Alvium VSWIR-serie

Kies de sensor door een afweging te maken tussen resolutie in objectruimte, gezichtsveld, pixelgrootte en toegestane datasnelheid. De IMX991 en IMX990 gebruiken pixels van 5 µm en bieden respectievelijk 0,30 MP en 1,30 MP, terwijl de IMX993 en IMX992 pixels van 3,45 µm gebruiken en 3,20 MP en 5,30 MP leveren. De kleinere pixels maken fijnere ruimtelijke sampling mogelijk wanneer de lens en werkafstand die extra details kunnen oplossen. De grotere pixels verminderen het aantal pixels dat nodig is voor een bepaald sensoroppervlak, wat de gegevensverwerking kan vereenvoudigen, al blijft de praktische gevoeligheid afhankelijk van belichting, exposure en optiek. Ingenieurs moeten vóór de keuze van het cameramodel berekenen hoeveel micrometer per pixel in de objectruimte nodig is.

USB3 Vision is geschikt voor korte, directe verbindingen met een pc of embedded host, terwijl GigE Vision en 5GigE Vision Ethernet-gebaseerde netwerken en PoE-opties bieden. MIPI CSI-2 is bedoeld voor nauwe integratie met compatibele embedded processors en carrier boards, waarbij het hostontwerp het datapad aanstuurt. GMSL2 en FPD-Link III verlengen CSI-2-gebaseerde camera’s via robuuste coaxiale of afgeschermde twisted-pairverbindingen met behulp van een serializer en deserializer. Coaxiale versies ondersteunen kabellengtes tot 15 m, terwijl de gedocumenteerde STP-limieten oplopen tot 8 m voor GM2 en 10 m voor FP3. Bij de uiteindelijke keuze moet rekening worden gehouden met bandbreedte, kabelbeweging, connectortype, voedingsvoorziening en de beschikbaarheid van hostdrivers.

Ja, de sensoren bestrijken een gespecificeerd spectraal bereik van 400 tot 1.700 nm, inclusief zichtbare golflengten en de SWIR-band. Daardoor kan één monochrome camera kenmerken waarnemen die verschillend reageren onder zichtbaar licht, nabij-infrarood en SWIR-belichting. De camera creëert zelf geen kleurgescheiden spectrale kanalen, dus discriminatie op golflengte vereist gecontroleerde belichting, filters of een hyperspectrale optische opstelling. Ook lenzen, vensters en beschermmaterialen moeten de golflengten doorlaten die in de toepassing worden gebruikt. In de praktijk zijn de optische stack en het lichtontwerp net zo belangrijk als de camera bij het combineren van zichtbare en SWIR-metingen.

De doorvoer hangt af van resolutie, beeldsnelheid en het gekozen pixelformaat. Bij Mono8 is het 3,20 MP G5-model gespecificeerd op 131 fps en ongeveer 525 MByte/s, terwijl het 5,30 MP G5-model 84 fps haalt bij dezelfde opgegeven transportsnelheid. De USB-modellen bieden 123 fps bij 3,20 MP en 77 fps bij 5,30 MP, wat overeenkomt met de beschikbare USB-transportbandbreedte. Hogere bitdieptes vergroten het datavolume, waardoor acquisitie in 10-bit of 12-bit de haalbare beeldsnelheid kan verlagen of packed formats kan vereisen. Regions of interest kunnen het aantal verzonden pixels beperken en hogere acquisitiesnelheden mogelijk maken wanneer slechts een deel van de scène nodig is.

De lens moet zowel het sensorformaat als het golflengtebereik afdekken dat voor de inspectie wordt gebruikt. De sensorformaten lopen van Type 1/4 tot Type 1/1.4, waardoor de vereiste beeldcirkel toeneemt naarmate de gekozen resolutie en het sensormodel groter worden. C-Mount- en CS-Mount-opties zijn in de hele serie beschikbaar, terwijl S-Mount op geselecteerde modellen en configuraties wordt aangeboden. Een lens die alleen is ontworpen voor beeldvorming in zichtbaar licht kan in de SWIR-band transmissie, focusconsistentie of contrast verliezen. Ingenieurs moeten daarom de spectrale transmissie, chromatische focusverschuiving, werkafstand, diafragma en dekking van de beeldcirkel controleren voordat het optische ontwerp wordt vastgelegd.

Deze camera’s gebruiken geen thermo-elektrische sensorkoeling, dus tijdens de installatie moet rekening worden gehouden met de warmteoverdracht naar de omringende mechanische structuur. Gepubliceerde bedrijfsgrenzen hebben betrekking op de behuizingstemperatuur en mogen niet automatisch worden opgevat als onbeperkte grenzen voor de omgevingstemperatuur. Afhankelijk van model en interface ligt de bovengrens voor de behuizingstemperatuur op +55 °C, +60 °C of +65 °C, met een typische ondergrens van −20 °C. Installaties op printniveau en met open behuizing vereisen ook dat de systeemontwerper voorziet in een geschikt thermisch pad en een passende EMC-behandeling. Temperatuurmonitoring kan tijdens prototypetests worden gebruikt om te bevestigen dat de beoogde behuizing, montageplaat en luchtstroom de camera binnen het toegestane bereik houden.

Beschikbare functies zijn onder meer defectpixelcorrectie, adaptieve ruiscorrectie, aanpassing van het zwartniveau, contrast, gamma, lookup tables, convolutie, lens-shading-correctie en configureerbare regions of interest. Deze bewerkingen kunnen beeldgegevens voorbereiden of verkleinen voordat ze de host bereiken, al hangt de exacte beschikbaarheid af van de interface, het model en de firmware. Meerdere ROI’s en binning kunnen nuttig zijn wanneer alleen bepaalde inspectiezones of minder ruimtelijke data nodig zijn. Sequencers, tellers en timers maken het mogelijk om acquisitie-instellingen in een gecontroleerde reeks te wijzigen zonder continue tussenkomst van de host. De beschikbare functionaliteit moet worden getoetst aan de beoogde softwaretoegangsmethode, vooral bij overstappen tussen Ethernet-, USB- en CSI-2-implementaties.

De serie biedt hardwaretriggering en programmeerbare GPIO’s, waarbij de exacte lijnconfiguratie wordt bepaald door de interfacefamilie. GigE- en 5GigE-versies ondersteunen op toepasselijke modellen ook Ethernet-georiënteerde functies zoals Action Commands en Precision Time Protocol. CSI-2-, GMSL2- en FPD-Link III-varianten bieden trigger- en randapparatuurregeling via hun camera-I/O-configuraties en compatibele hosthardware. Sequencers, tellers en timers kunnen exposure-instellingen afstemmen op repetitieve machinecycli. Tijdens het systeemontwerp moeten triggerlatentie, kabelpropagatie, hostbuffering en timing van de belichting gezamenlijk worden gevalideerd in plaats van als losse componenten te worden beoordeeld.