Fonctions innovantes pour votre caméra

PROFITEZ AU MAXIMUM DE VOTRE

ARCHITECTURE GIGE VISION >

Avec deux fonctions de caméra ultra-performantes

Plus

DE QUOI UN ÉCLAIRAGE INTELLIGENT DE

VISION INDUSTRIELLE EST-IL CAPABLE ? >

En savoir plus sur l'éclairage intelligent | Partie 1

Plus

Détails techniques des caméras linéaires

Les caméras linéaires sont généralement classées selon la vitesse et la résolution du capteur, en utilisant la fréquence de l’horloge de pixel ou de ligne.

Une caractéristique est souvent négligée lors du choix d’une caméra linéaire : la taille des pixels, qui peut pourtant avoir un effet considérable sur les applications qui présentent un faible éclairage. Il existe également des caméras linéaires spécialisées dual-line ou TDI (elles seront détaillées ci-dessous).

La résolution du capteur représente le nombre d’éléments de pixels dont dispose le capteur. Plus le nombre de pixels d'une dimension donnée est élevé, plus le capteur présente une longueur physique importante ; il est alors nécessaire d’utiliser un objectif plus large. En règle générale, les capteurs jusqu’à 1000 pixels disposent d’un objectif à monture C standard.

Si la résolution du capteur est égale ou supérieure à 2 000 pixels, il est généralement nécessaire d’utiliser des objectifs grand format, par exemple une monture F, qui jouit d’un cercle d'image suffisamment large pour refléter sur le capteur sans produire de vignettage significatif. Comme indiqué dans le chapitre sur les objectifs du présent manuel, le vignettage peut s’avérer être un sérieux problème dans les applications linéaires, étant donné qu’il génère une réaction non linéaire sur le capteur.

La fréquence d’horloge de pixel est la vitesse à laquelle les valeurs de pixels sont lues à partir d'une caméra. Pour atteindre une fréquence de ligne élevée sur une caméra à haute résolution (c.-à-d. 8 000 pixels à 80 kHz), les données d’images sont transmises en parallèle et à une fréquence élevée via plusieurs canaux. Les caméras linéaires utilisent toujours une sortie numérique à haute vitesse, car la largeur de bande analogique est trop limitée. La fréquence d’horloge de pixel fournit généralement une fréquence fixe lors du transfert des charges de pixel. Alors que le transfert des pixels se fait à une fréquence fixe, la fréquence de ligne peut varier ou être constante. Utiliser la caméra en « course libre » (freerun) signifie que des lignes de vidéo sont continuellement générées à la même fréquence. Une fréquence de ligne constante ne pose aucun problème tant que l'objet traité se meut à une vitesse constante.

Dans de nombreuses applications, la vitesse de l’objet en mouvement peut toutefois changer et ainsi nécessiter un « line drive » ou signal EXSYNC. Il s’agit d’un signal de déclenchement (trigger signal) généré à des intervalles spatiaux réguliers (par rapport à l’objet), qui assure la synchronisation entre les lignes balayées et les mouvements de l’objet. Un encodeur est généralement utilisé à cet effet. Lors de la conception d’un tel système, il convient de tenir compte du fait que la fréquence maximale du signal « line drive » (sortie encodeur) est limitée par la vitesse de la caméra et le nombre de pixels (longueur du capteur).

Comme le montrent les images ci-dessus, la capture d'une image d'un cercle sans encodeur pour synchroniser les mouvements avec la vitesse de ligne génère une image déformée, car la vitesse de l’objet change pendant le balayage. Il est bien évidemment souhaitable de disposer de pixels carrés et homogènes dans l’image, car cela facilite l’interprétation, l’analyse et l’affichage des données. Dans la pratique, la majorité des systèmes sont ainsi conçus.

Exemple pratique pour calculer la fréquence de ligne et le temps d’exposition

Valeurs connues :

  • Largeur de l’objet : B = 370 mm „
  • Vitesse de l’objet : v = 3 m/s „
  • Résolution requise : Dx = 0,2 mm/pixel

Le nombre de pixels requis est calculé comme suit :

n pixel = B / Dx

Une résolution de minimum 1 850 pixels est ainsi nécessaire. Les modèles standard sont généralement disponibles avec 2 048 pixels. Si une largeur d’objet de 370 mm est représentée sur la ligne 2k, un pixel capture 0,18 mm de l’objet. En supposant que la résolution verticale et horizontale sont identiques (ratio 1:1), la fréquence de ligne peut être calculée comme suit :

Fz = v / Dy

En raison de la résolution calculée Dx = Dy avec Dx = 0,18 mm, le résultat est le suivant :

Fz = 16,667 Hz

La caméra linéaire est donc censée fonctionner à une fréquence de ligne minimale de 16,7 kHz.