iC-Haus präsentiert ein neues Mitglied seiner Produktfamilie iC-LF von linearen Bildsensoren. Der iC-LFMB ist ein optischer Zeilensensor, der hohe Anforderungen industrieller Anwendungen erfüllt. Er richtet sich an Entwickler, die nach einer leistungsstarken und einfach zu integrierenden Lösung suchen. Eine der besonderen Eigenschaften ist die vergrößerte lichtempfindliche Fläche seiner Fotopixel, die jeweils 56 µm × 600 µm messen. Diese neue Pixelgeometrie sorgt bei schwachen Lichtverhältnissen für einen deutlich höheren Kontrast und Signalausbeute. Letztere erlaubt auch eine kürzere Messdauer. Gleichzeitig ermöglicht die vergrößerte Höhe der Pixel eine höhere Toleranz beim Einbau, indem sie Versatz oder leichte Verdrehung ausgleicht. Damit wird der Installationsprozess wesentlich vereinfacht, ohne dass die Messgenauigkeit leidet.

Der iC-LFMB ist ein 64-Pixel-Zeilensensor mit einer speziellen Pixelgeometrie. Der Sensor enthält 64 aktive Fotopixel mit einer Größe von 56 µm × 600 µm. Der Pixelabstand von 63,5 µm entspricht einer Auflösung von 400 DPI. Der Sensor deckt einen breiten Spektralbereich von 400 nm bis 980 nm ab und ist für unterschiedliche Anwendungen, insbesondere die Triangulation, geeignet. 
Mit einer Taktfrequenz von bis zu 5 MHz ermöglicht er schnelle Messzyklen, die in nur 64 Takten abgeschlossen sind. Die integrierte Elektronik besteht aus einem Licht-zu-Spannung-Wandler, einem Sample-and-Hold-Schaltkreis und einem Push-Pull-Ausgangsverstärker. Die Bedienung wird durch ein Startsignal und ein Taktsignal erheblich vereinfacht, während der Shutter-Eingang flexible Anpassungen der Integrationszeit erlaubt.

Die technologische Weiterentwicklung des iC-LFMB basiert auf den Bedürfnissen von Anwendern, die robuste und hochleistungsfähige Sensorlösungen für industrielle Umgebungen benötigen. Der iC-LFMB zeichnet sich durch eine glitchfreie analoge Ausgabe aus und bietet somit eine zuverlässige Signalverarbeitung. Gleichzeitig unterstützt er durch sein kompaktes oBGA-Gehäuse platzsparende Designs

„Von kurzen Mess­zyklen profitieren“

Im Gespräch: Stefan Kraus, Linear Image Sensor Expert

Der iC-LFMB ist ein optischer Zeilensensor, der die hohen Anforderungen industrieller Anwendungen erfüllt. Von welchen Anforderungen sprechen wir hier?

Stefan Kraus: Industrielle Platinen müssen effizient hergestellt werden können. Der iC-LFMB verbraucht wenig Platz auf der Platine und kann im gleichen Lötprozess wie einfache SMD-Bauteile verarbeitet werden, spezielle Schritte sind nicht notwendig. Zudem kann durch die hohe Toleranz gegenüber Verdrehung und Versatz auf eine zeitintensive exakte Bauteilausrichtung verzichtet werden.

Zudem richtet sich der iC-LFMB an Entwickler, die nach einer leistungsstarken und einfach zu integrierenden Lösung suchen. Welche Features machen eine einfache Integration möglich?

Stefan Kraus: Kurz gesagt: die einfache Ansteuerung. Denn es sind nur zwei dynamische Signale notwendig: der Takt und der Startpuls. Nach 64 Takten, was genau der Pixel-Anzahl entspricht, ist der Auslesevorgang bereits abgeschlossen und der nächste kann starten. Natürlich ist es ratsam, den globalen elektronischen Verschluss zur Steuerung der Belichtungszeit zu verwenden. Da die Belichtungszeit aber auch über die Taktrate beeinflusst wird, kann unter Umständen auf den elektronischen Verschluss verzichtet werden.

Welche Vorteile bietet die vergrößerte lichtempfindliche Fläche der Fotopixel des iC-LFMB in industriellen Anwendungen?

Stefan Kraus: Dadurch wächst die Justagetoleranz während der Fertigung: Kalibrierung und Bauteilausrichtung werden beschleunigt. Bei schwachen Lichtintensitäten und großem Strahldurchmesser erhöht sich die Signalausbeute.

Wie vereinfacht die vergrößerte Höhe der Pixel den Installationsprozess, ohne dass die Messgenauigkeit leidet?

Stefan Kraus: Durch die 600 µm Pixelhöhe ergibt sich eine größere Toleranz bezüglich Verdrehung und Versatz des iC-LFMB in Bezug auf die Lichtspur. Bei Triangulations-Anwendungen muss der Lichtpunkt über den gesamten abzubildenden Distanzbereich, je nach Entfernung, die einzelnen Pixel überstreichen. Verlässt die Lichtspur die Pixelfläche, kann keine Distanz mehr berechnet werden. Hierzu eine kleine Grafik zur Veranschaulichung.

In welchen industriellen Anwendungen kann der iC-LFMB aufgrund seines breiten Spektralbereichs und seiner schnellen Messzyklen eingesetzt werden?

Stefan Kraus: Um schnell reagieren zu können profitieren Kantenerkennung, Fadenwächter-Anwendungen und Distanzmessungen mittels Triangulation von den kurzen Messzyklen. (agry)