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インライン・組み込み用 ミリ波イメージングモジュール uFrame

インライン・組み込み用 ミリ波イメージングモジュール uFrame

インライン・組み込み用 ミリ波イメージングモジュール uFrame
インライン・組み込み用 ミリ波イメージングモジュール uFrame
OPTIKAN

OEM機器に組み込める高速・マルチセンサーモジュール

uFrameは、uSkanに搭載されているレーダーセンサーのスタンドアロン版の製品です。FMCW方式のレーダーチップを12個搭載し、119.6〜125.8 GHzで動作する、可動部のない静的なミリ波センシングモジュールです。

複数のuFrameモジュールをデイジーチェーン接続することでuSkanが構成されています。そのため、uFrameはuSkanと同等の画像解像度を提供することはできませんが、uSkanと同じ最大3,000 Hzの速度で12か所の異なる位置を測定でき、大幅に低いコストで導入することができます。

コンベアに垂直な方向の分解能は16 mm固定、コンベアの流れ方向の分解能は調整可能(通常、速度3 m/sで1 mm)です。

uFrameは、単一センサー型のuCoreと同様に、コンパクトさと、さまざまな技術に基づく品質管理機器との統合を重視するOEM・装置メーカー向けに設計されています。Ethernet接続に対応し、ソフトウェア開発キット(SDK)が付属するため、既存の品質管理システムへの実装も容易です。

製品の特徴

12チップ搭載の静的センシングモジュール

  • FMCW方式のレーダーを用いた静的センシングモジュール。12個のチップを搭載し、119.6〜125.8 GHzで動作
  • 12個のコリメーションレンズを一式で搭載

高速な測定

  • 最大取得レート:3,000 Hz(12か所の異なる位置を測定)
  • コンベアに垂直な方向の分解能:16 mm固定
  • コンベアの流れ方向の分解能:調整可能(通常、速度3 m/sで1 mm)

OEM機器・既存システムへの組み込みに最適

  • 既存機器との互換性を保つEthernet接続
  • 既存の品質管理システムへの実装を容易にするソフトウェア開発キット(SDK)が付属

OEM機器への組み込みや、必要なセンサー構成については、お気軽にご相談ください。

製品情報

仕様

光学性能

パラメータ 最小 標準 最大
走査幅 Wscan - 192 mm - 単一のイメージングモジュール用
取得レート facq - - 3,000 Hz
長手方向の分解能(*1) RX - 1 mm - コンベア軸方向の分解能
横方向の分解能 RY - 16 mm - コンベアに垂直な方向の分解能
信号対雑音比 SNR - - 35 dB
光出力(*2) Popt - 7.8 dBm 11.8 dBm 0.003 m2の面積における総出力
最大測定距離 Rmax - 250 mm - ADCのサンプルレートによる制限
ビームの拡がり角(*3) θ - TBA - 各コリメーションレンズの半角

(*1)コンベアの速度と取得レートに依存し、次の式で表されます:RX = vconv ÷ facq(vconv:コンベアの速度、facq:取得レート)
(*2)全チップを合わせた最大および標準的な送信出力です。参考として、7.8 dBm ≈ 6.03 mW、11.8 dBm ≈ 15.14 mW。
(*3)付属のコリメーションレンズはHDPE製(屈折率1.53)で、レーダーチップ本来のビームの広がりを補正するよう設計されています。ただし、製造公差を完全には補正できず、またビームの過収束を避けるため、最良の性能を得るには集光レンズ一式の使用を推奨します。

電気仕様

パラメータ 最小 標準 最大
入力電圧(*1) Vin 9.6 V 12 V 13.2 V 5.5 × 2.5 mmの12 V DCバレルプラグで給電
消費電力 Pin - 26.41 W 34.08 W 構成部品のデータシートから算出

(*1)市販の12 V DC電源の多くは、最悪の条件でも10.6 V〜12.7 Vの電圧を出力します。より良い性能を得るため、この範囲内でご使用ください。

機械仕様

パラメータ 最小 標準 最大
長さ L - - 210 mm
幅 W - - 120 mm
高さ H - - 70 mm
重量 m - - 1,000 g

その他(環境仕様)

パラメータ 最小 標準 最大
湿度 HR 40 % - 50 % 結露なきこと
動作温度(*1) Top 0 ℃ - 50 ℃
保管温度(*1) Tsto 0 ℃ - 50 ℃

(*1)性能を十分に発揮するには、相応の冷却が必要です。

システム要件

uFrameを制御し、付属のSDKを適切に実行するための要件です。ユーザーコンピュータは、以下の要件を満たす必要があります。

  • OS:Windows 11(管理者権限が必要)
  • メモリ:32 GB以上のRAM
  • ストレージ:ソフトウェア用に2 GB以上、測定データの保存用に256 GBを推奨
  • 接続:Gigabit Ethernetポートを1つ以上
  • モニター:快適にお使いいただくため、1920×1080以上の解像度のモニターを推奨
  • SDKを開き直して編集・再コンパイルするには、任意のコード記述用ソフトウェアまたはIDEが必要

製品に関するご注意

  • ※ 製品改良のため、仕様・外観・構成等は、予告なく変更となる場合がございます。あらかじめご了承ください。

アプリケーション

  • 湿り跡、剥離、接着剤、金属やプラスチックの異物、木材の節などの異物を検出するための非破壊・非接触センシング
  • 包装前の製品のプロセスバリデーション(工程検証)および体系的な品質管理・検査
  • 廃棄物管理、選別、リサイクルのための各種材料の選別
  • 生産ラインにおける欠陥検出、プロセスモニタリング(インライン品質管理)

同じ120 GHz帯のレーダーを搭載した「uSense」による、接着不良の検出、テキスタイルのリサイクル、HDPE管のクラック検出、絶縁材の密度モニタリング、複合材料の研究などの測定例は、uSenseのアプリケーション・使用事例をご覧ください。

FAQ

Q1

uFrameとは何ですか?

A.

uFrameは、OPTIKAN社が開発したミリ波イメージングのセンサーモジュールで、uSkanに搭載されているレーダーセンサーのスタンドアロン版です。FMCW方式のレーダーチップを12個搭載し、119.6〜125.8 GHzで動作します。コンパクトで、さまざまな技術に基づく品質管理機器とも統合しやすく、OEM・装置メーカーでの組み込みを想定しています。

Q2

uSkanやuCoreとの違いは何ですか?

A.

uSkanは、複数のuFrameモジュールをデイジーチェーン接続して構成されています。uFrameはuSkanほどの画像分解能は得られませんが、uSkanと同じ最大3,000 Hzの速度で12か所の異なる位置を測定でき、低いコストで導入できます。uCoreは単一のレーダーセンサーによるモジュールで、uFrameと同様にOEM向けに設計されています。

Q3

uFrameの技術仕様(周波数・分解能・取得レート・出力)を教えてください。

A.

uFrameは、OPTIKAN社の製品に共通するFMCW(周波数連続変調)レーダーの技術を用い、12個のレーダーチップを搭載して、119.6〜125.8 GHzで動作します。最大取得レートは3,000 Hz、コンベアの流れ方向の分解能は調整可能で、通常は速度3 m/sで1 mmです。コンベアに垂直な方向の分解能は16 mm固定です。信号対雑音比は最大35 dB、光出力(全チップ合計)は標準7.8 dBm(約6.03 mW)、最大11.8 dBm(約15.14 mW)です。詳細は、仕様の表をご確認ください。

Q4

測定できる範囲はどのくらいですか?

A.

単一のモジュールの走査幅は192 mm、最大測定距離は250 mmです(ADCのサンプルレートによる制限)。付属のコリメーションレンズに加え、最良の性能を得るには集光レンズ一式の使用を推奨します。

Q5

どのような用途に使えますか?

A.

湿り跡、剥離、接着剤、金属やプラスチックの異物、木材の節などの異物検出、包装前の製品の品質管理、廃棄物管理やリサイクルにおける素材の選別、OEM・装置メーカー向けのマルチセンサー機器への統合などにご使用いただけます。

Q6

電源はどのように供給しますか?

A.

5.5 × 2.5 mmの12 V DCバレルプラグで給電します。入力電圧は9.6〜13.2 V(標準12 V)、消費電力は標準26.41 W、最大34.08 Wです。市販の12 V DC電源の多くは最悪の条件でも10.6〜12.7 Vを出力するため、この範囲内でのご使用を推奨します。

Q7

必要なハードウェア・ソフトウェア(制御用PC)は何ですか?

A.

uFrameの制御・監視には、コンピュータ(またはタブレット)が必要です。OPTIKAN社がオプションとして提供する場合があります。接続はGigabit Ethernetポートを1つ以上使用します。ソフトウェアはWindows 11(管理者権限が必要)で動作します。そのほか、32 GB以上のRAM、ソフトウェア用に2 GB以上のストレージ(測定データ保存用に256 GB推奨)が必要です。1920×1080以上の解像度のモニターを推奨します。

Q8

OEM機器に組み込むためのSDKは付属しますか?

A.

はい。OPTIKAN社のソフトウェア開発キット(SDK)が付属し、既存の品質管理システムへの実装を容易にします。Ethernetで接続でき、既存機器との互換性を保てます。SDKは、お好みのコード作成・IDEソフトウェアで開き、必要に応じて編集・再コンパイルして使用できます。

Q9

動作環境(温度・湿度)と本体の大きさ・重さを教えてください。

A.

動作温度・保管温度はいずれも0〜50 ℃、湿度は40〜50 %(結露なきこと)です。本体の大きさは最大で長さ210 mm、幅120 mm、高さ70 mm、重量は最大1,000 gです。

FAQの一部は、OPTIKAN社ウェブサイト(optikan.com)の「FAQ」を参考にしています。

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OPTIKAN テラヘルツイメージングシステム

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超小型・OEM向け ミリ波イメージングモジュール uCore

非破壊検査や品質管理システムへの組み込みに特化した、スタンドアロン型の超小型ミリ波レーダーモジュール。

ポータブル型 ミリ波イメージングシステム uSense LITE

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テラヘルツイメージングシステム uSense

非破壊・非接触での検査が可能なテラヘルツイメージング装置。走査ステージ、ソフトウェアを搭載したオールインワンモデル。

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