Sistemi a sensori basati su VCSEL per l'industria automobilistica

I VCSEL crescono sempre più di importanza nelle moderne applicazioni con sensori 3D del settore automotive.

Introduzione

Vantaggi

Campi applicativi

Sistemi a sensori per l'interno/esterno dei veicoli

Con tecnologia laser VCSEL per gli innovativi sistemi a sensori 3D nei veicoli

Il settore automotive sfrutta i VCSEL (vertical-cavity surface-emitting laser) nelle più disparate applicazioni con sensori all'interno e all'esterno del veicolo. I sistemi di monitoraggio del conducente, il monitoraggio dell'abitacolo, l'illuminazione intelligente, la tecnica LiDAR, la guida autonoma e i sistemi di assistenza alla guida avanzati (ADAS) sono solo alcuni degli esempi di applicazioni automotive del presente e del futuro.

Perché si usano i VCSEL per i sensori 3D nel veicolo?

Nel settore automotive e nei veicoli autonomi sono in costante aumento le applicazioni con sensori 3D come la tecnica LiDAR, il monitoraggio del conducente e del passeggero, nonché i sistemi di controllo. In questo settore non si può più fare a meno delle soluzioni con sensori VCSEL per ottenere dei componenti dal design compatto altamente redditizi e affidabili.

Dimensioni compatte

Le soluzioni VCSEL possono essere fornite in pacchetti di piccole dimensioni, con una superficie fino a 5-10 volte inferiore rispetto alle tecnologie della concorrenza.

Funzioni ampliate

Implementando funzioni intelligenti sui diodi VCSEL come ad es. l'integrazione monolitica di microottiche, da un lato i VCSEL ottengono una superficie minore, dall'altro l'utente gode di una maggiore libertà nel design ottico.

Soluzioni per l'interno e l'esterno del veicolo

I VCSEL supportano soluzioni con sensori all'interno e all'esterno dei veicoli, offrendo soluzioni di illuminazione per raggi corti e ampi.

Modalità pulsante molto veloce

Ideale per la tecnica LiDAR in quanto i tempi brevi di salita e discesa degli impulsi ottici permettono di utilizzare impulsi ultracorti con elevata potenza di picco.

Tra qualche anno gli array VCSEL per soluzioni automotive di ultima generazione diventeranno lo standard. Sono in corso sia la valutazione di prodotti e processi, sia la definizione di norme ufficiali, con cui i VCSEL diventeranno componenti standard nei veicoli.

Ralph Gudde

VP MARKETING E DISTRIBUZIONE PRESSO TRUMPF PHOTONIC COMPONENTS

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Come si utilizza la tecnologia VCSEL nei sistemi a sensori dei veicoli?

Alimentate dagli sviluppi nel settore della guida autonoma, le soluzioni basate su sistemi a sensori ottici 3D sono diventate fondamentali per garantire la sicurezza. I VCSEL sono estremamente sicuri per gli occhi per i sensori del veicolo e possono supportare il monitoraggio dell'abitacolo, in particolare il monitoraggio del conducente. I VCSEL supportano anche le applicazioni al di fuori della cabina, ad esempio tramite i sistemi LiDAR per il monitoraggio degli esterni del veicolo. I VCSEL con sistemi ottici integrati monolitici presentano una lunga durata utile e un ingombro ridotto. Possono inoltre essere dimensionati in scala per applicazioni ad ampio raggio. I sistemi a sensori auto basati su VCSEL supportano ad esempio sensori di temperatura, ossigeno, velocità e immagini, nonché videocamere, radar e molte altre funzioni.

Soluzioni per l'impiego all'interno e all'esterno della cabina

Applicazioni con sensori per l'abitacolo

Il rapido sviluppo nel settore automotive di veicoli autonomi fa sì che i sistemi per il monitoraggio dei conducenti e dei passeggeri acquisiscano un'importanza sempre maggiore. I sensori auto VCSEL possono essere impiegati per il monitoraggio della sicurezza del veicolo e per il riconoscimento dei gesti, in modo non solo da automatizzare le più disparate applicazioni dei consumatori utilizzate nei veicoli, ma anche da renderle più sicure e comode. Le applicazioni con sensori ottici negli autoveicoli possono contare sui VCSEL ad alte prestazioni per garantire la sicurezza del conducente.

Sensori LiDAR

La tecnica LiDAR (Light Imaging, Detection and Ranging) è utilizzata per la misurazione della distanza o della velocità. LiDAR è una tecnologia obbligatoria nella guida autonoma. Gli array VCSEL sono eccellenti per le applicazioni LiDAR. Tempi di salita e discesa molto brevi degli impulsi ottici permettono di ottenere impulsi ultracorti con elevate potenze di picco. L'indirizzabilità dei diversi segmenti sugli array VCSEL miglora nettamente le prestazioni del sistema.

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La tecnologia a sensori ottici è molto diffusa nell'elettronica di intrattenimento, nei sistemi a sensori industriali e nell'industria automobilistica, nonché in altre applicazioni come l'Internet delle cose. I VCSEL rappresentano una sorgente di luce conveniente, versatile ed estremamente affidabile in grado di supportare le tecnologie moderne necessarie per le applicazioni con sensori ottici (3D).

LE RETI DI AUTO SFRUTTANO ANCHE I VCSEL E I FOTODIODI

Oltre alle innovazioni nel settore dei sistemi a sensori 3D, le soluzioni basate su VCSEL e fotodiodi offrono anche delle applicazioni per la comunicazione di dati per le reti di auto. La tecnologia di guida autonoma richiede un'ampia elaborazione di dati nonché dei collegamenti ottici per la gestione del flusso di dati. I segnali ottici possono utilizzare i VCSEL come sorgente di luce per inviare delle trasmissioni codificate che poi un fotorilevatore decodifiderà dall'altro capo.

Immagine del prodotto ViBo, vista frontale

ViBO: VCSEL integrated Backside Optics

ViBO è una tecnologia a matrice VCSEL avanzata, economicamente conveniente e facilmente integrabile, con elementi micro-ottici integrati monolitici.

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