3D-ToF-Sensoren für berührungslose Maschinenbedienung und autonome Roboter

Die berührungslose und damit hygienische Bedienung von Maschinen und Messeinrichtungen zur Sicherstellung von Social Distancing sowie die Steuerung von autonomen Robotern setzen leistungsfähige Sensoren voraus. Der 3D-TOF-Sensor von Hamamatsu misst die Entfernung zu einem Objekt mittels indirekter ToF-Methode (Time of Flight).
Sensorik
Typ Nr. S15452-01WT S15453-01WT S15454-01WT
Sensorart Linearer Bildsensor (Zeilensensor) Flächensensor
Pixelanzahl 64 × 1 256 × 1 96 × 72
Pixelabstand (μm) 20 20 50
Bildgröße (mm) 1,28 × 0,05 5,12 × 0,05 4,80 × 3,60
Spektralbereich (nm) 500 bis 1000
Peak-Wellenlänge (nm) 800
Die Sensoren sind für den Einsatz zur berührungsfreien und kontaktlosen Erkennung von Gegenständen, Formen und Personen angepasst. Seit Kurzem bietet Hamamatsu drei neu entwickelte Distanzsensoren an. Gleichzeitig ist eine Erweiterung des Portfolios über eine Modullösung geplant. Dabei vereinfacht der integrierte ASIC für den Anwender die Signalansteuerung und -auswertung der zugehörigen Laserdiode und des Detektors.

Hauptmerkmale der neuen Sensoren

  • Drei verschiedene Pixelkonfigurationen:
    64 Pixel, 256 Pixel und 96 × 72 Pixel
  • Hohe Empfindlichkeit im nahen Infrarotbereich
  • Verbesserte Toleranz gegenüber Hintergrundbeleuchtung
  • Kompaktes Gehäuse auf Wafer-Level (WLP)

Funktion eines 3D-ToF-Sensors

3D-ToF-Sensoren bestehen aus einem optischen Sensorelement (Linear- oder Flächenarray), Schieberegister, Ausgangspufferverstärker, Vorspannungsgenerator, Taktgenerator und anderen Komponenten. Die Sensoren werden in Kombination mit einer modulierten Lichtquelle (LED oder Laserdiode) verwendet. Sie erfassen Informationen über Phasendifferenzen und Laufzeit der gesendeten und empfangenen Lichtpulse. Die Entfernungsdaten werden durch eine externe Signalverarbeitung oder eine computerunterstützte Messtechnik ermittelt.

Neue Produkte in der Entwicklung

Hamamatsu plant die Vorstellung eines neuen Entfernungssensormoduls mit integriertem back-thinned 3D-ToF-Sensor. Auch kundenspezifische Produkte sind möglich.
So ist der Hersteller in der Lage, ein breites Spektrum von Anforderungen zu erfüllen – von Änderungen an den Spezifikationen von Standardprodukten bis hin zu völlig neuen Designs. Hamamatsu verfügt zusätzlich zu den eigenen optischen Sende- und Empfangskomponenten über verschiedene Technologien – beispielsweise optisches Design, Schaltungsentwurf, Montage. Durch die Kombination dieser Technologien kann Hamamatsu Module mit noch höherer Leistungsfähigkeit anbieten. ds
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