Goldeye SWIR-Kameras mit InGaAs-Sensortechnologie

Wählen Sie das Spektralband passend zu den Absorptionseigenschaften des Zielmaterials sowie zur Beleuchtung und optischen Transmission. Die VSWIR-Modelle G/CL-030 und G/CL-130 decken 400 bis 1.700 nm ab und eignen sich damit für Anwendungen, bei denen sichtbare und SWIR-Informationen mit einer einzigen Kamera erfasst werden müssen. Standard-SWIR-Modelle decken 900 bis 1.700 nm ab, während XSWIR-1.9-Modelle einen Bereich von 1.100 bis 1.900 nm und XSWIR-2.2-Modelle 1.200 bis 2.200 nm abdecken. Objektiv, Fenster, Filter und Beleuchtung müssen die gewählten Wellenlängen jeweils übertragen. Ein größerer Spektralbereich ist nicht automatisch die bessere Wahl, da XSWIR-Modelle eine TEC2-Kühlung und ein aufwendigeres Thermalkonzept erfordern.

Wählen Sie Goldeye G, wenn die Integration über Gigabit-Ethernet, eine Netzwerkverkabelung oder Power over Ethernet sinnvoll ist, und Goldeye CL, wenn das Hostsystem bereits einen Camera-Link-Framegrabber nutzt. Goldeye G verwendet IEEE 802.3 1000BASE-T und kann über PoE oder einen DC-Eingang von 10,8 bis 30,0 V betrieben werden. Goldeye CL nutzt die Camera Link Base-Konfiguration und benötigt eine separate DC-Versorgung sowie einen kompatiblen Framegrabber. Camera Link unterstützt kein Hot-Plugging. Daher muss das Datenkabel vor dem Einschalten verbunden werden, und vor dem Trennen sollte die Spannungsversorgung abgeschaltet werden. Die Bildsensoroptionen sind über beide Schnittstellenfamilien hinweg parallel verfügbar, sodass die Host-Architektur die Wahl der Schnittstelle bestimmen kann.

Welches Modell geeignet ist, hängt davon ab, ob für die Inspektion räumliche Detailgenauigkeit oder Bildaufnahmerate wichtiger ist. Die Modelle G/CL-008 mit 320 × 256 erreichen 344 fps, während das G/CL-030 mit 656 × 520 auf 234 fps und das G/CL-130 mit 1280 × 1024 auf 94 fps kommt. Bei etwa 0,3 Megapixel erreicht das G/CL-032 100 fps, das G/CL-033 301 fps und das G/CL-034 303 fps. Auch die Pixelgrößen variieren von 5 bis 30 µm, was sich auf die optische Abtastung, die Sensorfläche und die Photonenerfassung auswirkt. Regions of Interest können die Aufnahmegeschwindigkeit erhöhen, die tatsächliche Leistung hängt jedoch auch vom Pixelformat, der Schnittstellenbandbreite und der Host-Verarbeitung ab.

TEC2 eignet sich in der Regel für Extended-SWIR-Erfassung, lange Belichtungszeiten oder Installationen, bei denen die Sensortemperatur deutlich unter der Umgebungstemperatur bleiben muss. Die XSWIR- und G/CL-034-TEC2-Modelle arbeiten mit kalibrierten Sensor-Sollwerten bis −30 °C und erreichen in den entsprechenden Konfigurationen eine minimale Temperaturdifferenz von bis zu 60 K. TEC1-Modelle nutzen eine einstufige Stabilisierung, üblicherweise mit kalibrierten Betriebspunkten bei etwa +20 oder +25 °C, während die G/CL-008 Cool-Version auf +5 °C kalibriert ist. Bei der G/CL-033-TECless-Variante entfällt die thermoelektrische Kühlung, die volle Auflösung mit 301 fps bleibt jedoch erhalten; ihr Dunkelstrom ist allerdings stärker von der Sensortemperatur abhängig. Vor der Auswahl der Kühlmethode sollten daher Lüftervibrationen, Wärmeabfuhr, Leistungsaufnahme und Belichtungsdauer bewertet werden.

Prüfen Sie zunächst, ob das Objektiv das gewählte Sensorformat abdeckt und den gesamten von der Anwendung genutzten Wellenlängenbereich überträgt. C-Mount ist die Standardkonfiguration, während für ausgewählte Modelle auch F-Mount- und M42-Mount-Optionen verfügbar sind; bei einigen VSWIR- und XSWIR-Kombinationen ist vor der Bestellung eine Bestätigung erforderlich. Die Baureihe umfasst Sensoren der Typen 1/4, 1/2, 1 und 4/3, sodass sich der erforderliche Bildkreis erheblich unterscheidet. Optionale Filter vom Typ IRBP 1450, BP 1450 und LP 920 können Wasserabsorptionsbänder isolieren oder sichtbare Wellenlängen ausblenden, abhängig von der Modellkompatibilität. Varianten ohne Deckglas sind für ausgewählte Modelle verfügbar, erfordern jedoch eine strengere Kontaminationskontrolle, optische Reinigungsverfahren und eine besonders sorgfältige Handhabung.

Die Kamera muss so installiert werden, dass ihr Gehäuse unter den vorgesehenen Last- und Umgebungsbedingungen im Bereich von −20 bis +55 °C bleibt. Kompakte Industriemodelle verwenden ein Gehäuse mit 78 × 55 × 55 mm, während wissenschaftliche, Cool- und XSWIR-Konfigurationen ein Gehäuse mit 90 × 80 × 80 mm nutzen. Es sollte eine thermisch leitfähige Montagebasis oder ein Kühlkörper verwendet werden, insbesondere bei Aufnahmen mit hoher Einschaltdauer, PoE-Betrieb oder geschlossenen Einbausituationen. Mit geeignetem Objektiv erreichen Standardmodelle die Schutzart IP40, während Cool-Modelle nach IP20 ausgeführt sind und gegebenenfalls zusätzlichen Gehäuseschutz benötigen. Schwere oder lange Objektive sollten separat abgestützt werden, auch wenn die Kameras nach den Stoß- und Schwingungsprüfverfahren gemäß IEC 60068 getestet wurden.

Die integrierten Verarbeitungsfunktionen können den Korrekturaufwand in der Host-Anwendung reduzieren. Die Nichtuniformitätskorrektur gleicht Unterschiede im Antwortverhalten von Pixel zu Pixel aus, während Hintergrundkorrektur und Defektpixelkorrektur Offset-Verhalten und unbrauchbare Pixel adressieren. Binning und mehrere Regions of Interest können die Menge der übertragenen Daten verringern oder die Verarbeitung auf relevante Bildbereiche konzentrieren. Look-up-Tabellen, automatischer Kontrast und automatische Belichtung unterstützen die Visualisierung und automatische Anpassung, während der 256-MB-Puffer bei kurzen Unterbrechungen als temporärer Bildspeicher dient. Vor der Freigabe des Systems für die Produktion sollten die Korrektureinstellungen dennoch bei der vorgesehenen Belichtungszeit, Sensortemperatur, Verstärkung und Beleuchtungsstärke validiert werden.

Die Kameras bieten Hard- und Softwarefunktionen für die Integration mit Beleuchtung, Bewegungstechnik, Sensoren und Prozesssteuerungen. Verfügbar sind ein LVTTL-Eingang, ein LVTTL-Ausgang, ein optoentkoppelter Eingang, zwei optoentkoppelte Ausgänge sowie ein einstellbarer RS232-Kanal mit einer Datenrate von etwa 115 kbaud. Triggersteuerung, Steuerung der Bildaufnahmerate, Ereignismeldungen und Bild-Chunk-Daten können genutzt werden, um jedes Bild dem jeweiligen Prozesszustand zuzuordnen. Goldeye G Modelle können mit PoE oder externer DC-Versorgung betrieben werden, während Goldeye CL Modelle eine externe DC-Versorgung und die vorgeschriebene Camera Link Anschlussreihenfolge erfordern. Geschirmte Kabel, Zugentlastung und die gemessene Triggerlatenz sollten in den finalen Installationsplan aufgenommen werden.