為了提高車輛的安全性，業界一直致力于開發用于監控駕駛員、乘員和車輛內部的系統，并將其安裝在車輛上。由于這些系統需要更強的傳感性能，因此傳感器所用的光源也需要進步。斯坦雷電氣（Stanley Electric）已迅速采取行動來滿足這些需求，致力于將車載紅外VCSEL推向市場并擴大其紅外LED的產品陣容。

新車載應用所需要的光源進步發展

汽車行業在不斷開發各種車載應用，以確保車輛安全并增強駕駛員的車內體驗。ADAS（高級駕駛輔助系統）就是一個例子。ADAS和自動駕駛（AD）利用攝像頭、雷達、激光雷達和超聲波等多種傳感器來監控車輛周圍的行人以及其他駕駛環境要素，并向駕駛員發出警報或進行駕駛控制。

對ADAS來說，為了滿足ADAS和AD對高性能的技術要求，外部和內部傳感技術都在加速發展。其中包括駕駛員監控系統（DMS），該系統利用攝像頭監控駕駛員的面部，以檢測他們是否在打瞌睡或視線是否游離。中國和歐洲的汽車制造商在DMS的采用方面處于領先地位。此外，歐盟還規定，到2026年，所有在歐洲銷售的新車都必須配備DMS。DMS市場預計將在2023-2024年正式啟動，并預計今后會實現快速增長。據日本矢野經濟研究所2022年11月發布的預測，全球配備DMS的車輛銷量將從2022年的858萬輛增長到2035年的6574萬輛。除了現有的2D監控外，業界還在開發3D乘員監控系統（OMS），以通過監控乘員和物體來增強安全性，并提供多種個性化的娛樂享受。

這就需要確保DMS和OMS對物體的感知在范圍和精度上都是最佳。因此需要改進處理圖像的軟件（算法）和提升攝像頭模塊的性能。攝像頭模塊中與圖像傳感器配合使用的紅外光源，存在著新的市場需求。

紅外LED主要用作圖像傳感器的光源，但隨著DMS/OMS有更高性能的需求使得現有紅外LED難以滿足要求。在許多情況下，不同車型會將DMS攝像頭安裝在不同的位置，例如方向盤、立柱或中控臺上。這需要使用可以控制配光的紅外光源來優化攝像頭的視場角（FoV）。由于OMS用于監控整個車輛內部，因此迫切需要具有更高輸出功率的紅外光源，并且在用于傳感器時要能以更高的分辨率檢測人和物體。

DMS和OMS使用光源發出的紅外線照射駕駛員和乘客，然后利用CMOS攝像頭記錄圖像。通過分析記錄的圖像，了解駕駛員視線和眼瞼的運動，即可P判斷駕駛員的注意力和疲勞程度，并向駕駛員發出警報。該系統還可以檢測到遺留在后座的物品，并向駕駛員的智能手機發送警報。由攝像頭和VCSEL等紅外光源組成的3D飛行時間（ToF）技術，可實現高分辨率圖像分析，并提高這些DMS/OMS應用功能的性能。

斯坦雷擴大了其紅外光源產品陣容，以滿足這些需求。該公司自20世紀70年代以來一直致力于紅外LED的開發和商業化，并占據了一定的市場份額。近年來，斯坦雷專注于開發用于車載應用的VCSEL（垂直腔面發射激光器）。該公司利用紅外VCSEL和紅外LED的各自特性擴大了產品陣容，其規格也使其易于用作DMS和OMS傳感器的光源。

適合用作DMS/OMS傳感器光源的紅外VCSEL/LED示例

支持3D傳感系統的紅外VCSEL

紅外VCSEL是一種從基板垂直發射激光的半導體激光器。這種器件由于具有高方向性，且受溫度條件或驅動方式（使用大電流激活）的影響較小，因而具有穩定的性能。另一個特點是，由于其發射光譜比紅外LED窄得多，因此可使帶通濾波器的通帶做得更緊，從而抑制太陽光（干擾光）的影響。

VCSEL和LED的主要區別在于其照射圖案和響應度。

LED的照射圖案在中心最強，并呈圓形擴散。紅外VCSEL利用擴散器對元件發出的激光進行散射，實現廣角均勻的視場照射，同時防止激光聚焦，從而保證人眼的安全。LED與透鏡結合使用來聚集或分散光線以照射廣泛的空間，而紅外VCSEL則采用擴散器來分散光線并均勻地照亮矩形形狀的表面。DMS/OMS所需高分辨率傳感的實現，利用到了紅外VCSEL均勻照射矩形形狀的特性，以便均勻照亮攝像頭的FoV。

紅外LED和紅外VCSEL兩種器件在結構和配光上的差異