凸版印刷,ハイブリッド駆動ToFセンサを開発

凸版印刷は,子会社のブルックマンテクノロジと共同で,1~30mの範囲で距離を測定できるハイブリッド駆動ToF方式による「三次元距離画像センサ」を開発したことを発表した(ニュースリリース)。

自律走行ロボットやドローンでは,数十m先の障害物を検知し,取得した映像から自分の位置を把握する環境マッピング機能が必要となるが,従来主流となっている間接ToF方式の3Dセンサでは,屋外で使用する場合に十分な外光耐性が得られないことが,普及の障害となっていたという。

凸版印刷は,ブルックマンテクノロジの子会社化を通じて,両社の保有する強みを活かし,新型の3Dセンサの開発を進め,ブルックマンテクノロジが得意とするショートパルス駆動方式を改良したハイブリッドなToF技術を新たに開発した。

ハイブリッド駆動ToF方式とは,位相差によって距離を計測する「間接ToF方式」をベースに,時間差によって計測する「直接ToF方式」の機能を組み合わせた,新しいセンシング技術。「マルチタイムウインドウ技術」と呼ばれる,複数の短時間ウインドウの組み合わせにより光の往復時間を推定するため,従来の間接ToF方式と比較して,屋外でのセンシング時に問題となる外光ノイズの影響を受けにくいという特長がある。

これにより,間接ToF方式による3Dセンサの5倍以上遠くまでの範囲で距離の計測が可能となり,センサを搭載することにより障害物を回避するなどの動きをする自律飛行ドローンや自律走行型搬送ロボットなどの操作性と安全性の向上に寄与するとしている。

また,この3Dセンサは,独自の外光ノイズ除去機能を搭載し,CMOS方式のイメージセンサとして世界で初めて真夏の日中に相当する照度10万ルクスの環境下で,最長20mまでの距離を測定可能。距離の測定と,外光ノイズ除去を1フレームで完結させることで,測定エラーの原因となるブレを発生させることなく距離を測ることができ,従来機種より約4倍多く,1秒間に最大120枚の距離画像を取得することができるという。

さらに,独自の制御法により,他のカメラが発する信号光を,外光と同じように除去できるため,カメラ同士が干渉することなく,複数のカメラを同時に駆動でき,最大で256台のカメラを同時に駆動することが可能だとしている。

同社は,この新しいToF方式による距離センサを搭載したカメラの開発も進めており,評価用モデルの提供を2022年12月に開始し,2023年秋の販売開始を計画しているという。

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