EO_498

EO LIGHTING - NOVEMBRE/DICEMBRE 2021 X Un breve sguardo al principio ToF può aiutare a valutare meglio i vantaggi dei VCSEL. La tecnica ToF sfrutta la ve- locità della luce per misurare le distanze o, con una foto- camera ToF, per acquisire immagini tridimensionali. Per questo scopo esistono due metodi: il ToF diretto e indi- retto. Il ToF diretto misura il tempo che intercorre tra l’invio di un impulso ottico e l’arrivo dell’impulso di luce riflessa. Il ToF indiretto invia treni di impulsi con un’elevata fre- quenza di modulazione (misurata in MHz) e rileva lo sfa- Lighting Come utilizzare nel modo migliore i VCSEL per applicazioni ToF Alain Bruno Kamwa Product Sales manager Opto Rutronik Markus Oberascher Senior FAE Lextar I VCSEL (laser a emissione superficiale a cavità verticale) sono superiori ai LED in quanto assicurano tempi brevi di commutazione e uno spettro ottico ristretto, caratteristiche ideali per le applicazioni che utilizzano il tempo di volo (ToF). Per sfruttare al meglio le potenzialità dei chip VCSEL, tuttavia, i package devono essere ottimizzati per questi dispositivi samento tra il segnale trasmesso e il segnale luminoso riflesso ricevuto. La figura 1 mostra come questo metodo, impiegato dalle telecamere ToF, viene utilizzato per ac- quisire le immagini 3D. L’aumento della frequenza di modulazione richiede un progetto a bassa induttanza Il primo aspetto importante di un VCSEL è la frequenza di modulazione. Più è alta, migliore è la risoluzione delle profondità e il rilevamento a corto raggio della telecame- ra ToF. Attualmente vengono utilizzate frequenze di mo- dulazione fino a 100 MHz, che corrispondono a una lun- ghezza di periodo di 10 ns. Con un duty cycle compreso tra il 30 e il 50%, ciò corrisponde a un tempo di accensione del VCSEL compreso tra 3 ns e 5 ns. In altri termini, il tempo di salita e di discesa della sorgente luminosa deve esse- re molto più breve del tempo di accensione, tipicamente inferiore a 1ns per una frequenza di modulazione di 100 MHz. I chip VCSEL offrono tempi di salita e discesa ben inferiori a 1 ns, il che li rende di gran lunga superiori ai Fig. 1 – Una telecamera ToF utilizza il metodo ToF indiretto