NEWS@IMAGING

Toujours une longueur d'avance

Une nouvelle approche de l'imagerie pour l'inspection de défilement continu par imagerie

18 mars 2013

Les capteurs linéaires (CIS) sont des équipements d'imagerie qui existent depuis de nombreuses années. Utilisés largement dans les photocopieurs et les scanneurs mais aussi dans les vérificateurs de monnaie et dans les lecteurs de carte et de tickets, les CIS (contact image sensors) forment une image ligne par ligne ; il est donc naturel de les comparer aux caméras linéaires.

Les applications industrielles d'inspection de lés en continu (papier, films, tissu, caoutchouc…) utilisent généralement des caméras linéaires (illustration 1) et la question des CIS comme alternative viable s'est souvent posée. Jusqu'à récemment, les limites classiques que rencontraient les CIS telles que les distances de travail très rapprochées et la faible profondeur du champ, la lenteur et l'absence d'une norme d'interface industrielle nous montraient que leur utilisation dans les applications industrielles était fortement réduite.
La nouvelle série KD de capteurs d'image en contact pour les applications de vision industrielle par Mitsubishi Electric Europe répond à ces limites.

La technologie des capteurs d'image en contact

La structure du capteur d'image en contact est décrite dans l'illustration 2. Ces capteurs couleurs RVB sont disposés dans une rangée linéaire de 7296 pixels (309 mm de long), 14592 pixels (617 mm de long) ou 21888 pixels (926 mm de long). Chaque pixel mesure 42 µm, ce qui donne une résolution de 600 dpi pour tous les modèles. Le capteur utilise une lentille cylindrique qui produit une image de la même taille que l'objet sans la distorsion que l'on retrouve habituellement sur les systèmes de capteur+lentille (caméras) conventionnels. Cela signifie qu'il n'y a plus d'effet de grossissement avec l'utilisation d'un CIS. L'utilisation de capteurs tri-linéaires intégrés avec un filtre sur puce et un éclairage LED blanc est assez inhabituelle pour les produits CIS industriels mais cette utilisation est éprouvée dans les applications ayant recours aux caméras linéaires. Le pré-traitement réalisé au-sein même de l'appareil fournit des images RVB avec une correction de champ plat afin de compenser le manque d'uniformité du capteur. Une fréquence maximale par ligne de 23 kHz permet un taux de balayage de 960 mm/s ce qui équivaut à 44 µs/ligne.Ces nouveaux CIS ont une distance de travail de 12 ± 0.05 mm depuis la face avant et une sortie CameraLink standard, ces deux éléments étant essentiels pour les applications de vision industrielle. Cette distance de travail représente une nette amélioration par rapport à l'exigence "du contact ou de la proximité de contact" des CIS traditionnels, supprimant certains des défis d'intégration dans les applications industrielles. La sortie CameraLink qu'il est possible de configurer permet de fournir des données au format 8 bit ou 10 bit. En outre, deux formats physiques sont à disposition. Pour les OEM, les CIS peuvent être livrés dans un cadre ouvert, avec une puissance requise de 5V & 24 V. Ils peuvent être fournis en alternative dans un boîtier de type IP ne nécessitant qu'une alimentation de 24V. La faible hauteur des assemblages CIS signifie qu'ils occupent moins d'espace que les caméras linéaires.

Imagerie linéaire

L'imagerie linéaire représente un secteur bien établi parmi les systèmes de vision industrielle. Il existe un vaste choix de caméras linéaires avec des résolutions de ligne allant jusqu'à 16k pixels, un choix parmi trois techniques de couleurs différentes et une large variété de fréquences de ligne. Les caméras linéaires fonctionnent au sens habituel de la vision industrielle, nécessitant un objectif approprié et une source de lumière externe. Cela représente une grande flexibilité car le grossissement et la zone d'inspection peuvent facilement être modifiés en ajustant la distance de travail ou en réglant l’objectif. En outre, il existe un choix beaucoup plus large en éclairage incident pour les caméras linéaires, en combinaison avec une sélection d'angles d'éclairage et d'angles de vue, permettant une inspection des différents types d'anomalies de surface. Pour les applications nécessitant des sensibilités supérieures, il est possible d'utiliser des caméras linéaires plus perfectionnées avec "décalage temporel et intégration ".Celles-ci utilisent de multiples étapes de balayage linéaire, ce qui résulte en une amélioration des temps d'intégration ainsi qu'en un accroissement spectaculaire de la sensibilité par rapport aux caméras linéaires classiques. Le tableau vous montre une comparaison entre les CIS et les caméras linéaires.

Caractéristique Nouveau CIS

Caméra linéaire

Résolution de la ligne 7, 14, 21K pixels

1, 2, 4, 8, 16K pixels

Longueur de la ligne Jusqu'à 926 mm

n'importe laquelle (en fonction de l’objectif)

Grossissement 1:1

n'importe lequel (en fonction de l’objectif)

Vitesse de la ligne Jusqu'à 23 kHz

Jusqu'à 140 kHz

Distance de travail 12 mm

variable

Faire un choix

Alors qu'il est évident que les caméras linéaires restent les leaders en matière de performance et qu'elles fournissent plus de flexibilité, cette nouvelle gamme CIS offre un niveau de performance qui les rend viables pour un grand nombre d'applications, y compris l'inspection de circuits imprimés, des imprimés (papier, tissus…) et des écrans LCD. Cependant, comme cela est le cas pour de nombreuses applications de vision industrielle, il est important d'obtenir des conseils avisés pour choisir une solution optimale. STEMMER IMAGING est le fournisseur de référence de technologies et de services en vision industrielle en Europe et en France. Choisi récemment par Mitsubishi Electric Europe comme partenaire stratégique pour la distribution des nouveaux capteurs d'image en contact en Europe, STEMMER IMAGING offre également des caméras linéaires provenant de fabricants leaders, ce qui lui permet de fournir des conseils clairs et indépendants pour obtenir la meilleure solution pour les différentes applications d'inspection de la bande.

Mitsubishi

Ratingen, Germany

Le groupe technologique japonais Mitsubishi Electric est l'un des leaders mondiaux dans la fabrication des produits et des composants électroniques pour de nombreuses applications industrielles. Depuis 1978, l’entreprise est représentée en Europe.