Qu’est-ce qu’une caméra à capteur linéaire ?
Une caméra à capteur linéaire (en anglais : line sensor camera) est une caméra qui capture des objets en ligne et les combine en une seule image.
Les caméras à capteur de surface, qui sont souvent comparées, capturent l’ensemble du champ de vision en une seule fois. En revanche, une caméra à capteur linéaire acquiert une image plane en capturant continuellement l’objet perpendiculairement à une rangée de capteurs linéaires ou en déplaçant la caméra.
Lors de l’acquisition d’images horizontales, les caméras à capteur linéaire peuvent également capturer les moindres changements pixel par pixel.
Utilisations des caméras à capteurs linéaires
Les caméras linéaires sont utilisées à des fins très diverses, de l’inspection d’infrastructures sociales telles que les routes et les murs extérieurs à l’inspection industrielle de tissus non tissés, d’engrenages et de composants semi-conducteurs, en passant par l’analyse d’œuvres d’art et le tri de fruits qui faisaient auparavant l’objet d’une inspection visuelle.
Les objets pour lesquels les caméras à capteurs linéaires conviennent sont notamment les objets de grande taille, nécessitant une résolution de haute précision, les objets longs et continus et les objets tridimensionnels.
Par exemple, lors de la photographie d’objets de grande taille, les capteurs de surface peuvent être utilisés pour capturer des images en sections, mais les images multiples doivent être assemblées. En revanche, avec un capteur linéaire, les images peuvent être capturées en une seule fois et il n’est donc pas nécessaire de les assembler.
Principe des caméras à capteur linéaire
Comme une caméra ordinaire, une caméra à capteur linéaire convertit la lumière entrant par l’objectif en un signal électronique en formant une image sur un CCD, un CMOS ou un autre élément d’imagerie, et émet le signal sous la forme d’une image.
L’image est capturée en continu en déplaçant le sujet verticalement vers l’élément d’imagerie, qui consiste en une seule rangée de capteurs linéaires. Un certain nombre d’images sont ensuite combinées pour obtenir une image continue. Les caméras à capteurs linéaires peuvent être classées en deux catégories : les modèles capables d’acquérir des images monochromes et les modèles capables d’acquérir des images en couleur ou des images à rayons invisibles.
Les modèles capables d’acquérir des images en couleur disposent d’un réseau de 1 à 3 rangées de capteurs linéaires et sont multicouches. En effet, un seul capteur ne peut fournir qu’une seule information couleur : avec un capteur couleur à trois rangées, un pixel particulier est capturé par trois capteurs d’image qui peuvent acquérir des informations sur les couleurs bleue, verte et rouge.
Un capteur de couleur à une rangée, en revanche, capture un pixel spécifique avec un seul capteur d’image, de sorte qu’une seule information de couleur est acquise. La précision des couleurs est alors inférieure à celle d’un capteur de couleurs à trois rangées, car les informations sur la couleur d’un pixel spécifique sont estimées à partir des informations sur la couleur environnante.
Comment choisir une caméra à capteur linéaire
Lors du choix d’une caméra à capteur linéaire, il est important de prendre une décision globale sur la résolution, le contrôle de l’exposition, la compatibilité à grande vitesse et la sensibilité du système cible à traiter.
1. Contrôle de l’exposition
Les anciennes caméras linéaires ne disposent pas de contrôle de l’exposition et modifient manuellement la luminosité de la source lumineuse en fonction des fluctuations de la vitesse. L’utilisation d’un obturateur électronique permet de modifier automatiquement le temps d’exposition afin de capturer des images avec la même luminosité, même en cas de changement de vitesse.
2. Support à grande vitesse
Elle est déterminée par le débit, qui représente la capacité de traitement des données. Des appareils photo dotés des niveaux de vitesse les plus élevés sont désormais disponibles dans le commerce.
3. Sensibilité
Les caméras conventionnelles à capteur linéaire ne peuvent prendre qu’un temps d’exposition d’un balayage de ligne et nécessitent une forte source de lumière. Les capteurs eux-mêmes sont donc très efficaces, avec un rapport d’ouverture de 100 %. Il existe également des caméras dont la sensibilité peut être multipliée par des dizaines de fois grâce à la technologie d’intégration à retardement, ce qui les rend adaptées aux endroits où les niveaux d’éclairage ne peuvent pas être augmentés et aux vitesses de balayage rapides.
4. Correction des ombres
Les caméras modernes ont la capacité de compenser les petites différences de sensibilité au sein d’un pixel en temps réel dans la caméra. Cet outil peut être utilisé pour la correction des ombres, c’est-à-dire la correction des variations d’intensité lumineuse dans le sens de la largeur en raison d’un éclairage inégal.
Autres informations sur les caméras linéaires
Fabricants de caméras linéaires
Les caméras linéaires sont utilisées dans des domaines spécifiques, tels que l’inspection d’objets longs ou l’inspection visuelle d’objets tridimensionnels. Par conséquent, le marché de ces caméras est plus limité que celui des caméras à capteur de surface. Le marché des caméras à capteurs linéaires représente environ 40 % de celui des caméras à capteurs de surface, mais il se développe rapidement.
Il existe un grand nombre de fabricants de caméras à capteurs linéaires, car il s’agit d’un produit en développement. Parmi les entreprises employant un grand nombre de personnes, citons Keyence Corporation et Hamamatsu Photonics K.K. De plus, il existe de nombreuses autres entreprises telles que Core-Tech Corporation, Aval Data Corporation et J.A.I. Corporation.