16.05.2025
Przechwytywanie obrazu poza widzialnym spektrum
Rozszerzenie możliwości kontroli wizyjnej za pomocą kamer SWIR i UV
Podstawy
Jeśli chodzi o przemysłowe aplikacje przetwarzania obrazu, często myśli się o wykrywaniu cech, które są również widoczne dla ludzkiego oka. Większość kamer przemysłowych pracuje w zakresie widzialnym (380-780 nm) i nadal osiąga wystarczającą czułość w zakresie bliskiej podczerwieni.
Przejście do zakresów długości fal poza tym zakresem może ujawnić cechy i właściwości obiektu, które pozostają ukryte dla ludzkiego oka i konwencjonalnych kamer.
Długości fal poniżej zakresu widzialnego są określane jako światło ultrafioletowe lub promieniowanie ultrafioletowe (UV, 380 nm - 100 nm). Przy długości fali powyżej 780 nm następuje zakres podczerwieni, przy czym zakres do 1000 nm jest określany jako bliska podczerwień (NIR), a zakres do 1700 nm jako krótka podczerwień (SWIR).
Widmo elektromagnetyczne i długości fal SWIR
Dzięki odpowiednim czujnikom obrazu spektrum widzialne można rozszerzyć do zakresu od UV do SWIR.
Rejestracja obrazu w zakresie UV
Przykład z przemysłu półprzewodnikowego
Różnorodne zastosowania w zakresie ultrafioletu obejmują na przykład inspekcję płytek półprzewodnikowych. Mikroskopijnie małe struktury półprzewodnikowe wymagają znacznie wyższej rozdzielczości kamery do inspekcji. Podczas rejestrowania obrazów materiałów takich jak szkło i plastik, wydają się one przezroczyste lub półprzezroczyste, gdy używane są standardowe kamery. Jednak ich przezroczystość zmienia się w widmie UV, dzięki czemu materiały te można zidentyfikować za pomocą obrazowania UV. Kamery Balluff spełniają te wymagania dzięki zastosowaniu najnowszych technologii czujników, które wykorzystują krótkie długości fal światła ultrafioletowego w celu uzyskania szczegółów o wysokiej rozdzielczości.
Wraz z premierą sensora Sony IMX487 z serii Pregius S, spektrum widzialne zostało rozszerzone o składową UV do 200 nm. Wysoka rozdzielczość sensora wynosząca 8,1 MPiksela pozwala również na wykonywanie bardzo szczegółowych zdjęć w tym zakresie spektralnym.
Kluczowe dane czujnika UV:
|
Czujnik obrazu |
Sony IMX487 |
|
Typ przetwornika |
2/3" CMOS z globalną migawką |
|
Rozdzielczość |
8,1 MP (2856 x 2848 pikseli) |
|
Rozmiar piksela |
2,74 µm |
|
Liczba klatek na sekundę ADC 8-bit |
194 fps |
|
Liczba klatek na sekundę ADC 10-bit |
193 fps |
|
Częstotliwość odświeżania ADC 12-bit |
127 kl. |
Przetwarzanie obrazu SWIR
Przetwarzanie obrazu w zakresie krótkofalowej podczerwieni (w skrócie SWIR) staje się coraz ważniejsze w inspekcji, sortowaniu i kontroli jakości. SWIR odnosi się do krótkofalowego zakresu podczerwieni od 800 nm do 1700 nm, czasami również do zakresu powyżej bliskiej podczerwieni (NIR) od 1000 nm do 1700 nm. Dłuższe fale są również określane jako promieniowanie termiczne, które jest również emitowane przez sam obiekt.
Widmo SWIR jest bardziej podobne do światła widzialnego pod względem swoich właściwości, tj. obiekty odbijają lub pochłaniają fotony. Ze względu na szczególne właściwości absorpcyjne w zakresie SWIR, możliwa jest na przykład kontrola żywności, zwłaszcza produktów rolnych, a także poziomu napełnienia w nieprzezroczystych plastikowych pojemnikach. Czujniki SWIR oferują również korzyści w zadaniach monitorowania, ponieważ obiekty będące przedmiotem zainteresowania mogą być nadal łatwo rozpoznawane nawet w dymie lub mgle. Czujniki SWIR są również wykorzystywane w kontroli półprzewodników, ponieważ krzem w tym świetle wydaje się przezroczysty.
Czujniki z serii Sony SWIR (IMX990, IMX991, IMX992 i IMX993) w wyjątkowy sposób łączą wykrywanie zarówno światła widzialnego, jak i długości fal SWIR w zakresie od 400 nm do 1700 nm. Jednocześnie, dzięki specjalnej technice łączenia, osiągnięto niższy rozstaw i mniejsze rozmiary pikseli.
Oznacza to, że kamery o wysokiej rozdzielczości i bardziej precyzyjne systemy inspekcji mogą działać w tym zakresie długości fal.
Przegląd czujników SWIR
|
Czujnik obrazowania |
Sony IMX991 |
Sony IMX990 |
Sony IMX993 |
Sony IMX992 |
|
Typ czujnika |
1/4" CMOS z globalną migawką |
1/2" z globalną migawką CMOS |
1/1,8" z globalną migawką CMOS |
1/1,4" z globalną migawką CMOS |
|
rozdzielczość |
0,34 MP (656 x 520 pikseli) |
1,34 MP (1296 x 1032 pikseli) |
3,2 MP (2080 x 1544 pikseli) |
5,3 MP (2592 x 2056 pikseli) |
|
Rozmiar piksela |
5 µm |
5 µm |
3,45 µm |
3,45 µm |
|
Częstotliwość odświeżania 8-bitowy przetwornik ADC |
258 fps |
134 fps |
170 fps |
130 fps |
|
Liczba klatek na sekundę ADC 10-bit |
240 kl. |
125 kl. |
150 kl. |
120 kl. |
|
Liczba klatek na sekundę ADC 12-bit |
137 kl. |
71 kl. |
90 kl. |
70 kl. |
Nowe funkcje
Funkcja HCG (High Conversion Gain) / LCG (Low Conversion Gain): Funkcja przełączania, która wzmacnia sygnał natychmiast po przekształceniu światła w sygnał elektryczny, redukując późniejsze szumy i umożliwiając przechwytywanie obrazów o niskim poziomie szumów w warunkach słabego oświetlenia.
Funkcja DRRS (Dual Read Rolling Shutter): Redukuje szumy do około 1/4 poziomu szumów normalnie obserwowanego bez DRRS, umożliwiając rejestrowanie obrazów z mniejszą ilością szumu.
Inne zalety kamery:
Niskie zużycie energii: Przykładowo, kamera BVS CA-GX0 GigE z sensorem IMX991 zużywa tylko około 2,9 W energii.
Opcje chłodzenia kamery: Warianty z radiatorem, rurką chłodzącą i chłodzeniem termoelektrycznym (TEC) dla wymagających środowisk i zastosowań.
Zastanawiasz się, czy inspekcja w podczerwieni krótkofalowej (SWIR) odpowiada Twoim potrzebom?
Już dziś wyślij materiały do bezpłatnego przetestowania w naszym laboratorium SWIR. Nasze laboratorium aplikacji SWIR przetestuje Twoje materiały, aby sprawdzić, czy obrazowanie SWIR jest korzystne dla Twoich procesów.Przegląd kamer i interfejsów dla SWIR i UV
Nasze istniejące rodziny kamer GigE sprawiają, że korzystanie z technologii SWIR i UV jest łatwe i wygodne. Zgodność z GigE Vision i GenICam nie wymaga zmiany integracji i obsługi kamer w porównaniu do istniejących kamer przemysłowych.
GigESeria BVS CA-GX0 |
5GigESeria BVS CA-GV |
10GigESeria BVS CA-GT |
25GigESeria BVS CA-GW |
|---|---|---|---|
|
|
|
|
|
|
Skalowalny interfejs wizji maszynowej Indywidualna konfiguracja właściwości mechanicznych i elektrycznych, największy wybór czujników do 31,5 MP, dostępne różne wejścia i wyjścia cyfrowe, kompaktowa obudowa z wieloma opcjami montażu, złącza przemysłowe M12 dla interfejsu GigE i I/O, opcjonalna obudowa IP67. |
Najniższy pobór mocy w bardzo kompaktowej obudowie Niewielkie wymiary 29 × 29 mm, najlepsze właściwości termiczne dzięki najniższemu zużyciu energii, zasilanie i transmisja danych za pomocą jednego kabla z wykorzystaniem PoE, wsteczna kompatybilność z interfejsami 2,5 GigE i 1 GigE, opcjonalnie z większym uchwytem obiektywu dla dużych czujników. |
Wysoka prędkość transmisji i doskonała jakość obrazu Precyzyjna synchronizacja za pomocą protokołu PTP (Precision Time Protocol) zgodnie ze standardem IEEE1588, zasilanie i transmisja danych za pomocą jednego kabla z wykorzystaniem PoE+, zintegrowane chłodzenie kamery, uchwyt obiektywu dostępny w wersji C i M42, połączenie 10 GigE za pomocą standardowego światłowodu SFP+, wielordzeniowy optymalizator akwizycji (MAO), 1245 MB/s bez utraty obrazu. |
Najwyższa wydajność we wszystkich wymiarach Wykorzystanie protokołu RoCE v2 do transmisji danych o niskim opóźnieniu i wysokiej przepustowości, łatwa implementacja ze standardem GigE Vision, ekonomiczne połączenie na duże odległości ze standardową technologią połączenia światłowodowego SFP28, niewielki rozmiar 40 x 40 mm, opcjonalnie z większym uchwytem obiektywu dla dużych czujników. |
| Przejdź do kamer | Dostępne wkrótce | Przejdź do kamer | Dostępne wkrótce |
USB 3 - seria BVS CA-SF
Wysoka wydajność i łatwa podłączenie
Wysokiej jakości czujniki CMOS o rozdzielczości do 31,5 MP i rozdzielczości do 12 bitów na piksel, wewnętrzne przetwarzanie wstępne obrazu w czasie rzeczywistym, kontrola przepływu dla sekwencji w czasie rzeczywistym, kompatybilność sprzętowa i programowa dzięki standardowi USB3 Vision i GenICam, dostępna również jako kamera do montażu bezpośrednio na płyty głównej.
Przykłady zastosowań
Widmo SWIR może być wykorzystywane na przykład do sprawdzania produktów rolnych lub poziomu napełnienia w nieprzezroczystych plastikowych pojemnikach. Czujniki SWIR oferują również zalety w zadaniach związanych z monitorowaniem, ponieważ obiekty będące przedmiotem zainteresowania można łatwo rozpoznać nawet w dymie lub mgle.
W przemyśle spożywczym kamery SWIR mogą być na przykład wykorzystywane do wykrywania ciał obcych w produktach sypkich.
Po lewej: widmo widzialne | po prawej: SWIR
Ponieważ krzem wydaje się przezroczysty w widmie SWIR, kamery te są również wykorzystywane w przemyśle półprzewodnikowym do wykrywania uszkodzeń i wad produkcyjnych.
Po lewej: widmo widzialne | po prawej: SWIR
Czy masz jakieś pytania, prośby lub sugestie?
Jeśli masz pytania lub chcesz dowiedzieć się więcej to skontaktuj się z nami bezpośrednio. Czekamy na wiadomość od Ciebie.
Downloads
-
Industrial cameras with SWIR and UV sensors
