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    光學多傳感器系統受益于 VCSEL 技術

    VCSEL 技術用于眾多光學傳感器,適用于娛樂電子、工業和汽車領域的照明應用。

    帶有 VCSEL 激光器的光學傳感器可實現高級 3D 識別

    娛樂電子、工業和汽車領域的許多光學應用都基于高要求的 3D 多傳感器系統。VCSEL 解決方案非常適合作為光學傳感器中的光源,通過這種方式甚至可以實現復雜的 3D 識別。為此,將使用不同的光學傳感器技術,例如時間差(ToF)、結構光和自混合干涉(SMI)。這些光學傳感器技術依賴于先進的光源,例如基于激光的 VCSEL(垂直腔面發生激光器)陣列來照亮場景或目標。

    3D 多傳感器系統對 VCSEL 激光器提出了很高的要求。后者必須滿足廣泛的要求,比如超短脈沖運行、客戶定制照明(例如點圖案)、均勻采樣、可配置的隨機光源陣列、用以減少陽光噪聲的窄光譜、高可靠性、大件數和低成本。

    VCSEL 激光器為光學多傳感器系統提供哪些優勢?

    與邊緣發射激光器和紅外線發光二極管等傳統技術相比,通快基于 VCSEL 的先進傳感器解決方案具有許多優勢:

    低功率消耗

    幾毫瓦的最低功率消耗可優化移動應用中的電池消耗。

    極快的脈沖模式

    較短的上升和下降時間可實現快速脈沖模式,這對于 ToF 應用至關重要。

    簡單集成

    從 SMD 到 TO 外殼的不同外殼選項保證了簡單的產品集成和附加功能。

    提升功能

    現代 VCSEL 中的附加功能,例如用于進一步信號處理的集成微加工頭或光電二極管,可支持小型化并提升傳感器功能。

    定制化解決方案

    憑借數十年的技術積累,通快重視長期的客戶關系和支持,不僅針對標準產品也適用于客戶特定的解決方案。

    特別可靠

    過去,VCSEL 在功能和可靠性方面已經顯示出突破性的改進??梢栽诤軐挼臏囟确秶鷥葘崿F較長的產品使用壽命。

    光學多傳感器系統可以在哪里使用?

    采用 VCSEL 激光器的 3D 多傳感器系統、光學傳感器和圖像傳感器用于許多應用領域。例如下一代 3D 生物識別安全、工業測量和檢測應用,或自動駕駛和 LiDAR。

    工業用光學多傳感器系統

    工業傳感器應用范圍從氧氣測量到工業光學編碼器和原子鐘。其他示例包括速度、距離和深度測量以及接近度測量。VCSEL 技術為工業應用提供可靠和高性能的傳感器解決方案。

    面向消費者的 3D 多傳感器系統

    娛樂電子制造商是 3D 傳感器應用的主要用戶。例如,傳感器及其光學功能可用于識別和掃描面部。VCSEL 提供強大的照明功能以支持先進的光學傳感器技術。

    用于汽車行業的 3D 多傳感器系統

    在汽車領域,下一代 3D 多傳感器系統的新應用數量不斷增加。其中包括具有自動駕駛功能(例如 LiDAR、駕駛員和乘客監控以及駕駛員控制系統)的自動駕駛汽車。

    光學多傳感器系統如何工作?

    在檢測物體時,將時間差、結構光、自混合干涉等不同的光學識別技術與 3D 傳感器相結合,即具有 3D 功能的光學傳感器。這些技術依靠先進的光源來照亮目標場景或物體。VCSEL 激光器完美適合這項任務,并用于現代電子設計的光子學中的重要光學應用。

    不同的光學傳感器技術

    時間差(ToF)

    用于距離傳感系統的直接時間差

    直接時間差(dToF)基于主動照明系統。首先,VCSEL 二極管向目標發射激光(光子)。光被目標部分反射,光學傳感器(ToF 傳感器)確定光(光子)到達的時間點。通過計算光子傳播時間/2 x 光速,將 dToF 值轉換為距離。分辨率為 1 mm。

    用于深度測量的間接時間差

    間接時間差(iToF)不測量單個光脈沖的延時,而是由 VCSEL 激光器發射連續調制的光,并使用此發射光與反射光之間的相移進行距離計算(間接,因為它不基于延遲,而基于輸出和輸入信號之間的相移)。這稱為連續波(CW)調制,也稱為 CW 相移或 iToF。

    結構光

    點圖案將被投影到表面上。VCSEL 激光由此照亮目標場景,使傳感器捕獲觀察到的失真,并將其轉換為有關被照亮物體第三維的信息。這可實現用于支持面部識別等光學應用的傳感器所需的極高精度。

    自混合干涉(SMI)

    VCSEL 將單個光點投射到物體上。物體將光散射回激光器,并根據相位進行干涉。激光功率由物體的反饋調制。調制后的激光功率由集成光電二極管測量。調制的激光電流可用于同時測量距離和速度。

    帶有集成光電二極管的 ViP 或 VCSEL 是 SMI 技術的關鍵工具。

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