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En savoir plus sur l'éclairage intelligent | Partie 1

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Caméras linéaires TDI

Sur une caméra linéaire standard, le temps d’exposition maximal est limité par la fréquence de ligne.

En cas d'inspections réalisées avec les fréquences de lignes les plus rapides, qui peuvent parfois dépasser les 100 kHz, les temps d’exposition sont très courts. Les caméras linéaires standard ont ainsi besoin de plus de lumière que les caméras matricielles. Dans ce cas de figure, l’utilisation d'une caméra linéaire standard n’est pas des plus judicieuses, car l'intensité lumineuse nécessaire peut être trop importante. Pour les applications nécessitant une sensibilité accrue, il est conseillé d’utiliser des caméras linéaires TDI. « TDI » est l'abréviation de « Time Delay and Integration » (décalage temporel et intégration) et est utilisé pour décrire un design de capteur avec plusieurs niveaux de balayage. Avec cette technologie de capteur élaborée, l’information de ligne est copiée de ligne en ligne simultanément au mouvement de l’objet avant d’être exposée avec la même information d’image.

Les caméras TDI modernes fonctionnent avec jusqu’à 256 niveaux TDI, ce qui permet de disposer d'une sensibilité 256 fois plus élevée que celle des caméras linéaires standard.

Les avantages des caméras linéaires TDI sont les suivants :

  • Vitesse plus élevée : même en présence de fréquences de lignes élevées, l’effort d’éclairage peut être maintenu à un faible niveau grâce aux temps d’intégration cumulés.
  • Moins de lumière, moins de coûts : en lieu et place de systèmes d’éclairage haute puissance, il est possible d’utiliser des tubes fluorescents ou des éclairages LED.

Les désavantages des caméras linéaires TDI sont les suivants :

  • Sensibilité par rapport à un mauvais alignement : en cas de mauvais alignement complet de plus d'un pixel sur la longueur du capteur TDI, ce dernier va générer un flou transversal aux pixels.
  • Sensibilité par rapport à une discordance de la vitesse : la vitesse du matériau sans fin et de l’image doivent correspondre à 2 - 4 % afin d’éviter les flous entre les pixels ; en cas d’utilisation de la technologie TDI, il est donc nécessaire d’appliquer la synchronisation via encodeur. *Intolérance aux variations de vitesse lors de la capture d’images, par exemple pendant les périodes de mise en marche et de mise à l'arrêt.
  • Les caméras linéaires TDI ne disposent pas de contrôle de l’exposition et nécessite donc une vitesse constante pour profiter d'une illumination constante.

Toutefois les capteurs CMOS les plus récents basés sur la technologie TDI sont désormais équipés d’un contrôle de l'exposition entre les lignes. En venant à bout de cette limitation majeure de la technologie TDI, de nouvelles perspectives s’ouvrent pour un grand nombre d’applications, telles que l’inspection de bande, où il était jusqu’à présent impossible de contrôler la vitesse du mouvement.

Balayage linéaire standard

Dans cet exemple, la charge des pixels est uniquement accumulée durant le temps d'exposition d'une ligne ; le temps disponible pour éclairer la cible est donc limité.

Caméras linéaires TDI

L'image suivante représente une seule ligne balayée d’une bande lorsqu’elle passe sous un capteur linéaire TDI. Pendant que l’objet à inspecter passe sous le capteur TDI, l'intensité de l’image augmente graduellement jusqu'à obtention du résultat final. Cela permet d'atteindre une vitesse plus élevée que celle obtenue par le balayage linéaire standard et ce, avec moins de lumière.