Eine wesentliche Eigenschaft der KEM Methode für 2D und 3D KEM Sensoren ist die Möglichkeit zur Steigerung der Messrate. Dies wird durch Array-Technik erreicht, die simultane Messungen ermöglicht. Wie funktioniert das?
Ein Laser-Array sendet kurze Laserpulse aus, die von entfernten Gegenständen reflektiert werden. Die reflektierten Signale werden durch ein Array von Photodioden in elektrische Signale umgesetzt und verstärkt. Mittels der neuen KEM Technologie werden die Zeiten zwischen dem Aussenden der Laserpulse und allen ihren Echo-Pulsen als TOFs (time-of-flight) in einem Array von Zeitmesskanälen simultan ausgewertet.
Pro Laserpuls werden bei der KEM Methode so viele Messungen simultan ausgeführt, wie Photodioden für den Laserbeam vorhanden sind.
Aus den TOFs ergeben sich mit der konstanten Lichtgeschwindigkeit Entfernungen zu den reflektierenden Objekten. Bei ausreichender Arraybreite könnten bereits 2D KEM Sensoren zur Aufnahme von Entfernungsprofilen gebaut werden. Durch Hinzufügen einer Ablenkeinheit wird der 2D KEM Sensor zu einem 3D KEM Sensor zur Aufnahme von Entfernungsbildern. Hinweis: Der einfachste Fall, mit Array-Breiten von 1 Laser und 1 Empfänger, ergibt einen einfachen 1D Entfernungsmesser.
Die wesentlichen Vorteile der KEM Sensoren sind also signifikante Erhöhung von Empfindlichkeit und Messgeschwindigkeit.
Über die Verbesserung der existierenden 1D und 2D Sensoren hinaus, stellen KEM Sensoren eine veritable Alternative für 3D-Kameras mit CCD-Range-Pixel-Arrays dar, indem alle Vorteile und Funktionen der Pulslaser Sensoren in jeden Entfernungsbildpunkt genutzt werden. Ein Nachteil ist das unvermeidliche opto-mechanische Scannen mit MEMs oder Polygonspiegeln, was die Komplexität erhöht. Jedoch eröffnen die zusätzlichen Vorteile der KEM Methode ein weites Feld von Anwendungen für interessante zukünftige 1D, -2D und 3D KEM Sensoren.
Die Komplexitätslücke zwischen den 3D KEM Sensoren und 3D-CCD-Entfernungskameras wird zukünftig mehr und mehr durch Fortschritte in der Laser/Empfänger-Array Technologie und höhere Integration von Zeitmesskanälen in KEM ICs verkleinert, so dass beide Technologien eigene und unterschiedliche Anwendungsgebiete haben werden.
