Telecamere SWIR senza raffreddamento del sensore

Vantaggi delle telecamere SWIR senza sensori TEC

• L'housing della telecamera può avere un design più piccolo perché non è necessario un raffreddamento interno.

• Prezzo notevolmente inferiore

• Non ci sono ventole che generano turbolenze d'aria, il che è particolarmente vantaggioso per le camere bianche.

• Assenza di vibrazioni dovute alle ventole, che evita le imprecisioni di misurazione

• Consumo di energia ridotto, poiché non sono necessari moduli di raffreddamento termoelettrici o ventole

• È possibile utilizzare un solo cavo, anche con l'USB.

Temperature dei sensori e rapporto segnale/rumore

La rilevanza dei singoli aspetti della qualità dell'immagine dipende molto dai requisiti dell'applicazione. Per alcune applicazioni è essenziale che il rumore sia minimo, per altre si tratta della massima gamma dinamica possibile. Per altri ancora è necessario identificare le strutture più piccole. Per questo motivo non esiste un solo parametro che rappresenta la qualità dell'immagine, ma diversi. Poiché in questo caso è rilevante solo l'influenza della temperatura e quindi il rumore della corrente oscura, l'SNR è un indicatore adatto a quantificare i cambiamenti nella qualità dell'immagine. Poiché l'SNR considera solo superfici omogenee, è necessario prendere in considerazione anche le strutture e il profilo dei bordi.

Configurazioni della telecamera con temperature rappresentative del sensore

Per confrontare la qualità delle immagini, utilizziamo quattro diverse configurazioni di telecamere con temperature tipiche del sensore alla massima frequenza di fotogrammi:

• Telecamera non raffreddata e non montata con temperatura del sensore di circa 60 °C

• Telecamera non raffreddata e non montata con temperatura del sensore di circa 45 °C

• Telecamera raffreddata attivamente con raffreddatore ad aria compressa con temperatura del sensore di circa 33 °C

• Telecamera con sensore TEC con temperatura del sensore di circa 15 °C

Tempi di esposizione inferiori a 10 millisecondi

Un'ampia serie di misurazioni dimostra che i sensori TEC non offrono alcun vantaggio in termini di qualità dell'immagine con tempi di esposizione inferiori a 10 ms. Questo tempo di esposizione corrisponde a un frame rate di 100 fps con acquisizione continua delle immagini. Questo tempo di esposizione corrisponde a un frame rate di 100 fps con acquisizione continua delle immagini. La tecnologia SenSWIR riduce già in questo caso i problemi tipici dei sensori InGaAs convenzionali.

Anche confrontando temperature del sensore molto diverse (15 °C vs. 60 °C) con un tempo di esposizione di 10 ms, non è possibile determinare particolari differenze nella qualità dell'immagine dei sensori TEC e SenSWIR non raffreddati. L'SNR non mostra differenze significative. Lo stesso risultato si riscontra nella visione qualitativa delle strutture o del profilo dei bordi.

Il raffreddamento del sensore non offre quindi un vantaggio decisivo: l'influenza della corrente di buio è trascurabile in questo intervallo di tempo di esposizione. Circa l'80% di tutte le applicazioni SWIR utilizza tempi di esposizione così brevi.

Tempi di esposizione superiori a 10 millisecondi

Con tempi di esposizione più lunghi, la temperatura del sensore gioca un ruolo maggiore. Quando la temperatura del sensore aumenta, l'influenza della corrente oscura aumenta e l'SNR diminuisce, causando un deterioramento della qualità dell'immagine. La causa principale è rappresentata dai pixel difettosi, i cosiddetti "hotspots", riconoscibili come punti bianchi nell'immagine. Più alta è la temperatura del sensore e più lungo è il tempo di esposizione, più hotspot si verificano (Fixed Pattern Noise - FPN). Allo stesso tempo, l'aumento della corrente di buio aumenta anche il cosiddetto rumore di scatto della corrente di buio , che si manifesta come rumore casuale (RN).

Un sensore TEC migliora generalmente la qualità dell'immagine per tempi di esposizione superiori ai 10 ms. Tuttavia, gli svantaggi di un sensore senza TEC possono essere compensati da un sensore di tipo soluzione di raffreddamento esterna e firmware dedicato a seconda della configurazione dell'applicazione e dei requisiti di qualità dell'immagine. Vale quindi la pena di verificare se la qualità dell'immagine di un sensore SenSWIR non raffreddato è sufficiente nell'applicazione per beneficiare dei suoi vantaggi.

Correzione dei pixel Oltre per la riduzione degli errori dei pixel

Il nostro esclusivo algoritmo Pixel Correction Beyond è stato sviluppato per eliminare gli errori di pixel comunemente riscontrati nelle immagini SWIR industriali. Incorporando il contenuto dell'immagine e regolando in modo flessibile l'intensità della correzione, si ottengono risultati significativamente migliori nelle immagini SWIR.

Riduzione dell'effetto di fioritura

In condizioni estreme, come una temperatura del sensore di 60 °C e un tempo di esposizione superiore a 100 ms, possono verificarsi i cosiddetti "hotspot di fioritura". Si tratta di gruppi di punti caldi che si verificano quando un punto caldo si irradia su altri pixel. In questo caso, è possibile utilizzare la "Riduzione del Blooming" , una funzione specifica di SenSWIR di Sony. Questa funzione riduce al minimo il verificarsi di punti caldi di blooming, anche se ha successo solo in circa il 50% dei casi. Per stabilire se gli hotspot di fioritura rappresentino o meno un problema, è necessario determinare ogni singola applicazione. "

IGP per la riduzione del rumore e la nitidezza dell'immagine

La nostra collaudata serie di funzioni PGI offre un altro modo per ottimizzare la qualità dell'immagine. Il Denoising riduce il rumore casuale senza influire sui bordi. Per compensare la sfocatura dell'immagine, è possibile utilizzare Sharpening per accentuare i bordi e ottimizzare ulteriormente la nitidezza dell'immagine. In questo modo è possibile adattare individualmente la qualità dell'immagine all'attività di ispezione.

Correzione pixel oltre e denoising

Che effetto ha la combinazione di Pixel Correction Beyond e Denoising sul profilo dei bordi?

Le telecamere TECless offrono numerosi vantaggi

L'assunto generale secondo cui i sensori TEC offrono sempre una migliore qualità d'immagine nell'imaging SWIR non è corretto. Dipende piuttosto dall'applicazione specifica. Ad esempio, i sensori TEC-SenSWIR non offrono alcun vantaggio in termini di qualità dell'immagine rispetto ai sensori SenSWIR non raffreddati con tempi di esposizione inferiori a 10 millisecondi. D'altra parte, ci sono i numerosi svantaggi delle telecamere con sensori TEC. Per tempi di esposizione più lunghi, la nostra soluzione combinata di accessori di raffreddamento e caratteristiche della telecamera offre un'alternativa economica alle costose telecamere con sensori TEC. A seconda dell'applicazione, questa soluzione consente di ottenere la qualità d'immagine delle telecamere con sensori TEC. Vale quindi la pena di esaminare più da vicino la soluzione ottimale per ogni singola applicazione.