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Mikrotechnik Weltweit kleinste Mikrokamera soll smarte Sensoren revolutionieren

| Redakteur: Franz Graser

Schweizer Forscher vom CSEM (Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique) in Neuenburg haben mit Vision-In-Package (VIP) das bisher kleinste komplette Kamerasystem auf einem Mikrochip entwickelt. Sämtliche Elemente eines Kamerasystems sind auf weniger als einem Kubikzentimeter Raum vereint.

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Das gesamte Kamerasystem ist kleiner als ein Kubikzentimeter und belegt etwa die Fläche einer 10-Cent-Münze.
Das gesamte Kamerasystem ist kleiner als ein Kubikzentimeter und belegt etwa die Fläche einer 10-Cent-Münze.
(Bild: CSEM )

Das Kamerasystem mit einer optischen Komponente, einem Prozessor und einem drahtlosen Sender ist in einem einzigen, leicht integrierbaren Kombibauteil zusammengefasst und eignet sich für eine ganze Reihe von Anwendungsbereichen. Dazu zählen Markenerkennung, Roboter-assistierte Chirurgie, automatische Fahrassistenzsysteme und sogar häusliche Sicherheitssysteme.

Das Konzept und die komplette Package-Lösung, die am 19. Mai an der Sensor+Test-Messe in Nürnberg erstmals vorgestellt werden, umfasst eine Kamera, die dreimal kleiner ist als die aktuellen Entwicklungen im Bereich optischer Sensoren und achtmal kleiner als das, was derzeit in Kraftfahrzeugen als Fahrassistenzsysteme eingebaut wird. Das gesamte System ist kleiner als ein Kubikzentimeter und etwa so klein wie eine 10-Eurocent-Münze.

Um die Gesamtgröße des Systems drastisch zu reduzieren, orientierten sich die Anwendungsforscher an Techniken, die für die Solarenergie entwickelt worden sind. Ausgehend von dem Funktionsprinzip eines Solarkonzentrators, der das Sonnenlicht bündelt und leitet, stellten die Anwendungsforscher dieses Prinzip der nicht bildgebenden Optik auf den Kopf und entwickelten eine Technik, die Bilder unter extrem beengten Umgebungsbedingungen und sogar in direktem Kontakt mit dem Objekt interpretiert und korrekt liest.

Indem die optische Komponente mit einem Cortex-M4F-Mikrocontroller, der mit einem Bluetooth-Transceiver ausgestattet ist, gekoppelt wird, ist das gesamte Niedrigenergiesystem autonom und vielseitig einsetzbar. Mit Abmessungen von nur 16,5 x 16,5 Millimetern und einer Höhe von gerade einmal 3 Millimetern kann das Stand-alone-System über verschiedene Ports mit anderen Elementen kommunizieren und lässt sich dank eines Software-Entwicklungskits leicht in vorhandene Systemplattformen integrieren.

Die einfache Integrierbarkeit und Miniaturisierung des VIP-Systems wird es künftig möglich machen, Anwendungsszenarien für optische Technologien im häuslichen Bereich, in der Industrie und in der Medizintechnik kleiner, effizienter und praktisch unsichtbar zu gestalten.

Aufgrund der Tatsache, dass die automatisierte optische Überwachung mehr und mehr Einzug findet in alltägliche Prozessabläufe, sind die zukünftigen potenziellen Anwendungsmöglichkeiten für diese Miniaturkamera äußerst vielseitig: Robotersteuerung, Selbstfahranwendungen, Smart-Home-Anwendungen, persönliche Gesundheitsüberwachung, Automatisierung landwirtschaftlicher Produktionsabläufe und Produktverifizierung sind nur einige wenige mögliche Beispiele. Die Markteinführung der Mikrokamera soll noch vor dem Jahresende erfolgen.

Dieser Artikel ist erschienen im Themenkanal Medizintechnik der Fachzeitschrift Elektronikpraxis.

Technische Daten:

  • ARM Cortex M4F
  • 2 MB Flash
  • 64 MB SD-RAM
  • HDR Log QVGA Imager
  • Verbundoptik für In-contact-Imaging
  • RF-Transceiver (2,4 GHz)

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