Série Alvium VSWIR

Le choix du capteur doit tenir compte de la résolution dans l’espace objet, du champ de vision, de la taille des pixels et du débit de données admissible. Les IMX991 et IMX990 utilisent des pixels de 5 µm et offrent respectivement 0,30 MP et 1,30 MP, tandis que les IMX993 et IMX992 utilisent des pixels de 3,45 µm et offrent 3,20 MP et 5,30 MP. Les pixels plus petits permettent un échantillonnage spatial plus fin lorsque l’objectif et la distance de travail peuvent restituer ce niveau de détail supplémentaire. Les pixels plus grands réduisent le nombre de pixels nécessaire pour une surface de capteur donnée, ce qui peut simplifier le traitement des données, même si la sensibilité réelle dépend toujours de l’éclairage, du temps d’exposition et de l’optique. Les ingénieurs doivent calculer le nombre de micromètres par pixel requis dans l’espace objet avant de choisir le modèle de caméra.

USB3 Vision convient aux connexions courtes et directes à un PC ou à un hôte embarqué, tandis que GigE Vision et 5GigE Vision offrent une mise en réseau via Ethernet ainsi que des options PoE. MIPI CSI-2 est conçu pour une intégration étroite avec des processeurs embarqués et des cartes porteuses compatibles, où la conception de l’hôte contrôle le cheminement des données. GMSL2 et FPD-Link III étendent les caméras basées sur CSI-2 via des liaisons robustes sur câble coaxial ou paire torsadée blindée, au moyen d’un sérialiseur et d’un désérialiseur. Les versions coaxiales prennent en charge des longueurs de câble jusqu’à 15 m, tandis que les limites STP documentées atteignent 8 m pour GM2 et 10 m pour FP3. Le choix final doit tenir compte de la bande passante, des mouvements du câble, du type de connecteur, de l’alimentation électrique et de la disponibilité des pilotes hôte.

Oui, les capteurs couvrent une plage spectrale spécifiée de 400 à 1 700 nm, englobant les longueurs d’onde du visible et la bande SWIR. Une seule caméra monochrome peut ainsi observer des caractéristiques qui réagissent différemment sous un éclairage visible, proche infrarouge et SWIR. La caméra ne crée pas elle-même de canaux spectraux séparés par couleur ; la discrimination des longueurs d’onde nécessite donc un éclairage contrôlé, des filtres ou une configuration optique hyperspectrale. Les objectifs, fenêtres et matériaux de protection doivent également transmettre les longueurs d’onde utilisées par l’application. En pratique, l’empilement optique et la conception de l’éclairage sont aussi importants que la caméra lorsqu’il s’agit de combiner des mesures dans le visible et en SWIR.

Le débit dépend de la résolution, de la cadence d’images et du format de pixel sélectionné. En Mono8, le modèle G5 de 3,20 MP est spécifié à 131 fps et environ 525 MByte/s, tandis que le modèle G5 de 5,30 MP atteint 84 fps au même débit de transfert indiqué. Les modèles USB offrent 123 fps en 3,20 MP et 77 fps en 5,30 MP, ce qui reflète la bande passante de transport USB disponible. Des profondeurs de bit plus élevées augmentent le volume de données ; une acquisition sur 10 bits ou 12 bits peut donc réduire la cadence d’images atteignable ou nécessiter des formats compactés. Les régions d’intérêt peuvent réduire le nombre de pixels transmis et permettre des cadences d’acquisition plus élevées lorsqu’une partie seulement de la scène est nécessaire.

L’objectif doit couvrir à la fois le format du capteur et la plage de longueurs d’onde utilisée pour l’inspection. Les formats de capteur s’étendent du Type 1/4 au Type 1/1.4 ; le cercle image requis augmente donc avec la résolution et le modèle de capteur sélectionnés. Des options C-Mount et CS-Mount sont disponibles sur l’ensemble de la gamme, avec du S-Mount proposé sur certains modèles et dans certaines configurations. Un objectif conçu uniquement pour l’imagerie dans le visible peut perdre en transmission, en stabilité de mise au point ou en contraste dans la bande SWIR. Les ingénieurs doivent donc vérifier la transmission spectrale, le décalage chromatique de mise au point, la distance de travail, l’ouverture et la couverture du cercle image avant de finaliser la conception optique.

Ces caméras n’utilisent pas de refroidissement thermoélectrique du capteur ; le transfert de chaleur vers la structure mécanique environnante doit donc être pris en compte lors de l’installation. Les limites de fonctionnement publiées se rapportent à la température du boîtier et ne doivent pas être automatiquement considérées comme des limites de température ambiante sans restriction. Selon le modèle et l’interface, la limite supérieure de température du boîtier est de +55 °C, +60 °C ou +65 °C, avec une limite inférieure typique de −20 °C. Les installations au niveau carte et en boîtier ouvert imposent également au concepteur du système de prévoir un chemin thermique adapté et un traitement CEM approprié. Une surveillance de la température peut être utilisée lors des essais de prototype afin de confirmer que le boîtier, la plaque de montage et le flux d’air prévus maintiennent la caméra dans sa plage autorisée.

Les fonctions disponibles incluent la correction des pixels défectueux, la correction adaptative du bruit, le réglage du niveau de noir, le contraste, le gamma, les tables de correspondance, la convolution, la correction du vignettage et des régions d’intérêt configurables. Ces opérations peuvent préparer ou réduire les données d’image avant qu’elles n’atteignent l’hôte, même si leur disponibilité exacte dépend de l’interface, du modèle et du micrologiciel. Les ROI multiples et le binning peuvent être utiles lorsque seules des zones d’inspection définies ou des données spatiales réduites sont nécessaires. Les séquenceurs, compteurs et temporisateurs permettent de modifier les paramètres d’acquisition selon une séquence contrôlée, sans intervention continue de l’hôte. L’ensemble des fonctions doit être vérifié en fonction de la méthode d’accès logiciel prévue, en particulier lors du passage entre des implémentations Ethernet, USB et CSI-2.

La série propose un déclenchement matériel et des GPIO programmables, avec une organisation précise des lignes qui dépend de la famille d’interfaces. Les versions GigE et 5GigE prennent également en charge des fonctions orientées Ethernet telles que les Action Commands et le Precision Time Protocol sur les modèles concernés. Les variantes CSI-2, GMSL2 et FPD-Link III assurent le déclenchement et le contrôle des périphériques via leur configuration d’E/S caméra et un matériel hôte compatible. Les séquenceurs, compteurs et temporisateurs peuvent coordonner les réglages d’exposition avec des cycles machine répétitifs. Lors de la conception du système, la latence de déclenchement, la propagation dans le câble, la mise en mémoire tampon côté hôte et la temporisation de l’éclairage doivent être validées ensemble, et non évaluées comme des éléments indépendants.