VCSEL 테크놀로지는 수많은 광학 센서에 사용되고 소비자 전자장치, 산업 및 자동차 부문 내의 조명 애플리케이션에 적합합니다.
소비자 전자장치, 산업 및 자동차 산업부문 내의 많은 광학 애플리케이션은 까다로운 3D 센서 시스템을 기반으로 합니다. VCSEL 솔루션은 광학 센서 내의 광원으로 이상적으로 적합하며 이 방식으로 복잡한 3D 인식도 가능하게 합니다. 여기에서는 예를 들어 Time-of-Flight (ToF), 구조광 및 자체 혼합 간섭계(SMI)와 같은 다양한 광학 센서 테크놀로지가 사용됩니다. 이러한 광학 센서 테크놀로지는 장면 또는 대상 개체를 비추기 위해 레이저 기반 VCSEL 어레이(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)와 같은 고급 광원에 의존합니다.
3D 센서 시스템은 VCSEL 레이저에 대한 요구사항이 높습니다. 초단펄스 모드, 고객별 조명(예: 도트 패턴), 균일한 스캐닝, 구성 가능한 임의 광원 어레이, 태양광 노이즈를 줄이기 위한 좁은 스펙트럼, 높은 신뢰성, 높은 수량 및 적은 비용과 같은 광범위한 요구사항을 충족해야 합니다.
TRUMPF의 최첨단 VCSEL 기반 센서 솔루션은 에지 방출 레이저 및 적외선 LED와 같은 기존 테크놀로지에 비해 많은 장점을 제공합니다:
적은 밀리와트의 최소 에너지 소비량은 모바일 애플리케이션에서 배터리 소비를 최적화합니다.
짧은 상승 및 하강 시간은 ToF 애플리케이션에 중요한 빠른 펄스 모드를 가능하게 합니다.
SMD 하우징에서 TO 하우징까지 다양한 하우징 옵션은 간단한 제품 통합과 추가 기능을 보장합니다.
추가 신호처리시스템을 위한 마이크로 광학 또는 광 다이오드와 같은 최신 VCSEL의 추가 기능은 소형화를 지원하고 센서 기능을 향상시킵니다.
수십 년간의 테크놀로지 리더십으로 TRUMPF는 장기적인 고객 관계와 표준 제품뿐만 아니라 고객별 솔루션에 대한 지원을 수행하고 있습니다.
이미 과거에 VCSEL은 기능 및 신뢰성 측면에서 획기적인 개선을 보여주었습니다. 큰 온도 범위에서 긴 제품 수명을 달성합니다.
산업용 센서 애플리케이션은 산소 측정에서 산업용 광학 엔코더 및 원자 시계에 이르기까지 다양합니다. 다른 예로는 속도, 간격 및 깊이 측정과 근접 측정이 있습니다. VCSEL 테크놀로지는 산업용 애플리케이션을 위해 신뢰적이고 강력한 센서 솔루션을 제공합니다.
소비자 전자장치 제조사는 3D 센서 애플리케이션의 주요 사용자입니다. 여기에서 센서와 해당 광학 기능은 예를 들어 얼굴을 인식하고 스캔하는데 사용됩니다. VCSEL은 고급 광학 센서 테크놀로지를 지원하기 위한 강력한 조명 기능을 제공합니다.
자동차 부문에서 차세대 3D 센서 시스템을 위한 새로운 애플리케이션의 수는 꾸준히 증가하고 있습니다. 여기에는 LiDAR, 운전자 및 탑승자 모니터링 및 운전자 제어 시스템과 같은 자율주행 기능을 탑재한 자율주행 차량이 포함됩니다.
Time-of-Flight (ToF), 구조광 및 자체 혼합 간섭계와 같은 다양한 광학 인식 테크놀로지는 개체를 감지할 때 3D 센서, 즉 3D 기능 탑재형 광학 센서와 결합됩니다. 이 테크놀로지는 대상 장면 또는 개체를 조명하기 위해 고급 광원에 의존합니다. VCSEL 레이저는 이 작업에 적합하고 최신 전자 설계를 위한 포토닉스 내의 중요한 광학 애플리케이션에 사용됩니다.
간격센서용 Direct ToF
Direct Time of Flight (dToF) 는 능동 조명 시스템을 기반으로 합니다. 먼저 VCSEL 다이오드가 대상 방향으로 레이저 광(광자)을 방출합니다. 광은 대상에서 부분적으로 반사되고, 광학 센서(ToF 센서)는 광(광자)이 도착하는 대상점을 결정합니다. dToF 값은 광자 이동시간/2 x 광 속도를 계산하여 거리로 변환합니다. 해상도는 1 mm입니다.
깊이 측정용 Indirect ToF
Indirect Time of Flight (iToF)에서는 개별 광 펄스의 시간지연이 측정되지 않지만, VCSEL 레이저는 변조된 광을 지속적으로 방출하고, 이 방출된 광과 반사된 광 사이의 위상 편이는 거리를 계산하는데 사용됩니다(지연을 기반으로 하는 것이 아니라, 나가는 신호와 들어오는 신호 사이의 위상 편이를 기반으로 하기 때문에, indirekt(간접)). 이를 Continuous Wave (CW) Modulation (연속파 변조)라고 하며, CW 위상 편이 또는 iToF라고도 합니다.
도트 패턴이 표면에 투영됩니다. 그래서 VCSEL 레이저 광은 대상 장면을 조명하여 센서가 관찰된 왜곡을 감지하고 조명된 물체의 3D에 대한 정보로 변환할 수 있도록 합니다. 이를 통해 센서는 얼굴 인식과 같은 광학 애플리케이션을 지원하는데 필요한 매우 높은 정확도를 달성합니다.
개별 광점은 VCSEL에 의해 물체에 투영됩니다. 물체는 광을 다시 레이저로 산란시키고 선 도체에 따라 간섭합니다. 레이저 출력은 물체의 피드백에 의해 변조됩니다. 변조된 레이저 출력은 통합된 광 다이오드에 의해 측정됩니다. 변조된 레이저 전류는 거리 및 속도 측정을 동시에 수행하는데 사용할 수 있습니다.
ViP 또는 통합 광 다이오드 장착형 VCSEL은 SMI 테크놀로지의 핵심 도구입니다.
귀하의 광학 센서 시스템을 다음 단계로 높일 준비가 되셨습니까? 어떻게요? 당사에 문의하세요!
