25/08/07Камерите за линиско скенирање се специјализирани уреди за снимање дизајнирани да снимаат слики со висока резолуција од подвижни или континуирани објекти. За разлика од традиционалните камери за скенирање на површина кои снимаат 2D слика со една експозиција, камерите за линиско скенирање градат слики линија по линија - идеални за апликации како што се веб-инспекција, анализа на полупроводници и верификација на пакување.
Овие камери обично имаат еден ред пиксели (или понекогаш повеќе редови), а кога се комбинираат со подвижен објект или систем за скенирање, тие можат да произведат висококвалитетни 2D слики од објекти со практично секоја должина. Во зависност од типот на сензор, камерите за линиско скенирање обично користат CCD или CMOS сензорска технологија - слична на онаа што се наоѓа во многуCMOS камери— при што CMOS станува претпочитан избор поради неговата брзина и енергетска ефикасност.
Што е камера за скенирање линии?
Камерите за линиско скенирање обично се оптимизирани за индустриска, а не за научна употреба и може да имаат ограничувања во апликации со слаба осветленост или ултра-висока прецизност. Високиот шум на отчитување, малите пиксели и генерално ниската квантна ефикасност може да значат дека на овие камери им се потребни високи нивоа на светлина за да испорачаат функционален SNR.
Камерите за линиско скенирање можат да се користат на два основни начина:
Еднодимензионално снимање
Може да се снимат еднодимензионални информации, како на пример во апликациите за спектроскопија. Резултатите често се претставуваат во графичка форма во софтверот за камера, со интензитет на y-оската наспроти пикселот на камерата на x-оската.
2-димензионално снимање
Камерата може да се „скенира“ низ објектот на снимање, преку движење на камерата или на објектот на снимање, а 2-димензионална слика може да се формира со снимање на последователни 1-димензионални парчиња.
Оваа форма на снимање овозможува снимање на произволно големи слики во димензијата на скенирање. Способноста за снимање објекти во движење без заматување на движењето (или артефакти на ролерот) значи дека камерите за линиско скенирање многу често се користат во индустриски апликации, за монтажни линии, инспекција на големи објекти за снимање и друго.
Како функционира камерата за скенирање линии?
Камерата за скенирање линии работи во координација со објект што се движи или механизам за скенирање. Како што објектот поминува под камерата, секоја линија од сликата се снима секвенцијално во времето. Овие линии потоа се комбинираат во реално време или преку софтвер за да се создаде целосна 2D слика.
Клучните компоненти вклучуваат:
● Еднодимензионален сензор: Типично еден ред пиксели.
● Контрола на движењеТранспортер или ротирачки механизам обезбедува рамномерно движење.
● ОсветлувањеЧесто линиско или коаксијално осветлување за конзистентно осветлување.
Бидејќи сликата е изградена линија по линија, синхронизацијата е критична. Ако објектот се движи неконзистентно или тајмингот е погрешен, може да се појави дисторзија на сликата.
Камери за скенирање на линии наспроти камери за скенирање на површини
| Карактеристика | Камера за скенирање на линии | Камера за скенирање на област |
| Снимање слики | Една линија одеднаш | Целосен 2D кадар одеднаш |
| Идеална употреба | Подвижни или континуирани објекти | Стационарни или снимки од снимки |
| Големина на сликата | Практично неограничена должина | Ограничено од големината на сензорот |
| Интеграција | Потребна е контрола на движењето и времето | Поедноставно поставување |
| Типични апликации | Веб-инспекција, печатење, текстил | Скенирање на баркодови, роботика, општо снимање |
Накратко, камерите за линиско скенирање се одлични кога снимаат објекти што се движат брзо или се многу големи. Камерите за скенирање на површина се посоодветни за апликации со статични или мали цели.
Клучни карактеристики на камерите за линиско скенирање
При избор на камера за скенирање на линии, земете ги предвид следните спецификации:
● РезолуцијаБрој на пиксели по линија, што влијае на нивото на детали.
● Линиска фреквенција (Hz)Број на снимени линии во секунда - од витално значење за брзи инспекции.
● Тип на сензорCMOS (брз, со мала потрошувачка на енергија) наспроти CCD (повисок квалитет на слика во некои случаи).
● ИнтерфејсОпции за пренос на податоци како GigE, Camera Link или CoaXPress.
● Динамички опсег и чувствителностВажно за проверка на објекти со променлива осветленост или рефлективност.
● Боја наспроти монохроматскиКамерите во боја користат повеќе редови со RGB филтри; монохроматските може да понудат поголема чувствителност.
Предности и недостатоци на камерите со линиско скенирање
Професионалци
-
Може да снима еднодимензионални информации со многу голема брзина (обично мерено во линиска брзина од 100-ти kHz). Може да снима дводимензионални слики со произволна големина со голема брзина при скенирање преку објектот на снимање.
-
Може да снима информации за бојата без да се жртвува резолуцијата преку употреба на одделни редови филтрирани со црвена, зелена и сина боја, или прилагодените камери можат да понудат филтрирање на специфична бранова должина.
-
Осветлувањето треба да биде само еднодимензионално и, во зависност од поставката за снимање, може да не бара корекции со рамно поле или други корекции во втората (скенирана) димензија.
Недостатоци
-
Потребни се специјализирани хардверски и софтверски поставувања за да се добијат 2-димензионални податоци.
-
Типично не е погодно за снимање при слаба осветленост поради нискиот QE, високиот шум и малите големини на пикселите, особено во комбинација со краткото време на експозиција типично за скенирање со голема брзина.
-
Обично не е наменет за научно снимање, па затоа линеарноста и квалитетот на сликата може да бидат слаби.
Вообичаени примени на линиските камери за скенирање во научната област
Камерите за линиско скенирање се широко користени во научни истражувања и напредни апликации за снимање кои бараат висока резолуција, прецизност и континуирано собирање податоци. Типичните употреби вклучуваат:
● Микроскопско снимањеСнимање на линиски скенирања со висока резолуција за детална површинска или клеточна анализа.
● СпектроскопијаСнимање спектрални податоци низ примероци со прецизна просторна резолуција.
● АстрономијаСликање на небесни објекти или следење на брзо движечки цели со минимално изобличување.
● Наука за материјалиПовршинска инспекција и откривање на дефекти кај метали, полимери или композити.
● Биомедицинско снимањеСкенирање на биолошки ткива за дијагностички или истражувачки цели, вклучувајќи хистологија и патологија.
Овие апликации имаат корист од способноста на камерата за линиско скенирање да генерира високодетални слики без дисторзија на проширени површини или во динамични експериментални поставувања.
Ограничувања на камерите за скенирање линии
Шематски дијаграм: Научна камера за скенирање на линии со висока чувствителност од Тусен/TDI
Лево: Камера за скенирање на неладена површина
СреденTDI научна камера
ДесноКамера за скенирање на ладена површина
Иако камерите за линиско скенирање нудат одлична резолуција и се погодни за континуирано снимање, тие имаат ограничувања, особено во напредните научни средини каде што чувствителноста и стабилноста на сигналот се од клучно значење.
Едно големо ограничување е нивната ефикасност во услови на слаба осветленост. Традиционалните камери за линиско скенирање се потпираат на експозиција во еден премин, што може да не обезбеди доволен однос сигнал-шум (SNR) при снимање на слабо осветлени или светлочувствителни примероци, како што е флуоресцентната микроскопија или одредени биомедицински анализи. Дополнително, постигнувањето точна синхронизација помеѓу движењето на објектот и снимањето на сликата може да биде технички тешко, особено во поставки што вклучуваат променлива брзина или вибрации.
Друго ограничување е нивната ограничена способност да снимаат висококвалитетни слики од многу бавно движечки или нерамномерно осветлени примероци, што може да резултира со неконзистентна експозиција или артефакти од движење.
За да се надминат овие предизвици, TDI (интеграција на временско одложување) камерите се појавија како моќна алтернатива. Со акумулирање на сигнал низ повеќекратни експозиции како што се движи објектот, TDI камерите значително ја подобруваат чувствителноста и квалитетот на сликата, што ги прави особено вредни во научните области што бараат снимање со ултра слаба светлина, висок динамички опсег или прецизна временска резолуција.
Заклучок
Камерите за линиско скенирање се неопходни алатки во индустриите кои бараат снимање со голема брзина и висока резолуција на подвижни или континуирани површини. Нивниот уникатен метод на скенирање нуди посебни предности во однос на камерите за скенирање на површина во соодветни сценарија, особено за апликации како што се веб-инспекција, снимање со полупроводници и автоматско пакување.
Иако камерите за скенирање линии првенствено се користат во индустриски услови, корисниците кои бараат висока чувствителност или перформанси при слаба осветленост може да имаат корист од истражувањето.научни камеридизајниран за прецизни апликации за снимање.
Разбирањето како функционираат камерите за линиско скенирање и што да барате при изборот на една ќе ви помогне да дизајнирате попаметни, посигурни системи за инспекција.
Најчесто поставувани прашања
Како камерата за скенирање линии снима слики во боја?
Камерите за скенирање на линии во боја обично користат трилинеарни сензори, кои содржат три паралелни линии на пиксели, секоја со црвен, зелен или син филтер. Како што објектот се движи покрај сензорот, секоја линија во боја го доловува својот соодветен канал по ред. Потоа тие се комбинираат за да формираат слика во целосна боја. Прецизната синхронизација е од суштинско значење за да се избегне нерамномерно порамнување на боите, особено при големи брзини.
Како да ја изберете вистинската камера за скенирање на линии
Изборот на вистинската камера зависи од барањата на вашата апликација. Еве неколку клучни фактори што треба да се земат предвид:
● Потребни брзиниОпределете ги вашите потреби за брзина на линијата врз основа на брзината на објектот.
● Потреби за решавањеУсогласете ја резолуцијата со вашите толеранции за инспекција.
● Осветлување и животна срединаРазмислете за посебно осветлување за рефлектирачки или темни површини.
● Тип на сензорCMOS стана мејнстрим поради својата брзина и ефикасност, додека CCD сензорите сè уште се користат за постари и прецизни системи.
● ПоврзувањеОсигурајте се дека вашиот систем го поддржува интерфејсот на камерата (на пр., CoaXPress за високи брзини на пренос на податоци).
● БуџетУрамнотежете ги перформансите со трошоците за системот, вклучувајќи осветлување, оптика и фаќачи на рамки.
Доколку се сомневате, консултирајте се со експерт за машински вид или продавач за да се осигурате дека е компатибилен со дизајнот на вашиот систем и целите на апликацијата.
Колку линии има монохроматска камера за скенирање линии?
Стандардната монохроматска камера за скенирање линии обично има една линија пиксели, но некои модели имаат две или повеќе паралелни линии. Овие сензори со повеќе линии може да се користат за подобрување на квалитетот на сликата со усреднување на повеќекратни експозиции, подобрување на чувствителноста или снимање на различни агли на осветлување.
Иако еднолиниските камери се доволни за повеќето брзи инспекции, верзиите со двојна и четирилиниски камери нудат подобри перформанси во тешки услови, особено таму каде што е потребен низок шум или висок динамички опсег.
За да дознаете повеќе за технологијата за скенирање линии во апликациите за снимање со ограничена светлина, погледнете ја нашата статија:
Забрзување на снимањето ограничено со светлина со Line Scan TDI Imaging
Зошто TDI технологијата добива на популарност во индустриското снимање
Tucsen Photonics Co., Ltd. Сите права се задржани. При цитирање, ве молиме наведете го изворот:www.tucsen.com
