Präzise Bildinformation

Eine schnelle Laserdiode von OSRAM Opto Semiconductors liefert das Licht für die neue 3D-Kamera des schwedischen Herstellers FOTONIC. Das Bauteil wurde speziell für 3D-Kameras wie die FOTONIC C70 entwickelt. Es ermöglicht die Messung der Entfernung eines bewegten Objekts mit guter Auflösung und in Video-Bildrate.

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Die 3D-Kamera FOTONIC C70 produziert Reliefaufnahmen, die für jeden Bildpunkt die Entfernung des Objekts zur Kamera liefern. Schnelle und leistungsstarke Lichtquellen wie die neue Pulslaserdiode von OSRAM Opto Semiconductors ermöglichen besonders genaue Entfernungsmessungen [Bild: FOTONIC]

Die neue infrarote Laserdiode von OSRAM Opto Semiconductors liefert auch im Dauerbetrieb hohe optische Leistungen von etwa einem halben Watt. Mit der Wellenlänge von 845 Nanometern ist ihr Licht für Menschen kaum sichtbar und passt dennoch gut in den Empfindlichkeitsbereich des Kamerachips.

3D-Kameras überlagern ein zweidimensionales Bild mit Informationen über die Entfernung eines Objekts und über dessen Höhenprofil. Die Industrie verwendet solche Systeme, um beispielsweise Füllstände zu messen oder um Gegenstände der Größe oder der Form nach zu sortieren. Auch für die Steuerung von Robotern, wie zum Beispiel von Greifarmen, liefern 3D-Sensoren genaue räumliche Informationen.

Schnelle Modulation schafft hohe Auflösung
Die Kamera FOTONIC C70 basiert auf einem CMOS Sensor und nutzt das Prinzip der Laufzeitmessung. Eine in die Kamera integrierte Laserdiode sendet einen Lichtpuls aus, der vom angepeilten Objekt zurückreflektiert wird. Jeder der 120x160 Pixel des Kamerachips misst die Entfernung zum Ziel über eine entsprechende Phasenverschiebung zum ausgesendeten Lichtpuls.  Die Genauigkeit dieser Entfernungsmessung und die Reichweite des Sensors steigen mit der Modulationsfrequenz der Lichtquelle. Laserdioden sind wegen ihrer schnellen Schaltzeiten von wenigen Nanosekunden deshalb besonders gut für diese Anwendung geeignet. Die insbesondere für derartige 3D-Kameras entwickelte Laserdiode wird mit 44 MHz moduliert. Innerhalb ihrer Reichweite von 0,1 bis sieben Meter misst die Kamera Entfernungen auf drei bis 30 Millimeter genau. Für OSRAM Opto Semiconductors ist es der erste Einsatz einer Laserdiode in einem 3D-Sensor dieses Typs. Rickard Åström von FOTONIC ist von der Leistung des Lasers überzeugt: „Zusammen mit OSRAM konnten wir die Leistung unserer FOTONIC C70 Kamera verbessern. Wir haben vor, das Bauteil auch für die künftigen Generationen unserer Kamera zu verwenden. “

Dr. Jörg Heerlein, Marketing Manager für Pulslaserdioden bei OSRAM Opto Semiconductors, sieht einen wachsenden Markt für solche Anwendungen: „In der Industrie ist 3D-Sensorik stark im Kommen. Aber auch für den Consumerbereich und den Automobilsektor wird die Technik interessant – zum Beispiel für die Bedienung von Touchscreens oder für Sensoren im Auto, um Unfälle zu vermeiden. Wir haben die neue Laserdiode deshalb speziell für 3D-Sensorik ausgelegt“. Das robuste Metallgehäuse des Bauteils erfüllt die Anforderungen für Industrieanwendungen. OSRAM Opto Semiconductors wird den Laser und die FOTONIC C70 Kamera auf der Messtechnik-Messe Sensor+Test 2011 Anfang Juni in Nürnberg vorstellen.