Ամեն ինչ, ինչ դուք պետք է իմանաք գծային սկանավորման տեսախցիկների մասին |

Գծային սկանավորման տեսախցիկները մասնագիտացված պատկերման սարքեր են, որոնք նախատեսված են շարժվող կամ անընդհատ օբյեկտների բարձր թույլտվությամբ պատկերներ ստանալու համար: Ի տարբերություն ավանդական մակերեսային սկանավորման տեսախցիկների, որոնք 2D պատկեր են նկարահանում մեկ էքսպոզիցիայի միջոցով, գծային սկանավորման տեսախցիկները պատկերներ են ստեղծում տող առ տող՝ իդեալական լինելով այնպիսի կիրառությունների համար, ինչպիսիք են վեբ զննումը, կիսահաղորդչային վերլուծությունը և փաթեթավորման ստուգումը:

Այս տեսախցիկները սովորաբար ունեն պիքսելների մեկ շարք (կամ երբեմն մի քանի շարք), և երբ դրանք համատեղվում են շարժվող օբյեկտի կամ սկանավորման համակարգի հետ, դրանք կարող են ստեղծել գրեթե ցանկացած երկարության օբյեկտների բարձրորակ 2D պատկերներ: Կախված սենսորի տեսակից, գծային սկանավորման տեսախցիկները սովորաբար օգտագործում են կամ CCD, կամ CMOS սենսորի տեխնոլոգիա՝ նման այն, ինչ հանդիպում է շատ...CMOS տեսախցիկներ— CMOS-ը դառնում է նախընտրելի ընտրություն՝ իր արագության և էներգաարդյունավետության շնորհիվ։

Ի՞նչ է գծային սկանավորման տեսախցիկը։

Գծային սկանավորման տեսախցիկները սովորաբար օպտիմալացված են արդյունաբերական, այլ ոչ թե գիտական օգտագործման համար և կարող են սահմանափակումներ ունենալ թույլ լուսավորության կամ գերբարձր ճշգրտության կիրառություններում: Բարձր ընթերցման աղմուկը, փոքր պիքսելները և ընդհանուր առմամբ ցածր քվանտային արդյունավետությունը կարող են նշանակել, որ այս տեսախցիկները պահանջում են բարձր լույսի մակարդակներ՝ աշխատունակ SNR ստանալու համար:

Գծային սկանավորման տեսախցիկները կարող են օգտագործվել երկու հիմնական եղանակով՝

Միաչափ նկարահանում

Միաչափ տեղեկատվությունը կարելի է ստանալ, օրինակ՝ սպեկտրոսկոպիայի կիրառություններում: Արդյունքները հաճախ ներկայացվում են գրաֆիկի տեսքով տեսախցիկի ծրագրում, որտեղ ինտենսիվությունը y առանցքի վրա համեմատվում է տեսախցիկի պիքսելի հետ x առանցքի վրա:

Երկչափ նկարահանում

Տեսախցիկը կարող է «սկանավորվել» պատկերվող օբյեկտի վրայով՝ կամ տեսախցիկը, կամ պատկերվող օբյեկտը տեղաշարժելով, և երկչափ պատկեր կարող է ձևավորվել հաջորդական միաչափ հատվածներ ֆիքսելով։

Պատկերման այս ձևը թույլ է տալիս սկանավորման չափում ստանալ կամայականորեն մեծ պատկերներ: Շարժման մեջ գտնվող օբյեկտները առանց շարժման մշուշի (կամ պտտվող փակաղակի արտեֆակտների) լուսանկարելու հնարավորությունը նշանակում է, որ գծային սկանավորման տեսախցիկները շատ հաճախ օգտագործվում են արդյունաբերական կիրառություններում, հավաքման գծերի, մեծ պատկերման օբյեկտների ստուգման և այլնի համար:

Ինչպե՞ս է աշխատում գծային սկանավորման տեսախցիկը։

Գծային սկանավորման տեսախցիկը աշխատում է շարժվող առարկայի կամ սկանավորման մեխանիզմի հետ համակարգված։ Երբ առարկան անցնում է տեսախցիկի տակով, պատկերի յուրաքանչյուր գիծը հաջորդաբար նկարահանվում է ժամանակի ընթացքում։ Այնուհետև այս գծերը համակցվում են իրական ժամանակում կամ ծրագրային ապահովման միջոցով՝ լիարժեք 2D պատկեր ստանալու համար։

Հիմնական բաղադրիչները ներառում են՝

● Միաչափ սենսորՍովորաբար պիքսելների մեկ շարք։
● Շարժման կառավարումՓոխակրիչը կամ պտտվող մեխանիզմը ապահովում է հավասարաչափ շարժում։
● ԼուսավորությունՀաճախ գծային կամ կոաքսիալ լուսավորություն՝ հաստատուն լուսավորության համար։

Քանի որ պատկերը կառուցվում է տող առ տող, համաժամեցումը կարևոր է: Եթե օբյեկտը անհամապատասխան շարժվում է կամ ժամանակաչափը սխալ է, կարող է առաջանալ պատկերի աղավաղում:

Գծային սկանավորում ընդդեմ տարածքային սկանավորման տեսախցիկների

Հատկանիշ	Գծային սկանավորման տեսախցիկ	Տարածքի սկանավորման տեսախցիկ
Պատկերի նկարահանում	Մեկ տող միաժամանակ	Միանգամից ամբողջական 2D կադր
Իդեալական օգտագործում	Շարժվող կամ անընդհատ առարկաներ	Ստացիոնար կամ լուսանկարչական տեսարաններ
Պատկերի չափը	Գործնականում անսահմանափակ երկարությամբ	Սահմանափակված է սենսորի չափսերով
Ինտեգրացիա	Պահանջվում է շարժման և ժամանակի վերահսկողություն	Ավելի պարզ կարգավորում
Տիպիկ կիրառություններ	Կայքերի ստուգում, տպագրություն, տեքստիլ	Շտրիխ կոդերի սկանավորում, ռոբոտաշինություն, ընդհանուր պատկերագրություն

Ամփոփելով՝ գծային սկանավորման տեսախցիկները գերազանց են արագ շարժվող կամ շատ մեծ օբյեկտներ պատկերելիս: Տարածքային սկանավորման տեսախցիկներն ավելի հարմար են ստատիկ կամ փոքր թիրախների հետ կիրառությունների համար:

Գծային սկանավորման տեսախցիկների հիմնական առանձնահատկությունները

Գծային սկանավորման տեսախցիկ ընտրելիս հաշվի առեք հետևյալ տեխնիկական բնութագրերը.

● ԼուծաչափՄեկ տողում պիքսելների քանակը, որը ազդում է մանրամասների մակարդակի վրա։
● Գծի հաճախականություն (Հց)վայրկյանում որոնված գծերի քանակը՝ կենսական նշանակություն ունի բարձր արագությամբ ստուգումների համար։
● Սենսորի տեսակըCMOS (արագ, ցածր էներգիայի) ընդդեմ CCD (որոշ դեպքերում ավելի բարձր պատկերի որակ):
● ԻնտերֆեյսՏվյալների փոխանցման տարբերակներ, ինչպիսիք են GigE-ն, Camera Link-ը կամ CoaXPress-ը։
● Դինամիկ տիրույթ և զգայունությունԿարևոր է փոփոխական պայծառություն կամ անդրադարձունակություն ունեցող օբյեկտների ստուգման համար։
● Գունավոր vs. ՄոնոխրոմԳունավոր տեսախցիկները օգտագործում են բազմաթիվ տողեր RGB ֆիլտրերով. մոնոխրոմը կարող է ավելի բարձր զգայունություն ապահովել։

Գծային սկանավորման տեսախցիկների դրական և բացասական կողմերը

Առավելություններ

Կարող է շատ բարձր արագությամբ արձանագրել միաչափ տեղեկատվություն (սովորաբար չափվում է 100 կՀց հաճախականությամբ): Կարող է բարձր արագությամբ արձանագրել կամայական չափի երկչափ պատկերներ՝ պատկերման օբյեկտի վրայով սկանավորելիս:

Կարող է արձանագրել գունային տեղեկատվությունը առանց լուծաչափը զոհաբերելու՝ օգտագործելով առանձին կարմիր, կանաչ և կապույտ ֆիլտրացված տողեր, կամ հատուկ տեսախցիկները կարող են առաջարկել ալիքի երկարության հատուկ ֆիլտրացիա։

Լուսավորությունը պետք է լինի միայն միաչափ և, կախված պատկերման կարգավորումներից, կարող է չպահանջել հարթ դաշտի կամ այլ ուղղումներ երկրորդ (սկանավորված) չափման մեջ։

Դեմ կողմերը

Երկչափ տվյալներ ստանալու համար անհրաժեշտ են մասնագիտացված սարքավորումների և ծրագրային ապահովման կարգավորումներ։

Սովորաբար հարմար չէ թույլ լուսավորության պայմաններում պատկերման համար՝ ցածր լուսավորության էֆեկտի, բարձր աղմուկի և պիքսելների փոքր չափերի պատճառով, հատկապես բարձր արագությամբ սկանավորմանը բնորոշ կարճ էքսպոզիցիայի ժամանակների հետ միասին։

Սովորաբար նախատեսված չէ գիտական պատկերման համար, ուստի գծայնությունը և պատկերի որակը կարող են վատ լինել։

Գծային սկանավորման տեսախցիկների ընդհանուր կիրառությունները գիտական ոլորտում

Գծային սկանավորման տեսախցիկները լայնորեն կիրառվում են գիտական հետազոտություններում և առաջադեմ պատկերագրման կիրառություններում, որոնք պահանջում են բարձր լուծաչափ, ճշգրտություն և անընդհատ տվյալների հավաքագրում: Տիպիկ կիրառությունները ներառում են՝

● Մանրադիտակային պատկերագրությունԲարձր թույլտվությամբ գծային սկանավորում՝ մակերեսային կամ բջջային մանրամասն վերլուծության համար։
● ՍպեկտրոսկոպիաՍպեկտրալ տվյալների գրանցում նմուշների միջև՝ ճշգրիտ տարածական լուծաչափով։
● ԱստղագիտությունԵրկնային մարմինների պատկերացում կամ արագ շարժվող թիրախների հետևում՝ նվազագույն աղավաղմամբ։
● ՆյութագիտությունՄետաղների, պոլիմերների կամ կոմպոզիտների մակերևութային զննում և թերությունների հայտնաբերում։
● Կենսաբժշկական պատկերագրությունԿենսաբանական հյուսվածքների սկանավորում ախտորոշիչ կամ հետազոտական նպատակներով, ներառյալ հյուսվածաբանությունը և պաթոլոգիան։

Այս կիրառությունները օգտվում են գծային սկանավորման տեսախցիկի՝ ընդարձակ տարածքներում կամ դինամիկ փորձարարական կարգավորումներում բարձր մանրամասնությամբ, աղավաղումից զերծ պատկերներ ստեղծելու կարողությունից։

Գծային սկանավորման տեսախցիկների սահմանափակումները

Tucsen բարձր զգայունության գծային սկանավորման և TDI գիտական տեսախցիկ

Սխեմատիկ դիագրամ՝ Թուսենի բարձր զգայունության գծային սկանավորման/TDI գիտական տեսախցիկ

ՁախՉսառեցված տարածքի սկանավորման տեսախցիկ

ՄիջինTDI գիտական տեսախցիկ

ԱջՍառեցված տարածքի սկանավորման տեսախցիկ

Թեև գծային սկանավորման տեսախցիկներն առաջարկում են գերազանց լուծաչափ և հարմար են անընդհատ պատկերման համար, դրանք ունեն սահմանափակումներ, մասնավորապես առաջադեմ գիտական միջավայրերում, որտեղ զգայունությունը և ազդանշանի կայունությունը կարևոր են։

Միակ հիմնական սահմանափակումը դրանց աշխատանքն է թույլ լուսավորության պայմաններում: Ավանդական գծային սկանավորման տեսախցիկները հիմնված են միաանցումային էքսպոզիցիայի վրա, որը կարող է չապահովել բավարար ազդանշան-աղմուկ հարաբերակցություն (SNR) թույլ լուսավորված կամ լուսազգայուն նմուշների պատկերման ժամանակ, ինչպիսիք են ֆլուորեսցենտային մանրադիտակը կամ որոշակի կենսաբժշկական փորձարկումները: Բացի այդ, օբյեկտի շարժման և պատկերի ստացման միջև ճշգրիտ համաժամեցման հասնելը կարող է տեխնիկապես պահանջկոտ լինել, հատկապես փոփոխական արագություն կամ թրթռում ներառող կարգավորումներում:

Մեկ այլ սահմանափակում է շատ դանդաղ շարժվող կամ անհավասար լուսավորված նմուշների բարձրորակ պատկերներ ստանալու նրանց սահմանափակ կարողությունը, ինչը կարող է հանգեցնել անհամապատասխան էքսպոզիցիայի կամ շարժման արտեֆակտների։

Այս մարտահրավերները հաղթահարելու համար TDI (ժամանակի հետաձգման ինտեգրացիա) տեսախցիկները դարձել են հզոր այլընտրանք: Օբյեկտի շարժմանը զուգընթաց բազմաթիվ էքսպոզիցիաների միջև ազդանշան կուտակելով՝ TDI տեսախցիկները զգալիորեն բարելավում են զգայունությունը և պատկերի որակը, ինչը դրանք հատկապես արժեքավոր է դարձնում գիտական ոլորտներում, որոնք պահանջում են գերցածր լուսավորության պատկերում, բարձր դինամիկ տիրույթ կամ ճշգրիտ ժամանակային լուծաչափ:

Եզրակացություն

Գծային սկանավորման տեսախցիկները անփոխարինելի գործիքներ են այն ոլորտներում, որոնք պահանջում են շարժվող կամ անընդհատ մակերեսների բարձր արագությամբ, բարձր թույլտվությամբ պատկերացում: Դրանց եզակի սկանավորման մեթոդը առանձնահատուկ առավելություններ է առաջարկում տարածքային սկանավորման տեսախցիկների նկատմամբ՝ ճիշտ սցենարներում, հատկապես այնպիսի կիրառությունների համար, ինչպիսիք են վեբ զննումը, կիսահաղորդչային պատկերումը և ավտոմատացված փաթեթավորումը:

Մինչդեռ գծային սկանավորման տեսախցիկները հիմնականում օգտագործվում են արդյունաբերական պայմաններում, բարձր զգայունության կամ թույլ լուսավորության պայմաններում կատարողականություն պահանջող օգտատերերը կարող են օգտվել դրանց ուսումնասիրությունից։գիտական տեսախցիկներնախատեսված է ճշգրիտ պատկերագրման կիրառությունների համար։

Գծային սկանավորման տեսախցիկների աշխատանքի սկզբունքը և դրանցից մեկը ընտրելիս ուշադրություն դարձնելը կօգնի ձեզ նախագծել ավելի խելացի և հուսալի ստուգման համակարգեր։

Հաճախակի տրվող հարցեր

Ինչպե՞ս է գծային սկանավորման տեսախցիկը գունավոր պատկերներ նկարահանում։

Գունային գծերի սկանավորման տեսախցիկները սովորաբար օգտագործում են եռագիծ սենսորներ, որոնք պարունակում են պիքսելների երեք զուգահեռ գծեր, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի կարմիր, կանաչ կամ կապույտ ֆիլտր: Երբ օբյեկտը անցնում է սենսորից, յուրաքանչյուր գունային գիծ հաջորդականությամբ գրանցում է իր համապատասխան ալիքը: Այնուհետև դրանք միավորվում են՝ ստեղծելով լիագույն պատկեր: Ճշգրիտ համաժամեցումը կարևոր է գույների անհամապատասխանությունից խուսափելու համար, հատկապես բարձր արագությունների դեպքում:

Ինչպես ընտրել ճիշտ գծային սկանավորման տեսախցիկը

Ճիշտ տեսախցիկի ընտրությունը կախված է ձեր կիրառման պահանջներից: Ահա մի քանի հիմնական գործոններ, որոնք պետք է հաշվի առնել.

● Արագության պահանջներՈրոշեք ձեր գծի արագության կարիքները՝ հիմնվելով օբյեկտի արագության վրա։
● Լուծման կարիքներՀամապատասխանեցրեք լուծաչափը ձեր ստուգման թույլատրելի սահմաններին։
● Լուսավորություն և շրջակա միջավայրՀատուկ լուսավորություն դիտարկեք անդրադարձնող կամ մուգ մակերեսների համար։
● Սենսորի տեսակըCMOS-ը դարձել է հիմնական տարածված իր արագության և արդյունավետության շնորհիվ, մինչդեռ CCD-ները շարունակում են օգտագործվել հին և ճշգրիտ կարևորագույն համակարգերի համար։
● ԿապակցելիությունՀամոզվեք, որ ձեր համակարգը աջակցում է տեսախցիկի ինտերֆեյսին (օրինակ՝ CoaXPress՝ բարձր տվյալների փոխանցման արագության համար):
● ԲյուջեՀավասարակշռեք արդյունավետությունը համակարգի արժեքի հետ, ներառյալ լուսավորությունը, օպտիկան և կադրի բռնիչները։

Եթե կասկածում եք, խորհրդակցեք մեքենայական տեսողության մասնագետի կամ մատակարարի հետ՝ ձեր համակարգի նախագծման և կիրառման նպատակների հետ համատեղելիությունը ապահովելու համար։

Քանի՞ գիծ ունի մոնոխրոմ գծային սկանավորման տեսախցիկը։

Ստանդարտ մոնոխրոմ գծային սկանավորման տեսախցիկը սովորաբար ունի պիքսելների մեկ գիծ, սակայն որոշ մոդելներ ունեն երկու կամ ավելի զուգահեռ գծեր: Այս բազմագծային սենսորները կարող են օգտագործվել պատկերի որակը բարելավելու համար՝ միջինացնելով բազմակի էքսպոզիցիաները, բարձրացնելով զգայունությունը կամ ֆիքսելով լուսավորության տարբեր անկյուններ:

Մինչդեռ միագիծ տեսախցիկները բավարար են բարձր արագությամբ ստուգումների մեծ մասի համար, երկագիծ և քառագիծ տարբերակներն ավելի լավ աշխատանք են ապահովում պահանջկոտ միջավայրերում, հատկապես այնտեղ, որտեղ պահանջվում է ցածր աղմուկ կամ բարձր դինամիկ տիրույթ։

Լույսի սահմանափակմամբ պատկերման կիրառություններում գծային սկանավորման տեխնոլոգիայի մասին ավելին իմանալու համար տե՛ս մեր հոդվածը.

Լույսի սահմանափակմամբ ձայնագրման արագացում Line Scan TDI Imaging-ի միջոցով

Ինչու է TDI տեխնոլոգիան առաջընթաց գրանցում արդյունաբերական պատկերագրման ոլորտում

Tucsen Photonics Co., Ltd. Բոլոր իրավունքները պաշտպանված են։ Մեջբերելիս խնդրում ենք նշել աղբյուրը։www.tucsen.com