La technologie Sony SenSWIR qui inspire

Rencontre avec Danny Hesse, Portfolio Manager au sein de l'entreprise STEMMER IMAGING.

Dans le cadre de son développement stratégique, Sony a franchi un jalon significatif dans son expansion sur le marché de l'imagerie SWIR. L'entreprise a en effet mis au point des capteurs SenSWIR à architecture InGaAs de pointe, qui permettent la capture simultanée d'images dans le spectre lumineux visible et infrarouge à ondes courtes. Parallèlement, ces capteurs établissent de nouvelles normes en termes de taille de pixel et d'homogénéité de l'image.

Notre gestionnaire de portefeuille, Danny Hesse, vous présente les spécificités des nouveaux capteurs SenSWIR et leurs domaines d'application privilégiés.

Une différence majeure entre les capteurs SenSWIR et les capteurs InGaAs standard conventionnels réside dans leur conception. Quatre caractéristiques techniques offrent des avantages correspondant aux besoins de notre clientèle : la petite taille des pixels, la grande homogénéité de l'image, la correction automatique du courant d'obscurité et la fine couche de phosphure d'indium.

Dans le cadre de l'utilisation des capteurs InGaAs conventionnels, il est à noter que la taille des pixels est généralement comprise entre 15 µm pour les capteurs VGA et 10 µm pour les capteurs SXGA. Les capteurs SenSWIR, quant à eux, offrent une taille de pixel de 5 µm grâce à l'utilisation de connexions cuivre-cuivre. Le principal atout de ce produit réside dans sa capacité à offrir des résolutions plus élevées tout en réduisant la taille du capteur. Cette innovation permet d'obtenir une caméra plus compacte, un avantage compétitif clé sur le marché.

Veuillez trouver ci-dessous un comparatif de l'architecture du capteur SenSWIR avec celle des capteurs InGaAs classiques.

En ce qui concerne l'image, nous travaillons avec Allied Vision Technologies GmbH.

À la différence des capteurs InGaAs traditionnels, Sony se distingue comme le premier fabricant à avoir atteint un rendement quantique significatif (>50 %) sur l'ensemble du spectre visible et infrarouge à ondes courtes. Cette approche innovante permet de réduire significativement les coûts du système, notamment dans le cadre des applications multispectrales, où l'utilisation d'une seule caméra suffit.

Dans le cadre de notre analyse du rendement quantique des capteurs SenSWIR de Sony, nous avons étudié la corrélation entre le rendement et la longueur d'onde.

En ce qui concerne l'image, nous travaillons avec Allied Vision Technologies GmbH.

Les capteurs SenSWIR sont dotés d'une innovation technique avancée : des pixels blindés qui ne sont pas exposés à la lumière. Cette caractéristique innovante permet d'assurer une correction automatique du niveau de noir, une fonction essentielle pour les applications industrielles.

Lorsqu'il n'y a pas de lumière et que le capteur est couvert, des signaux faibles peuvent être observés. Ces signaux sont causés par des porteurs de charge libres spontanés. On appelle cela le courant d'obscurité.

Ces pixels sont utilisés pour déterminer en temps réel le niveau de noir moyen causé par le courant d'obscurité. Lorsque la correction automatique du niveau de noir est activée, le niveau de noir mesuré est automatiquement soustrait de la valeur de chaque pixel effectif directement dans le capteur, et non dans le FPGA de la caméra comme c'est généralement le cas avec les capteurs InGaAs standard. Cette approche innovante permet de minimiser les ressources matérielles requises à l'intérieur de la caméra, tout en garantissant des temps de réponse significativement plus courts.

Par ailleurs, les capteurs SenSWIR offrent une homogénéité des pixels qui surpasse nettement celle des capteurs InGaAs traditionnels. Suite à une analyse détaillée, des irrégularités ont été détectées dans les capteurs SenSWIR. Ces irrégularités augmentent en corrélation directe avec la hausse de la température des capteurs. Le refroidissement des capteurs s'avère donc un atout majeur pour minimiser à la fois le courant d'obscurité et l'inhomogénéité des données des capteurs lors d'expositions prolongées ou d'applications à température élevée. Dans ces contextes, l'homogénéité de l'image et la reproductibilité des résultats d'imagerie sont des impératifs.

L'intégration d'une correction des hétérogénéités côté caméra (NUC, Non-Uniformity Correction) permet de sélectionner une température modérée du capteur afin de maintenir la consommation électrique de la caméra à un niveau bas, ce qui est également utile pour l'efficacité du refroidissement du capteur. Cependant, les capteurs SenSWIR offrent des performances supérieures en l'absence de NUC ou de refroidissement par rapport aux capteurs InGaAs.

Allied Vision est un leader du marché qui a été parmi les premiers à intégrer les capteurs innovants SenSWIR InGaAs de Sony dans sa série de caméras Goldeye SWIR. Cette intégration permet aux caméras de la série Goldeye SWIR d'être sensibles aux spectres visible et infrarouge à ondes courtes (SWIR). La nouvelle Goldeye est dotée d'une interface Gigabit Ethernet conforme à la norme GigE Vision. Elle est alimentée par Ethernet, ce qui nécessite uniquement un câble pour l'alimentation et les données. Cette caractéristique permet de réduire les coûts de câblage et d'intégration.

Sa conception modulaire innovante permet l'utilisation de différents filtres et optiques avec monture C, monture F ou monture M42, offrant une grande flexibilité pour répondre à différents besoins. De plus, la caméra Goldeye est dotée d'un système de refroidissement intégré à capteur thermoélectrique à un seul étage, qui assure une qualité d'image constante, même lors d'une utilisation prolongée dans des conditions environnementales variables. Dans le cadre de notre stratégie de diversification, nous sommes fiers d'annoncer le lancement prochain de modèles dotés d'une interface CameraLink. Cette initiative stratégique permettra de compléter notre gamme SWIR, renforçant ainsi notre position sur le marché.

Allied Vision est un leader du marché qui a été parmi les premiers à intégrer les capteurs SenSWIR InGaAs de Sony, un produit phare de la gamme Goldeye SWIR, dans sa série de caméras à la pointe de la technologie. Cette innovation permet aux caméras de fonctionner aussi bien dans le spectre visible que dans le spectre infrarouge à ondes courtes (SWIR), offrant une versatilité et une efficacité inégalées dans les applications de vision industrielle. La nouvelle Goldeye est dotée d'une interface Gigabit Ethernet conforme à la norme GigE Vision et dispose de la fonction Power over Ethernet. Cette fonctionnalité innovante permet de réduire les coûts de câblage et d'intégration en ne nécessitant qu'un seul câble pour l'alimentation et les données.

Sa conception modulaire innovante permet l'utilisation de différents filtres et optiques avec monture C, monture F ou monture M42, offrant une grande flexibilité pour répondre à différents besoins. De plus, la caméra Goldeye est dotée d'un système de refroidissement thermoélectrique à un seul étage intégré qui assure une qualité d'image constante, même en cas d'utilisation intensive dans des conditions environnementales variables. Dans le cadre de notre stratégie de développement, nous sommes heureux d'annoncer l'introduction prochaine de modèles dotés d'une interface CameraLink. Ces nouveaux produits viendront compléter notre gamme SWIR existante, renforçant ainsi notre position sur le marché.

Les capteurs SenSWIR offrent une opportunité unique d'élargir le champ des applications de la vision industrielle au-delà du spectre visible.

Cette technologie s'avère particulièrement pertinente pour les secteurs d'activité qui requièrent une grande flexibilité dans l'analyse spectrale et la détection d'objets, ainsi qu'une détection précise des détails.

Les exemples suivants illustrent ce propos :

• Dans le cadre de nos procédures de contrôle qualité, nous effectuons des vérifications rigoureuses des contenants en plastique dans un environnement de production. Ces contrôles visent à identifier d'éventuels défauts d'impression ou irrégularités sur les contenants de yaourt, de lait et de jus.

• Dans le cadre de notre activité, nous procédons au tri des produits alimentaires selon leur teneur en eau et leur capacité d'absorption de la lumière SWIR. Cette démarche s'applique à divers types de produits, tels que le sucre, le sel, les graines et les noix, entre autres.

• Dans le cadre de notre démarche RSE, nous avons développé des applications de tri et de recyclage des plastiques.

• Dans le cadre de notre activité, nous procédons au tri des fruits et légumes en fonction de leur maturité et de leur fraîcheur, avant et après leur emballage.

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