对天博体育app传感的深入看

连贯是用于天博体育app传感应用的高级照明解决方案的领先提供商。

 

5月22日,2024年coherent

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世界是三维。这种说法是如此明显,以至于我们大多数人从不质疑我们如何看待它。但是,实际上,我们的每只眼睛都捕捉到了平坦的图像 - 就像相机一样。只有在我们的大脑中,从这两个平面图像中形成天博体育app感知的魔力才会发生。 

今天,我们越来越要求数字系统与天博体育app世界互动 - 无论是解释手势控制,进行面部识别还是自动驾驶车辆。为了完成这些任务,我们需要至少给他们一些感知深度的能力。 

 

深度传感

数字成像中有两种基本方法用于天博体育app(深度)传感:三角测量和飞行时间(TOF)测量。有时,这些技术甚至是组合的。  

三角剖分基于几何形状。三角剖分的一种形式 - 双眼视力 - 是人类天博体育app(立体)视力的方式。我们有两只眼睛水平分开。这意味着每只眼睛从略有不同的角度看到世界。视角上的这种差异会产生视差,这意味着对象相对于背景的位置转移,具体取决于您正在寻找的眼睛。然后,我们的大脑使用此视差信息来感知我们视野中对象的深度(距离),并创建我们对世界的单一,统一,天博体育app感知。 

,但立体声视觉可以取决于照明条件,需要不同的纹理表面。这些使得很难可靠地实施。取而代之的是,计算机视觉系统使用另一种依赖“结构光”的三角剖分形式。这只是将图案(例如一系列线条或许多光线)投射到对象上并从略有不同角度分析该模式的失真的奇特名称。这比重新创建真正的双眼视觉所花费的功率要少得多,并且它使计算机能够快速计算深度信息并重建天博体育app场景。

 

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以一种形式的三角剖分深度感测到结构化的光模式,然后将成像系统分析该模式的失真,以得出照明区域的深度信息。

 

三角剖分方法在表面高分辨率映射中表现出色。它们在较短的距离上工作最佳,使其对于诸如面部识别之类的任务非常有用。 

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TOF的第二种形式是“间接飞行时间”(ITOF)。在这里,照明是一个连续的调制信号。该系统在返回的光中测量此调制的相移。这提供了用于计算对象距离的数据。 

TOF技术可以快速测量较大区域和距离的能力。这使其非常适合诸如虚拟现实耳机中的房间扫描或机器人导航障碍物检测的理想选择。

 

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直接飞行时间传感测量光脉冲的往返行程,并将时间间隔转换为距离测量值。

 

天博体育app传感光源要求

光源的特征对于确定三角测量和TOF 天博体育app传感方法的有效性和准确性至关重要。每个应用程序都有独特的照明要求,尽管它们也有某些共同的需求。 

三角剖分受益于连贯的光源。这为可以创建的模式提供了更大的灵活性。它还使他们能够形成更高分辨率的结构化模式,并在更长的距离上保持模式完整性。 

三角灯源还需要具有稳定的光束点特性。这些波动的任何波动都可能导致深度测量不准确。 

TOF系统需要一个能够发出短而精确的光(DTOF)或连续输出的光源,可以在高频(ITOF)下调制。对于准确的距离测量,脉冲正时和调制频率的精度至关重要。

TOF系统,尤其是那些使用洪水照明覆盖大面积或长距离的系统,通常需要比三角调节系统更高的输出功率。这样可以确保返回灯具有足够的强度可以检测到,并且该系统将在高水平的环境光中正常运行。 

随着输出功率的扩展,对功率效率的需求(光学输出功率与输入电力的比率)变得更加重要。效率与便携式(电池操作)设备特别相关。

 

激光器以获得更好的深度感应

二极管激光器与这些要求(对于三角剖分和TOF感应)提供了更好的匹配。过去的天博体育app传感用途已经部署了光发射二极管(LED),因为它们易于可用且成本相对较低。但是,随着对天博体育app传感系统性能和效率提高的需求,LED无法真正测量。 

一个原因是二极管激光器提供了狭窄的光谱输出,相干性和亮度的独特组合。共同使它们非常适合创建精确,高对比度,稳定的结构化光图案。  

激光器的狭窄光谱输出也使滤波在检测系统中的环境光更加容易。这改善了明亮的阳光或其他光线充足的场景中所有类型的传感系统的性能。 

二极管激光器的较高亮度进一步增强了返回信号的功率。特别是对于TOF应用程序,这转化为较短的快门时间,较高的帧速率,并提高了观察对物体反射不足的物体的能力,并且在亮点明亮的场景中的性能得到了改善。 LED以较低的强度努力达到相同水平的细节和深度分辨率。

此外,在功耗和尺寸方面,二极管Lasers具有与LED相比的重要优势。它们从小型尺寸发出强信号的能力使它们非常适合紧凑,电池供式设备。 

最后,可以以比LED更快的速度切换或调制二极管激光器。这种快速调制允许高级TOF技术,可以提高精度。 

 

天博体育app传感中的相干闪耀

连贯是天博体育app传感的照明来源的世界领导者 - 我们已经运送了超过20亿个单位!我们的投资组合包括激光,光学和完整的照明模块。 

我们的资源包括垂直腔表面发射激光器(VCSELS), VCSEL数组edge-exg-ex-发射二极管激光器(鳗鱼)。 

尤其是VCSEL数组(通常在940 nm处输出)已成为今天天博体育app传感的主要光源。这样做的原因有几个。一个是,光线从设备的顶部退出VCSEL,而不是像鳗鱼一样从侧面出发。这使得将它们与其他组件集成到电路板上变得更加容易。此外,VCSEL在天博体育app传感中使用的功率水平上的成本低于鳗鱼。结果,鳗鱼通常仅在较长的波长(> 1200 nm)下使用,在该波长(> 1200 nm)中,尚未提供良好性能的VCSEL。这些较长波长的关键优势是在明亮的阳光下的性能更强(它们几乎允许所有阳光被过滤掉出来)和增强的眼睛安全性(比较近IR波长的功率水平更高)。

相干具有基于6英寸GAAS晶圆的VCSEL和EEL制造的成熟平台。这使我们能够成为该技术的数量领导者,并能够始终如一地提供具有出色可靠性和性能的设备。 

天博体育app传感的光源通常被配置为任何一个洪水照明器模式投影仪。洪水照明器在特定角度提供均匀的光覆盖范围。它们用于诸如面部识别和手势检测等应用中,在整个视野中,均匀的光分布是测量精度的关键。 

图案投影仪实际上用于三角剖分和TOF系统。将光模式与TOF测量相结合可改善信噪比,并减少多径引起的测量误差。这些是当光在到达传感器之前弹出多个表面时发生的不准确性。  

在每种情况下,光学量都用于塑造和转换激光输出以满足应用程序的确切要求。通常可以通过相对简单,低成本的模制塑料透镜来实现洪水照明器。但是对结构化光源的需求更加严格。 

连贯满足结构光照明的需求衍射光学元素(dis)meta-optics。后者利用纳米结构(比光的波长小的物理特征)来改变其传播特性。这可以包括更改梁的形状,发散角度和强度分布,以及将光束拆分以创建结构化的光图案。 

关于连贯的元观察的一件很棒的事情是,它们可以将多个光学功能(例如光束的准直和分裂)结合到一个紧凑的元素中。这样做会降低光学系统的大小和复杂性,并改善天博体育app传感模块的整体性能。 

连贯的另一个关键区别是我们设计和垂直整合整个照明模块解决方案的能力。这种集成确保了光源,光学,驱动器IC和包装都可以优化以无缝合作,从而为我们的客户提供了可靠,高性能但具有成本效益的产品,可以在最苛刻的应用中进行大规模部署。

 

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相干制造洪水照明和点投影模块。

 

例如,我们用于天博体育app传感的照明模块是为了最大程度地减少电子寄生虫(不需要的电容,电感或电阻)的设计。这对于传递纳秒脉冲宽度和次纳秒级上升/秋季时间至关重要,高敏锐的TOF传感器依赖。此外,我们强调眼睛安全的重要性,集成了监视设备完整性和输出功率的功能,以确保在所有情况下始终在确定的安全水平范围内。这对消费设备是必不可少的。

当您将它们放在一起时,连贯提供的不仅仅是较高的组件:您得到了一个了解天博体育app传感技术的复杂性的团队,并可以提供完整的集成解决方案,以增强设备性能并确保用户安全。通过与我们合作,您可以依靠我们的卓越遗产以及我们对光子创新的持续发展。 

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