Caméras Prism dans la Vision Machine

Vue d'ensemble des principes de la caméra optique Prism

Les caméras Prism tirent parti de la technologie de fractionnement de la lumière basée sur le prisme pour distribuer la lumière incidente dans différents canaux. L'image de chaque canal peut obtenir une précision d'alignement au niveau des pixels pendant le mouvement ou à partir de différents angles de mesure. Dans les caméras à prisme, le bloc de prisme est constitué de revêtements dichroïques durs, qui fonctionnent essentiellement comme des filtres d'interférence. Ces filtres sont responsables de la séparation primaire de la lumière incidente.

Types de prismes optiques

1. Prismes réfléchissantes: Les prismes réfléchissants fonctionnent sur la base des lois de la réflexion et de la réfraction. Lorsque la lumière se reflète dans le même milieu, l'angle de réflexion est égal à l'angle d'incidence. Lorsque la lumière pénètre dans un autre milieu perpendiculairement, elle ne se réfracte pas. L'utilisation d'un seul prisme réfléchissant peut réduire la quantité de lumière retournée reçue par l'instrument. Dans les applications pratiques, plusieurs prismes réfléchissants sont utilisés pour les mesures à longue distance.

   
   

2. Prismes de déflectage, de rotation et de changement Les prismes qui dévient le chemin de la lumière ou déplacent l'image de son axe d'origine sont bénéfiques dans de nombreux systèmes d'imagerie. La lumière est généralement déviée à des angles de 45 °, 60 °, 90 ° et 180 °. Cela aide à ajuster la taille du système ou le chemin de la lumière sans affecter le reste de la configuration du système. Les prismes rotatifs, tels que les prismes Dove, sont utilisés pour faire pivoter des images inversées. Les prismes décalés maintiennent la direction du trajet de la lumière tout en ajustant sa relation à la normale.

   
   

3. Prismes polarisantes Les variantes courantes incluent le polariseur Glan-Foucault, fabriqué à partir de deux prismes de calcite identiques découpés avec des bords parallèles à l'axe optique et montés avec un petit entrefer. Ce prisme est transparent sur une gamme de longueurs d'onde allant d'environ 230 nm dans le spectre ultraviolet à plus de 5000 nm dans le rayonnement infrarouge. Cette large plage de transmission de longueurs d'onde rend le prisme de Glan-Foucault utile dans divers instruments. Comme le prisme de Nicol, la lumière incidente frappant le prisme de Glan-Foucault est divisée en ondes ordinaires et extraordinaires vibrant parallèlement ou perpendiculairement à l'axe optique. Cependant, dans ce cas, les ondes lumineuses divisées traversent le prisme sans réfraction jusqu'à ce qu'elles rencontrent l'interface verre/air, où la lumière ordinaire subit une réflexion interne totale, tandis que la lumière extraordinaire traverse la frontière avec seulement une légère déviation.

   
   

4. Prismes dispersives La dispersion d'un prisme dépend de sa géométrie et de la courbe de dispersion d'indice de réfraction du substrat de prisme. Les petits angles de déviation déterminent le petit angle entre l'incident et la lumière projetée. La lumière verte dévie plus que la lumière rouge et la lumière bleue dévie plus que le rouge et le vert; le rouge est généralement défini comme 656.3 nm, le vert comme 587.6 nm et le bleu comme 486.1 nm.

   
   

Caméras à prisme multispectral

Caméras à prisme multispectral par leFabricant de prisme optiquePeut diviser la lumière incidente et la projeter sur deux capteurs différents, effectuant simultanément des inspections en lumière visible et dans le proche infrarouge (NIR): un pour le canal de couleur de la lumière visible (longueur d'onde 400-700 nm) et l'autre pour le canal NIR (longueur d'onde 750-900 nm). Cette fonction permet à une seule caméra d'inspecter les éléments visibles, les défauts souterrains ou d'autres informations détectables aux longueurs d'onde NIR. Les caméras multispectrales sont idéales pour inspecter les billets de banque, les textiles, les circuits imprimés et les produits biologiques comme les fruits et légumes.

Caméras spectrales prisme

L'imagerie du prisme spectral implique l'utilisation d'un prisme pour décomposer un faisceau lumineux composite incident en faisceaux multispectraux ou changer la direction du faisceau, puis capturer des images avec différentes plages spectrales ou dynamiques à l'aide de plusieurs capteurs. L'avantage de cette technologie est qu'elle élimine le besoin de «compensation spatiale» des capteurs lorsque l'appareil photo et la surface sont photographiés sous un certain angle. Même lors de la photographie de surfaces rugueuses, il n'y a pas de problème de «parallaxe» sur plusieurs capteurs. Les systèmes d'imagerie construits avec cette technologie sont faciles à installer, très précis, rentables et peuvent remplacer complètement les solutions d'imagerie multi-caméras. La technologie d'imagerie spectrale Prism fournit des moyens de détection efficaces pour inspecter les plaquettes de semi-conducteurs, les fruits, les légumes, les aliments et les matériaux d'emballage.

Principes du chemin optique

Les caméras à prisme divisent la plage spectrale de la lumière visible aux bandes infrarouges à ondes courtes (SWIR), effectuant une séparation spectrale dans les bandes visible et SWIR ou dans la bande SWIR seule.

Scénarios d'application des caméras Prism dans la vision des machines

La technologie Prism peut diviser la lumière incidente en longueurs d'onde RVB et les projeter sur des CCD configurés de haute précision. Par conséquent, les caméras à prisme offrent une reproduction des couleurs de haute précision, une sensibilité spectrale élevée basée sur la séparation de la longueur d'onde (mélange de couleurs faible) et peuvent produire des données d'image couleur de très haute précision et des images HDR haute dynamique. Ils fournissent également une résolution spatiale élevée pour une détection précise des bords et peuvent identifier les détails fins de la cible d'inspection.

Sur la base de ces caractéristiques, les caméras à prisme sont largement utilisées pour inspecter les fruits, les légumes, les pièces de monnaie, les billets de banque, les textiles, les plastiques, les LED, les soudures, le verre, les panneaux solaires, les fours industriels et les métaux chauffés.

En conclusion, les caméras à prisme, avec leurs capacités avancées de division de la lumière et d'imagerie, offrent une précision et une polyvalence inégalées dans diverses applications industrielles et scientifiques. Leur capacité à fournir des images couleur haute résolution, multispectrales et précises en fait des outils indispensables dans les systèmes de vision industrielle modernes.