Bildsensor Der Scanner für die Produktion

Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Contact-Image-Sensoren von Tichawa Vision stellen eine attraktive Alternative zu herkömmlichen Zeilenkameras dar und ermöglichen hohe Datenraten bei gleichzeitig hoher Lichtempfindlichkeit. Die CIS-Technologie eignet sich insbesondere für Applikationen, bei denen flache Materialien geprüft werden sollen und bei denen der Einbauraum den Einsatz anderer Technologien nicht zulässt.

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Die CIS-Technologie eignet sich besonders für Applikationen, bei denen flache Materialien geprüft werden sollen und bei denen der Einbauraum den Einsatz anderer Technologien nicht zulässt
Die CIS-Technologie eignet sich besonders für Applikationen, bei denen flache Materialien geprüft werden sollen und bei denen der Einbauraum den Einsatz anderer Technologien nicht zulässt
( Archiv: Vogel Business Media )

Die von ihrer prinzipiellen Arbeitsweise aus Faxgeräten und Scannern bekannten Contact-Image-Sensoren bestehen in der Regel aus Lesezeile, Optik und Lichtquelle und arbeiten mit einem Abbildungsverhältnis von 1:1. Der Sensor ist also genauso groß wie die Vorlage, was die sonst bei Kamera/Optik-Systemen häufig auftretenden Verzerrungen ausschließt. Im Gegensatz zur herkömmlichen Scanner-Technik bietet die Weiterentwicklung von Tichawa Vision (Vertrieb: Stemmer Imaging) allerdings den bis zu zehnfachen Schärfentiefebereich.

Als abbildendes Element wird bei den CIS-Sensoren nicht ein einzelnes Objektiv, sondern ein Array von gestaffelten Stablinsen eingesetzt. Da die Linsen abgestuft sind, treten keine Änderungen im Brechungsindex auf. Jede einzelne Linse nimmt einen extrem kleinen Bereich des Objekts auf. Durch die minimale Überlappung der einzelnen Bilder entsteht ein scharfes Bild, das entlang einer schmalen Linie auf dem Sensorkopf abgebildet wird.

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Als Detektor können CCD- oder CMOS-Sensoren verwendet werden. Diese Detektoren sind versetzt oder direkt anreihbar und entsprechen in den wesentlichen Merkmalen wie Dunkelrauschen, Peak Response Nonuniformity und Dynamikbereich der Leistung von Standard-Zeilenkameras, jedoch ohne die üblichen Abstriche bei Ortsauflösung und Lichtausbeute. Als maximale Länge des Sensorkopfes sind derzeit bis zu 4,1 m möglich. Die meisten Modelle können direkt nebeneinander montiert werden, so dass unterschiedlichste Prüfbreiten möglich sind. Die Signalverarbeitung erlaubt hohe Datenraten zum Bildverarbeitungs-System über CameraLink oder seit Neuestem auch über Gigabit-Ethernet. Wegen der hohen Datenraten der CIS-Produkte bietet sich in der Regel jedoch eine Anbindung per CameraLink-Bilderfassungskarte an. Bei geeigneter Wahl der Bilderfassungskarte lassen sich dann sogar Systeme mit Bildvorverarbeitung realisieren.

CIS-Produktreihe mit zahlreichen Besonderheiten

Zu den Hauptvorteilen der balkenförmigen CIS-Sensoren zählen der geringe Platzbedarf von nur wenigen Zentimetern oberhalb des Objekts, das verzerrungsfreie Bild, die großen realisierbaren Längen sowie die hohe Unempfindlichkeit gegenüber Fremdlichteinstrahlungen. Ihre Konstanz in Bezug auf Lichtintensität, Fokus und Bildwinkel über die gesamte Breite des Prüfobjekts hinweg sowie die einfache Mechanik, die durch die 1:1-Abbildung realisiert werden kann, sind weitere Besonderheiten der CIS-Produktreihe. Mit ihren Zeilenraten von bis zu 60 kHz unabhängig von der Lesebreite, ihrer hohen Lichtempfindlichkeit sowie der hohen Ortsauflösung bis 6000 dpi stellen die Tichawa-Produkte daher eine echte Alternative zu herkömmlichen Zeilenkameras dar.

Zudem ermöglicht das CIS-System den Aufbau von skalierbaren Lösungen, die entsprechend den Anforderungen angepasst werden können. Die meisten Tichawa CIS-Produkte können außerdem auch in kundenspezifischen Versionen gefertigt werden. Die integrierten Steuerungsmöglichkeiten beinhalten Encoder-Eingänge ebenso wie eine Belichtungssteuerung und können über RS232 oder Ethernet konfiguriert werden.

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