Land-/regio- en taalkeuze
Zoeken
Contact
Nederland | NL
Naar MyTRUMPF
Nederland | NL
Contact
Naar MyTRUMPF

Optische sensorsystemen profiteren van de VCSEL-technologie

De VCSEL-technologie wordt gebruikt in talrijke optische sensoren en is uitermate geschikt voor belichtingstoepassingen in de entertainmentelektronica, de industrie en de automobielsector.

Optische sensoren met VCSEL-lasers maken geavanceerde 3D-detectie mogelijk

Veel optische toepassingen in de entertainmentelektronica, industrie en automobielbranche zijn gebaseerd op veeleisende 3D-sensorsystemen. VCSEL-oplossingen zijn ideaal toe te passen als lichtbron in optische sensoren en maken op deze manier zelfs complexe 3D-detectie mogelijk. Daarbij worden verschillende optische sensortechnologieën gebruikt - bijvoorbeeld time-of-flight (ToF), gestructureerd licht en zelfmengende interferentie (SMI). Deze optische sensortechnologieën steunen op geavanceerde lichtbronnen zoals lasergebaseerde VCSEL-arrays (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) om een scène of een doelobject te belichten. 

3D-sensorsystemen stellen hoge eisen aan VCSEL-lasers. Zij moeten aan uitgebreide eisen voldoen, zoals ultrakorte pulsbediening, klantspecifieke belichting (bijv. puntpatronen), homogene aftasting, configureerbare arrays met willekeurige lichtbronnen, nauw spectrum ter vermindering van zonlichtruis, hoge betrouwbaarheid, hoog aantal stukken en lage kosten.

Welke voordelen bieden VCSEL-lasers voor optische sensorsystemen?

De ultramoderne sensoroplossingen van TRUMPF op basis van VCSEL's bieden vele voordelen in vergelijking met gebruikelijke technologieën, zoals randemitterende lasers en infrarood-LED's:

Laag energieverbruik

Het minimale energieverbruik van enkele milliwatts optimaliseert het accuverbruik in mobiele toepassingen.

Extreem snelle pulswerking

Korte stijg- en daaltijden maken een snelle pulswerking mogelijk, die voor ToF-toepassingen onderscheidend is.
Eenvoudige integratie

Verschillende behuizingsopties van SMD- tot TO-behuizingen garanderen een eenvoudige productintegratie en extra functies.

Verhoogde functionaliteit

Extra functies in moderne VCSEL's, zoals geïntegreerde micro-optiek of fotodioden voor meer signaalverwerking, ondersteunen de miniaturisatie en verhogen de sensorfunctionaliteit.
Op maat gemaakte oplossingen

Met technologieleiderschap dat berust op decennialange ervaring zet TRUMPF in op duurzame klantrelaties en ondersteuning, zowel voor standaardproducten alsmede voor klantspecifieke oplossingen.

Uiterst betrouwbaar

Al in het verleden hebben VCSEL's baanbrekende verbeteringen met betrekking tot functionaliteit en betrouwbaarheid aangetoond. Ze bereiken een lange productlevensduur binnen een groot temperatuurbereik.

Waar worden optische sensorsystemen toegepast?

3D-sensorsystemen, optische sensoren en beeldsensoren met VCSEL-lasers worden gebruikt in vele toepassingsgebieden. Voorbeelden zijn de biometrische 3D-veiligheid van de volgende generatie, industriële meet- en detectietoepassingen of autonoom rijden en LiDAR.

Optische sensorsystemen voor de industrie

Industriële sensortoepassingen variëren van de zuurstofmeting tot en met industrieel optische encoders en atoomuren. Andere voorbeelden zijn de snelheids-, afstands- en dieptemeting alsook de nabijheidsdetectie. De VCSEL-technologie biedt zowel betrouwbare alsook krachtige sensoroplossingen voor industriële toepassingen.

3D-sensorsystemen voor consumenten

Fabrikanten van entertainmentelektronica zijn belangrijke gebruikers van 3D-sensortoepassingen. Hier worden sensoren en de optische mogelijkheden ervan, bijvoorbeeld voor de detectie en aftasting van gezichten, ingezet. VCSEL's bieden krachtige belichtingsmogelijkheden ter ondersteuning van geavanceerde optische sensortechnologieën.

3D-sensorsystemen voor de automobielbranche

In de automobielsector neemt het aantal nieuwe toepassingen voor 3D-sensorsystemen van de volgende generatie hand over hand toe. Daarbij worden eveneens autonome voertuigen met zelfrijdende mogelijkheden gerekend, zoals LiDAR, bewaking van bestuurder en inzittenden en bestuurderscontrolesystemen.

Hoe werken optische sensorsystemen?

Bij de detectie van objecten worden verschillende optische detectietechnologieën, zoals lichtlooptijd, gestructureerd licht en zelfmengende interferentie met 3D-sensoren gecombineerd, dit wil zeggen: optische sensoren met 3D-functies. Deze technologieën zijn gebaseerd op een geavanceerde lichtbron om een doelscène of een object te belichten. VCSEL-lasers zijn voorbestemd voor deze taak en worden ingezet in belangrijke optische toepassingen in de fotonica voor de nieuwste elektronicadesigns.

Verschillende optische sensortechnologieën

Time of Flight (ToF)

Directe ToF voor het afstandssensorsysteem

Directe time-of-flight (dToF) is gebaseerd op een actief belichtingssysteem. Eerst zendt een VCSEL-diode laserlicht (fotonen) naar een doel. Het licht wordt door het doel deels gereflecteerd en een optische sensor (ToF-sensor) bepaalt het tijdstip waarop het licht (fotonen) aankomt. De dToF-waarde wordt in een afstand omgerekend, waarna de fotonenlooptijd/2 x de lichtsnelheid wordt berekend. De resolutie bedraagt 1 mm.

Indirecte ToF voor de dieptemeting 

Bij indirecte time-of-flight (iToF) wordt niet de tijdvertraging van een afzonderlijke lichtimpuls gemeten, maar zendt een VCSEL-laser continu gemoduleerd licht uit en de faseverschuiving tussen dit uitgezonden licht en het gereflecteerde licht wordt voor de afstandsberekening gebruikt (indirect, aangezien dit niet op de vertraging maar op de faseverschuiving tussen uitgaande en binnenkomende signalen is gebaseerd). Dit wordt een Continuous Wave-modulatie (CW) genoemd, ook bekend als CW-faseverschuiving of iToF.

 Gestructureerd licht

Een puntpatroon wordt op een oppervlak geprojecteerd. Het VCSEL-laserlicht belicht zo een doelscène en zorgt ervoor dat een sensor de geobserveerde vervorming kan opvangen en deze in informatie over de drie dimensies van het belichte object kan omzetten. Hierdoor wordt een extreem hoge nauwkeurigheid bereikt die voor een sensor ter ondersteuning van de optische toepassingen zoals gezichtsdetectie, noodzakelijk is. 

 Zelfmengende interferentie (SMI)

Een afzonderlijk lichtpunt wordt door een VCSEL op een object geprojecteerd. Het object kaatst het licht verstrooid terug in de laser en interfereert ermee afhankelijk van de fase. Het laservermogen wordt door de terugkoppeling van het object gemoduleerd. Het gemoduleerde laservermogen wordt door een geïntegreerde fotodiode gemeten. Een gemoduleerde laserstroom kan voor de gelijktijdige afstands- en snelheidsmeting worden gebruikt.

Een ViP of VCSEL's met geïntegreerde fotodiode is een belangrijk instrument voor de SMI-technologie.

Let's connect!

Bent u klaar uw optische sensorsysteem naar het volgende niveau te tillen? Hoe? Vraag het ons gerust! 

Advies vragen

Deze onderwerpen vindt u misschien ook interessant

Single-mode VCSEL, 850 nm
Single-mode VCSEL

850 nm single-mode VCSEL's zijn door de verbeterde optische eigenschappen de perfecte keuze voor veeleisende sensortoepassingen. Ervaar al uw voordelen van en achtergrondinformatie over het straalprofiel, de karakteristieke LIVT-curve en het spectrum.
Multi-mode VCSEL met polarisatieregeling
Multi-mode VCSEL

De 940 nm multi-mode VCSEL is een infrarood-lichtbron voor mobiele consumer-toepassingen. Zie in één overzicht welke toepassingsgebieden concreet mogelijk zijn op basis van de compacte afmetingen en de vermogensklasse van de laserdiode.
Technologie-afbeelding geïntegreerde VCSEL-oplossingen
Geïntegreerde VCSEL-oplossingen

De TRUMPF VCSEL-modules en -sensoren kenmerken zich door een universeel toepassingsgebied in vele toepassingen voor professionals en consumenten.
Contact
Industry management TRUMPF Photonic Components
E-mail
Service & contact