的 VCSEL芯片相较于 EEL仍然还有较大差距。

SPAD探测器灵敏度还有提升空间，直接影响 Flash激光雷达的探测距离：目前在专用于激光雷达的商用 SPAD中，PDE最高的是索尼的 IMX459，PDE达到了 24%，而滨松最新推出的 S15系列 SiPM产品仅 9%水平。

SPAD像素数不够，为了保证足够小的角分辨率能够覆盖到更远的距离，因此只有牺牲视场角：目前商用产品中像素数最高的是索尼 IMX459，仅 11万像素。Ibeo用于长距离探测的 Flash激光雷达角分辨率为 0.09°x0.07°，按照索尼 IMX459的像素数 600×189计算，对应视场角可以达到 54°x13°；而目前用于前向主激光雷达的视场角大多数为 120°x25°，因此可以推算 SPAD长度和宽度方向上的像素数量还需要分别扩大 1倍才行，那么 SPAD整体的像素数量增加到索尼 IMX459的 4倍大约 44万像素以上。

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