La qualité de l’éclairage est la clé du succès pour les concepteurs de systèmes de vision industrielle, en particulier dans les applications à haute résolution et à haute vitesse. Plus la vitesse est grande, plus la demande de lumière est importante en raison du temps réduit d’accumulation des charges dans le capteur. Là où les sensibilités propres des technologies CCD et CMOS stagnent, le balayage linéaire TDI permet des gains de sensibilité très importants.
Sur le marché de la vision industrielle, les caméras industrielles se répartissent en deux catégories – caméras matricielles et caméras linéaires – en fonction du principe de capture de l’image.
Acquisition matricielle
Les caméras matricielles sont équipées d’un capteur (CCD ou CMOS) composé d’une matrice de pixels. Les nombreuses lignes de la matrice sont exposées simultanément ou presque (cf. notre sujet Global Shutter vs Rolling shutter) de sorte qu’une image est acquise en une seule étape. Les caméras matricielles sont adaptées à la capture d’objets qui peuvent être à l’arrêt ou en mouvement.
Acquisition linéaire
Les caméras linéaires ou caméras à balayage linéaire sont équipées d’un capteur composé d’une ou deux lignes de pixels seulement. Les données d’image sont acquises ligne par ligne et forment ainsi une image entière au cours d’une phase de reconstruction. Les caméras linéaires offrent ainsi une solution de capture adaptée aux objets de longueurs variables ou aux produits en défilement continu
Acquisition linéaire TDI
Le balayage linéaire TDI (Time Delay and Integration) est un type avancé de technologie de balayage linéaire basé sur un capteur constitué de plusieurs lignes de pixels, communément appelées “étages”. Le principe du balayage TDI est basé sur l’accumulation d’expositions multiples du même objet en mouvement, augmentant ainsi le temps d’intégration disponible pour collecter la lumière incidente. Le mouvement de l’objet doit être synchronisé avec précision avec les expositions pour assurer une image nette.
A la différence des principes d’acquisition classiques matricielles et linéaires, l’architecture d’un capteur linéaire TDI permet, à éclairage constant, de multiplier par N la sensibilité de la caméra, N étant le nombre de lignes ou d’étages utilisé pour l’accumulation des charges.
De ce fait les caméras linéaires TDI sont conçues pour les applications qui requièrent des fréquences lignes et des sensibilités très élevées.
Les avantages du TDI
Les fabricants actuels de cartes électroniques, de semi-conducteurs et d’écrans plats par exemple, exigent des résolutions et des vitesses supérieures pour inspecter leurs produits sans compromettre la qualité. Pour l’inspection optique automatisée, une caméra haute vitesse et haute sensibilité est souvent nécessaire. Les caméras existantes à balayage linéaire simple ou double ligne peuvent uniquement capturer des images à des vitesses conventionnelles avec une faible sensibilité. Pour surmonter cette limitation de sensibilité, les clients doivent acheter des systèmes d’éclairage puissants et coûteux, qui ont comme autre inconvénient la chaleur dissipée. A l’opposé, le balayage linéaire TDI dispose d’une sensibilité élevée et autorise des vitesses d’acquisition très élevées avec l’usage d’un éclairage de puissance standard.
La société Vieworks est un acteur majeur sur le marché des caméras industrielles et ses caméras TDI peuvent fournir une solution alternative avec un prix remarquablement bas qui s’approche des prix des caméras linéaires conventionnelles, mais avec une sensibilité jusqu’à 256 fois plus élevée.
La technologie hybride brevetée par Vieworks pour son capteur d’image linéaire TDI peut offrir actuellement la plus haute résolution, la plus petite taille de pixel, la fréquence ligne la plus rapide et la sensibilité la plus élevée parmi les caméras linéaires du marché. Cette technologie exclusive est basée sur la combinaison de pixels de type CCD et d’une électronique de lecture CMOS qui garantissent ensemble des performances optimales et une consommation d’énergie minimale.
En outre, ces caméras utilisent l’interface CoaXPress, qui est actuellement l’interface de transmission de données la plus rapide dans les applications de vision industrielle. Elle peut fournir un débit plus rapide et une plus grande flexibilité pour des images de haute résolution. La possibilité d’utiliser un câble d’une longueur maximale de 40 m permet aux concepteurs de configurer les caméras à distance.
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