Time of Flight (ToF) sensoren spelen een hoofdrol in tal van industriële toepassingen. Deze sensoren maken gebruik van lichtsignalen om de afstand tot een object te meten. Ze bieden een aanzienlijke precisie en snelheid in afstandsmetingen.
Een ToF-sensor meet de tijd die licht nodig heeft om van de sensor naar een object te reizen en weer terug. Dit proces begint met de emissie van een signaal, vaak een puls van infrarood licht, gericht op het doelobject. Na reflectie van het object, meet de sensor de tijd die het signaal nodig heeft gehad voor deze rondreis. Aangezien de lichtsnelheid constant is, kan de afstand tot het object berekend worden met de formule: afstand = (lichtsnelheid × tijd) / 2.
ToF-sensoren worden gebruikt in een breed scala van toepassingen, waaronder robotnavigatie en bijvoorbeeld objectdetectie. Ze bieden een aantal voordelen ten opzichte van andere afstandsmetingstechnologieën. Belangrijk hierbij zijn onder andere de snelle en nauwkeurige meting, kunnen functioneren in verschillende lichtomstandigheden en niet gevoelig zijn voor de kleur of textuur van het doeloppervlak.
Nieuwe ontwikkelingen
Technisch gezien staat de wereld van ToF-0sensoren bepaald niet stil. Zou introduceerde STMicroelectronics onlangs de VL53L8CX, een multizone ToF-sensor. Deze combineert een 940nm VCSEL (vertical cavity surface emitting laser), een SPAD (single-photon avalanche diode) detector-array en een optisch systeem met filters en diffractieve optische elementen. Het projecteert een breed gezichtsveld van 45° x 45° en kan objecten tot 400 cm afstand detecteren in 64 onafhankelijke zones. Belangrijke verbeteringen ten opzichte van zijn voorganger zijn onder andere een grotere immuniteit voor omgevingslicht, een verlengd bereik in daglicht, en een verminderd stroomverbruik.
Samsung onthulde op zijn beurt de ISOCELL Vizion 63D. Dit is een indirecte ToF (iToF) sensor, die met name bedoeld is voor toepassingen in robotica en Extended Reality. Deze sensor meet de faseverschuiving tussen het uitgezonden en gereflecteerde licht voor nauwkeurige dieptemeting. Het is een van de eerste iToF-sensoren in de industrie met een geïntegreerde een ISP, een zogeheten dieptesensor en hardwarematige beeldsignaalprocessor (ISP). Dit resulteert in tot 40% minder stroomverbruik. De sensor bereikt een hoge VGA-resolutie met de kleinste 3,5 micrometer. pixelgrootte in iToF-sensoren.
SICK introduceerde de DT80. Deze 1D-lasersensor kent een nauwkeurigheid van +/- 2 mm en een resolutie van 0,1 mm op afstanden tot 80 meter. De DT80 is ontworpen voor eenvoudige inbedrijfstelling en veelzijdige integratie. Het is een zeer compacte lasersensor. Met een robuuste metalen behuizing en hoge schok- en vibratiebestendigheid, levert deze sensor betrouwbare prestaties onder zware industriële en omgevingscondities.
ToF-sensoren vertegenwoordigen een aanzienlijke vooruitgang in de technologie voor afstandsmeting. Met recente ontwikkelingen zoals de VL53L8CX van STMicroelectronics, de ISOCELL Vizion 63D van Samsung, en de DT80 van SICK, zet deze technologie grote stappen vooruit in termen van nauwkeurigheid, betrouwbaarheid en veelzijdigheid. Deze sensoren openen nieuwe mogelijkheden voor een scala aan nieuwe toepassingen op het gebied van industriële automatisering.