Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS
Profile und Oberflächen lassen sich mit hochaufgelösten und hochfrequenten optischen Sensorsystemen ultraschnell vermessen.
Das Imaging bei hohen Geschwindigkeiten ist in vielen Bereichen der Industrie von großer Bedeutung. Ob sich der Bildsensor am Objekt oder das Objekt am Bildsensor vorbeibewegt, die jeweiligen Anforderungen an die Performance des eingesetzten Sensorsystems sind enorm und können häufig nicht durch gewöhnliche Architekturen abgedeckt werden.
Die Inspektion von Erzeugnissen einer Serienfertigung beispielsweise erfordert einen optischen Sensor, der die Oberfläche mit der Geschwindigkeit der Produktionsanlagen (z.B. Fließband) mit ausreichend hoher Auflösung aufnehmen kann, um eventuelle Defekte oder Produktionsfehler zu erkennen. Ein weiterer Anwendungsbereich ist die Inspektion von Straßen oder Schienen während der Fahrt durch Lasertriangulation am Fahrzeug, bei der die High-Speed Performance des Sensors mindestens die Fahrtgeschwindigkeit abdecken muss.
Diese Anforderungen an den High-Speed Sensor bedingen besondere Konzepte für verschiedene Elemente des Systems:
- Das lichtempfindliche Element (Diode, SPAD, …) sollte eine hohe Dynamik und schnelle Detektion garantieren.
- Die Schaltung sollte durch hohe Taktfrequenzen getrieben werden, um schnelles Auslesen zu ermöglichen.
- Die Daten sollten effizient und möglichst parallel verarbeitet werden.
- Die Schnittstelle sollte hohe Datenraten ermöglichen.
Expertise
Das Fraunhofer IMS hat in der hauseigenen CMOS-Technologie Zugriff auf mehrere hoch performante Sensorelemente, wie die Single-Photon Avalanche Diode, CCD, Lateral Drift Photodiode (LDPD) und weitere, die jeweils gute Eigenschaften für den Einsatz in High-Speed Anwendungen besitzen. Zusätzlich blickt das Fraunhofer IMS auf eine langjährige Erfahrung im Schaltungsdesign für unterschiedlichste Anwendungen und Einsatzbereiche zurück, die teilweise High-Speed Performance und hohe Taktraten erfordern. Mit zusätzlicher Kompetenz auf Systemebene existiert so eine optimale Grundlage für die Entwicklung und Fertigung von High-Speed Bildsensoren.
Weitere Informationen über Aktivitäten des Fraunhofer IMS im High-Speed Imaging finden Sie in den folgenden Infoblättern.