Qu’est-ce qu’un capteur de découpe optique ?
Les capteurs de découpe optique désignent les dispositifs qui mesurent la forme tridimensionnelle d’un objet sur la base de la méthode de la découpe optique. Ce terme peut également désigner l’application englobant le capteur de découpe optique.
Si une application est incluse dans le capteur de découpe optique, il est possible de faire fonctionner des programmes tels que les réglages de l’appareil et le traitement des images dans un navigateur en connectant un câble LAN ou similaire à l’appareil lui-même.
Comparée à la méthode de vision stéréo binoculaire et à la méthode laser, la méthode de découpe optique originale permet d’obtenir une plus grande précision de la distance en utilisant un traitement arithmétique simple.
Cependant, pour permettre une imagerie à haute résolution et en temps réel, le balayage de la lumière projetée et l’imagerie avec résolution sont nécessaires.
Récemment, la recherche sur les capteurs de découpe optique a été active en raison des attentes croissantes en matière de mesure et d’inspection d’objets à géométrie tridimensionnelle.
Utilisations des capteurs de découpe optique
Les capteurs de découpe optique sont utilisés dans diverses industries, telles que l’industrie automobile, la construction navale et l’industrie manufacturière.
Dans l’industrie automobile, par exemple, ils sont utilisés pour mesurer la forme des pièces et des moules dans les processus d’inspection et de prototypage des véhicules. La mesure de la forme comprend l’inspection de la forme, qui permet de vérifier si les pièces finies sont fabriquées conformément à la conception, et la mesure des données relatives à la forme des prototypes.
Dans l’industrie de la construction navale, il sert aux hélices de bateaux, où des pièces typiques sont mesurées dans chaque processus, comme le moulage et le découpage. Lors de ces inspections en cours de fabrication, la forme globale de l’objet est mesurée, car l’inspection finale du produit est essentielle.
Dans l’industrie manufacturière, ils sont également utilisés dans les processus de soudure. Au cours de ce processus, les défauts tels que l’insuffisance de soudure, les soufflures et l’excès de soudure sont contrôlés en termes de forme extérieure.
Principe des capteurs de découpe optique
Les capteurs de découpe optique utilisent généralement la méthode de la découpe optique, selon laquelle un faisceau laser est d’abord irradié sur l’objet, puis diffusé et réfléchi.
La lumière réfléchie est ensuite reçue par un CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) et transformée en image afin d’obtenir des informations sur la hauteur, la forme et la position de l’objet à mesurer.
Comme indiqué ci-dessus, les méthodes de mesure conventionnelles utilisant des capteurs de découpe optique émettent une lumière en fente à partir d’une source laser et reçoivent la lumière réfléchie à l’aide d’une caméra (CMOS) ou d’un dispositif similaire.
Toutefois, ces dispositifs n’étaient pas combinés en une seule unité, mais fonctionnaient individuellement et les images capturées étaient affichées en monochrome.
Aujourd’hui, la précision requise dans la mesure des objets est de plus en plus élevée.
Par conséquent, l’environnement dans lequel ces capteurs sont utilisés devient également plus complexe. Les capteurs de découpe optique et d’autres composants sont donc intégrés dans un seul appareil afin de permettre une inspection stable.
De plus, alors qu’auparavant les images prises n’étaient affichées qu’en monochrome, les récents développements technologiques ont permis de vérifier les données en couleur.
Les applications actuelles, y compris les capteurs de découpe optique, sont conçues pour permettre une commutation flexible des réglages de l’équipement, etc. afin de faire face à diverses conditions, ce qui contribue aux économies de main-d’œuvre et à l’amélioration de la qualité de l’inspection dans les processus de production récents.
Histoire des méthodes de découpe optique
Ce thème couvre l’histoire typique des méthodes de découpe optique et présente la classification de la mesure d’images 3D.
Les méthodes de découpe optique ont été expérimentées pour la première fois au début des années 1970 au laboratoire électrotechnique du Japon et à l’université de Stanford aux États-Unis, ce qui a donné lieu à des recherches sur la reconnaissance des formes et la robotique de vision au Japon.
La première utilisation pratique de la projection de lumière en fente, un type de méthode de découpe optique, aurait été réalisée par la société canadienne General Motors. Cette méthode était utilisée dans les usines d’assemblage de fonderies, où les objets circulant sur un tapis roulant étaient détectés par des capteurs à lumière fendue et des capteurs de ligne.
À la fin des années 1970, la lumière a été utilisée à la place des ondes radio pour mesurer les images, mais à l’époque, cette méthode était considérée comme difficile à appliquer en raison de la vitesse élevée des ondes radio et de la lumière.
Classification des méthodes de découpe optique
Les méthodes de découpe optique sont généralement classées comme des mesures d’images tridimensionnelles et peuvent être divisées en deux catégories : les méthodes passives et les méthodes actives. Les méthodes passives sont classées comme des méthodes d’imagerie stéréo, tandis que les méthodes actives sont divisées en méthodes laser optiques, méthodes de découpe optique, méthodes stéréo photométriques, méthodes d’ajustement de la mise au point et méthodes de mesure des contours.
Comme il existe de nombreuses sous-catégories de méthodes actives, seule la méthode de découpe optique est abordée ici.
Les méthodes de découpe optique comprennent la projection de lumière par points, la projection de lumière par fentes et la projection de lumière par motifs, la première étant classée comme une méthode non vidéo, tandis que la seconde, la projection de lumière de motif, est classée comme une méthode vidéo. La projection de lumière en fente est une méthode qui appartient à ces deux catégories.
Tendances du marché des capteurs de découpe optique
Les capteurs de découpe optique sont classés comme des méthodes de découpe optique au sein des systèmes de traitement d’images 3D, et le marché mondial des systèmes de traitement d’images 3D étudié par Fuji Keizai Co.
En 2020, la taille du marché devrait diminuer en raison de la stagnation économique et de l’apparition de nouvelles infections par le coronavirus. Cependant, en 2021, le marché a montré des signes de reprise et devrait atteindre 2,5 milliards d’euros en 2025.
Le rapport indique également que la tendance du marché par industrie en 2020 sera de 900 millions d’euros pour l’électricité, 250 millions d’euros pour l’automobile et 2,5 millions d’euros pour la logistique.
De plus, le marché des caméras linéaires 3D, qui ajoutent des lasers à la technologie des caméras, est estimé à 80 millions d’euros en 2021 et devrait atteindre 105 millions d’euros d’ici 2024.