25/08/07Сызықты сканерлеу камералары - қозғалатын немесе үздіксіз объектілердің жоғары ажыратымдылықтағы кескіндерін түсіруге арналған арнайы бейнелеу құрылғылары. Бір экспозицияда 2D кескінді түсіретін дәстүрлі аймақты сканерлеу камераларынан айырмашылығы, желілік сканерлеу камералары кескіндерді сызық бойынша құрастырады — веб-тексеру, жартылай өткізгішті талдау және қаптаманы тексеру сияқты қолданбалар үшін өте қолайлы.
Бұл камераларда әдетте пикселдердің бір қатары (немесе кейде бірнеше жолдар) болады және қозғалатын нысанмен немесе сканерлеу жүйесімен біріктірілгенде, олар іс жүзінде кез келген ұзындықтағы нысандардың жоғары сапалы 2D кескіндерін жасай алады. Сенсор түріне байланысты желілік сканерлеу камералары әдетте CCD немесе CMOS сенсорлық технологиясын пайдаланады.CMOS камералары— CMOS жылдамдығы мен энергия тиімділігіне байланысты таңдаулы таңдау болып табылады.
Сызықтық сканерлеу камерасы дегеніміз не?
Сызықты сканерлеу камералары әдетте ғылыми емес, өнеркәсіптік пайдалану үшін оңтайландырылған және жарық аз немесе өте жоғары дәлдіктегі қолданбаларда шектеулер болуы мүмкін. Жоғары оқу шуы, шағын пиксельдер және әдетте төмен кванттық тиімділік бұл камералар жұмыс істейтін SNR беру үшін жоғары жарық деңгейлерін қажет ететінін білдіруі мүмкін.
Сызықты сканерлеу камераларын екі негізгі жолмен пайдалануға болады:
1-өлшемді түсіру
Бір өлшемді ақпаратты, мысалы, спектроскопиялық қолданбаларда түсіруге болады. Нәтижелер көбінесе x осіндегі камера пикселіне қарсы y осінде қарқындылықпен камера бағдарламалық құралында график түрінде көрсетіледі.
2-өлшемді түсіру
Камераны бейнелеу нысаны бойынша камераны немесе бейнелеу нысанын жылжыту арқылы «сканерлеуге» болады және 2 өлшемді кескінді кезекті 1 өлшемді кесінділерді түсіру арқылы жасауға болады.
Бейнелеудің бұл түрі сканерлеу өлшемінде ерікті түрде үлкен кескіндерді түсіруге мүмкіндік береді. Қозғалыстағы нысандарды қозғалысты бұлдырсыз (немесе жылжымалы ысырма артефактілері) түсіру мүмкіндігі желілік сканерлеу камераларының өнеркәсіптік қолданбаларда, құрастыру желілерінде, үлкен кескін нысандарын тексеруде және т.б. үшін өте жиі қолданылатынын білдіреді.
Сызықтық сканерлеу камерасы қалай жұмыс істейді?
Сызықты сканерлеу камерасы қозғалатын нысанмен немесе сканерлеу механизмімен үйлестіре жұмыс істейді. Нысан камераның астынан өткенде, кескіннің әрбір сызығы уақыт бойынша дәйекті түрде түсіріледі. Содан кейін бұл сызықтар толық 2D кескінді жасау үшін нақты уақытта немесе бағдарламалық құрал арқылы біріктіріледі.
Негізгі компоненттерге мыналар жатады:
● 1-өлшемді сенсор: Әдетте пикселдердің бір қатары.
● Қозғалысты басқару: Конвейер немесе айналмалы механизм біркелкі қозғалысты қамтамасыз етеді.
● Жарықтандыру: Тұрақты жарықтандыру үшін жиі сызықты немесе коаксиалды жарықтандыру.
Кескін сызық бойынша салынғандықтан, синхрондау өте маңызды. Нысан тұрақты емес қозғалса немесе уақыт өшірулі болса, кескіннің бұрмалануы орын алуы мүмкін.
Сызықты сканерлеу және аймақты сканерлеу камералары
| Ерекшелік | Сызықты сканерлеу камерасы | Аймақты сканерлеу камерасы |
| Суретке түсіру | Бір уақытта бір жол | Бірден толық 2D кадр |
| Идеалды пайдалану | Қозғалатын немесе үздіксіз объектілер | Стационарлық немесе суретке түсірілген көріністер |
| Кескін өлшемі | Ұзындығы іс жүзінде шексіз | Сенсор өлшемімен шектелген |
| Интеграция | Қозғалыс пен уақытты басқаруды қажет етеді | Қарапайымырақ орнату |
| Типтік қолданбалар | Веб-инспекция, басып шығару, тоқыма | Штрих-кодты сканерлеу, робототехника, жалпы бейнелеу |
Қысқаша айтқанда, желілік сканерлеу камералары жылдам қозғалатын немесе өте үлкен нысандарды кескіндеу кезінде жақсы жұмыс істейді. Аймақтық сканерлеу камералары статикалық немесе шағын нысандары бар қолданбалар үшін жақсырақ.
Сызықтық сканерлеу камераларының негізгі мүмкіндіктері
Сызықты сканерлеу камерасын таңдағанда, келесі сипаттамаларды ескеріңіз:
● Ажыратымдылық: Мәлімет деңгейіне әсер ететін жолдағы пикселдер саны.
● Сызық жиілігі (Гц): Секундына түсірілген сызықтар саны — жоғары жылдамдықтағы тексерулер үшін өте маңызды.
● Сенсор түрі: CMOS (жылдам, төмен қуат) және CCD (кейбір жағдайларда жоғары сурет сапасы).
● Интерфейс: GigE, Camera Link немесе CoaXPress сияқты деректерді тасымалдау опциялары.
● Динамикалық диапазон және сезімталдық: Айнымалы жарықтығы немесе шағылысуы бар нысандарды тексеру үшін маңызды.
● Түс пен монохромды: Түсті камералар RGB сүзгілері бар бірнеше жолдарды пайдаланады; монохромды жоғары сезімталдық ұсынуы мүмкін.
Сызықтық сканерлеу камераларының артықшылықтары мен кемшіліктері
Артықшылықтары
-
1 өлшемді ақпаратты өте жоғары жылдамдықпен түсіре алады (әдетте желі жиілігінің 100 кГц жиілігімен өлшенеді). Бейнелеу нысаны бойынша сканерлеу кезінде жоғары жылдамдықпен еркін өлшемдегі 2 өлшемді кескіндерді түсіре алады.
-
Бөлек қызыл, жасыл және көк сүзгіленген жолдарды пайдалану арқылы ажыратымдылықты жоғалтпай түс ақпаратын түсіре алады немесе пайдаланушы камералары нақты толқын ұзындығын сүзуді ұсына алады.
-
Жарықтандыру тек 1 өлшемді болуы керек және кескінді орнатуға байланысты екінші (сканерленген) өлшемде ешқандай тегіс өрісті немесе басқа түзетулерді қажет етпейді.
Кемшіліктері
-
2 өлшемді деректерді алу үшін арнайы аппараттық және бағдарламалық құралды орнатуды талап етіңіз.
-
Төмен QE, жоғары шу және шағын пиксель өлшемдері, әсіресе жоғары жылдамдықты сканерлеуге тән қысқа экспозиция уақыттарымен үйлесетіндіктен, әдетте, аз жарықта бейнелеуге жарамсыз.
-
Әдетте ғылыми бейнелеуге арналмаған, сондықтан сызықтық және кескін сапасы нашар болуы мүмкін.
Сызықтық сканерлеу камераларының ғылыми саладағы жалпы қолданбалары
Сызықты сканерлеу камералары жоғары ажыратымдылықты, дәлдікті және үздіксіз деректерді алуды талап ететін ғылыми зерттеулерде және кеңейтілген бейнелеу қолданбаларында кеңінен қолданылады. Әдеттегі қолдану мыналарды қамтиды:
● Микроскопиялық бейнелеу: Егжей-тегжейлі беттік немесе ұялы талдау үшін жоғары ажыратымдылықтағы сызық сканерлерін түсіру.
● Спектроскопия: Нақты кеңістіктік рұқсатпен үлгілер бойынша спектрлік деректерді жазу.
● Астрономия: Аспан объектілерін бейнелеу немесе ең аз бұрмалаумен жылдам қозғалатын нысандарды қадағалау.
● Материалтану: Металдардағы, полимерлердегі немесе композиттердегі бетті тексеру және ақауларды анықтау.
● Биомедициналық кескіндеу: Гистология мен патологияны қоса, диагностикалық немесе зерттеу мақсаттары үшін биологиялық тіндерді сканерлеу.
Бұл қолданбалар желілік сканерлеу камерасының кеңейтілген аумақтарда немесе динамикалық эксперименттік орнатуларда жоғары егжей-тегжейлі, бұрмаланбаған кескіндерді жасау мүмкіндігінен пайда көреді.
Сызықтық сканерлеу камераларының шектеулері
Схематикалық диаграмма: Tucsen жоғары сезімталдықты сканерлеу/TDI ғылыми камерасы
Солға: Салқындатылмаған аймақты сканерлеу камерасы
Орташа: TDI ғылыми камерасы
Дұрыс: Салқындатылған аумақты сканерлеу камерасы
Сызықтық сканерлеу камералары тамаша ажыратымдылықты ұсынып, үздіксіз бейнелеуге өте қолайлы болғанымен, олардың шектеулері бар, әсіресе сезімталдық пен сигнал тұрақтылығы маңызды болып табылатын озық ғылыми орталарда.
Негізгі шектеулердің бірі - аз жарық жағдайында олардың өнімділігі. Дәстүрлі желілік сканерлеу камералары флуоресценттік микроскопия немесе белгілі биомедициналық талдаулар сияқты әлсіз жарықтандырылған немесе жарыққа сезімтал үлгілерді кескіндеу кезінде жеткілікті сигнал-шу қатынасын (SNR) қамтамасыз етпеуі мүмкін бір реттік экспозицияға сүйенеді. Сонымен қатар, объект қозғалысы мен кескінді алу арасындағы дәл синхрондауға қол жеткізу, әсіресе айнымалы жылдамдықты немесе дірілді қамтитын орнатуларда техникалық тұрғыдан қажет болуы мүмкін.
Тағы бір шектеу - олардың өте баяу қозғалатын немесе біркелкі емес жарықтандырылған үлгілердің жоғары сапалы кескіндерін түсіру мүмкіндігінің шектелуі, бұл сәйкес келмейтін экспозиция немесе қозғалыс артефактілеріне әкелуі мүмкін.
Осы қиындықтарды жеңу үшін TDI (уақыт кідірісін біріктіру) камералары қуатты балама ретінде пайда болды. Нысан қозғалған кезде бірнеше экспозициялар бойынша сигналды жинақтай отырып, TDI камералары сезімталдық пен кескін сапасын айтарлықтай жақсартады, бұл оларды өте төмен жарықты, жоғары динамикалық диапазонды немесе дәл уақытша ажыратымдылықты қажет ететін ғылыми салаларда әсіресе құнды етеді.
Қорытынды
Сызықтық сканерлеу камералары қозғалатын немесе үздіксіз беттерді жоғары жылдамдықты, жоғары ажыратымдылықты бейнелеуді талап ететін салаларда таптырмас құрал болып табылады. Олардың бірегей сканерлеу әдісі дұрыс сценарийлерде, әсіресе веб-тексеру, жартылай өткізгішті бейнелеу және автоматтандырылған орау сияқты қолданбалар үшін аумақты сканерлеу камераларына қарағанда ерекше артықшылықтарды ұсынады.
Сызықтық сканерлеу камералары негізінен өнеркәсіптік қондырғыларда пайдаланылғанымен, жоғары сезімталдықты немесе аз жарық өнімділігін қажет ететін пайдаланушыларғылыми камералардәл бейнелеу қолданбаларына арналған.
Желілік сканерлеу камераларының қалай жұмыс істейтінін және біреуін таңдағанда нені іздеу керектігін түсіну сізге ақылды, сенімдірек тексеру жүйелерін жасауға көмектеседі.
Жиі қойылатын сұрақтар
Сызықтық сканерлеу камерасы түсті кескіндерді қалай түсіреді?
Түсті сызықты сканерлеу камералары әдетте әрқайсысы қызыл, жасыл немесе көк сүзгісі бар пикселдердің үш параллель сызығын қамтитын үш сызықты сенсорларды пайдаланады. Нысан сенсордан өтіп бара жатқанда, әрбір түс сызығы өзінің сәйкес арнасын ретімен түсіреді. Содан кейін олар толық түсті кескінді қалыптастыру үшін біріктіріледі. Дәл синхрондау әсіресе жоғары жылдамдықта түстердің туралануын болдырмау үшін өте маңызды.
Оң сызықты сканерлеу камерасын қалай таңдауға болады
Дұрыс камераны таңдау қолданбаның талаптарына байланысты. Мұнда ескеру қажет кейбір негізгі факторлар:
● Жылдамдық талаптары: Нысан жылдамдығы негізінде желі жылдамдығының қажеттіліктерін анықтаңыз.
● Ажыратымдылық қажеттіліктері: Ажыратымдылықты тексеру рұқсаттарымен сәйкестендіріңіз.
● Жарықтандыру және қоршаған орта: Шағылысатын немесе күңгірт беттер үшін арнайы жарықтандыруды қарастырыңыз.
● Сенсор түрі: CMOS жылдамдығы мен тиімділігі үшін негізгі ағымға айналды, ал CCD-лер бұрынғы және дәлдігі маңызды жүйелер үшін қолданыста қалады.
● Қосылу мүмкіндігі: Жүйеңіздің камера интерфейсін қолдайтынына көз жеткізіңіз (мысалы, жоғары деректер жылдамдығы үшін CoaXPress).
● Бюджет: Жүйе құнымен өнімділікті, соның ішінде жарықтандыруды, оптиканы және жақтауларды ұстағыштарды теңестіріңіз.
Күмәндансаңыз, жүйенің дизайнымен және қолданба мақсаттарымен үйлесімділікті қамтамасыз ету үшін құрылғыны көру сарапшысымен немесе сатушымен кеңесіңіз.
Монохромды сканерлеу камерасында қанша жол бар?
Стандартты монохромды сызықты сканерлеу камерасында әдетте пикселдердің бір сызығы болады, бірақ кейбір үлгілерде екі немесе одан да көп параллель сызықтар бар. Бұл көп сызықты сенсорларды бірнеше экспозицияны орташалау, сезімталдықты арттыру немесе әртүрлі жарық бұрыштарын түсіру арқылы кескін сапасын жақсарту үшін пайдалануға болады.
Бір сызықты камералар жоғары жылдамдықты тексерулердің көпшілігі үшін жеткілікті болғанымен, екі және төрт сызықты нұсқалар талап етілетін орталарда, әсіресе төмен шу немесе жоғары динамикалық диапазон қажет болған жағдайда жақсы өнімділікті ұсынады.
Жарықпен шектелген кескін қолданбаларында сызықты сканерлеу технологиясы туралы көбірек білу үшін біздің мақаланы қараңыз:
Line Scan TDI Imaging көмегімен жарықпен шектелген алуды жылдамдату
Неліктен TDI технологиясы өнеркәсіптік бейнелеуде негіз алады?
Tucsen Photonics Co., Ltd. Барлық құқықтар қорғалған. Сілтеме жасаған кезде дереккөзді растаңыз:www.tucsen.com
