Multifield-TDI-Zeilenkamera High-Fidelity Imaging mit Multifield und TDI

Redakteur: Gerd Kucera

Die neue Linea HS 16k Multifield-Kamera von Teledyne DALSA kann in einer einzigen Aufnahme gleichzeitig bis zu drei Bilder mit Lichtquellen unterschiedlicher Wellenlänge erfassen. Die Serienproduktion dieses neusten TDI-Modells ist bereits angelaufen.

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Die Linea HS 16k Multifield-TDI-Kamera mit CMOS-Bildsensor verbessert die Inspektionsgeschwindigkeit und Bildqualität.
Die Linea HS 16k Multifield-TDI-Kamera mit CMOS-Bildsensor verbessert die Inspektionsgeschwindigkeit und Bildqualität.
(Bild: Teledyne DALSA)

Die Linea HS 16K Multifield kann in einer einzigen Aufnahme gleichzeitig bis zu drei Bilder mit Lichtquellen unterschiedlicher Wellenlänge erfassen (Multifield). Der integrierte Charge-Domain-CMOS-TDI-Sensor mit 16 k Bildpunkten (Auflösung 16.384 x 256 Pixels) im TDI-Arrays und einer Pixelgröße von 5 µm x 5 µm verwendet beschichtete dichroitische Filter auf Wafer-Ebene mit minimalem spektralem Übersprechen, um die drei Bilder spektral zu isolieren. Die Kamera besitzt außerdem eine Hochgeschwindigkeits-CLHS-Schnittstelle, die bis zu 8,4 GPixel/s über ein Glasfaserkabel überträgt.

TDI steht für Time Delay Integration

Noch vor wenigen Jahren schien es, als seien CMOS-Sensoren noch nicht wirklich reif für die aus der CCD-Technik stammende TDI-Bildgebung, die zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) bei der Abbildung sich schnell bewegender Objekte bei schwachem Licht eingesetzt wird. Das TDI-Verfahren nutzt in der Zeilenabtastung eine Vielzahl (dutzende oder gar hunderte) von Zeilen. Jede dieser Zeile macht nacheinander eine Momentaufnahme des Objekts, während es vorbeizieht. Diese Weise ermöglicht die Akkumulation mehrerer Bilder, die zu einem sehr rauscharmen Gesamtbild eines dunklen oder schwer abzubildenden Objekts führen. TDI wird daher von der Bahninspektion bis zur satellitengestützten Bildgebung überall dort eingesetzt, wo es auf hohe Geschwindigkeit ankommt und wenig Licht vorhanden ist. In Kombination mit modernen CMOS-Sensorentwicklungen ermöglichen hochentwickelte CMOS-TDI-Kameras neue Möglichkeiten.

Eine verbesserte Fehlererkennung

„Die fortschrittliche Technologie der Multifield-Bildaufnahme unterscheidet die Linea HS 16k Multifield-Kamera von anderen Zeilenkameras“, sagt Xing-Fei He, Senior Product Manager bei Teledyne DALSA, „ihre dichroitischen Filter überwinden das spektrale Übersprechen herkömmlicher Farbfilter und ermöglichen eine Bildisolierung innerhalb des Spektralbereichs. Dadurch verbessert diese Kamera die Inspektionsgeschwindigkeit und die Bildqualität erheblich. “

Die Zeilenkamera macht die konventionelle Aufnahme mehrerer Einzelbilder überflüssig, wodurch der Durchsatz von Inspektionssystemen erhöht und die Fehlererkennung durch die Minimierung der Auswirkung mechanischer Vibrationen verbessert wird, betont Xing-Fei He. Die Linea HS ist eignet sich für Anwendungen wie die Inspektion von Flachbildschirmen, Leiterplatten (PCB) und Halbleiterwafern. Ferner zur Bahninspektion von Papier, Film, Metallfolie und Textilien sowie für allgemeine Anwendungen in der industriellen Bildverarbeitung und in der Wissenschaft.

Die Kamera kann laut Hersteller auch für die Aufnahme von Farbbildern mit einer Weißlichtquelle eingesetzt werden. Die spektralen Eigenschaften dichroitischer Filter bieten eine Farbdarstellung, die zu einer verbesserten Fehlererkennung nutzbar ist.

Die wesentliche Merkmale fasst Xing-Fei He wie folgt zusammen: Eine einzige Aufnahme erfasst drei Teilbilder gleichzeitig, für High-Speed sorgt die Zeilenfrequenz von 3 x 133 kHz, Multi-Array-TDI-Technologie mit hoher Empfindlichkeit und bidirektionale Aufnahme sowie Unterstützung von Markierungen zur Ausrichtung charakterisieren diese Neuentwicklung. Das mögliche Spektrum der Linea-Kameraserie reicht von 400-700 nm (sichtbares Licht) bis 700-1000 nm (nahes Infrarot-Licht).

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