Imagerie haute résolution

DÉFI : À mesure que la densité des circuits imprimés et des écrans plats augmente, il devient nécessaire de compter sur une caméra appropriée pour concevoir des systèmes d'inspection précis, économiques et à haut débit.

Solution :
Nos caméras haute résolution sont dotées de caractéristiques idéales pour inspecter des pièces de grande taille et très détaillées. Vous pouvez :

• Remplacer plusieurs caméras par une seule caméra 9, 12 ou 20 MP.
• Augmenter le débit avec un déclenchement avancé à des fréquences d'image élevées.
• Capturer des images très détaillées avec une plage dynamique exceptionnelle et un faible bruit.

Inspection optique haute résolution

Réduction des coûts en réduisant la complexité et en augmentant le débit

Image de 5 MP affichée à un grossissement de 100%

Image de 20 MP affichée à un grossissement de 100 %.
Possibilité de détecter plus de détails à l'intérieur de la LED.

Image de 5 MP affichée à un grossissement de 400 %.
Les détails à l'intérieur de la LED sont plus pixellisés.

Image de 20 MP affichée uniquement à un grossissement de 200 %. Des détails plus nets sont visibles à l'intérieur de la LED.

Réduire les coûts
Un système d'inspection comportant plusieurs caméras nécessite plusieurs objectifs, câbles de données, câbles GPIO et cartes de contrôleur. Une seule caméra ultra-haute résolution n'en implique qu'un seul exemplaire de chaque, ce qui se traduit par des économies considérables. L'utilisation de moins de pièces augmente également la fiabilité du système et réduit les coûts de maintenance. La taille compacte des capteurs ultra haute résolution de 1” et 1,1” leur permet d'être utilisés avec les accessoires optiques à monture C. Les objectifs à monture C de haute qualité prennent entièrement en charge les capteurs à très haute résolution, sans le coût élevé et la grande taille des accessoires optiques à monture F.

Gauche : Zone couverte par 4 caméras de 5 MP contre une seule caméra de 20 MP.

Droite : Représentation proportionnelle de la différence de couverture de zone basée sur des résolutions de 5 MP et 20 MP. 

L'utilisation de plusieurs caméras pour couvrir une grande surface nécessite un alignement extrêmement précis. Les vibrations et l'expansion thermique entraîneront des images « tordues », là où les caméras ne s'alignent pas correctement. Les déséquilibres de couleur entre les caméras rendent nécessaire des artefacts supplémentaires. L'alignement des images et la correction des couleurs dans les logiciels augmentent à la fois la complexité du processus de développement des applications de vision et les ressources système requises pour exécuter l'application. L'alignement logiciel d'un système multi-caméras nécessite un chevauchement entre les images et réduit la surface couverte. Étalonner une caméra est simple et rapide. L'étalonnage de quatre caméras et le maintien de l'étalonnage prennent beaucoup plus de temps. Une seule caméra ultra haute résolution vous permet d'éviter ces problèmes.

Qualité d'image d'une caméra haute performance
Pour l'inspection optique des circuits imprimés haute densité et des écrans plats, le nombre de pixels ne suffit pas. C’est pourquoi les caméras ultra-haute résolution de FLIR intègrent les derniers capteurs Sony Pregius et Starvis. Leurs performances exceptionnelles en matière d'imagerie permettent aux utilisateurs de passer d'une simple inspection de la position des composants à la vérification des numéros de pièces, de l'orientation des pièces et de la qualité des joints post-refusion.

Plage dynamique
La plage dynamique constitue la différence entre les intensités lumineuses les plus élevées et les plus faibles qu'un capteur d'image peut enregistrer. Les capteurs dotés d'une plage dynamique élevée capturent des détails dans des zones ombragées et bien éclairées.  Lorsqu'elles sont éclairées, les parties mates et hautement réfléchissantes d'un circuit imprimé encombré produisent des ombres et des reflets lumineux. Une caméra avec une plage dynamique élevée surmonte ce problème sans avoir besoin d'un traitement HDR multi-exposition. La plage dynamique est mesurée en dB.

bruit d'obscurité temporel
Le bruit d'obscurité temporel, mesuré en e-, correspond à la variance de la mesure de la luminosité d'un pixel pendant sa lecture par le capteur. Le bruit d'obscurité temporel peut faire briller des pixels, même en l'absence de photons. Dans les zones sombres comme les ombres ou la surface des circuits intégrés noirs mats, le bruit d'obscurité temporel crée une image granuleuse, ce qui rend difficile de voir les détails comme les numéros de pièce. La réduction du bruit d'obscurité temporel permet la détection de signaux de faible intensité qui seraient autrement cachés sous le bruit de fond. Le bruit d'obscurité temporel des capteurs Sony Pregius et Starvis CMOS est deux à quatre fois inférieur à celui des autres capteurs CMOS et quatre à neuf fois supérieur à celui des capteurs CCD.

Efficacité quantique
L’efficacité quantique (QE) est une mesure de la sensibilité de la caméra à la lumière à des longueurs d’ondes spécifiques. Plus le % de QE d’un capteur est élevé, mieux il peut être converti en un signal électrique. L’excellent QE des derniers capteurs 9MP, 12MP et 20MP de Sony leur permet de capturer des images de haute qualité avec des expositions courtes, minimisant ainsi les délais d’inspection.

Pour une explication plus détaillée de la QE, voir Résolution de problèmes n° 1 : Capture de couleurs homogènes.

Inspection à haut débit
L'ensemble de fonctionnalités unique des caméras FLIR à très haute résolution permet aux utilisateurs d'inspecter rapidement de grandes pièces très détaillées. Des fréquences d'images élevées et des capacités de déclenchement avancées offrent aux utilisateurs le contrôle de précision nécessaire pour imager les écrans plats en synchronisation avec leurs cycles de rafraîchissement. La bande passante accrue de l’interface 10 GigE prend en charge des fréquences d'images encore plus élevées. La plage dynamique exceptionnelle des derniers capteurs CMOS élimine le besoin d'imagerie HDR multi-exposition, tandis que leur QE élevé et leur faible bruit d'obscurité temporel assurent que même les expositions les plus courtes capturent d'excellents détails.

Remarque sur les objectifs
Pour tirer le meilleur parti d'une caméra ultra haute résolution, vous avez besoin d'une optique haute résolution. Les objectifs de haute qualité offrent une excellente luminosité, contraste et netteté sur toute l'image, pas seulement au centre. Bien que deux objectifs de même longueur focale puissent se ressembler, leurs performances optiques peuvent être très différentes. 

Diagrammes MTF
Pour vous aider à sélectionner le bon objectif pour votre appareil photo et votre application, les fabricants affichent fréquemment des diagrammes de fonction de transfert modulaire (MTF) dans leurs spécifications d'objectif. Les diagrammes MTF combinent la netteté et le contraste dans l'axe vertical, tandis que l'axe horizontal représente la distance par rapport au centre de l'image. Les objectifs plus performants auront un numérode MTF plus élevé, pour une plus grande distance du centre de l'objectif.

Gauche : Tableau comparatif d'objectifs hautes et basses performances par rapport à un objectif fictif parfait. 
L'objectif haute performance maintient un contraste et une netteté excellents sur toute l'image. 

Droite : Détails recadrés des coins des images capturées à l'aide d'un objectif haute performance par rapport à un objectif standard. Le contraste et la netteté les plus importants sont facilement apparents. Les objectifs moins performants (violet) perdent de leur clarté lorsque vous vous approchez des coins et des bords de l'image.