CMOS für Laserstrahlortsbestimmung?

Seihed gegrüßt ihr weises Volqu!

Es gibt da zwei Fragen in meiner derzeitigen Gegenwart:
Laserdiode=>Laserstrahl? Oder ausformulierter: Erzeugt eine Laserdiode einen gebündelten Strahl wie bei einem Laser(Energie wäre unerheblich)?
Ich möchte diesen/einen gebündelten Strahl und minimal(st)e örtliche Abweichungen registrieren. Vorstellen tu ich mir da so ein CMOS als Empfänger. Wär das was? Die funktionsweise liefe genau da hin, wo ich mal hinkommen will: eine Matrix von Bildpunkten wertet die derzeitige Strahl-(/Ziel-)position aus. Das ganze sollte im zweistelligen kHz-Bereich auswertbar sein, also eine Reaktionszeit von ca(max?) 50µs haben. Ist das mit CMOS realisierbar? Könnte man das auch mit Photodioden/-transistoren machen? bestimmt nicht, oder? Mit minimal(st)e Abweichungen von der Sollposition meine ich vielleicht so zwei bis dreistelligen µm-Bereich. Wo bekäme man günstige CMOS-Sensoren zu kaufen und kann man sie überhaupt relativ "ungeschützt" einsetzen, oder muss auf jeden Fall sowas wie dichtes Gehäuse inkl. Linse zwecks Staubschutz her?
Wär stark, wenn ihr einige Kritik, hinweise und/oder Verbessungsvorschläge für diesen Ansatz habt.
Grüß
NRicola

Also soweit sind die laserstrahlen egal aus welchem medium in der "Rohform" nicht gebündelt. Dazu brauchst du dann schon eine Optik. Aber ganz sicher bin ich mir da jetzt bei CMOS Lasern nicht.

ich meinte laserdioden als Quelle (Lichtbündel?) und CMOS-Bildsensoren (=Matrix von Fototransistoren; siehe CMOS-Kameras) als Empfänger.
Grüß
NRicola

Ein Laser ist mit einem Resonator aufgebaut. Dessen Spiegelform gibt an, wie die Strahlen verlaufen.
Klassisch sind es planparallele Spiegel.
Bei Laserdioden sind die Strahlen "von einem Punkt ausgehend" und mit einer Linse leicht zu parallelisieren.

Kennt denn jemand hochfrequent ansteuerbare CMOS- (oder auch CCD-)
Sensoren (auch Zeilensensoren)? Das Ziel wäre mit ca 30kHz alle Pixel auszulesen, also wenn man z.B. bei einem Zeilensensor die Pixel nacheinander ausgegeben bekommt, müsste die Clock entsprechend bei ca 20MHz oder so (je nach Sensor) liegen.
Zudem: welche Prozessoren sind geeignet solche Daten auszuwerten? Idealerweise sollten mindestens 2 Sensoren von einem Prozessor "nahezu zeitgleich" ausgewertet werden können. Zur Not ginge auch ein Prozessor pro Sensor, allerdings müssten dann die Daten der zwei Sensoren wieder zusammengeführt und verglichen werden. Wie könnte man dann sowas machen?
Grüß
NRicola

Hallo,

Laserdioden haben einen Abstrahlwinkel - je nach Fabrikat - zwischen 5 und 15 Grad. Du brauchst eine Optik ("Kollimator") zur Parallelisierung.

Was den Sensor betrifft:

http://www.eureca.de/pdf/optoelectro...ccd39-01bi.pdf

... könnte doch was sein, oder?

Frank

Hallo

vielen Dank dir, aber mit genauem Lesen stellt man fest, dass der Sensor ebenfalls nicht ganz dafür geeignet ist. Zum einen deutet "bis 1000fps" diese zeitliche Begrenzung an und wenn man weiterliest bekommt man gesagt, dass die 4 Blöcke (40x40 Pixel) mit insgesamt 1600px und einer angenommenen Taktfrequenz von sagen wir 10MHz gerade je eine "Bild"frequenz von ~6kHz liefern. Der zweistellige kHz-Bereich wäre also noch ein wenig entfernt. Aber ich glaube jetzt einen entsprechenden Sensor gefunden zu haben.
So stellt sich mir nun die Frage nach der Auswertung: Gibt's denn einen passenden Prozessor oder wäre es besser die ganze Sache gleich an nen USB-Port dranzuklemmen? Die PC-unabhängige Variante würde ich stark bevorzugen, aber wenn's nicht anders geht....
Wär stark, wenn ihr mich da noch ein wenig beraten könntet!
Grüß
NRicola

Oder mal anders gefragt: wieviel größer müsste denn mindestens die interne Frequenz des Prozessors sein? Also wie groß zB wenn ich einen Zeilensensor mit 20MHz (oder 60MHz) auslese? Sollte der schon um 100MHz angesiedelt sein, oder noch weiter oben?
Ich möchte wie gesagt auch noch nebenbei Auswertungsalgorithmen nebenher laufen lassen. Das sind keine komplexeren (rechenaufwendigen) Sachen, aber halt einfache Dinge (multiplizieren, o.ä.).
Grüß
NRicola

Mein Vorschlag währe ein Sensor aus einer optischen Maus z.B. ADNS2051 von Agilent .Hat 8*8 Pixel, die man auch einzeln auslesen kann. Siehe Datenblatt.

Ist natürlich eine hübsch billige Variante. Allerdings lassen sich damit auch nicht die erforderlichen Abtastraten erzielen. Aber wie gesagt: die Sensoren hab ich jetzt. Die Auswertung liegt jetzt im Augenmerk! Trotzdem Dank an dich!
Grüß
NRicola

Das kommt stark auf den Sensor und die Kommunikation mit selbigem
an. Kannste die Daten über ne Matrix parallel in die Ports des uC einlesen
oder brauchste ne serielle Verbindung die die Daten nacheinander
reinzieht, wie groß ist die Auflösung des Sensors etc. etc.
ohne datenblatt des Sensors ist da keine Aussage zu machen.

Hallo,

der bevorzugte 20MHz-Sensor wäre der hier (512px)
http://www.fairchildimaging.com/main...ds/ccd153a.pdf
Die Datenübertragung wäre seriell.
Wie gesagt: es wäre vorteilhafter, wenn ein Prozessor die Auswertung von 2 Sensoren übernehmen könnte.
Grüß
NRicola

"der bevorzugte 20MHz-Sensor wäre der hier (512px)
http://www.fairchildimaging.com/main...ds/ccd153a.pdf ..."

Ähm ... das ist ein Zeilensensor. Sprachest du im Startposting nicht von einer Matrix?

Frank

Ja, das war zu Beginn der Fall. Hatt ich aber einige Posts später um Zeilensensoren erweitert, weil Matrizen so viele Pixel haben und sich bei der häufigen 20MHz-Betaktung die o.g. zweistelligen kHz-Raten nicht erreichen lassen.
Grüß
NRicola

ädit: ...und bei günstiger Spotpositionierung kann ich mit ihnen ja auch in beide Richtungen (vertikal, horizontal) Abweichungen registrieren.

Ich hätte noch was zum Thema "Kollimation":

Laserdioden haben konstruktionsbedingt ein elliptisches(!!) Strahlprofil. Um das zu bündeln brauchst Du eine Optik, die in der einen Ebene eine andere Brennweite aufweist, als in der um 90° dazu gedrehten Ebene, der Übergang muß dann auch noch in der passenden Art ausfallen. Also sehr spezielle Linsen und Prismen oder gleich ein fertiges Gerät mit rundem Strahlprofil. Die sogenannten Kollimator-Linsen bei den diversen Versendern sind für den Zweck nicht geeignet!

Ersatzweise tut es vielleicht auch eine alte CD-(ROM) Optik, die ist schon soweit kollimiert das der Strahl ein rundes Profil aufweist. Dann kann die eine zusätzliche Linse ausreichen. In der Praxis nimmt man meist zwei; hat was mit dem notwendigen Linsendurchmesser und der Feineinstellung zu tun.

Hm, ich denke dass sich CD-Laseroptiken nicht eignen. Ich hätte zwar sogar eine hier rumliegen, aber der Brennpunkt ist ja bekanntermaßen relativ kurz von der Distanz gehalten. Der Strahl muss bei mir nicht unbedingt eine kreisrunde Form aufweisen - elliptisch wär ausreichend. Ich müsste eine Distanz von ca 30cm oder etwas mehr mit dem Strahl überwinden. Ich hätte mir jetzt einfach mal die Conradelemente ausgeguckt:
189057 (Diode)
182621 (Linse)
Kann das gut gehen? Könnt ich da die Linse direkt auf das Diodengehäuse draufstecken?
Grüß
NRicola