Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS
Das Fraunhofer IMS hat auf Basis seiner neuen Generation von hochsensitiven ungekühlten Infrarotsensoren einen Infrarot-Zeilensensor mit 340 Pixeln für den LWIR- und MWIR-Bereich realisiert. Die Anzahl der Zeilen ist dabei je nach Kundenwunsch digital einstellbar. Neben seiner hohen Temperaturempfindlichkeit und Szenendynamik, zeichnet sich der IR-Zeilensensor durch Zeilenfrequenzen im kHz-Bereich aus.
Optische Zeilensensoren werden in der Industrie zur Überwachung und Steuerung von unterschiedlichen Prozessen (z. B. zur Qualitätskontrolle oder für Sortieraufgaben) eingesetzt, bei denen sich die zu untersuchenden Objekte entlang einer Zeile bewegen. Insbesondere bei hoher Vortriebsgeschwindigkeit der Objekte weisen Zeilensensoren aufgrund einer hohen Zeilenfrequenz Vorteile gegenüber Flächensensoren auf. Ein weiteres Anwendungsgebiet von Zeilensensoren ist die Spektroskopie.
Dennoch gibt es Prozesse, bei denen optische Zeilensensoren im sichtbaren Bereich nicht angewendet werden können, da diese z. B. optisch transparente oder reflektierende Medien verwenden bzw. das Qualitätsmerkmal über die Oberflächentemperatur definiert wird. Gerade für diese Prozesse eignen sich Sensoren, die nicht im optischen (< 800 nm Wellenlänge), sondern im infraroten Bereich (d. h. bei Wellenlängen von 3 µm bis 14 µm) sensitiv sind. Durch die Verwendung des infraroten Spektralbereiches lassen sich häufig auch Rückschlüsse auf das Material ziehen, die im sichtbaren Bereich nicht möglich sind. Des Weiteren sind infrarote Zeilensensoren sehr gut zur Charakterisierung von thermischen Signaturen einsetzbar, z. B. zur Überwachung im 3D-Druck oder bei thermischen Umformungsprozessen.
Das Fraunhofer IMS hat auf Basis ihrer neuen Generation hochsensitiver ungekühlter Infrarotsensoren den weltweit ersten Infrarot-Zeilensensor mit 340 Pixeln realisiert. Die Anzahl der Zeilen ist dabei je nach Applikation digital konfigurierbar (2 – 256 Zeilen). Die Zeilenfrequenz der Ausleseschaltung erreicht Werte bis zu ca. 7 kHz und ist von der konfigurierten Zeilenanzahl abhängig. Durch die zugrundeliegende 16-bit Ausleseschaltung ist eine schnelle Auslese thermischer Signale auch im hohen Szenendynamikbereich möglich. Die sehr hohe thermische Auflösung ermöglich Temperaturunterschiede von weniger als 60mK (NETD, Frequenzabhängig) aufzulösen.