Viss, kas jums jāzina par līniju skenēšanas kamerām |

Līniju skenēšanas kameras ir specializētas attēlveidošanas ierīces, kas paredzētas kustīgu vai nepārtrauktu objektu augstas izšķirtspējas attēlu uzņemšanai. Atšķirībā no tradicionālajām laukuma skenēšanas kamerām, kas vienā ekspozīcijā uzņem 2D attēlu, līniju skenēšanas kameras veido attēlus rindu pa rindiņai — ideāli piemērotas tādām lietojumprogrammām kā tīmekļa pārbaude, pusvadītāju analīze un iepakojuma verifikācija.

Šīm kamerām parasti ir viena pikseļu rinda (vai dažreiz vairākas rindas), un, apvienojumā ar kustīgu objektu vai skenēšanas sistēmu, tās var radīt augstas kvalitātes 2D attēlus no praktiski jebkura garuma objektiem. Atkarībā no sensora veida līnijas skenēšanas kameras parasti izmanto CCD vai CMOS sensoru tehnoloģiju — līdzīgi kā daudzās citās ierīcēs.CMOS kameras— CMOS kļūstot par vēlamo izvēli tā ātruma un energoefektivitātes dēļ.

Kas ir līnijas skenēšanas kamera?

Līnijas skenēšanas kameras parasti ir optimizētas rūpnieciskai, nevis zinātniskai lietošanai, un tām var būt ierobežojumi vāja apgaismojuma vai īpaši augstas precizitātes lietojumos. Augsts nolasīšanas troksnis, mazi pikseļi un kopumā zema kvantu efektivitāte var nozīmēt, ka šīm kamerām ir nepieciešams augsts apgaismojuma līmenis, lai nodrošinātu funkcionējošu signāla un trokšņa attiecību (SNR).

Līnijas skenēšanas kameras var izmantot divos galvenajos veidos:

1 dimensiju uztveršana

Var iegūt viendimensiju informāciju, piemēram, spektroskopijas lietojumprogrammās. Rezultāti kameru programmatūrā bieži tiek attēloti grafika veidā, kur intensitāte ir attēlota uz y ass, bet kameras pikselis – uz x ass.

Divdimensiju uztveršana

Kameru var "skenēt" pāri attēlveidošanas objektam, pārvietojot kameru vai attēlveidošanas objektu, un divdimensiju attēlu var veidot, uzņemot secīgus viendimensiju šķēles.

Šis attēlveidošanas veids ļauj skenēšanas dimensijā uztvert patvaļīgi lielus attēlus. Spēja uztvert kustīgus objektus bez kustības izplūšanas (vai slīdošā slēdža artefaktiem) nozīmē, ka līniju skenēšanas kameras ļoti bieži izmanto rūpnieciskos lietojumos, montāžas līnijās, lielu attēlveidošanas objektu pārbaudē un citur.

Kā darbojas līnijas skenēšanas kamera?

Līniju skenēšanas kamera darbojas koordinēti ar kustīgu objektu vai skenēšanas mehānismu. Objektam pārvietojoties zem kameras, katra attēla līnija tiek secīgi uztverta laikā. Pēc tam šīs līnijas tiek apvienotas reāllaikā vai ar programmatūras palīdzību, lai izveidotu pilnu 2D attēlu.

Galvenās sastāvdaļas ir:

● Viendimensiju sensorsParasti viena pikseļu rinda.
● Kustību vadībaKonveijers vai rotējošs mehānisms nodrošina vienmērīgu kustību.
● ApgaismojumsBieži vien līnijveida vai koaksiālais apgaismojums vienmērīgam apgaismojumam.

Tā kā attēls tiek veidots rindiņa pa rindiņai, sinhronizācija ir kritiski svarīga. Ja objekts pārvietojas nekonsekventi vai laiks ir nobīdīts, var rasties attēla kropļojumi.

Līnijas skenēšanas un laukuma skenēšanas kameru atšķirības

Funkcija	Līnijas skenēšanas kamera	Laukuma skenēšanas kamera
Attēlu uzņemšana	Viena rinda vienlaikus	Pilns 2D kadrs vienlaikus
Ideāla lietošana	Kustīgi vai nepārtraukti objekti	Stacionāras vai momentuzņēmumu ainas
Attēla izmērs	Gandrīz neierobežots garums	Ierobežots sensora izmēra dēļ
Integrācija	Nepieciešama kustības un laika kontrole	Vienkāršāka iestatīšana
Tipiski pielietojumi	Tīmekļa pārbaude, drukāšana, tekstilizstrādājumi	Svītrkodu skenēšana, robotika, vispārējā attēlveidošana

Īsāk sakot, līnijas skenēšanas kameras ir īpaši piemērotas, attēlojot ātri kustīgus vai ļoti lielus objektus. Laukuma skenēšanas kameras ir labāk piemērotas lietojumiem ar statiskiem vai maziem mērķiem.

Līnijas skenēšanas kameru galvenās iezīmes

Izvēloties līnijas skenēšanas kameru, ņemiet vērā šādas specifikācijas:

● IzšķirtspējaPikseļu skaits rindā, kas ietekmē detalizācijas līmeni.
● Līnijas frekvence (Hz)Sekundē uztverto līniju skaits — vitāli svarīgs ātrdarbīgām pārbaudēm.
● Sensora tipsCMOS (ātra, mazas jaudas) salīdzinājumā ar CCD (dažos gadījumos augstāka attēla kvalitāte).
● SaskarneDatu pārsūtīšanas iespējas, piemēram, GigE, Camera Link vai CoaXPress.
● Dinamiskais diapazons un jutībaSvarīgi objektu ar mainīgu spilgtumu vai atstarošanas spēju pārbaudei.
● Krāsu un vienkrāsas attēliKrāsu kameras izmanto vairākas rindas ar RGB filtriem; vienkrāsainas kameras var piedāvāt augstāku jutību.

Line Scan kameru plusi un mīnusi

Plusi

Var uztvert viendimensiju informāciju ļoti lielā ātrumā (parasti mērot 100 kHz līnijas ātrumā). Skenējot pāri attēlveidošanas objektam, var lielā ātrumā uztvert patvaļīga izmēra divdimensiju attēlus.

Var uztvert krāsu informāciju, nezaudējot izšķirtspēju, izmantojot atsevišķas sarkanās, zaļās un zilās filtrācijas rindas, vai arī pielāgotas kameras var piedāvāt specifisku viļņu garuma filtrēšanu.

Apgaismojumam jābūt tikai viendimensiju, un atkarībā no attēlveidošanas iestatījumiem otrajā (skenētajā) dimensijā var nebūt nepieciešama plakanā lauka vai citas korekcijas.

Mīnusi

Lai iegūtu divdimensiju datus, nepieciešama specializēta aparatūras un programmatūras iestatīšana.

Parasti nav piemērots attēlveidošanai vājā apgaismojumā zemā QE, augsta trokšņa un maza pikseļu izmēra dēļ, īpaši apvienojumā ar īso ekspozīcijas laiku, kas raksturīgs ātrdarbīgai skenēšanai.

Parasti nav paredzēts zinātniskai attēlveidošanai, tāpēc linearitāte un attēla kvalitāte var būt slikta.

Līnijas skenēšanas kameru izplatītākie pielietojumi zinātnes jomā

Līnijas skenēšanas kameras tiek plaši izmantotas zinātniskos pētījumos un progresīvās attēlveidošanas lietojumprogrammās, kurām nepieciešama augsta izšķirtspēja, precizitāte un nepārtraukta datu iegūšana. Tipiski pielietojumi ietver:

● Mikroskopiskā attēlveidošanaAugstas izšķirtspējas līniju skenējumu uzņemšana detalizētai virsmas vai šūnu analīzei.
● SpektroskopijaSpektrālo datu ierakstīšana paraugos ar precīzu telpisko izšķirtspēju.
● AstronomijaDebess ķermeņu attēlveidošana vai ātri kustīgu mērķu izsekošana ar minimālu kropļojumu.
● MateriālzinātneVirsmas pārbaude un defektu noteikšana metālos, polimēros vai kompozītmateriālos.
● Biomedicīniskā attēlveidošanaBioloģisko audu skenēšana diagnostikas vai pētniecības nolūkos, tostarp histoloģijā un patoloģijā.

Šīs lietojumprogrammas gūst labumu no līnijas skenēšanas kameras spējas ģenerēt ļoti detalizētus, bez kropļojumiem attēlus plašās zonās vai dinamiskos eksperimentālos iestatījumos.

Līnijas skenēšanas kameru ierobežojumi

Tucsen augstas jutības līniju skenēšanas un TDI zinātniskā kamera

Shematiska diagramma: Tucsen augstas jutības līnijas skenēšanas/TDI zinātniskā kamera

KreisāNeatdzesēta laukuma skenēšanas kamera

VidējaisTDI zinātniskā kamera

Pa labiAtdzesētas zonas skenēšanas kamera

Lai gan līnijas skenēšanas kameras piedāvā izcilu izšķirtspēju un ir labi piemērotas nepārtrauktai attēlveidošanai, tām ir ierobežojumi, īpaši progresīvā zinātniskā vidē, kur jutība un signāla stabilitāte ir kritiski svarīga.

Viens no galvenajiem ierobežojumiem ir to veiktspēja vāja apgaismojuma apstākļos. Tradicionālās līnijas skenēšanas kameras izmanto vienreizēju ekspozīciju, kas var nenodrošināt pietiekamu signāla un trokšņa attiecību (SNR), attēlojot vāji apgaismotus vai gaismjutīgus paraugus, piemēram, fluorescences mikroskopijā vai noteiktos biomedicīniskajos testos. Turklāt precīzas sinhronizācijas sasniegšana starp objekta kustību un attēla iegūšanu var būt tehniski sarežģīta, īpaši iestatījumos, kas ietver mainīgu ātrumu vai vibrāciju.

Vēl viens ierobežojums ir to ierobežotā spēja uzņemt augstas kvalitātes attēlus no ļoti lēni kustīgiem vai nevienmērīgi apgaismotiem paraugiem, kas var izraisīt nekonsekventu ekspozīciju vai kustības artefaktus.

Lai pārvarētu šīs problēmas, kā spēcīga alternatīva ir parādījušās TDI (laika aizkaves integrācijas) kameras. Uzkrājot signālu vairākās ekspozīcijās, objektam pārvietojoties, TDI kameras ievērojami uzlabo jutību un attēla kvalitāti, padarot tās īpaši vērtīgas zinātnes jomās, kurās nepieciešama attēlveidošana īpaši vājā apgaismojumā, augsts dinamiskais diapazons vai precīza laika izšķirtspēja.

Secinājums

Līniju skenēšanas kameras ir neaizstājami instrumenti nozarēs, kurās nepieciešama kustīgu vai nepārtrauktu virsmu ātrdarbīga un augstas izšķirtspējas attēlveidošana. To unikālā skenēšanas metode piedāvā ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar laukuma skenēšanas kamerām atbilstošos gadījumos, īpaši tādos pielietojumos kā tīmekļa pārbaude, pusvadītāju attēlveidošana un automatizēta iepakošana.

Lai gan līnijas skenēšanas kameras galvenokārt tiek izmantotas rūpnieciskos apstākļos, lietotājiem, kuriem nepieciešama augsta jutība vai veiktspēja vājā apgaismojumā, varētu būt noderīgi izpētītzinātniskās kamerasparedzēts precīzas attēlveidošanas lietojumprogrammām.

Izpratne par to, kā darbojas līnijas skenēšanas kameras un kam pievērst uzmanību, izvēloties kameru, palīdzēs jums izstrādāt viedākas un uzticamākas pārbaudes sistēmas.

Bieži uzdotie jautājumi

Kā līnijas skenēšanas kamera uztver krāsu attēlus?

Krāsu līniju skenēšanas kameras parasti izmanto trīslineārus sensorus, kas satur trīs paralēlas pikseļu līnijas, katrai no tām ir sarkans, zaļš vai zils filtrs. Objektam pārvietojoties garām sensoram, katra krāsu līnija secīgi uztver savu attiecīgo kanālu. Pēc tam tie tiek apvienoti, veidojot pilnkrāsu attēlu. Precīza sinhronizācija ir būtiska, lai izvairītos no krāsu neatbilstības, īpaši lielā ātrumā.

Kā izvēlēties pareizo līnijas skenēšanas kameru

Pareizās kameras izvēle ir atkarīga no jūsu lietojumprogrammas prasībām. Šeit ir daži galvenie faktori, kas jāņem vērā:

● Ātruma prasībasNosakiet nepieciešamo līnijas ātrumu, pamatojoties uz objekta ātrumu.
● Risināšanas vajadzībasPielāgojiet izšķirtspēju savām pārbaudes pielaidēm.
● Apgaismojums un videApsveriet īpašu apgaismojumu atstarojošām vai tumšām virsmām.
● Sensora tipsCMOS ir kļuvusi par plaši izplatītu tehnoloģiju, pateicoties tās ātrumam un efektivitātei, savukārt CCD joprojām tiek izmantotas mantotajās un precīzi kritiskajās sistēmās.
● SavienojamībaPārliecinieties, vai jūsu sistēma atbalsta kameras saskarni (piemēram, CoaXPress lieliem datu pārraides ātrumiem).
● BudžetsLīdzsvarojiet veiktspēju ar sistēmas izmaksām, tostarp apgaismojumu, optiku un kadru tvērējus.

Ja rodas šaubas, konsultējieties ar mašīnredzes ekspertu vai pārdevēju, lai nodrošinātu saderību ar jūsu sistēmas dizainu un lietojumprogrammas mērķiem.

Cik līniju ir melnbaltai līniju skenēšanas kamerai?

Standarta melnbaltai līniju skenēšanas kamerai parasti ir viena pikseļu līnija, bet dažiem modeļiem ir divas vai vairākas paralēlas līnijas. Šos daudzlīniju sensorus var izmantot, lai uzlabotu attēla kvalitāti, aprēķinot vairāku ekspozīciju vidējo vērtību, uzlabojot jutību vai uztverot dažādus apgaismojuma leņķus.

Lai gan vienas līnijas kameras ir pietiekamas lielākajai daļai ātrgaitas pārbaužu, divu un četru līniju versijas piedāvā labāku veiktspēju sarežģītās vidēs, īpaši, ja nepieciešams zems trokšņu līmenis vai augsts dinamiskais diapazons.

Lai uzzinātu vairāk par līniju skenēšanas tehnoloģiju gaismas ierobežotas attēlveidošanas lietojumprogrammās, skatiet mūsu rakstu:

Paātrinot gaismas ierobežotu iegūšanu ar Line Scan TDI Imaging

Kāpēc TDI tehnoloģija iekaro popularitāti rūpnieciskajā attēlveidošanā

Tucsen Photonics Co., Ltd. Visas tiesības aizsargātas. Citējot, lūdzu, norādiet avotu:www.tucsen.com