Multispektralsensoren

18-Kanal Lichtspektrum-Sensor für Consumer- und professionelle Anwendungen

Die drei Sensor-ICs AS72651/652/653 von ams bilden zusammen einen 18-Kanal Lichtspektrum-Sensor für Consumer- und professionelle Anwendungen, die mit der Analyse des Lichtspektrums arbeiten. Er deckt das Spektrum des sichtbaren Lichts und des nahen Infrarots ab.

Sensoren ams High-Tech-Produktion

Der Chipsatz aus 3 Chips mit insgesamt 18 kalibrierten Messkanälen ist eine ideale Lösung für neue Anwendungen, bei denen das Spektrum von sichtbarem Licht und nahem Infrarot gemessen wird, etwa im Gartenbau (Gewächslicht-Überwachung), bei der Qualitätsüberwachung von Flüssigkeiten oder bei komplexen Anwendungen mit Farbanalyse, etwa bei der Überprüfung von Fälschungen oder bei der Authen­tifikation. Die heute angekündigte neue Lösung ergänzt die seit 2017 lieferbaren Lichtspektrum-Sensoren. ams bietet auf diesem Sektor nunmehr vier Lösungen an: 6-Kanal-Sensoren für sicht­bares Licht, für teils sichtbares Licht und nahes Infrarot oder für True-Color-Anwendungen und die neue Sensorlösung mit 3 Chips mit zusammen 18 Messkanälen.

Der Chipsatz AS72265x besteht aus drei hochintegrierten Sensorchips mit je 6 Messkanälen. Die Chips messen je 4,5 x 4,4 x 2,5 mm³ und werden in Land-Grid-Gehäusen mit Lichteintritts­öffnungen geliefert. Dank einer Master-Slave-Architektur erscheinen die drei Chips der äußeren
I²C-Steuerlogik als ein einziger logischer Chip. Dies vereinfacht die Systemintegration und verkürzt dadurch die Zeit bis zur Marktreife. Die 18 Kanäle überdecken den Wellenlängenbereich von 410nm bis 940nm in Schritten von jeweils 20nm.

"Diese preisgünstige Produktfamilie wird in der Branche eine erhebliche Bedeutung gewinnen, weil sie Gesamtlösungen für unter $100 möglich macht. Vor der Einführung der Familie AS7265 kosteten vergleichbare Sensorlösungen $100 oder mehr, dadurch kam ein Messgerät mit diesen Sensoren auf $1.000 oder mehr", sagte Tom Griffiths, Senior Marketing Manager bei ams.

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"Der Preis für die AS7265-Familie liegt auf Consumer-Niveau, damit gelangen viele neue Anwen­dungen für die Lichtspektrum-Messung in Reichweite, viel mehr, als wir uns das heute vorstellen können. Jetzt beginnt praktisch ein neues Zeitalter von Sensoranwendungen, die neue Ansätze in so unterschiedlichen Anwen­dungs­bereichen wie etwa Lebensmittelsicherheit, hochentwickeltem Gartenbau und Hochsicherheits-Authentifikation eröffnen."

Die Multispektral-Sensorfamilie AS7265x ist der erste Chipsatz aus mehreren ICs von ams, der mit nanooptischen Interferenzfiltern direkt auf dem CMOS-Chip arbeitet. Diese Lösung ist erheblich preisgünstiger als bisherige Sensoren, was dieser Technik völlig neue Anwendungen eröffnet. Die Interferenzfiltertechnologie liefert eine extrem genaue und reproduzierbare Filtercharakteristik, die über einen weiten Temperaturbereich und über die Zeit sehr stabil ist. Weiterhin sind diese Filter erheblich kleiner als herkömmliche Filter, so dass damit die hohe Zahl von Messkanälen, die man für eine genaue Analyse des Lichtspektrums braucht, leicht realisierbar ist.

Der Chipsatz AS72651/652/653 wird herstellerseitig kalibriert und liefert über das gesamte Spektrum hinweg normalisierte 35 Zählerpunkte/µW/cm². Dies vereinfacht die Entwicklung von Algorithmen und erspart in vielen Anwendungen die Kalibrierung des Endprodukts. Verbunden mit der hohen Filterstabilität über die Zeit und Temperatur ermöglicht dies ein Design "kalibriert auf Lebens­zeit", das sowohl die Bauteil- und Herstellungskosten reduziert, als auch neue Anwendungs­möglich­keiten eröffnet.

Der Chipsatz arbeitet nach dem Master-Slave-Prinzip, jeder IC verfügt über 6 Messkanäle. Eingebaute Intelligenz ermöglicht einen kalibrierten digitalen Ausgang. Die Schnittstelle zum Host ist wahlweise ein I²C- oder ein UART-Interface. Die 18 Messkanäle des Chipsatzes haben eine Halbwertsbreite von 20 nm und Mittenwellenlängen von 410, 435, 460, 485, 510, 535, 560, 585, 610, 645, 680, 705, 730, 760, 810, 860, 900 und 940nm.

Der Chipsatz mit 3 ICs verfügt über einen elektronischen “Blendenverschluss“ und drei voneinander unab­hängige 100mA-LED-Treiber. Damit kann man mehrere Lichtquellen genau steuern und ohne zusätzliche Bauelemente die Spektrum-Messfunktionen durch weitere Funk­tionen ergänzen.

Geringe Baugröße und niedriger Stromverbrauch des neuen Sensor-Chipsatzes AS7265x ermög­lichen OEM-Mess­geräte­her­stellern die Entwicklung von neuen Produkttypen.

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