Oberflächeninspektion Welterster Contact-Image-Sensor mit umschaltbarer Auflösung

Der nach eigenen Angaben führende Hersteller von Contact-Image-Sensoren für die Oberflächenkontrolle, Tichawa Vision, hat das Produktsortiment um den VARICIS erweitert. Weltweit ist das der erste Kontaktbildsensor mit einer umschaltbaren Auflösung, die in der Anwendung einen höhere Flexibilität ermöglicht.

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Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

EBV Elektronik GmbH & Co. KG

SPEA GmbH Systeme f. professionelle Elektronik und Automation

Tichawa Vision GmbH

Vorteile des neuen Zeilensensors sind nach Herstellerangaben nicht nur flexible Anwendungsmöglichkeiten, sondern auch höhere Bildauflösung und Datenrate, niedriger Energieverbrauch und geringere Systemkosten durch Optimierung der eingesetzten Technik sowie ein geringer Raumbedarf.

Was sind Contact Image Sensoren?

Zur Bilderfassung benötigt ein CIS nahezu direkten Kontakt zur Vorlage, daher kommt die Namensgebung Kontaktbildsensor. Dadurch ist gegenüber anderen Methoden eine sehr geringere Bauhöhe möglich, zudem entfällt eine komplexe Optik. Die Technik der Contact-Image-Sensoren wird (in vergleichsweise einfacher Ausführung) bei Faxgeräten und Flachbett-Scannern eingesetzt.

CIS-Systeme bestehen aus einer Lesezeile mit integrierter Optik und Lichtquelle und arbeiten mit einem Abbildungsverhältnis von 1:1. Daher sind Contact-Image-Sensoren genauso groß wie ihre Vorlage. Der CIS wird mit in einem Arbeitsabstand von 8 bis 14 mm über dem abzubildenden Objekt installiert.

An die Stelle eines einzelnen Objektives tritt ein Array aus gestaffelten GRIN-Linsen. GRIN steht für Gradienten-Index-Linsen, deren Brechungsindexradial abnehmend ist. Jede einzelne Linse nimmt einen kleinen Bereich des Objektes auf. Durch die gezielte Überlappung der einzelnen Bildausschnitte entsteht ein scharfes Bild. Als Sensoren kommen CCD- oder CMOS-Sensoren zum Einsatz, die versetzt oder direkt anreihbar sind. In den wesentlichen Merkmalen wie Dunkelrauschen, Peak Response Nonuniformity und Dynamikbereich entsprechen die CIS den Standard-Zeilenkameras, jedoch ohne deren übliche Abstriche bei Ortsauflösung und Lichtausbeute.

CIS in der industriellen Qualitätskontrolle

Zur Prüfung flacher Materialien haben sich die Contact-Image-Sensoren als Alternative zu herkömmlichen Zeilenkameras durchgesetzt. Auf Basis der Low-Distance-Image-Sensor-Technik entwickelte Tichawa Vision die Contact-Image-Sensoren kontinuierlich weiter und hat ein umfangreiches Sortiment für verschiedene Anwendungen.

„Mit dem VARICIS hat der Anwender erstmals die Möglichkeit, die Auflösung umzuschalten, wodurch der Contact-Image-Sensor noch flexibler eingesetzt werden kann“, konstatiert Dr. Nikolaus Tichawa, Geschäftsführer der Tichawa Vision GmbH.

Der VARICIS eignet sich insbesondere für die Inspektion von Wafern, Folie und Blechen, Glas sowie Druckerzeugnissen. Dieses CIS-Modell ist so kompakt, dass es auch bei stark begrenzten Raumverhältnissen eingesetzt werden kann. Einfach ist laut Hersteller auch die Montage und Justierung. Im Vergleich zu anderen Lösungen für die Oberflächeninspektion zeichne sich der VARICIS durch die höhere Bildauflösung und Datenrate bei niedrigeren Systemkosten aus.

Tichawa: „Es gibt den Sensor vorerst mit einer Auflösung von 50 bis 1200 dpi und hat in der Standardausführung eine Lesebreite von 260 bis 1040 mm. Wie bei allen CIS-Modellen ist auch im VARICIS die Lichtquelle bereits im System integriert.“

Es sind verschiedene Beleuchtungskombinationen möglich: Rot, Grün, Blau, Weiß, Infrarot und UV sowie RGB. Die individuelle Anpassung der Lichtquelle an die speziellen Anforderungen des Prüfobjekts erfolgt werkseitig. Je nach Auflösung beträgt die Zeilenrate des VARICIS von 1 bis 120 kHz.

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