Die neue Zeilenkamera von JAI (Sweep + SW-4010Q-MCL) ermöglicht die gleichzeitige und getrennte Erfassung von R-G-B- und kurzwelligem Infrarotlicht (SWIR).

Das neue Kameramodell von JAI (SW-4010Q-MCL) verfügt über eine 4-Sensor-Zeilentechnologie, die die gleichzeitige Erfassung von roten, grünen und blauen Bilddaten auf drei separaten CMOS-Sensoren sowie einen vierten Sensor ermöglicht, der mit Hilfe eines auf Indium-Gallium-Arsenid (InGaAs)-Technologie basierenden Sensors Bilddaten aus dem kurzwelligen Infrarot (SWIR)-Spektrum erfasst.

Das neue Modell SW-4010Q-MCL ergänzt die bestehende Sweep+-Serie der 3-CMOS R-G-B- und 4-CMOS R-G-B-NIR-Zeilenkameras von JAI und erweitert damit die multispektrale Bildgebung auf den elektromagnetischen Wellenbereich SWIR.

Genau wie bei den 4-CMOS R-G-B-NIR-Kameras von JAI kann der Infrarot-Kanal "versteckte" Bilddaten offenlegen, die im sichtbaren Lichtbereich nicht beobachtbar sind.

Da SWIR-Licht jedoch ein anderes physikalisches Verhalten in Bezug auf Lichtabsorption, -transmission und -reflexion aufweist als NIR-Licht (wenn es mit Objekten interagiert), bietet es neue Möglichkeiten für die Erfassung von Bilddaten unter der Oberfläche von Objekten, wodurch verborgene und unerwünschte Defekte an den zu untersuchenden Gegenständen aufgedeckt werden können.

Der Vorteil der Sweep+ 4-Sensor-Kamera:
In Bildverarbeitungssystemen, in denen zur Sicherstellung der geforderten Qualität eine Bildgebung sowohl mit sichtbarem als auch mit SWIR-Licht erforderlich ist, liefert die Kamera SW-4010Q-MCL sichtbare und SWIR-Bilder in einer einzigen Prüfroutine.

Die Kombination von CMOS- und InGaAs-Bildsensoren in derselben Industriekamera ermöglicht eine fortschrittliche Farbinspektion, bei der die drei CMOS-Sensoren Daten des sichtbaren Lichts (von 400 bis 700 nm) erfassen, während der vierte InGaAs-Sensor gleichzeitig Bilddaten von Lichtwellen im Bereich von 800 bis 1700 nm liefert.

Das Ergebnis ist eine geringere Komplexität der Einrichtung und niedrigere Hardwarekosten in Bildverarbeitungssystemen, die sowohl im sichtbaren als auch im SWIR-Lichtbereich geprüft werden müssen. Somit kann die SWIR-Bildgebung die Effizienz der Bildverarbeitungsinspektion für eine Reihe von Anwendungen noch weiter verbessern.

Jeder der drei CMOS-Zeilensensoren hat eine Auflösung von 4096 Pixeln, eine Pixelgröße von 7,5 µm x 7,5 µm, eine Sensorbreite von 30,72 mm und eine maximale Scanrate von 20,6 kHz bei voller Auflösung. Im Vergleich dazu bietet der InGaAs-Zeilensensor eine Auflösung von 1024 Pixeln, 25 µm große quadratische Pixel, eine Sensorbreite von 25,6 mm und eine Scanrate bei voller Auflösung von 39 kHz.

Eine spezielle X-Scale-Funktion kann angewendet werden, um das Sichtfeld (FOV) und die Scanraten zwischen den beiden Sensortypen zu harmonisieren:
Wenn der Bildverarbeitungsdesigner das gleiche Sichtfeld (Field-Of-View, FOV) für beide Sensortypen anstrebt, verfügt die Kamera über eine spezielle Version der Pixel-Reskalierungsfunktion (Xscale) von JAI, mit der die "virtuelle" Pixelgröße der R-G-B-Sensoren manuell oder automatisch angepasst werden kann. In Kombination mit manuellen oder automatischen ROI-Anpassungen ist es dann möglich, die gleiche Sensorbreite und Scan-Rate der beiden unterschiedlichen Sensortypen zu erzielen.

Weitere nützliche Funktionen zur Verbesserung Ihrer Bildverarbeitungssysteme:
Die SW-4010Q-MCL verfügt über eine integrierte Farbkonvertierungsfunktion, mit der die Farbausgabe bei Bedarf im HSI- oder CIE XYZ-Farbformat erfolgen kann. Außerdem bietet er Konvertierungen von Standard-RGB in den sRGB- oder Adobe-RGB-Farbraum oder sogar in eine benutzerdefinierte RGB-Konvertierungsmatrix. Zu den weiteren Funktionen gehören die individuelle Verstärkungs- und Shutter-Steuerung für jeden der vier Kanäle, Dual-Stream-Datenausgabe (RGB und SWIR in separaten Datenströmen), Trigger- und Encoder-Steuerung sowie Rauschunterdrückungsfilter, um nur einige zu nennen.

Speziallinse für sichtbares und SWIR-Licht:
JAI liefert auch ein spezielles Objektiv (separat erhältlich), das sowohl für sichtbares als auch für SWIR-Licht optimiert ist. Die Kamera ist mit einer dualen Mini Camera Link-Schnittstelle und einem M52-Objektivanschluss ausgestattet.

In welchen Anwendungen kann sich die neue 4-Sensor-Kamera R-G-B-SWIR von JAI bewähren?

Inspektion von Obst, Gemüse und Nüssen: SWIR-Licht kann tiefer in Materialien eindringen und hat zudem einen hohen Absorptionsgrad in den im Objekt enthaltenen Wassermolekülen. Dadurch eignet sich die SWIR-Bildgebung besonders für Anwendungen wie die Inspektion von Obst, Gemüse und Nüssen, da frühe Fäulnis, Verderbnis und Druckstellen (typischerweise Bereiche mit höherem Wassergehalt) im SWIR-Lichtspektrum deutlicher zu erkennen sind und als dunklere Schatten auf dem Bild erscheinen. Dadurch können Artikel mit diesen Mängeln leichter identifiziert und vor dem Verpacken vom Förderband entfernt werden.

Halbleiter-Inspektion: Inspektionssysteme in der Halbleiterindustrie können verwendet werden, um Defekte auf der Oberfläche und unter der Oberfläche von Siliziumwafern zu finden, da diese Materialien eine hohe spektrale Durchlässigkeit im SWIR-Wellenbereich haben.

Pharmazeutische Inspektion: Bei pharmazeutischen Inspektionsanwendungen kann die Kamera beispielsweise die fertige Verpackung von außen inspizieren (Farbdruck und Vollständigkeit der Verpackung) und gleichzeitig durch undurchsichtige Kunststoffverpackungen und -behälter hindurchsehen, um die korrekte Menge des Inhalts oder den Füllstand von Flüssigkeiten oder Pulver zu überprüfen.

Inspektion von Batterien: Einwandfreie Batterien sind entscheidend für die Sicherheit, die Energiedichte und die Vermeidung einer frühzeitigen Degradation. Die Zeilenkameras von JAI können zur Prüfung auf Defekte wie Kratzer, Dellen, Krater, Blasen, Einschlüsse und Löcher auf Elektrodenblechen eingesetzt werden.

Weitere Anwendungen:
Weitere Anwendungen sind die Inspektion verschiedener Bahnen in Verbindung mit der Herstellung von Produkten wie farbigen Fliesen und Textilien (Überprüfung, ob gefärbte Textilien für die weitere Verarbeitung trocken genug sind). Die Kamera kann sich auch bei der Abfallsortierung verschiedener Kunststoffarten, bei der Mineraliensortierung und bei Anwendungen in der Land- und Forstwirtschaft als nützlich erweisen.