JENCOLOR-Sensoren Dr. Fred Grunert

Transkript

1 JENCOLOR-Sensoren Dr. Fred Grunert Applikationsspezifische Standardprodukte - kundenspezifische Sensoren und Signalverarbeitung

2 Agenda MAZeT Aufbau & Wirkungsweise JENCOLOR-Sensoren Anwendungsbeispiele Farbe & Spektrum 4 Anwendungsbeispiele LED-Licht 5 Zusammenfassung

3 MAZeT GmbH Geschäftsführung Dr. Fred Grunert (CEO) Dr. Wolfgang Hecker (CFO) Gründung:1992 Mitarbeiter: 96 Firmensitz: Göschwitzer Str Jena Germany

4 Vom ASIC bis zur Systemlösung Opto-Sensoren & Komponenten True Color Sensor ICs und Multispektral- Sensoren Fotodetektoren und Signalverarbeitungs-ICs Evaluation Boards & Design-In Support Chip Design für ASIC & FPGA Kundenspezifisch Integrierte Schaltungen analog digital mixed signal ASIC ASSP FPGA Design Fabless foundry services Hardware & Software Design Schaltungsentwicklung PCB Layout System- and Anwendungssoftware Geräteentwicklung & Montage Materiallogistik Prototypen- und Serienfertigung Industrieworkstations Qualitätssicherung / Test

5 COMPANY AND BRAND MAZeT GmbH = Firmenname ist unsere Webseite JENCOLOR ist das Warenzeichen für unsere Sensoren.

6 Opto-ASIC-Design Unser Leistungsspektrum Beratung zur Lösungsfindung Erarbeitung eines testfreundlichen Systemkonzeptes ASIC-Design unter Verwendung unserer umfangreichen IP-Bibliothek Fertigung der Engineering Samples auf MLM oder MPW-Basis Erstellung von Filterdesigns für Spektralsensoranwendungen Anpassung des Standardpackages an die Anforderungen der Kundenapplikation System in Package für kundenspezifische Spektralsensoren Erstellung des Inbetriebnahme- und Serienprüfplatzes Unterstützung bei Applikationstests Serienüberführung Serienlieferung und Produktbetreuung

7 Opto-ASIC DESIGN Fabless Foundry Services vom ASIC-Design bis zur Serienlieferung Technologien: CMOS: 0.6µm, 0.35 µm 0.18 µm PIN-Diodes IP: 12 Bit SAR ADC 16 Bit ADC High sensitivity / low noise amplifiers Serial interfaces (SPI, I2C, EnDat, etc.) Controller Cores (8051, PIC, more on request) Photo diodes (different wave length sensitivity) Services: Multi-project / Multilayer mask service Packaging service Final test (electric, optoelectric) Design-in support for customer application Volume delivery and long term availability

8 Marktpositionierung JENCOLOR-Sensoren Spektral selektive Sensoren zur schnellen und reproduzierbaren Messung von Farbe und zur spektralen Schätzung Interferenzfilter mit Standardtransmission und Möglichkeit zur kundenspezifischen Anpassung Klein und preiswert Sensoren und Signalverarbeitungs-ICs als Basiskomponenten für kundenspezifische Lösungen Entwicklungs- und Applikationsunterstützung

9 Unsere Spezialität: JENCOLOR FILTER Dielectric (interference) filters: Hohes Transmissions / Sperrverhältnis keine Alterung der Filter robuste Oberfläche Temperaturstabile Filterschichten (- 40 bis > 100 Grad Celsius) kundenspezifisches Filterdesign auf Anforderung TiO 2 / SiO 2 Filter Stacks RGB-Sensivity True Color-Sensivity Multispectral-Sensivity True Color Filter

10 Opto-ASICs mit angepassten Spektralfiltern 100% 80% 100% 80% Intensity (rel.) 60% 40% 20% 0% Wave length (nm) Intensity (rel.) % 40% 20% 0% Wave length (nm) Beispiel 1 Beispiel 2 Anwendungsmöglichkeit: Wellenlängenbereich von 200 nm 2000 nm Interferenzfilter können applikationsspezifisch angepasst werden Verschiedene Fotodetektormaterialien (abhängig vom Arbeitsbereich) System in Package (SiP) sorgt für kompakte Bauform

11 PACKAGING Opto-ASIC Opto-MCM System in Package True Color Sensor im QFN16 True Color Sensor mit Analogverstärker LWL-Receiver für 520 nm, 660 nm, 850 nm, 1300 inclusive Verstärker (-32 db)

12 Spektrale Fotodetektoren- Package Carrier mit strukturierter Pindiode Interferenzfilter on Chip Spektraler Fotodetektor

13 True Color Sensor MTCSiCF Dreibereichsfarbsensor mit True Color Charakteristik für LED-Licht und Farbmessung Anmerkung: Auch als RGB-Sensor MRGBiCF verfügbar.

14 Farbsensoren - Package Carrier mit CMOS-Chip Interferenzfilter on Chip Farbsensor

15 Multispetralsensor MMCS6CS 6-kanaliger Spektralsensor für Analytik & Hyperspektralsensorik Anmerkung: kundenspezifische Modifikation der Kennlinien möglich.

16 Kamera-Sensor für Analytikanwendung Pixelmatrix-Sensor: Anwendung: Analytik im Bereich < 500nm Technologie: 0,35µm CMOS

17 Integrierter Farbsensor mit I 2 C-Ausgang (True Color) VDDA VSSA ANODE S igm a-delta - Wandler Temperaturkanal 4 x 16 Bit Zähler / Register S teuer- Register Digitale S teuerung 12 Bit Zähler / Register VDDD VSSD R EADY SYN Testunterstützung A nalog / Digital Referenzgenerator Strom / Spannung Takterzeugung I²C Interface SCL SDA TAIN0 TAIN1 TIO TM RE XT A1 A0 Farbsensor mit True Color-Charakteristik Integrierendes Messverfahren 16-Bit ADC Integrierter Temperatursensor Periodische / synchrone Messung Power on Reset Programmierbare Integrationszeit Power Down Modus Betriebsspannung: 2,7V... 3,6V Temperaturbereich o C Package: QFN16

18 JENCOLOR - Sensorsignalverstärker (ASSPs) Programmierbare Transimpendanzverstärker (4 / 8 Kanäle) 4 kanaliger 16-Bit-ADC mit I2C-Ausgang Schneller 4 kanaliger 12-Bit-ADC mit SPI-Ausgang

19 COB-Sensorzeile für Positionieraufgaben COB-Baugruppe für Positionieraufgaben bei Bestückungsmaschinen 128-Pixel-Sensorzeile mit integrierter Signalverarbeitung in 0,6µmCMOS Technologie Weiterentwicklung: 256 Pixel-Sensorzeile in 0,35µm CMOS Technologie

20 JENCOLOR - Evaluationboards MTCSi-INT-AB4 MTCSi-Col3 MMCS-INT-AB1

21 JENCOLOR - Entwicklungs-Kits Plug & Play Farbmessung von Oberflächen mit MTCSiCF Spektrale Schätzung von Oberflächen / Flüssigkeiten mit MMCS6 Softwareunterstützung Anwendungsuntersuchung / Machbarkeitsuntersuchung Ab Lager verfügbar ABER: spektrale Auflösung von Spektrometern wird nicht erreicht Standard USB-I²C converter Test software On PC MTCS-INT-AB4 Hardware inside (I²C interface)

22 TARGET MARKETS Agriculture/horticulture Automotive industry Beauty Chemical industry Displays/projectors Electrical industry Lighting industry Printing industry Production industry Textile industry And many more

23 Messplatz für Machbarkeitsstudien Untersuchung des spektralen oder optischen Fußabdruckes von Flüssigkeiten wie Öle Lichtquelle Probe Detektor Interface zum PC Säfte Treibstoffe Prozessflüssigkeiten Abwasser. Wir prüfen die Eignung unserer Sensoren zur Lösung Ihrer Aufgabenstellung vor Projektstart. Messplatz für Machbarkeitsstudien

24 Wirkprinzip PRIMELAB White LED White LED 100% Probe 1 100% Probe 2 Intensität (rel.) 80% 60% 40% Absorption 1 Intensität (rel.) 80% 60% 40% Absorption 2 20% 20% 0% 0% Wellenlänge (nm) Wellenlänge (nm)

25 Referenz: Wassertestgerät PRIMELAB

26 Was können wir heute messen? Aktivsauerstoff (O 2 ) Alkalinität (-m) Alkalinität (-p) Aluminium Ammonium ( NH 4 ) Bor Brom Calciumhärte Carbohydrazid Chlor Chlor-Dioxid Chlorid / Salz (NaCl) COD Cyanursäure DBNPA DEHA Eisen Erythorbinsäure Fluorid Gesamthärte Hydrazin Jod Kalium Kupfer Mangan Methylethylketoxim Molybdat Natriumhypochlorit Nitrat Nitrit (-NO 3 ) Ozon ph-universal ph-wert PHMB Siliziumdioxid (SiO 2 ) Sulfat (-SO 4 ) Sulfid (-S x ) Sulfit (-SO 3 ) Phosphat (-PO 4 ) Triazol Trübung Wasserstoff Peroxid (H 2 O 2 ) Zink

27 Referenz: Hautfarbmessgerät

28 JENCOLOR APPLICATION REFERENCES Typical length of line Sensor: 240mm Typical number of Sensors: 32 Width of object: 7,5 mm or alternatives Measurements per second: 2 Mio per second Accuracy per color channel: 12 Bit Speed of objects: >15m per second

29 JENCOLOR APPLICATION REFERENCES In-line PRINT CONTROL Application: Label Print Spectral Sensor: MMCS6 Illumination: LED Xlamp 7090 royal blue Samples per second: > 30 ksps Resolution ADC: 12 to 13 Bit Interface: SPI Accuray: Cyan Max deltae 2000 = 0,24 Magenta Max deltae 2000 = 0,91 Yellow Max deltae 2000 = 0,31

30 JENCOLOR APPLICATION REFERENCES Modular Expandable Light Object Tester Accuracy up to +/-2 nm cycle-time ca. 300ms based on 31 connected modules Color Analyzer PR0120 de <0,2 Sampling frequency 2 KHz Accuracy 16 bit for each channel 11 amplifying levels

31 JENCOLOR APPLICATION REFERENCES The ColorQA Pro System III Measures and compares a target (Control Color) Comparisons shown in XYZ/ Yxy, L*ab/L*ch, Std. RGB, Std CYMK Pass/Fail criteria set up by user Textiles: Averaging function allows the user to take any number of readings and average for use with materials that have a natural color variance Readings may be saved for record keeping and may be exported to an CSV file for data manipulation in programs such as Excel No factory calibration needed for the instrument. The user may perform calibration routine.

32 JENCOLOR APPLICATION REFERENCES ColorStriker by Mathai True-Colorimeter for non-contact color measurement Measurement range: nm Measurement area: 15 mm Measurement accuracy: <0,5 deltae Repeatability: <0,1 deltae Size: 6 x 11 x 4 cm Weight: 120 g Durable LED technology 2 MCTS True Color Sensors inside Compatible with Windows PC & Mac OSX Mobile use with Android mobile phones/tablets

33 LED-Licht-Anwendungen

34 Fertigungstoleranzen Verteilung Chromatizität der einer Fertigung und der Einteilung in Bins Beleuchtungen mit unterschiedlichen Farbnuancen wirken unangenehm Quelle:

35 Alterung von High Power RGB-LEDs Blau 22% Quelle: Avago

36 Optische Rückkopplung.

37 Farbortregelung zur Kompensation von Störgrößen. Gammut Erstinstallation Gammut Austauschleuchte

38 JENCOLOR: SENSOR APPLICATIONS Source: Ambiente Lighting / Schott

39 JENCOLOR APPLICATION REFERENCES RevEAL (Revolutionary Entertainment & Architectural Lighting) products from Prism Projection / USA High Illumination Quality Specifiable and Repeatable Color Extended Color Gamut with Multiple Primaries Tunable White Color Temperature from 1,800K to 10,000K Color Rendering Index Exceeds 95 Completely Mixed Source with Excellent Color Uniformity and No Color Separation Beam No Degrading Ultraviolet or Uncomfortable Infrared Wavelengths in Beam Projector with optical feedback control for consistent color and intensity

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