起初,紅外光源主要應用于光通信領域;進入20世紀80年代,紅外LED開始被整合到各種消費類應用中,如遙控器;然后,紅外光源市場受夜視應用驅動,如安防監控攝像機;近期,隨著智能手機的發展,紅外LED和激光器又煥發新的生機,預計紅外光源市場將迎來10年的增長!
3D成像、氣體感測、自動對焦等應用將使紅外光源市場在2027年達到3.8億美元。
受幾項新應用的驅動,紅外光源將在2022年達到15億美元,2027年達到38億美元
紅外LED和激光器兩種光源市場并非“新鮮”,但它們隨著固態照明(SSL)近期的發展而迅速成長壯大。起初,紅外光源主要應用于光通信領域;進入20世紀80年代,紅外LED開始被整合到各種消費類應用中,如遙控器;然后,紅外光源市場受夜視應用驅動,如安防監控攝像機;近期,隨著智能手機的發展,紅外LED和激光器又煥發新的生機,預計紅外光源市場將迎來10年的增長!
紅外LED和激光器的應用發展
如今,紅外光源技術是智能手機應用變革的重要組成部分。3D成像、自動對焦、虹膜識別、人臉識別等突破性功能正在被整合進手機中,從而拉動“小型且復雜的紅外光源”市場的增長。該趨勢還將為紅外激光器(主要是VCSEL)創造巨大的市場機遇。相比紅外LED,VCSEL能夠提供高頻的調制、更快的響應速度、高質量的光束,以及具有高指向性、低功耗、易于集成等優點。基于上述驅動因素,我們預計紅外光源市場將從2016年4.5億美元增長至2022年的15.5億美元,復合年增長率高達22.7%。
2017~2027年紅外光源市場預測
此外,還有其它幾個新應用的出現,將促進紅外光源市場未來十年的繁榮。這些應用包括氣體傳感器、激光雷達(LiDAR)、駕駛員監控系統和遠程患者監護傳感器。我們預計第二波新應用將推動紅外光源市場在2027年達到38億美元。
本報告對紅外光源應用進行了深入的分析,包括:基本原理、技術、趨勢、關鍵廠商和市場規模。同時,本報告突出了紅外光源的全球產業布局,并對紅外LED、邊緣發射激光器和垂直腔面發射激光器(VCSEL)進行對比分析,詳細預測了各種細分市場的發展情況。
VCSEL技術將在未來幾年成為產業中心
在“令人沮喪”的可見光LED產業中,制造商們正在尋找新的商業機遇來增加其收入和利潤。在該情況下,紅外LED市場被認為是一個潛在的新興“藍海”市場,為可見光LED廠商帶來了具有吸引力的商機。過去,只有少數廠商涉足紅外LED業務,但是截至2017年第一季度,廠商數量已激增至40多家。歐司朗(Osram)和威世(Vishay)仍然處于領先地位,但是也有一些廠商,如Everlight和Epistar,也獲得了可觀的投資收益。
雖然紅外LED是重要的,但VCSEL技術卻是真正的熱門話題。紅外LED在2016年占據紅外光源65%的市場份額,不過在2022年,這一數據將可能下降至45%。隨著3D成像和自動對焦等應用在智能手機和汽車中的發展,VCSEL市場將實現強勁增長。這種新技術使得一些新的感測方法“夢想成真”,如飛行時間(ToF)。因此,VCSEL將成為紅外光源產業關注的焦點。一些LED廠商可能會通過紅外LED和激光器來最大限度地提升營收。
紅外光源市場份額(2016年 vs. 2022年)
紅外LED和激光器的市場機遇也取決于能否克服當前的一些局限,朝著“更長的波長、更高的性能、多光譜功能以及更低的成本”方向發展。通常,大多數紅外LED波長處于850納米或940納米范圍,為了實現一些新的應用,如氣體傳感器或便攜式/集成式光譜系統,更長的波長是必須的。
本報告詳細分析了紅外LED和VCSEL,包括相關廠商的情況、制造工藝流程和技術、當前面臨的挑戰等。此外,本報告還介紹了智能手機和汽車等關鍵市場中的紅外系統發展路線圖。
我們正處在產業結構調整的前夜…
近些年來,光子器件、光子傳感器和模塊,以及采用紅外光源的光子系統越來越多地受到消費類、汽車和醫療領域的關注。然而,光子與電子在封裝和集成方面有很大不同,并面臨著自己的技術挑戰。
目前在光子產業中一些廠商的定位
目前,全球還沒有形成“結構化(structured)”的光子供應鏈或產業,相關廠商開始采用不同的策略,以“追逐”這個高潛力市場的最大價值。應該會有更智能的器件嗎?更小的器件嗎?是的,這將很快催生數十億美元的產業。而且,根據當前的定位和新市場的吸引力,每家廠商可能采用不同的策略來涉足該產業。例如,艾邁斯(ams)通過收購Heptagon和Princeton Optronics來實現產業垂直整合。根據麥姆斯咨詢報道,意法半導體(STMicroelectronics)的單光子雪崩二極管(SPAD)成像傳感器很可能應用于iPhone 8。一些光學器件供應商,如大立光(Largan),正在進行專業化的布局投資。
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史海拾趣
對于STM32與四線電阻觸摸屏的接口電路,網友可能會有以下一系列問題,我將逐一進行回答:
1. STM32如何與四線電阻觸摸屏連接?
回答:STM32與四線電阻觸摸屏的連接主要通過STM32的GPIO口實現。通常,STM32的多個GPIO口會分別連接到四線電阻觸摸屏的X+、X-、Y+、Y-四個引腳。這些引腳用于驅動和檢測觸摸屏上的觸摸動作。
2. 如何在STM32上配置GPIO以支持四線電阻觸摸屏?
回答:在STM32上配置GPIO以支持四線電阻觸摸屏時,需要將相應的GPIO口配置為模擬輸出(用于驅動觸摸屏)或模擬輸入(用于讀取觸摸屏上的電壓信號)。此外,還需要配置中斷引腳來檢測觸摸屏是否被觸摸。具體的配置步驟包括設置GPIO的模式(如推挽輸出、上拉輸入等)、速度以及是否啟用中斷等。
3. 如何使用STM32讀取四線電阻觸摸屏的坐標值?
回答:讀取四線電阻觸摸屏的坐標值通常涉及兩步操作:首先,通過驅動觸摸屏的X+或Y+引腳為高電平,并同時保持對應的X-或Y-引腳為低電平,以在觸摸屏上形成電壓梯度;然后,使用ADC(模數轉換器)讀取另一側的X+或Y+引腳上的電壓值。根據讀取到的電壓值與參考電壓的比例關系,可以計算出觸摸點的X或Y坐標。為了獲得更準確的坐標值,通常需要進行多次讀取并取平均值。
4. 是否需要外部控制芯片來實現STM32與四線電阻觸摸屏的接口?
回答:不一定需要外部控制芯片。STM32的GPIO口和ADC功能已經足夠強大,可以直接與四線電阻觸摸屏接口。然而,在某些情況下,為了簡化電路設計或提高觸摸檢測的精度和穩定性,可能會使用如XPT2046這樣的專用觸摸屏控制芯片。這些芯片內部集成了A/D轉換器和觸摸屏控制邏輯,可以通過SPI等接口與STM32通信,從而簡化軟件設計。
5. 如何進行觸摸屏的校準?
回答:觸摸屏的校準是為了確保觸摸點與實際屏幕坐標之間的準確對應。通常,在觸摸屏首次使用或更換后需要進行校準。校準過程包括在觸摸屏上選擇幾個已知的點(如屏幕的四個角),然后記錄這些點對應的ADC值。通過計算這些點的ADC值與實際屏幕坐標之間的關系,可以得到校準參數(如縮放因子和偏移量)。在后續的觸摸檢測中,可以使用這些校準參數將ADC值轉換為實際的屏幕坐標。
6. STM32與四線電阻觸摸屏接口電路中的常見問題有哪些?
回答:STM32與四線電阻觸摸屏接口電路中的常見問題可能包括:
- 觸摸屏無響應:可能是由于GPIO配置錯誤、ADC配置不當或觸摸屏硬件故障等原因導致。
- 坐標偏移:可能是由于觸摸屏未正確校準或校準參數設置錯誤導致。
- 觸摸點跳動:可能是由于觸摸屏表面有污漬、靜電干擾或ADC采樣不穩定等原因導致。
解決這些問題的方法通常包括檢查GPIO和ADC的配置、重新校準觸摸屏以及清潔觸摸屏表面等。如果問題依然存在,可能需要檢查觸摸屏硬件是否損壞。
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