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EO LIGHTING - NOVEMBRE/DICEMBRE 2021 XI VCSEL LED, che di solito raggiungono prestazioni di appena circa 10 ns. Tuttavia, è necessario un formato speciale a bassa in- duttanza per il package per evitare il deterioramento del comportamento di commutazione superiore del chip VC- SEL. La forma del substrato in questo caso è fondamen- tale. Campo visivo: la quadratura del cerchio Il secondo aspetto chiave è la curva di emissione della luce. Il campo visivo (FoV) o l’intervallo di illuminazione è espresso come angolo verticale e orizzontale, solitamente misurato a larghezza intera a metà del massimo (FWHM). Questo parametro descrive l’area illuminata, che è per lo più rettangolare, per illuminare il campo visivo della telecamera in modo più possibile ottimale. Tuttavia, un chip VCSEL nudo presenta una forma del fascio ad anel- lo con una divergenza del fascio (ossia con l’aumento dell’ampiezza del fascio man mano che ci si allontana dalla sorgente) che va da circa 15° a 25°. Una lente diffuso- re rimodella il raggio nella sua forma rettangolare (Fig. 3). Ma la forma non è l’unico fattore importante: anche la di- stribuzione della luce all’interno del FoV è fondamentale. La figura 4 mostra il diagramma del fascio orizzontale e verticale per un VCSEL realizzato da Lextar . L’intensità massima del raggio in questo caso non è al centro (a 0°), Fig. 2 – Sezione trasversale di un VCSEL nel suo package ceramico Fig. 3 – Forma del fascio di un VCSEL senza (sinistra) e con (destra) lente diffusore ma ai bordi esterni. Questo schema a forma di vasca assi- cura l’illuminazione uniforme dell’area. Ciò è mostrato in figura 5, in cui la distribuzione della luce è visibile su una superficie piana. L’intensità della luce è distribuita uni- formemente su un angolo ampio, il che significa che an- che il campo visivo della fotocamera ToF è illuminato in modo uniforme. Anche in questo caso i VCSEL offrono un vantaggio rispetto ai LED, dato che questi ultimi presen- tano uno schema di luce circolare con il valore massimo sull’asse a 0°. Sicurezza per gli occhi Se i raggi laser di un VCSEL colpiscono l’occhio, possono causare gravi danni. Questo è particolarmente pericoloso in applicazioni come il monitoraggio del conducente o il conteggio delle persone, se la lente VCSEL è stata danneg- giata o si è staccata a causa di un’eccessiva sollecitazione meccanica, poiché ciò può modificare la forma del raggio, che può a sua volta intensificare significativamente la ra- diazione. Per evitare questo fenomeno, Lextar ha integrato un dio- do di monitoraggio nel package, accanto al chip VCSEL (Fig. 6). Il componente utilizza parte della luce irradiata, che viene riflessa in direzione del fotodiodo attraverso l’obiettivo. Una lente danneggiata o staccata modifiche- rebbe o perderebbe la riflessione della luce sul fotodiodo e quindi produrrebbe una variazione della fotocorrente. Se viene rilevata una fotocorrente anomala, il VCSEL può es- sere disattivato immediatamente, prevenendo così emis- sioni di radiazioni laser dannose. Gestione del calore su grandi distanze Affinché una telecamera ToF raggiunga lunghe distanze, i VCSEL vengono azionati con correnti elevate dell’ordine di diversi ampere. Ciò richiede un’efficace progettazio-