Görüntü çipi nedir?

Onsuz hiçbir şey çalışmaz: görüntü sensörü olarak da bilinen görüntü çipi , ister bir akıllı telefonda, ister bir araç destek sisteminde veya endüstriyel bir Smart Camera’da olsun , her kameranın merkezi unsurudur. Işığı elektrik sinyallerine dönüştürerek ilk etapta dijital görüntü işlemeyi mümkün kılar.

Wenglor Smart Camera B60'ın merkezi olarak görülebilen görüntü çipi ile patlatılmış görünümü.
Smart Camera B60'ın patlatılmış görünümü - ortada açıkta kalan görüntü çipi ile.

Bir görüntü çipi nasıl çalışır?

Görüntü çipi, ışığa tepki veren elektronik bir yarı iletken bileşendir. Fotonlar – yani ışık parçacıkları – sensöre çarptığında, fotoelektrik etki ile elektrik yüklerine dönüştürülürler . Voltajdaki bu küçük farklılıklar daha sonra okunur, sayısallaştırılır ve bir görüntü oluşturmak üzere birleştirilir.

Monokrom sensörler ağırlıklı olarak endüstriyel uygulamalarda kullanılır. Yalnızca parlaklık bilgisini kaydederler ve bu nedenle maksimum kontrast ve hassasiyet sağlarlar aynı zamanda daha düşük veri hacmi ile. Bu da daha hızlı değerlendirmeler ve daha verimli süreç iletişimi sağlar .

CMOS sensörler (tamamlayıcı metal oksit yarı iletken) günümüzde en yaygın kullanılan sensörlerdir. Bu sensörler eski CCD teknolojilerine kıyasla çok sayıda avantaj sunar: daha düşük güç tüketimi, daha yüksek okuma hızı ve daha kompakt tasarımlar – Smart Camera’lar ve görüntü sensörleri için idealdir.

Bir görüntü çipinin boyutu neye bağlıdır?

Görüntü çipinin boyutu, görüntü kalitesi, ışık hassasiyeti ve kameranın tasarımı için belirleyici bir faktördür.
Sensör ne kadar büyük olursa, ışığı yakalamak için o kadar fazla yüzey alanı kullanılabilir – bu da genellikle daha yüksek görüntü kalitesi sağlar. Bununla birlikte, daha büyük sensörler daha fazla alan gerektirir ve üretimi genellikle daha pahalıdır.

Bu nedenle endüstriyel görüntü işleme sürecinde çözünürlük ve alan gereksinimlerine bağlı olarak farklı boyutlarda sensörler kullanılmaktadır . Modern üretim teknolojileri , daha düşük ışık hassasiyeti gibi minyatürleştirmenin birçok dezavantajını giderek daha fazla telafi ettiğinden , daha küçük sensörlere doğru bir eğilim vardır.

Piksel boyutu ve ışık hassasiyeti

Piksel boyutu burada merkezi bir rol oynamaktadır:

  • Daha büyük pikseller daha fazla ışık emebilir ve düşük ışıkta veya çok kısa pozlama sürelerinde daha iyi bir sinyal gürültü oranı sağlayabilir.
  • Daha küçük pikseller daha küçük bir alanda daha yüksek çözünürlük sağlar, ancak aynı görüntü gürültüsünü önlemek için daha fazla ışık veya daha uzun Pozlama süreleri gerektirir.

Hızlı prosesler için genellikle kısa pozlama sürelerinin gerekli olduğu endüstriyel uygulamalarda, piksel sayısı ve piksel boyutu arasında dikkatli bir denge kurulmalıdır . Yalnızca doğru oran yeterli parlaklığı, hassasiyeti ve görüntü keskinliğini garanti eder .

Renkli görüntü çipleri ne zaman kullanılır?

Endüstriyel görüntü işleme sürecinde, renkli görüntü çipleri yalnızca özel durumlarda, yani renk farklılıkları ilgili bir denetim özelliği olarak kullanıldığında gereklidir .

Örnekler şunlardır

  • Renkli etiketlerin veya işaretlerin tespiti
  • Ürünleri renklerine göre sıralama
  • Ambalaj veya baskı için renk doğrulama

Renkli görüntü çipleri genellikle her piksele kırmızı, yeşil veya mavi ana renklerden birini atayan Bayer filtre modeli kullanır . Renkli görüntü bu verilerden matematiksel olarak derlenir.

Dezavantajı:

  • Her piksel ışığın yalnızca bir kısmını aldığı için etkin ışık hassasiyeti daha düşüktür.
  • Bu aynı zamanda daha yüksek veri trafiğine neden olur ve bu da işlem süresi üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olabilir .

Monokrom sensörlerin sektörde standart olmasının nedeni budur – daha yüksek hassasiyet, daha düşük gürültü sunarlar ve daha hassas kenar ve kontur algılama sağlarlar. Sensörler yalnızca ince renk farklılıklarının kalite denetimi için çok önemli olduğu durumlarda kullanılır.

İçeriye bir bakış: Smart Camera B60’ın görüntü çipi

İki adet wenglor Akıllı Kamera B60: biri otomatik odaklama ve aktif aydınlatma modülüyle birlikte, diğeri C mount lensli - endüstriyel otomasyonda esnek görüntü işleme uygulamaları için.
wenglor Smart Camera B60’ın iki versiyonu mevcuttur: otomatik odaklama ve aydınlatma modülü ile C mount lensli – endüstriyel görüntü işleme için maksimum esneklik.

Wenglor Smart Camera B60 ‘daki görüntü çipi, patlatılmış bir görünümde açıkça tanınabilir . Doğrudan optik ünitelerin arkasında yer alır ve işlemci, aydınlatma ve gövde şekli ile birlikte sistemin kalbini oluşturur. Optik bilgilerin gerçek zamanlı olarak dijitalleştirildiği ve anında değerlendirme yapıldığı yer burasıdır – hızlı, kompakt ve akıllı görüntü işleme çözümleri için belirleyici bir avantaj .

Sonuç

Görüntü çipi, optik üniteler ve dijital görüntü işleme arasındaki en önemli bağlantıdır.
Bir kameranın ne kadar hassas, kesin ve hızlı çalışacağını belirler.

  • Monokrom CMOS sensörler maksimum ışık hassasiyeti ve işleme hızı sunar.
  • Sensörler, renkle ilgili uygulamalar için ek bilgi sağlar.
  • Sensör boyutu ve piksel mimarisi ışık yakalama, Çözünürlük ve dinamik aralığı etkiler.

Son teknoloji CMOS görüntü yongaları ile wenglor’un Smart Camera’ları ve görüntü sensörleri, yüksek hızlı proseslerden hassas kalite denetimine kadar her türlü endüstriyel zorluk için güçlü, kompakt ve geleceğe dönük çözümler sunar.

Yazar

Picture of Max Mustermann

Max Mustermann

İş unvanı