JAI Wave WAA Kamera-Serie

Flächenscan-Kamera für sichtbares Licht und SWIR in der industriellen Inspektion

Die JAI Wave WAA erweitert die Wave-Serie um eine Flächenscan-Option: Ein einzelner InGaAs-Sensor erfasst sichtbare und kurzwellige Infrarot-Bilddaten in einer Belichtung, ohne eine zweite Kamera oder einen Bildregistrierungsschritt. Die integrierte thermoelektrische Kühlung (TEC) minimiert das Sensorrauschen und hält die Temperatur stabil, für eine gleichbleibend hohe Bildqualität. Sie eignet sich für die Inspektion einzelner Objekte, etwa an Stop-and-Go-Stationen und Pick-and-Place-Linien, überall dort, wo das Objekt der Kamera direkt präsentiert wird.

Das Wichtigste in Kürze

  • Erfasst den sichtbaren und nahinfraroten Bereich (400–1700 nm) über einen einzelnen Sensor. Eine zweite Kamera ist überflüssig
  • Die thermoelektrische Kühlung hält die Sensortemperatur stabil, reduziert das Dunkelrauschen und sorgt für zuverlässige Kalibrierung auch bei langen Produktionsläufen
  • 1,3-MP-Auflösung mit bis zu 90 Bildern/Sekunde eignet sich für die Inspektion einzelner Objekte an Stop-and-Go- und Pick-and-Place-Linien
  • Zeigt Materialeigenschaften, die mit Bildgebung im sichtbaren Licht unsichtbar sind: Feuchtigkeitsgehalt, Reifegrad, Defekte unterhalb der Oberfläche und die Dichtigkeit von Versiegelungen
  • Passt in Standard Kamera-Installationen: GigE Vision, C-Mount-Optik, kompaktes 60 × 60 mm-Gehäuse

Was bedeutet sichtbares Licht und SWIR-Flächenscan in einem Sensor? 

Standard-InGaAs-Sensoren reagieren auf SWIR, blockieren jedoch den Großteil des sichtbaren Lichts. Ein erweitertes Sensordesign lässt Photonen aus dem sichtbaren Bereich zusätzlich zu SWIR-Photonen auf die InGaAs-Schicht treffen, sodass eine einzelne Kamera beide Bänder erfasst, ohne Strahlteiler oder einen zweiten optischen Pfad.


Das ist relevant, wenn eine Inspektionsentscheidung sowohl von der Oberflächenbeschaffenheit des Objekts als auch von seinen Eigenschaften unterhalb der Oberfläche oder seinem Feuchtigkeitsgehalt abhängt, statt nur von einem der beiden Faktoren.

Ein einzelner Sensor liefert diese kombinierte Ansicht, wobei die thermoelektrische Kühlung das Sensorrauschen konstant niedrig hält, sodass die Ergebnisse ohne Zwei-Kamera-Aufbau konsistent bleiben.

Die wichtigsten Vorteile

Materialeigenschaften jenseits des Sichtbaren
Die SWIR-Empfindlichkeit detektiert Feuchtigkeit, Reifegrad, Defekte unterhalb der Oberfläche und die Dichtheit von Siegelnähten, die allein anhand der Oberflächenbeschaffenheit nicht erkennbar sind, und unterstützt so Inspektionsentscheidungen, die mit reiner Bildgebung im sichtbaren Licht gar nicht möglich wären.


Scharfe Aufnahmen bewegter oder präsentierter Objekte
Der Global Shutter belichtet das gesamte Bild gleichzeitig, sodass Objekte, die sich noch in Position setzen oder sich in einer Pick-and-Place-Zelle bewegen, ohne Bewegungsunschärfe erfasst werden.


Anpassbar an die Anwendung
Die Auswahl der Region of Interest und Binning ermöglichen es Anlagenbauern, die Bilderfassung an Objektgröße und Taktzeit anzupassen, ohne die Hardware zu ändern.

Sauberere Ausgabedaten, weniger Verarbeitungsaufwand
Flat-Field-Korrektur, Fehlerpixelkorrektur sowie Schwarzwert- und Gammasteuerung direkt in der Kamera liefern bereits korrigierte Bilddaten an den Host und reduzieren so den nachgelagerten Verarbeitungsaufwand.


Für den industriellen Einsatz konzipiert
Ausgelegt für -20 °C bis +55 °C eignet sich die JAI Wave WAL für Inspektionsumgebungen in der Lebensmittel-, Pharma-, Verpackungs- und Halbleiterindustrie.


Passt in bestehende Infrastruktur
GigE Vision und ein Standard-C-Mount in einem kompakten 60 × 60 mm-Gehäuse bedeuten, dass sich die Kamera ohne Systemneuentwicklung in bestehende Flächenscan-Positionen und Software-Umgebungen einfügt.

Anwendungsbereiche

Sortieren und Klassifizieren von Lebensmitteln mittels BildverarbeitungSortieren und Klassifizieren von Lebensmitteln mittels Bildverarbeitung

Sortierung und Klassifizierung von Lebensmitteln und Getränken

Gemeinsam erfasste Daten aus sichtbarem Licht und SWIR unterstützen die Klassifizierung nach Oberflächenqualität und Größe sowie nach Feuchtigkeitsgehalt, Reifegrad und beginnendem Verderb, der sich anhand der Oberfläche allein nicht erkennen lässt.

Halbleiterprüfung mit BildverarbeitungHalbleiterprüfung mit Bildverarbeitung

Ausrichtung in der Halbleiterfertigung

Die SWIR-Empfindlichkeit macht Ausrichtungsmarken unterhalb von Siliziumschichten sichtbar, ohne den Wafer zu verändern, und unterstützt so die präzise Lage-zu-Lage-Ausrichtung während der Fertigung.

Verpackungsprüfung mittels BildverarbeitungVerpackungsprüfung mittels Bildverarbeitung

Verpackungs- und Siegelnahtprüfung

Verbesserter Kontrast bei transparenten und teiltransparenten Materialien lässt Heißsiegelnähte dort messbar werden, wo die Bildgebung im sichtbaren Licht allein die Kante verliert, und unterstützt so die Prüfung der Siegelqualität. 

Recycling und Sortierung mittels BildverarbeitungRecycling und Sortierung mittels Bildverarbeitung

Recycling und Materialsortierung

Die SWIR-Empfindlichkeit unterstützt die Verifizierung von Materialklassifizierungen nach der Sortierung sowie die Bewertung neuer Sortierkriterien, auch bei größeren oder unregelmäßig geformten Objekten mit eingeschränkter Bewegungssteuerung.

Technische Daten

Parameter WAA-1300-GE-TEC

Sensor

InGaAs (IMX990)

Spektralbereich

400–1700 nm (sichtbares Licht + SWIR)

Auflösung

1.3 MP (1280 × 1024)

Optisches Format

1/2"

Pixelgröße

5.0 × 5.0 µm

Bildrate

Bis zu 90 fps

Shuttertyp

Global Shutter

ROI

Ja

Videoausgang

Mono 8/10/12-bit

Verstärkung (Gain)

0–42 dB

Kühlung

Integrierte einstufige TEC-Kühlung

Schnittstelle

Gigabit Ethernet (1000BASE-T), (GigE Vision)

Objektivanschluss

C-Mount

ISP-Funktionen

FFC, DPC, Schwarzwert, Gammasteuerung, LUT, Rauschunterdrückung

Leistungsaufnahme

6.5 W

Betriebstemperatur

-20°C bis +55°C

Abmessungen (H × B × L)

60.0 × 60.0 × 80.5 mm

Gewicht

400 g

STEMMER IMAGING: Unsere Unterstützung bei Ihrem Einsatz der Wave-Serie 

SWIR-Flächenscan-Anwendungen erfordern eine abgestimmte Auswahl von Kamera, Beleuchtung und Optik. Das Technical Competence Centre von STEMMER IMAGING unterstützt in allen Phasen der Systemspezifikation und -umsetzung. 

Operational Services 

Firmware-Konfiguration, Kamera-Voreinstellungen und Dokumentation verkürzen die Aufbauzeit vor Ort bei Installationen der Wave-Serie.

Engineering Services 

Noch vor der Systemspezifikation validieren Machbarkeitstests den Kontrast im sichtbaren und im SWIR-Bereich anhand realer Produktionsmaterialproben. Technisches Coaching umfasst die Auswahl der Beleuchtung und die Optimierung der Erfassungsparameter für die kombinierte Bildgebung im sichtbaren und SWIR-Bereich. 

Special Solutions & Applications 

Für anwendungsspezifische Subsystementwicklung oder die Einbindung von Visible + SWIR-Bildgebung in eine bestehende Produktionslinien-Steuerungsinfrastruktur: von der Projektqualifizierung bis zur Serienreife.

Häufig gestellte Fragen

Was unterscheidet die WAA-1300-GE-TEC von den Wave-WAL-Zeilenkameras?

Die WAA-1300-GE-TEC ist eine Flächenkamera, die ein komplettes Bild in einer einzigen Belichtung erfasst und sich für die Inspektion einzelner Objekte eignet, etwa an Stop-and-Go-Stationen und Pick-and-Place-Linien. Die WAL-1001-GE und die WAL-2001-GE sind Zeilenkameras, die ein Bild Zeile für Zeile aufbauen, während sich das Material kontinuierlich durch das Sichtfeld bewegt, geeignet für die Inspektion von Fördersystemen, Bahnware und Rolle-zu-Rolle-Prozessen. Die Auswahl hängt davon ab, ob das Inspektionsobjekt einzeln vorliegt oder sich kontinuierlich bewegt. 

Was ermöglicht die Erfassung von sichtbaren und SWIR-Daten über einen einzelnen Sensor?

Eine einzige Belichtung liefert sowohl Oberflächendetails im sichtbaren Bereich als auch Materialinformationen aus dem SWIR-Bereich, etwa Feuchtigkeitsgehalt oder Defekte unterhalb der Oberfläche, ohne den Abgleich und die Synchronisation, die ein Zwei-Kamera-Aufbau für sichtbares Licht und SWIR erfordern würde.

Wann ist die WAA-1300-GE-TEC die richtige Wahl für eine Inspektionsanwendung?

Sie eignet sich, wenn die Inspektionsentscheidung sowohl von der Erscheinung im sichtbaren Bereich als auch von Materialeigenschaften im SWIR-Bereich abhängt und wenn das Objekt der Kamera präsentiert wird, statt kontinuierlich an ihr vorbeizulaufen. Werden auf einer durchlaufenden Linie ausschließlich SWIR-Daten benötigt, ist in der Regel eine Wave-WAL-Zeilenkamera die passendere Wahl.

Welche Rolle spielt die integrierte thermoelektrische Kühlung?

Die TEC-Kühlung hält die Betriebstemperatur des Sensors stabil, reduziert das Dunkelrauschen und trägt dazu bei, dass die Kalibrierdaten auch bei langen Produktionsläufen zuverlässig bleiben, besonders relevant in Umgebungen mit schwankender Umgebungstemperatur. 

Welche Beleuchtung wird für die Visible + SWIR-Flächenscan-Bildgebung benötigt?

Die Beleuchtung muss ausreichende Leistung sowohl im sichtbaren als auch im SWIR-Bereich liefern, oder es wird eine auf die Inspektionsanforderung abgestimmte Zweiband-Beleuchtung benötigt. STEMMER IMAGING unterstützt bei der Auswahl der Beleuchtung im Rahmen seiner Engineering Services.

Welche Software ist mit der WAA-1300-GE-TEC kompatibel?

Die Kamera nutzt GigE Vision (1000BASE-T) und ist mit jedem GigE-Vision-kompatiblen Erfassungs-Framework kompatibel, einschließlich CVB Common Vision Blox von STEMMER IMAGING und dem JAI SDK.

Sind Machbarkeitstests vor der Systemspezifikation verfügbar?

Ja. STEMMER IMAGING bietet im Rahmen seiner Engineering Services Machbarkeitstests an, bei denen der Kontrast im sichtbaren und im SWIR-Bereich anhand realer Produktionsmaterialproben validiert wird, noch vor der Systemspezifikation.