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「3D ToF(Time-of-Flight)アプリケーション開発をすばやくスタート」(Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

     
   
     
     
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No.1308 2020.06.30
 
     


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◇「3D ToF(Time-of-Flight)アプリケーション開発をすばやくスタート」
 (Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)

◇回路設計から部品の調達、基板製造/実装、ハーネス/ケース加工まで
 マルツエレックの「ものづくり一貫サービス」を是非ご利用ください

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  「3D ToF(Time-of-Flight)アプリケーション開発をすばやくスタート」
(Digi-Key社【アプリケーションラボ】技術解説記事のご紹介)
 
       
 
 

 「アプリケーションラボ」は、Digi-Key社のご協力をいただいて、Digi-Key社が公開している新製品や技術情報を日本語でご紹介するWebページです。基礎技術から最新技術まで有益な情報を公開していますので、是非ご活用ください。

 今回は、対象物までの距離や速度、動きなどを計測するToF(飛行時間)技術ならびにアナログデバイセズ社とESPROS Photonics社のキットを活用する方法について解説した記事をご紹介します。

■3D ToF(Time-of-Flight)アプリケーション開発をすばやくスタート

 ToF(Time-of-Flight)は、対象物体に向けて光や超音波、電磁波などを照射して反射してくる時間を計測することで距離を測定する技術です。測定範囲や分解能の兼ね合いからレーザー光や赤外線LEDが一般的に使用されますが、自動車用途などでは霧や雨に左右されにくいミリ波が用いられます。受光素子は、距離を測るだけならフォトダイオードで十分ですが、ジェスチャコントロールなどに使用する3次元の検出にはCCDセンサーが用いられます。CCDの各素子に到達する時間の違いを計算することで立体情報に変換します。

 2000年頃から実用になり始めたToF技術は、1m離れた対象物に光を当てて反射してくる時間が数ns程度であり、受光素子に入る反射光は照射光の数%しかないため高精度を要する技術で、半導体技術の進歩により実用化できたと言えます。計測するのは実際の飛行時間ではなく、照射光に変調をかけて反射光との位相の遅れを検出し距離に換算します。

 【アプリケーションラボ】では、ToF技術や3D光学ToFシステムについて解説した後、アナログデバイセズ社とESPROS Photonics社の3D ToF画像センサの特長と使い方を詳しく解説しています。ESPROS社は、2006年に設立されたスイスに本社を置くCCD/CMOSセンサメーカーで、自社の工場で製造しています。

 アナログデバイセズ社の3D ToF開発プラットフォームAD-96TOF1-EBZは、Panasonic製のToF用CCDセンサーを搭載した本体基板と4個の面発光レーザーを搭載した基板の2層構造になったメザニンボードです。制御にはアナログデバイセズ社製の96Boards互換プロセッサボードが推奨されていますが、Raspberry Piを接続することもできます。

 ESPROS社のepc660ToFイメージャは、320×240のCCDアレイとピクセルあたり12ビットの距離データを生成するために必要なタイミング/信号処理機能を搭載したデバイスです。また、epc660評価キットは、epc660の評価用に設計された組み立て/テスト済みのカメラシステムです。epc660を動作させるために必要なカメラレンズや照明を含むすべてのハードウェアがセットになっています。

 ここで解説されているデバイスは、マルツオンラインのウェブサイトで購入できますので、是非参考にしてください。

3D ToF開発プラットフォーム
【AD-96TOF1-EBZ】 94,700円
epc660評価キット
【EPC660 EVALUATION KIT EU & US】
577,187.37円
epc660TOFイメージャ320×240
【EPC660-CSP68-007】 5,993.33円
DepthEye Turbo-VGA TOFカメラ
【114991967】 82,077.89円

 下記の2本の解説記事も同時に公開しました。合わせて参考にしてください。
 
■TDK-Lambda製PFH500電源モジュールを使用した過酷な環境向け電源の設計
 最近は電源にも自己診断機能や遠隔からの更新や調整、監視といった機能が求められています。そのためにはデジタル電源管理通信プロトコルであるPMBusが一般に使用されます。ここでは、信頼性の高い電源ソリューションとして、PMBusを採用したTDK-Lambda社のPFH500シリーズ電源モジュールを紹介します。

■アンチエイリアシングローパスフィルタの基礎(およびADCに適合させる必要性について)
 A/D変換において、ナイキスト周波数より高い周波数をサンプリングするとエイリアス(折り返し雑音)が発生し、正しいデータを得られなくなります。ここでは、正確なA/D変換を実現するために高周波成分を取り除くアンチエイリアシングローパスフィルタの基礎と設計方法を解説します。

 

 
 
     
  回路設計から部品の調達、基板製造/実装、ハーネス/ケース加工まで
マルツエレックの「ものづくり一貫サービス」を是非ご利用ください
 
       
 
 

 マルツエレックでは、さまざまな「ものづくりサービス」をご用意しています。学校などにおいて実験装置や電子教材を用意したいというご要望や、企業などでの試作品を作ってみたいという計画などがございましたら、マルツエレックの「ものづくり一貫サービス」を是非ご検討ください。

 電子回路の設計事例としては、
  ・電源回路/同期整流回路/インバータ回路
  ・モーター制御回路
  ・センシング回路
  ・2次電池アプリケーション回路
  ・LEDドライブ回路
  ・メガソーラーシステム回路
などがあります。その他の回路設計についてもご要望にお応えいたします。

ワイヤレス給電+データ伝送システム

 マルツエレックが実際に行ったものづくり事例として、「ワイヤレス給電+データ伝送システム」をご紹介します。上図に示したのは、電力供給が困難な場所にワイヤレス給電により電力を供給し、さらにセンシング情報を任意のチャンネルで受信できるシステムです。

 このシステムの特徴は、
  ・配線が使用できない環境で構築が可能
  ・データ送信側の基板は、高さなどの制約に考慮(例:高さ制限が4mm)
  ・最適なアンテナマッチング
  ・データ転送は任意のプロトコルで取得可能
  ・基板を保護膜でコーティングすることにより、耐熱性や耐久性が向上

となっています。

 マルツエレックでは回路設計だけでなく、部品の調達基板の製造と実装ハーネスやケースの加工まで行っています。詳細は、下記のWebページを参照してください。ご相談は、ものづくり相談受付フォームからお申込みください。

▽ものづくり一貫サービス
 https://www.marutsu.co.jp/pc/static/large_order/mono_service

▽ものづくり相談受付フォーム
 http://sv.marutsu.co.jp/enquete/?id=16

 

 
 
   
  PICK UP PRODUCTS  
     
 
 
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  R-Car H3 Starter Kit V3.0
【RTP0RC77951
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参考価格:108,800円
 
     

 

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■マルツ各営業所 棚卸に伴う【臨時休業】のご案内
 棚卸のため下記のスケジュールで【臨時休業】させていただきます。
 お客様にはご不便をおかけいたしまして、誠に申し訳ございません。
 ・秋葉原本店 ・・・ 7月6日(月)
 ・名古屋営業所 ・・・ 7月6日(月)

 その他営業所のスケジュールは下記のリンクをご確認ください。
 マルツ各営業所 棚卸に伴う【臨時休業】のご案内
 http://select.marutsu.co.jp/list/detail.php?id=1153

 今後ともマルツ各営業所を、何卒宜しくお願い申し上げます。

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 感染症拡大防止の観点から、営業所別に短縮営業体制をとらせていただいております。
 営業所別の営業状況は下記のリンクをご確認ください。
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 またマルツオンラインの電話受付時間は9:00~18:00に短縮しております。
 (緊急対応)マルツオンライン電話受付時間短縮のお知らせ

■テキサス・インスツルメンツ(TI)社の製品を1個から販売中!
 マルツオンラインではTI社の半導体を1個からご購入いただけます。
 マルツエレックは米国Digi-Key社と正規代理店契約を結んでおり、Digi-Key社を通じて
 TI社の正規販売店の認定を受けています。
 マルツオンラインに掲載のない製品も調達可能ですので、少量からでもお気軽にご用命ください。
 ◎テキサス・インスツルメンツ社製品はこちら

■代替品、部品選定 マルツにご相談ください。 部品・部材調達代行サービス
 マルツではマルツオンラインに掲載の無い型番やEOL品等も、秋葉原界隈やマルツ独自の
 ネットワークで調達しお届けします。
 ご依頼はこちらのオンラインフォームからお願いいたします。※ログインをお願いいたします。
 https://www.marutsu.co.jp/TEstimatesCartDetail.jsp

■マルツオンラインは【3,000円以上】のご購入で送料無料です!
 送料無料まであと少し!500円以内の製品を集めたワン・コイン・コーナーも是非ご利用
 ください。
 https://goo.gl/MYYUih

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■ものづくりのヒントが満載 マルツの技術情報
 http://select.marutsu.co.jp/list/detail.php?id=257

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