Der Time-of-Flight-Sensor der nächsten Technology von Toppan und Brookman Know-how ist der weltweit erste, der Entfernungen von bis zu 30 Metern messen kann – sUAS Information


Der weltweit erste Time-of-Flight-Sensor auf CMOS-Foundation mit einer maximalen Messreichweite von 20 Metern im Freien, mehr als fünfmal so groß wie bei bestehenden Produkten, wird den praktischen Einsatz von Bildsensoren und Kameras für autonome Drohnen und andere industrielle Anwendungen vorantreiben.

TOKIO, 16. Juni 2022 /PRNewswire/ – Toppan (TYO: 7911), ein weltweit führender Anbieter von Kommunikations-, Sicherheits-, Verpackungs-, Dekorationsmaterialien und Elektroniklösungen, und Brookman Know-how, Inc. (Brookman Know-how), eine Tochtergesellschaft von Toppan, die ihren Ursprung hat Shizuoka College, die sich mit der Entwicklung und dem Vertrieb von CMOS-Bildsensoren beschäftigt, haben zusammengearbeitet, um mithilfe eines hybriden Time-of-Flight (ToF)-Verfahrens einen dreidimensionalen Bereichsbildsensor (3D-Sensor) zu entwickeln, der Entfernungen von eins bis 30 messen kann Meter.

Der neue Sensor ist in der Lage, über einen Bereich zu messen, der mehr als fünfmal größer ist als bei 3D-Sensoren, die das herkömmliche indirekte ToF-Verfahren verwenden. Dies wird dazu beitragen, die Bedienbarkeit und Sicherheit von autonomen Drohnen und Roboterträgern zu verbessern, die mit Sensoren ausgestattet sind, mit denen sie Hindernissen ausweichen können. Der hybride ToF-Sensor verfügt außerdem über eine einzigartige Funktion zur Unterdrückung des Umgebungslichts und ist damit der weltweit erste[2] CMOS-Bildsensor, der Entfernungen von bis zu 20 Metern unter Bedingungen mit einer Beleuchtungsstärke von 100.000 Lux messen kann, was einer Helligkeit im Hochsommer entspricht.

Die Einzelheiten dieser neuen Artwork von ToF-Sensortechnologie wurden am 15. Juni von Toppan, Brookman Know-how und der Shizuoka College auf dem 2022 IEEE Symposium on VLSI Know-how & Circuits (VLSI Symposium), einer internationalen Konferenz zu halbleiterbezogenen Technologien in Honolulu, vorgestellt , Hawaii, vom 13. bis 17. Juni vom Institute of Electrical and Electronics Engineers.

Der Markt für 3D-Sensoren wird voraussichtlich wachsen, da Smartphones und Spielekonsolen immer ausgefeilter werden und der Einsatz autonomer Roboter in der Industrie zunimmt. Es gibt verschiedene Arten von 3D-Sensoren, die auf den unterschiedlichen Prinzipien basieren, die zur Erkennung von Entfernungen verwendet werden. ToF-Sensoren schätzen die Entfernung zu einem Objekt, indem sie die Zeit messen, die es dauert, bis emittiertes Licht zurückreflektiert wird. Aufgrund der Fortschritte in der technologischen Entwicklung in den letzten Jahren nimmt die Verwendung von ToF-Sensoren für Smartphones und andere Geräte aufgrund ihres kompakten Formfaktors und ihres geringen Stromverbrauchs zu.

Autonome Roboter und Drohnen müssen über eine Umgebungskartierungsfunktion verfügen, die es ihnen ermöglicht, Hindernisse im Abstand von mehreren zehn Metern zu erkennen und anhand von Videobildern ihre eigene Place zu bestimmen. Eine weiter verbreitete Verwendung von 3D-Sensoren, die das herkömmliche indirekte ToF-Verfahren verwenden, battle jedoch aufgrund der unzureichenden Umgebungslichttoleranz beim Einsatz im Freien begrenzt.

Mit Brookman Know-how als Tochtergesellschaft an Bord konnte Toppan die Stärken beider Unternehmen nutzen, um die Entwicklung eines neuen 3D-Sensortyps voranzutreiben. Dies hat zur Entwicklung einer hybriden ToF-Technologie geführt, die auf der Verfeinerung der einzigartigen „Kurzpulsmodulation“ von Brookman Know-how basiert.[3] Methode, die Messungen über große Entfernungen, hervorragende Umgebungslichttoleranz, Hochgeschwindigkeitsbildgebung und gleichzeitige Verwendung mehrerer Kameras ermöglicht.

„Gemeinsam mit Brookman Know-how hoffen wir, dass diese neuen Sensoren zu mehr Sicherheit und Komfort beitragen, indem sie als „3D-Sensoraugen“ fungieren, die die Möglichkeiten für autonome Roboter und Industriegeräte erweitern“, sagte Tatsuo Noguchi, Leiter des ToF Enterprise Growth Middle von Toppan. „Toppan wird die Weiterentwicklung von Kameras mit Entfernungssensoren vorantreiben, die die neue ToF-Technologie verwenden, mit dem Plan, Modelle ab Dezember dieses Jahres zum Testen zur Verfügung zu stellen und den Verkauf im Herbst 2023 zu starten.“

Merkmale des neuen ToF-Sensors

Messung von Entfernungen bis zu 30 Metern

Durch den Einsatz eines hybriden ToF-Verfahrens können Entfernungen von bis zu 30 Metern gemessen werden, etwa fünfmal weiter als bei herkömmlichen Modellen.

Rauschunterdrückungsfunktion zur Erleichterung der Messung im Freien bei hochsommerlichen Bedingungen

Jedes Pixel ist mit einer Funktion ausgestattet, um Komponenten von externem Licht zu eliminieren. Dadurch wird Umgebungslichtrauschen eliminiert und eine genaue Messung selbst bei einer Beleuchtungsstärke im Bereich von 100.000 Lux möglich, was dem Tageslicht im Hochsommer entspricht.

Hochgeschwindigkeitsbildgebung mit 120 Bildern professional Sekunde

Entfernungen können ohne Unschärfe gemessen werden, was zu Fehlern führen kann, da Messung und Eliminierung von Umgebungslichtrauschen in einem einzigen Bild durchgeführt werden. Dadurch können maximal 120 Entfernungsbilder professional Sekunde aufgenommen werden, was etwa dem Vierfachen der Kapazität bestehender Modelle entspricht.

Gleichzeitiger Betrieb von bis zu 256 Kameras

Eine einzigartige Steuerungstechnik ermöglicht es, von anderen Kameras emittierte Signale auszulöschen, indem sie als Umgebungslicht behandelt werden. Das bedeutet, dass bis zu 256 Kameras gleichzeitig ohne Interferenzen zwischen den Kameras betrieben werden können.

Über Brookman-Technologie

Brookman Know-how, Inc. wurde 2006 in Hamamatsu, Japan, als Brookman Lab, Inc. von Dr. Shoji Kawahito, einem führenden Experten für CMOS-Bildsensoren, einem Professor für Elektrotechnik an der Universität Shizuoka, gegründet. Seitdem hat Brookman Know-how an zahlreichen Formen des CMOS-Analog- und Blended-Sign-IC-Designs gearbeitet und sich auf das Design fortschrittlicher CMOS-Bildsensoren für eine Vielzahl von Anwendungen spezialisiert. Das Unternehmen wurde im März 2021 durch den Erwerb von 94,6 % seiner Anteile eine Tochtergesellschaft von Toppan.

Über Toppan

Toppan wurde 1900 in Tokio gegründet und ist ein führender und diversifizierter globaler Anbieter, der sich der Bereitstellung nachhaltiger, integrierter Lösungen in Bereichen wie Druck, Kommunikation, Sicherheit, Verpackung, Dekorationsmaterialien, Elektronik und digitaler Transformation verschrieben hat. Das globale Crew von Toppan mit mehr als 50.000 Mitarbeitern bietet optimale Lösungen, die durch branchenführendes Fachwissen und Technologien ermöglicht werden, um die vielfältigen Herausforderungen aller Wirtschaftszweige und Gesellschaften anzugehen und zum Erreichen gemeinsamer Nachhaltigkeitsziele beizutragen.

Für weitere Informationen besuchen Sie https://www.toppan.com/en/

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