Què és un xip d’imatge?

Res funciona sense ell: el xip d’imatge , també anomenat sensor d’imatge , és l’element central de cada càmera, ja sigui en un telèfon intel·ligent, un sistema d’assistència al vehicle o una càmera intel·ligent industrial. Converteix la llum en senyals elèctrics, fent possible així el processament digital d’imatges en primer lloc.

Vista detallada de la càmera intel·ligent wenglor B60 amb un xip d'imatge visible al centre.
Vista detallada de la Smart Camera B60, amb el xip d'imatge exposat al centre.

Com funciona un xip d’imatge?

El xip d’imatge és un component semiconductor electrònic que reacciona a la llum. Quan els fotons, és a dir, les partícules de llum, incideixen sobre el sensor, es converteixen en càrregues elèctriques per efecte fotoelèctric . Aquestes petites diferències de voltatge es llegeixen, es digitalitzen i s’assemblen en una imatge.

En aplicacions industrials, s’utilitzen predominantment sensors monocroms . Només capturen informació sobre la brillantor, oferint així el màxim contrast i precisió , alhora que redueixen el volum de dades. Això permet avaluacions més ràpides i una comunicació de processos més eficient .

Avui dia, els sensors CMOS (semiconductors d’òxid metàl·lic complementari) són els més utilitzats. En comparació amb les tecnologies CCD més antigues, aquests sensors ofereixen nombrosos avantatges: menor consum d’energia, major velocitat de lectura i dissenys més compactes, ideals per a ús industrial en càmeres intel·ligents i sensors de visió.

Què determina la mida d’un xip d’imatge?

La mida del xip d’imatge és un factor crucial per a la qualitat de la imatge, la sensibilitat a la llum i el disseny de la càmera.
Com més gran sigui el sensor, més superfície hi haurà disponible per capturar la llum , cosa que generalment comporta una qualitat d’imatge més alta . Tanmateix, els sensors més grans requereixen més espai i sovint són més cars de fabricar.

En el processament d’imatges industrials, s’utilitzen sensors de diferents mides, depenent de la resolució i els requisits d’espai . La tendència és cap a sensors cada cop més petits , ja que les tecnologies de fabricació modernes compensen cada cop més molts desavantatges de la miniaturització, com ara la reducció de la sensibilitat a la llum.

Mida del píxel i sensibilitat a la llum

La mida dels píxels hi juga un paper central:

  • Els píxels més grans poden capturar més llum i oferir una millor relació senyal-soroll amb poca llum o temps d’exposició molt curts.
  • Els píxels més petits permeten resolucions més altes en una àrea més petita, però requereixen més llum o temps d’exposició més llargs per evitar el mateix soroll d’imatge.

En aplicacions industrials, on sovint es requereixen temps d’exposició curts per a processos ràpids, cal trobar un equilibri acurat entre el nombre de píxels i la seva mida . Només la relació correcta garanteix una brillantor, precisió i nitidesa de la imatge suficients.

Quan s’utilitzaran xips d’imatge en color?

En el processament d’imatges industrials, els xips d’imatges en color només són necessaris en casos especials, és a dir, quan les diferències de color serveixen com a criteri d’inspecció rellevant .

Alguns exemples són:

  • El reconeixement d’etiquetes o marques de colors
  • Classificació de productes per color
  • Verificació del color per a envasos o impressió

Els xips d’imatges en color solen utilitzar un patró de filtre de Bayer , que assigna un dels colors primaris (vermell, verd o blau) a cada píxel. La imatge en color s’assembla computacionalment a partir d’aquestes dades.

El desavantatge:

  • La sensibilitat efectiva a la llum és menor , ja que cada píxel només rep una part de la llum.
  • A més, això provoca un augment del trànsit de dades , que pot afectar negativament el temps de processament .

Per tant, els sensors monocroms són l’estàndard a la indústria: ofereixen una sensibilitat més alta, menys soroll i permeten una detecció més precisa de vores i contorns. Els sensors de color només s’utilitzen quan les diferències de color subtils són crucials per al control de qualitat.

Una ullada a l’interior: el xip d’imatge de la Smart Camera B60

Dues càmeres intel·ligents wenglor B60: una amb autoenfocament i mòdul d'il·luminació activat, l'altra amb objectiu de muntura C, per a aplicacions flexibles de processament d'imatges en automatització industrial.
La càmera intel·ligent wenglor B60 està disponible en dues versions: amb autoenfocament i mòdul d’il·luminació, i amb objectiu de muntura C: màxima flexibilitat per al processament d’imatges industrials.

El xip d’imatge de la wenglor Smart Camera B60 és clarament visible en un diagrama de vista detallada . Està situat directament darrere de la lent i, juntament amb el processador, la il·luminació i la carcassa, forma el cor del sistema. Aquí, la informació òptica es digitalitza i s’avalua immediatament en temps real, un avantatge crucial per a solucions de processament d’imatges ràpides, compactes i intel·ligents .

Conclusió

El xip d’imatge és l’enllaç crucial entre l’òptica i el processament digital d’imatges.
Determina la sensibilitat , la precisió i la rapidesa de funcionament d’una càmera.

  • Els sensors CMOS monocroms ofereixen la màxima sensibilitat a la llum i velocitat de processament.
  • Els sensors de color proporcionen informació addicional en aplicacions relacionades amb el color.
  • La mida del sensor i l’arquitectura dels píxels afecten la captura de llum, la resolució i el rang dinàmic.

Amb xips d’imatge CMOS d’última generació, wenglor ofereix solucions potents, compactes i preparades per al futur per a tots els reptes industrials amb les seves càmeres intel·ligents i sensors de visió , des de processos d’alta velocitat fins a una inspecció de qualitat precisa.

autor

Picture of Max Mustermann

Max Mustermann

Càrrec