EON-612

EON

EWS

612

- OTTOBRE 2017

er supportare in modo ade-

guato questo livello crescente

di automazione e di controllo

tuttavia, anche i componenti uti-

lizzati in questi sistemi – inclusi

i sensori di immagine presenti

nelle videocamere per la visione

industriale – devono anch’essi

evolvere, al fine di rendere pos-

sibile un futuro che si presen-

ta sempre più interconnesso.

Mentre la portata di questi pro-

gressi sarà visibile analizzando

i datasheet che riportano le ca-

ratteristiche tecniche di un de-

terminato dispositivo, le macro

tendenze nel settore dei sistemi

di visione possono essere rag-

gruppate secondo alcune aree

principali.

Pressoché in qualsiasi applica-

zione di imaging, il miglioramen-

to delle caratteristiche di elabo-

razione delle immagini richiede

tipicamente una risoluzione su-

periore – con l’assegnazione di

più pixel a un oggetto allo sco-

po di distinguerne con maggior

precisione i dettagli. Per i sen-

sori di immagine, questa esi-

genza può essere soddisfatta

sia riducendo le dimensioni dei

pixel (garantendo una risoluzio-

ne superiore a parità di formato

ottico), sia ricorrendo a dispo-

sitivi più grandi. Tuttavia, per

l’imaging industriale questa ten-

denza verso risoluzioni supe-

riori non elimina la necessità di

mantenere (o persino di aumen-

tare) la “frame rate” (ovvero la

frequenza dei fotogrammi) del

dispositivo. Di conseguenza,

oltre alle risoluzioni superiori, i

sensori di immagine devono for-

nire un’ampiezza di banda su-

periore – intesa come quantità

di dati al secondo forniti dal chip

– allo scopo di migliorare la ri-

soluzione delle immagini senza

per questo rallentare la velocità

di produzione. Senza dimenti-

care che, a causa del continuo

aumento della velocità di inter-

potenza

può essere ridotto ricorrendo

a uscite a bassa tensione sul

sensore di immagine, che con-

sentono l’uso di componenti a

basso consumo per il progetto

della videocamera. I costi, a loro

volta, possono essere controlla-

ti – non solo per il sensore di

immagine in sé ma per l’intera

BOM della videocamera – con

scelte intelligenti in fase di pro-

getto. Inoltre, mentre alcune

applicazioni industriali richiedo-

no livelli di qualità e di uniformi-

tà delle immagini attualmente

conseguibili solo con i sensori

di immagine CCD, molte

delle odierne applicazio-

ni di imaging industriale

utilizzano i sensori di

immagine CMOS,

in grado di garanti-

re un’ampia gamma

di funzionalità (inclusa

un’elevata ampiezza di banda

per i dati). Mentre per molte

applicazioni la qualità offer-

ta da tali dispositivi CMOS

è più che sufficiente,

esistono ancora delle

opportunità di miglio-

ramento della qualità

dell’immagine com-

plessiva, in particolare

per quanto riguarda l’uniformi-

tà dell’immagine con uno sche-

ma di rumore fisso ridotto. Per

implementare questi migliora-

menti, i costruttori di sensori di

immagine dovranno fare affida-

mento non solo su tecnologie

sviluppate specificamente per i

mercati industriali, ma anche su

quelle messe a punto per settori

attigui. I progetti che prevedono

un Intervallo Dinamico Elevato

(HDR), sviluppati inizialmente

per applicazioni di imaging nel

settore automotive e della sicu-

rezza, possono essere adattati

alla visione industriale per mi-

gliorare le capacità di elabora-

zione delle immagini in situazio-

ni in cui l’illuminazione potrebbe

non essere ben controllata. Le

architetture basate su pixel di

piccole dimensioni, pensate

inizialmente per i mercati auto-

motive e consumer, possono

essere adottate direttamente

o trasferite a formati più grandi

per incrementare il numero di

pixel (questo trasferimento è bi-

direzionale: uno schema di pixel

a otturatore globale sviluppato

per la visione industriale può

essere utilizzato in queste ap-

plicazioni attigue). Inoltre, l’uso

di tecnologie emergenti – come

3D TOF, imaging multispettra-

li e iperspettrali – continuerà a

crescere, grazie alla disponi-

bilità della potenza di elabora-

zione necessaria per sfruttarne

appieno le potenzialità. Mentre

tutte queste tendenze nel setto-

re dei sensori – aumento della

banda, supporto migliorato per

i sistemi di visione embedded,

incremento della qualità e uni-

formità delle immagini e sfrut-

tamento delle nuove tecnologie

– potrebbero essere raggruppa-

te in un’unica categoria, che si

potrebbe indicare genericamen-

te con il nome di “miglioramento

delle prestazioni”; ciascuna di

esse ha un impatto separato

ma vitale sull’adozione su base

continuativa dei sistemi di visio-

ne industriale e sulla loro diffu-

sione all’interno della “fabbrica

intelligente” del futuro. Con il

continuo aumento del livello di

automazione e dell’intelligenza

dei sistemi usati nelle attività

manifatturiere, i sistemi di visio-

ne – e i sensori di immagine che

costituiscono il nucleo centrale

– continueranno a svolgere un

ruolo fondamentale nell’imple-

mentazione di queste tecnolo-

Sensori di immagine:

il “motore” dei progressi di Industry 4.0

DWIN

INGOOT

EDWIN

RINGOOT

strategic

marketing

& business

development

manager di ON

Semiconductor

Con le ultime tendenze nel campo dell’automazione della produzione, che

spingono verso le “fabbriche intelligenti” per implementare il concetto di Industry

4.0, sistemi e telecamere sempre più “smart” sono divenuti elementi essenziali

ECNOLOGIE