VCSEL-basierte Sensorik für die Automobilindustrie

VCSEL gewinnen in modernen 3D-Sensoranwendungen im Automobilbereich zunehmend an Bedeutung.

Mit VCSEL-Lasertechnologie zu innovativer 3D-Sensorik in Fahrzeugen

Die Automobilbranche profitiert bei vielen verschiedenen Sensoranwendungen innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs von VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser). Fahrerüberwachungssysteme, Innenraumüberwachung, intelligente Beleuchtung, LiDAR, autonomes Fahren und fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) sind nur einige Beispiele für automobile Anwendungen der Gegenwart und Zukunft.

Warum VCSEL für 3D-Sensoren im Fahrzeug?

Im Automobilbau und in autonomen Fahrzeugen nehmen 3D-Sensoranwendungen wie LiDAR, Fahrer- und Insassenüberwachung und Fahrersteuerungssysteme stetig zu. In der Branche sind VCSEL-Sensorlösungen nicht mehr wegzudenken für kompakte, hochproduktive und hochzuverlässige Komponentendesigns.

Kompakte Maße

VCSEL-Lösungen können in kleinen Paketen geliefert werden. Ihre Grundfläche ist bis zu 5-10 Mal kleiner als die konkurrierender Technologien.

Erweiterte Funktionalitäten

Durch Hinzufügen intelligenter Funktionen zu VCSEL-Dioden, wie z. B. der monolithischen Integration von Mikrooptiken, erreichen VCSEL eine kleinere Grundfläche und der Anwender mehr Freiheit beim optischen Design.

Lösungen für den Innen- und Außenbereich des Fahrzeugs

VCSEL unterstützen Sensorlösungen im Innen- und Außenbereich von Fahrzeugen. Sie bieten Beleuchtungslösungen für kurze und lange Reichweiten.

Sehr schnell pulsierender Modus

Ideal für LiDAR-Technik, denn niedrige Anstiegs- und Abfallzeiten der optischen Pulse ermöglichen ultrakurze Pulse mit hoher Spitzenleistung.

VCSEL-Arrays für Automobillösungen der nächsten Generation werden in einigen Jahren zum Standard gehören. Die Produkt- und Prozessevaluierung ist im Gange, ebenso wie die Festlegung offizieller Normen, damit VCSEL zu Standardkomponenten in Fahrzeugen werden.

Ralph Gudde

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Wie wird die VCSEL-Technologie in der Fahrzeug-Sensorik eingesetzt?

Angetrieben durch die Entwicklungen im Bereich des autonomen Fahrens sind optische 3D-Sensoriklösungen für die Gewährleistung der Sicherheit entscheidend geworden. VCSEL sind extrem augensicher für Fahrzeugsensoren und können die Überwachung im Fahrzeuginnenraum unterstützen, insbesondere die Fahrerüberwachung. VCSEL unterstützen auch Anwendungen außerhalb der Fahrerkabine – beispielsweise mithilfe von LiDAR-Systemen zur Überwachung des Außenbereichs um das Fahrzeug. VCSEL mit monolithisch integrierten Optiken bieten eine lange Lebensdauer und einen geringen Platzbedarf. Außerdem können sie für Anwendungen mit großer Reichweite skaliert werden. VCSEL-gestützte Kfz-Sensorik unterstützt beispielsweise Temperatursensoren, Sauerstoffsensoren, Geschwindigkeitssensoren, Bildsensoren, Kameras, Radar und viele weitere Funktionen.

Lösungen für den Einsatz innerhalb und außerhalb der Fahrerkabine

Sensoranwendungen für den Fahrzeuginnenraum

Mit der rasanten Entwicklung von autonomen und selbstfahrenden Fahrzeugen in der Automobilbranche sind Systeme zur Überwachung von Fahrern und Insassen sowie zur Fahrersteuerung von entscheidender Bedeutung. VCSEL-Automobilsensoren können zur Überwachung der Fahrzeugsicherheit sowie zur Gestensteuerung eingesetzt werden, um die Nutzung verschiedener Verbraucheranwendungen im Fahrzeug zu automatisieren und sicherer und bequemer zu machen. Optische Sensoranwendungen in Kraftfahrzeugen können sich auf Hochleistungs-VCSEL verlassen, um die Sicherheit des Fahrers zu gewährleisten.

LiDAR-Sensoren

LiDAR (Light Imaging, Detection and Ranging) wird zur Abstandsmessung oder zur Geschwindigkeitsmessung eingesetzt. Beim autonomen Fahren ist LiDAR eine obligatorische Technologie. VCSEL-Arrays eignen sich hervorragend für LiDAR-Anwendungen. Sehr niedrige Anstiegs- und Abfallzeiten der optischen Pulse ermöglichen ultrakurze Pulse mit hohen Spitzenleistungen. Die Adressierbarkeit verschiedener Segmente auf den VCSEL-Arrays verbessert die Systemleistung erheblich.

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Optische (3D-)Sensorik in Verbraucher-, Industrie- und Automobilanwendungen

Die optische Sensortechnologie ist in der Unterhaltungselektronik, in der industriellen Sensorik und in der Automobilindustrie sowie in anderen Anwendungen wie dem Internet der Dinge weit verbreitet. VCSEL stellen eine kostengünstige, vielseitige und äußerst zuverlässige Lichtquelle dar, um moderne Technologien zu unterstützen, die für (3D-)Sensoranwendungen mit optischen Sensoren benötigt werden.

AUTONETZWERKE PROFITIEREN AUCH VON VCSELS UND PHOTODIODEN

Neben Innovationen im Bereich der 3D-Sensorik bieten VCSEL und Photodiodenlösungen auch Datenkommunikationsanwendungen für Autonetzwerke. Die Technologie des autonomen Fahrens erfordert eine umfangreiche Datenverarbeitung und optische Verbindungen für das Datenflussmanagement. Optische Signale können VCSEL als Lichtquelle nutzen, um verschlüsselte Übertragungen zu senden, die am anderen Ende von einem Photodetektor entschlüsselt werden.

ViBO: VCSEL integrated Backside Optics

Bei ViBO handelt es sich um eine fortschrittliche, kosteneffiziente und einfach integrierbare VCSEL-Array-Technologie mit monolithisch integrierten mikro-optischen Elementen.

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