Sélection de la longueur d’onde en temps réel pour l’inspection adaptative multi-produits
- Matrices de LED rouges, vertes et bleues indépendantes avec commande de courant ou PWM par canal dans un seul appareil.
- L’acquisition séquentielle avec une caméra monochrome produit une information couleur effective avec un contraste optimisé par longueur d’onde.
- Idéal pour les lignes multi-produits, les codes de couleurs mixtes, les assemblages multicolores exigeant une adaptation de la longueur d’onde en temps réel.
- La vitesse de commutation en microsecondes permet l’acquisition multicolore à plus de 100 images/s synchronisée avec l’exposition de la caméra.
- Étalonnage des canaux requis pour maintenir la balance des couleurs malgré la température, le vieillissement et les variations d’une unité à l’autre.
- Couverture du visible uniquement à une résolution spectrale grossière de 100 nm ; le multispectral complet est préférable pour les tâches spectralement exigeantes.
Les éclairages RGB commutables combinent des matrices de LED rouges, vertes et bleues pilotées indépendamment dans un seul appareil, permettant de sélectionner dynamiquement la longueur d’onde d’inspection en cours de fonctionnement. Cette capacité permet des systèmes de vision adaptatifs qui ajustent leur éclairage à la cible spécifique présentée, optimisant le contraste pièce par pièce sans changer de matériel. La commutation RGB est une alternative plus simple et moins coûteuse aux systèmes multispectraux complets, largement déployée dans les applications traitant une variété de types de pièces sur le même poste d’inspection.
Principe de fonctionnement de l’éclairage RGB commutable
Un éclairage RGB commutable intègre trois matrices de LED indépendantes aux longueurs d’onde rouge (généralement 620 à 660 nm), verte (généralement 520 à 565 nm) et bleue (généralement 450 à 470 nm). Chaque canal de couleur est piloté par un contrôleur indépendant à courant constant ou PWM, ce qui permet de régler l’intensité de chaque canal indépendamment, de zéro au maximum. Différentes combinaisons de canaux produisent différents spectres d’éclairage globaux, du rouge, vert ou bleu pur au blanc (tous les canaux au maximum) et à toute couleur intermédiaire.
Utilisé avec une caméra monochrome, l’éclairage RGB peut parcourir ses trois longueurs d’onde en succession rapide, produisant trois images séquentielles qui capturent la réponse de la cible à chaque longueur d’onde. La combinaison de ces images fournit une information couleur effective sans nécessiter de caméra couleur, et permet une sélection de longueur d’onde optimisée pour chaque type de pièce. Utilisé avec une caméra couleur, l’éclairage RGB peut équilibrer la température de couleur de l’éclairage pour correspondre à la sensibilité spectrale du capteur ou pour accentuer des caractéristiques de couleur spécifiques dans la scène.
Commande indépendante et étalonnage des canaux
Les trois canaux doivent être étalonnés pour garantir une sortie constante malgré les variations de température, le vieillissement et les différences d’une unité à l’autre. L’étalonnage des canaux consiste généralement à mesurer la sortie de chaque canal par rapport à une référence et à appliquer des facteurs de correction dans le driver. Sans étalonnage, la balance des couleurs de l’éclairage dérive dans le temps et d’une unité à l’autre, ce qui peut affecter la répétabilité des inspections sensibles à la couleur.
Applications industrielles typiques
L’éclairage RGB commutable est largement utilisé pour l’inspection des lignes multi-produits où les différentes couleurs des pièces exigent des longueurs d’onde d’inspection différentes ; la lecture de codes imprimés sur des substrats de couleur variable où la longueur d’onde de contraste optimale change avec le substrat ; la vérification d’assemblages multicolores où chaque composant doit être inspecté à sa longueur d’onde optimale ; le contrôle qualité des produits agricoles et alimentaires où les caractéristiques de couleur indiquent les grades de qualité ; l’inspection des produits pharmaceutiques à emballage codé par couleur ; la vérification des supports imprimés multicolores ; et toute application où la longueur d’onde d’inspection doit s’adapter à la cible spécifique présentée au système. Les ensembles RGB commutables sont développés dans le cadre du portefeuille d’éclairages LED sur mesure, avec des drivers de commande par canal issus du catalogue d’accessoires RODER.
Critères de sélection et considérations de conception
L’intensité de chaque canal de couleur doit être suffisante pour la tâche d’inspection. Le canal bleu présente généralement la plus faible sensibilité capteur et peut exiger une densité de LED supérieure pour compenser. Le canal vert correspond au pic de sensibilité du capteur et est le plus efficace. Le canal rouge offre une bonne pénétration sur les substrats colorés et un rendement élevé. L’équilibre relatif entre les canaux doit être spécifié en fonction des caractéristiques attendues de la cible.
La vitesse de commutation du contrôleur détermine la cadence d’acquisition maximale de l’imagerie multi-longueurs d’onde. Les contrôleurs RGB modernes peuvent commuter entre les canaux en quelques microsecondes, permettant l’acquisition de trois images monochromes séquentielles à des cadences limitées uniquement par la caméra. Pour l’inspection à très haute cadence, le déclenchement LED synchronisé combiné à une exposition caméra rapide permet des cadences effectives supérieures à 100 images/s, même en mode multicolore. Des drivers multicanaux dédiés sont disponibles dans le catalogue RODER de drivers LED et contrôleurs électroniques.
Plage spectrale et limites
L’éclairage RGB commutable couvre uniquement le domaine visible, avec des longueurs d’onde discrètes séparées d’environ 100 nm. Cette résolution spectrale grossière suffit à de nombreuses tâches de discrimination, mais ne peut égaler la précision des systèmes multispectraux complets. Pour les applications exigeant une résolution spectrale plus fine, l’ajout de canaux ambre, cyan ou proche infrarouge étend la couverture spectrale à un coût supplémentaire modéré.
Intégration et limites
Les éclairages RGB commutables s’intègrent de la même manière que les appareils monochromatiques ou blancs dans toutes les configurations mécaniques standard. La principale étape d’intégration supplémentaire est la configuration de la commande des canaux, qui nécessite soit un contrôleur RGB dédié, soit un driver programmable multicanal. De nombreux contrôleurs de vision modernes intègrent la commande des canaux RGB en standard.
La principale limite de l’éclairage RGB commutable est le nombre limité de longueurs d’onde. Les applications exigeant une résolution spectrale au-delà de ce que le rouge, le vert et le bleu peuvent offrir doivent recourir à des systèmes multispectraux ou hyperspectraux complets. L’autre limite est le rendement légèrement réduit de chaque canal par rapport à un éclairage monochromatique dédié, car l’appareil RGB doit loger trois matrices de LED distinctes dans le même boîtier. Pour les applications qui tirent profit de la sélection de longueur d’onde en temps réel et où une résolution spectrale grossière suffit, l’éclairage RGB commutable offre le meilleur équilibre entre flexibilité, coût et complexité d’intégration.
Éclairages LED RGB commutables RODER Vision
RODER Vision conçoit des éclairages LED RGB commutables spécifiques à l’application, avec commande indépendante des canaux, pour les applications de vision industrielle exigeant une sélection de longueur d’onde en temps réel et une inspection adaptative multi-produits.
- Ensembles annulaires, à barre et de panneau RGB commutables spécifiques à l’application — Éclairages LED sur mesure
- Sources directionnelles compactes RGB commutables — Éclairages LED spot
L’inspection à commutation RGB exige une commande précise du courant par canal et une synchronisation avec la caméra — le catalogue RODER de drivers LED et contrôleurs électroniques comprend des drivers programmables multicanaux compatibles avec les contrôleurs de vision industrielle et les automates.