25/08/07ხაზოვანი სკანირების კამერები სპეციალიზებული გამოსახულების მოწყობილობებია, რომლებიც შექმნილია მოძრავი ან უწყვეტი ობიექტების მაღალი გარჩევადობის გამოსახულების გადასაღებად. ტრადიციული არეალური სკანირების კამერებისგან განსხვავებით, რომლებიც 2D გამოსახულებას ერთი ექსპოზიციით იღებენ, ხაზოვანი სკანირების კამერები ხაზობრივად ქმნიან გამოსახულებებს - იდეალურია ისეთი აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა ვებ ინსპექტირება, ნახევარგამტარული ანალიზი და შეფუთვის ვერიფიკაცია.
ამ კამერებს, როგორც წესი, აქვთ პიქსელების ერთი რიგი (ან ზოგჯერ რამდენიმე რიგი) და მოძრავ ობიექტთან ან სკანირების სისტემასთან შერწყმისას, მათ შეუძლიათ შექმნან ობიექტების მაღალი ხარისხის 2D გამოსახულებები პრაქტიკულად ნებისმიერი სიგრძის. სენსორის ტიპის მიხედვით, ხაზოვანი სკანირების კამერები, როგორც წესი, იყენებენ CCD ან CMOS სენსორულ ტექნოლოგიას - მსგავსი იმისა, რაც ბევრ სხვა კამერაში გვხვდება.CMOS კამერები— CMOS გახდა სასურველი არჩევანი მისი სიჩქარისა და ენერგოეფექტურობის გამო.
რა არის ხაზოვანი სკანირების კამერა?
ხაზოვანი სკანირების კამერები, როგორც წესი, ოპტიმიზირებულია სამრეწველო და არა სამეცნიერო გამოყენებისთვის და შესაძლოა შეზღუდვები ჰქონდეთ დაბალი განათების ან ულტრამაღალი სიზუსტის პირობებში გამოყენებისას. მაღალი ხმაურის, პატარა პიქსელების და ზოგადად დაბალი კვანტური ეფექტურობის გამო, ამ კამერებს მაღალი განათების დონე სჭირდებათ ეფექტური SNR-ის მისაღებად.
ხაზოვანი სკანირების კამერების გამოყენება შესაძლებელია ორი ძირითადი გზით:
1-განზომილებიანი გადაღება
ერთგანზომილებიანი ინფორმაციის აღრიცხვა შესაძლებელია, მაგალითად, სპექტროსკოპიის აპლიკაციებში. შედეგები ხშირად წარმოდგენილია გრაფიკის სახით კამერის პროგრამულ უზრუნველყოფაში, სადაც ინტენსივობა y ღერძზეა და კამერის პიქსელი x ღერძზეა.
2-განზომილებიანი გადაღება
კამერის „სკანირება“ შესაძლებელია გამოსახულების მიმღებ ობიექტზე, კამერის ან გამოსახულების მიმღები ობიექტის გადაადგილებით, ხოლო ორგანზომილებიანი გამოსახულების ფორმირება შესაძლებელია თანმიმდევრული ერთგანზომილებიანი ნაჭრების გადაღებით.
ვიზუალიზაციის ეს ფორმა საშუალებას იძლევა სკანირების განზომილებაში თვითნებურად დიდი ზომის გამოსახულებების გადაღების. მოძრაობისას ობიექტების გადაღების შესაძლებლობა მოძრაობის დაბინდვის (ან მოძრავი ჩამკეტის არტეფაქტების) გარეშე ნიშნავს, რომ ხაზოვანი სკანირების კამერები ძალიან ხშირად გამოიყენება სამრეწველო დანიშნულებით, ასაწყობი ხაზებისთვის, დიდი ზომის გამოსახულების ობიექტების შესამოწმებლად და სხვა.
როგორ მუშაობს ხაზოვანი სკანირების კამერა?
ხაზოვანი სკანირების კამერა მოძრავ ობიექტთან ან სკანირების მექანიზმთან კოორდინირებულად მუშაობს. როდესაც ობიექტი კამერის ქვეშ გადის, გამოსახულების თითოეული ხაზი დროში თანმიმდევრულად აღიბეჭდება. შემდეგ ეს ხაზები რეალურ დროში ან პროგრამული უზრუნველყოფის საშუალებით გაერთიანებულია სრული 2D გამოსახულების მისაღებად.
ძირითადი კომპონენტები მოიცავს:
● 1-განზომილებიანი სენსორიროგორც წესი, პიქსელების ერთი რიგი.
● მოძრაობის კონტროლიკონვეიერი ან მბრუნავი მექანიზმი უზრუნველყოფს თანაბარ მოძრაობას.
● განათებახშირად ხაზოვანი ან კოაქსიალური განათება თანმიმდევრული განათებისთვის.
რადგან გამოსახულება ხაზ-ხაზზეა აგებული, სინქრონიზაცია კრიტიკულად მნიშვნელოვანია. თუ ობიექტი არათანმიმდევრულად მოძრაობს ან ტაიმინგი არასწორია, შეიძლება მოხდეს გამოსახულების დამახინჯება.
ხაზის სკანირებისა და არეალის სკანირების კამერები
| ფუნქცია | ხაზის სკანირების კამერა | არეალის სკანირების კამერა |
| სურათის გადაღება | ერთი ხაზი ერთდროულად | სრული 2D კადრი ერთდროულად |
| იდეალური გამოყენება | მოძრავი ან უწყვეტი ობიექტები | სტაციონარული ან მოკლემეტრაჟიანი სცენები |
| სურათის ზომა | პრაქტიკულად შეუზღუდავი სიგრძე | შეზღუდულია სენსორის ზომით |
| ინტეგრაცია | საჭიროა მოძრაობისა და დროის კონტროლი | უფრო მარტივი დაყენება |
| ტიპიური აპლიკაციები | ვებ ინსპექტირება, ბეჭდვა, ტექსტილი | შტრიხკოდების სკანირება, რობოტიკა, ზოგადი ვიზუალიზაცია |
მოკლედ, ხაზოვანი სკანირების კამერები შესანიშნავია სწრაფად მოძრავი ან ძალიან დიდი ობიექტების გამოსახულების მისაღებად. არეალური სკანირების კამერები უფრო მეტად შეეფერება სტატიკური ან პატარა სამიზნეების გამოყენებისას.
ხაზოვანი სკანირების კამერების ძირითადი მახასიათებლები
ხაზოვანი სკანირების კამერის არჩევისას გაითვალისწინეთ შემდეგი მახასიათებლები:
● გარჩევადობაპიქსელების რაოდენობა ხაზზე, რაც გავლენას ახდენს დეტალების დონეზე.
● ხაზის სიხშირე (Hz)წამში დაფიქსირებული ხაზების რაოდენობა - სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია მაღალსიჩქარიანი შემოწმებისთვის.
● სენსორის ტიპიCMOS (სწრაფი, დაბალი სიმძლავრის) CCD-ის (ზოგიერთ შემთხვევაში უფრო მაღალი გამოსახულების ხარისხი) წინააღმდეგ.
● ინტერფეისიმონაცემთა გადაცემის ისეთი ვარიანტები, როგორიცაა GigE, Camera Link ან CoaXPress.
● დინამიური დიაპაზონი და მგრძნობელობამნიშვნელოვანია ცვლადი სიკაშკაშის ან არეკვლის კოეფიციენტის მქონე ობიექტების შემოწმებისთვის.
● ფერადი vs. მონოქრომულიფერადი კამერები იყენებენ მრავალ რიგს RGB ფილტრებით; მონოქრომულმა კამერებმა შეიძლება უფრო მაღალი მგრძნობელობა შესთავაზონ.
ხაზოვანი სკანირების კამერების დადებითი და უარყოფითი მხარეები
დადებითი მხარეები
-
შეუძლია ერთგანზომილებიანი ინფორმაციის ძალიან მაღალი სიჩქარით (როგორც წესი, იზომება 100-იანი კჰც სიხშირით). შეუძლია ნებისმიერი ზომის ორგანზომილებიანი გამოსახულებების მაღალი სიჩქარით გადაღება გამოსახულების ობიექტის გასწვრივ სკანირებისას.
-
შესაძლებელია ფერის ინფორმაციის აღბეჭდვა გარჩევადობის შელახვის გარეშე, ცალკეული წითელი, მწვანე და ლურჯი ფილტრირებული რიგების გამოყენებით, ან მორგებული კამერებით შესაძლებელია კონკრეტული ტალღის სიგრძის ფილტრაციის შეთავაზება.
-
განათება მხოლოდ ერთგანზომილებიანი უნდა იყოს და, გამოსახულების მიღების პარამეტრებიდან გამომდინარე, შეიძლება არ საჭიროებდეს ბრტყელი ველის ან სხვა სახის კორექტირებას მეორე (სკანირებულ) განზომილებაში.
უარყოფითი მხარეები
-
ორგანზომილებიანი მონაცემების მისაღებად საჭიროა სპეციალიზებული აპარატურული და პროგრამული უზრუნველყოფის დაყენება.
-
როგორც წესი, არ არის შესაფერისი დაბალი განათების პირობებში გამოსახულების მისაღებად დაბალი QE-ს, მაღალი ხმაურის და პიქსელების მცირე ზომის გამო, განსაკუთრებით მაღალსიჩქარიანი სკანირებისთვის დამახასიათებელ მოკლე ექსპოზიციის დროსთან ერთად.
-
როგორც წესი, არ არის განკუთვნილი სამეცნიერო ვიზუალიზაციისთვის, ამიტომ წრფივობა და გამოსახულების ხარისხი შეიძლება ცუდი იყოს.
ხაზოვანი სკანირების კამერების საერთო გამოყენება სამეცნიერო სფეროში
ხაზოვანი სკანირების კამერები ფართოდ გამოიყენება სამეცნიერო კვლევებსა და მოწინავე ვიზუალიზაციის აპლიკაციებში, რომლებიც მოითხოვენ მაღალი გარჩევადობის, სიზუსტის და უწყვეტი მონაცემთა შეგროვებას. ტიპიური გამოყენება მოიცავს:
● მიკროსკოპიული ვიზუალიზაციამაღალი გარჩევადობის ხაზოვანი სკანირების გადაღება დეტალური ზედაპირული ან უჯრედული ანალიზისთვის.
● სპექტროსკოპიასპექტრული მონაცემების ჩაწერა ნიმუშებს შორის ზუსტი სივრცითი გარჩევადობით.
● ასტრონომიაციური ობიექტების გამოსახულება ან სწრაფად მოძრავი სამიზნეების თვალყურის დევნება მინიმალური დამახინჯებით.
● მასალათმცოდნეობაზედაპირული შემოწმება და დეფექტების აღმოჩენა ლითონებში, პოლიმერებში ან კომპოზიტებში.
● ბიოსამედიცინო ვიზუალიზაციაბიოლოგიური ქსოვილების სკანირება დიაგნოსტიკური ან კვლევითი მიზნებისთვის, მათ შორის ჰისტოლოგიისა და პათოლოგიის მიზნით.
ეს აპლიკაციები სარგებლობს ხაზოვანი სკანირების კამერის უნარით, წარმოქმნას მაღალდეტალიანი, დამახინჯების გარეშე გამოსახულებები გაფართოებულ ფართობზე ან დინამიურ ექსპერიმენტულ კონფიგურაციებში.
ხაზოვანი სკანირების კამერების შეზღუდვები
სქემატური დიაგრამა: ტუსენის მაღალი მგრძნობელობის ხაზოვანი სკანირების/TDI სამეცნიერო კამერა
მარცხნივგაუცივებელი ტერიტორიის სკანირების კამერა
შუაTDI სამეცნიერო კამერა
მარჯვენაგაგრილების არეალის სკანირების კამერა
მიუხედავად იმისა, რომ ხაზოვანი სკანირების კამერები შესანიშნავ გარჩევადობას გვთავაზობენ და კარგად ერგებიან უწყვეტი ვიზუალიზაციისთვის, მათ აქვთ შეზღუდვები, განსაკუთრებით მოწინავე სამეცნიერო გარემოში, სადაც მგრძნობელობა და სიგნალის სტაბილურობა კრიტიკულად მნიშვნელოვანია.
ერთ-ერთი მთავარი შეზღუდვა მათი მუშაობაა დაბალი განათების პირობებში. ტრადიციული ხაზოვანი სკანირების კამერები ეყრდნობა ერთგამტარ ექსპოზიციას, რამაც შეიძლება არ უზრუნველყოს საკმარისი სიგნალი-ხმაურის თანაფარდობა (SNR) სუსტად განათებული ან სინათლის მიმართ მგრძნობიარე ნიმუშების გამოსახულების მიღებისას, როგორიცაა ფლუორესცენტული მიკროსკოპია ან გარკვეული ბიოსამედიცინო ანალიზები. გარდა ამისა, ობიექტის მოძრაობასა და გამოსახულების მიღებას შორის ზუსტი სინქრონიზაციის მიღწევა შეიძლება ტექნიკურად რთული იყოს, განსაკუთრებით ცვლადი სიჩქარის ან ვიბრაციის გამოყენებით მოწყობილობებში.
კიდევ ერთი შეზღუდვაა მათი შეზღუდული შესაძლებლობა, გადაიღონ მაღალი ხარისხის სურათები ძალიან ნელა მოძრავი ან არათანაბრად განათებული ნიმუშების, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს არათანმიმდევრული ექსპოზიცია ან მოძრაობის არტეფაქტები.
ამ გამოწვევების დასაძლევად, TDI (დროის შეფერხების ინტეგრაცია) კამერები ძლიერ ალტერნატივად იქცა. ობიექტის მოძრაობისას მრავალჯერადი ექსპოზიციის დროს სიგნალის დაგროვებით, TDI კამერები მნიშვნელოვნად აძლიერებს მგრძნობელობას და გამოსახულების ხარისხს, რაც მათ განსაკუთრებით ღირებულს ხდის სამეცნიერო სფეროებში, რომლებიც მოითხოვს ულტრადაბალი განათების პირობებში გამოსახულებას, მაღალ დინამიურ დიაპაზონს ან ზუსტ დროით გარჩევადობას.
დასკვნა
ხაზოვანი სკანირების კამერები შეუცვლელი ინსტრუმენტებია იმ ინდუსტრიებში, რომლებიც მოითხოვენ მოძრავი ან უწყვეტი ზედაპირების მაღალსიჩქარიან, მაღალი გარჩევადობის გამოსახულებას. მათი უნიკალური სკანირების მეთოდი განსაკუთრებულ უპირატესობებს გვთავაზობს არეალის სკანირების კამერებთან შედარებით შესაბამის სცენარებში, განსაკუთრებით ისეთი აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა ვებ ინსპექტირება, ნახევარგამტარული გამოსახულება და ავტომატიზირებული შეფუთვა.
მიუხედავად იმისა, რომ ხაზოვანი სკანირების კამერები ძირითადად სამრეწველო გარემოში გამოიყენება, მომხმარებლებისთვის, რომლებიც მაღალი მგრძნობელობის ან დაბალი განათების პირობებში მუშაობას ეძებენ, მათი შესწავლა შეიძლება სასარგებლო იყოს.სამეცნიერო კამერებიშექმნილია ზუსტი ვიზუალიზაციის აპლიკაციებისთვის.
ხაზოვანი სკანირების კამერების მუშაობისა და მათი არჩევისას გასათვალისწინებელი ფაქტორების გააზრება დაგეხმარებათ უფრო ჭკვიანი და საიმედო შემოწმების სისტემების შემუშავებაში.
ხშირად დასმული კითხვები
როგორ იღებს ხაზოვანი სკანირების კამერა ფერად სურათებს?
ფერადი ხაზების სკანირების კამერები, როგორც წესი, იყენებენ სამხაზოვან სენსორებს, რომლებიც შეიცავს პიქსელების სამ პარალელურ ხაზს, რომელთაგან თითოეული წითელი, მწვანე ან ლურჯი ფილტრითაა აღჭურვილი. როდესაც ობიექტი სენსორს ჩაუვლის, თითოეული ფერის ხაზი თანმიმდევრობით იჭერს თავის შესაბამის არხს. შემდეგ ეს არხი გაერთიანებულია სრულფეროვანი გამოსახულების შესაქმნელად. ზუსტი სინქრონიზაცია აუცილებელია ფერების არასწორი განლაგების თავიდან ასაცილებლად, განსაკუთრებით მაღალი სიჩქარით.
როგორ ავირჩიოთ სწორი ხაზოვანი სკანირების კამერა
სწორი კამერის შერჩევა თქვენი აპლიკაციის მოთხოვნებზეა დამოკიდებული. აქ მოცემულია რამდენიმე ძირითადი ფაქტორი, რომელიც გასათვალისწინებელია:
● სიჩქარის მოთხოვნებიობიექტის სიჩქარის მიხედვით, განსაზღვრეთ თქვენი ხაზის სიჩქარის საჭიროებები.
● რეზოლუციის საჭიროებებიშეუსაბამეთ გარჩევადობა თქვენი შემოწმების ტოლერანტობებს.
● განათება და გარემოამრეკლავი ან მუქი ზედაპირებისთვის განიხილეთ სპეციალური განათება.
● სენსორის ტიპიCMOS ტექნოლოგია თავისი სისწრაფისა და ეფექტურობის გამო ფართოდ გავრცელდა, ხოლო CCD სისტემები კვლავ გამოიყენება მემკვიდრეობით მიღებული და ძალიან ზუსტი სისტემებისთვის.
● დაკავშირებადობადარწმუნდით, რომ თქვენი სისტემა მხარს უჭერს კამერის ინტერფეისს (მაგ., CoaXPress მაღალი მონაცემთა გადაცემის სიჩქარისთვის).
● ბიუჯეტიდააბალანსეთ შესრულება სისტემის ღირებულებასთან, მათ შორის განათება, ოპტიკა და ჩარჩოს დამჭერები.
ეჭვის შემთხვევაში, გაიარეთ კონსულტაცია მანქანური ხედვის ექსპერტთან ან გამყიდველთან, რათა დარწმუნდეთ თქვენი სისტემის დიზაინთან და აპლიკაციის მიზნებთან თავსებადობაში.
რამდენი ხაზი აქვს მონოქრომულ ხაზოვან სკანირების კამერას?
სტანდარტულ მონოქრომულ ხაზოვან სკანირების კამერას, როგორც წესი, პიქსელების ერთი ხაზი აქვს, თუმცა ზოგიერთ მოდელს ორი ან მეტი პარალელური ხაზი აქვს. ამ მრავალხაზიანი სენსორების გამოყენება შესაძლებელია გამოსახულების ხარისხის გასაუმჯობესებლად მრავალჯერადი ექსპოზიციის საშუალოდ გამოთვლით, მგრძნობელობის გაზრდით ან განათების სხვადასხვა კუთხის გადაღებით.
მიუხედავად იმისა, რომ ერთხაზიანი კამერები საკმარისია მაღალსიჩქარიანი შემოწმების უმეტესობისთვის, ორმაგი და ოთხხაზიანი ვერსიები უკეთეს მუშაობას გვთავაზობენ მომთხოვნ გარემოში, განსაკუთრებით იქ, სადაც საჭიროა დაბალი ხმაური ან მაღალი დინამიური დიაპაზონი.
სინათლის შეზღუდვით ვიზუალიზაციის აპლიკაციებში ხაზოვანი სკანირების ტექნოლოგიის შესახებ დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ ჩვენი სტატია:
სინათლის შეზღუდვის პირობებში გადაღების დაჩქარება Line Scan TDI Imaging-ის მეშვეობით
რატომ იძენს TDI ტექნოლოგია პოპულარობას სამრეწველო ვიზუალიზაციაში
Tucsen Photonics Co., Ltd. ყველა უფლება დაცულია. ციტირებისას, გთხოვთ, მიუთითოთ წყარო:www.tucsen.com
