25/08/07Kamera imbasan talian ialah peranti pengimejan khusus yang direka untuk menangkap imej resolusi tinggi objek bergerak atau berterusan. Tidak seperti kamera imbasan kawasan tradisional yang menangkap imej 2D dalam satu pendedahan, kamera imbasan baris membina imej baris demi baris—sesuai untuk aplikasi seperti pemeriksaan web, analisis semikonduktor dan pengesahan pembungkusan.
Kamera ini lazimnya menampilkan satu baris piksel (atau kadangkala berbilang baris), dan apabila digabungkan dengan subjek bergerak atau sistem pengimbasan, ia boleh menghasilkan imej 2D objek yang berkualiti tinggi dengan hampir sebarang panjang. Bergantung pada jenis penderia, kamera imbasan garisan biasanya menggunakan sama ada teknologi penderia CCD atau CMOS—serupa dengan apa yang terdapat dalam kebanyakankamera CMOS—dengan CMOS menjadi pilihan pilihan kerana kelajuan dan kecekapan tenaganya.
Apakah Kamera Imbasan Talian?
Kamera imbasan garisan biasanya dioptimumkan untuk kegunaan industri dan bukannya saintifik, dan mungkin mempunyai had dalam aplikasi cahaya malap atau berketepatan ultra tinggi. Bunyi bacaan yang tinggi, piksel kecil dan secara amnya kecekapan kuantum yang rendah boleh bermakna kamera ini memerlukan tahap cahaya yang tinggi untuk menyampaikan SNR yang boleh digunakan.
Kamera imbasan talian boleh digunakan dalam dua cara utama:
Tangkapan 1 Dimensi
Maklumat satu dimensi boleh ditangkap, seperti dalam aplikasi spektroskopi. Keputusan sering diwakili dalam bentuk graf dalam perisian kamera, dengan keamatan pada paksi-y berbanding piksel kamera pada paksi-x.
Tangkapan 2 Dimensi
Kamera boleh 'diimbas' merentasi subjek pengimejan, sama ada melalui menggerakkan kamera atau subjek pengimejan, dan imej 2 dimensi boleh dibentuk dengan menangkap hirisan 1 dimensi berturut-turut.
Bentuk pengimejan ini membolehkan penangkapan imej yang besar secara sewenang-wenangnya dalam dimensi imbasan. Keupayaan untuk menangkap subjek semasa bergerak tanpa kabur gerakan (atau artifak pengatup berguling) bermakna kamera imbasan garisan sangat biasa digunakan dalam aplikasi industri, untuk saluran pemasangan, pemeriksaan subjek pengimejan yang besar dan banyak lagi.
Bagaimanakah Kamera Imbasan Talian Berfungsi?
Kamera imbasan garis berfungsi dalam penyelarasan dengan objek bergerak atau mekanisme pengimbasan. Apabila objek melepasi di bawah kamera, setiap baris imej ditangkap secara berurutan dalam masa. Garisan ini kemudiannya digabungkan dalam masa nyata atau melalui perisian untuk menghasilkan imej 2D penuh.
Komponen utama termasuk:
● Penderia 1 Dimensi: Biasanya satu baris piksel.
● Kawalan pergerakan: Pengangkut atau mekanisme berputar memastikan pergerakan yang sekata.
● Pencahayaan: Selalunya pencahayaan talian atau sepaksi untuk pencahayaan yang konsisten.
Kerana imej dibina baris demi baris, penyegerakan adalah kritikal. Jika objek bergerak secara tidak konsisten atau pemasaan dimatikan, herotan imej boleh berlaku.
Imbasan Talian lwn. Kamera Imbasan Kawasan
| Ciri | Kamera Imbasan Talian | Kamera Imbas Kawasan |
| Tangkapan Imej | Satu baris pada satu masa | Bingkai 2D penuh sekaligus |
| Penggunaan Ideal | Objek bergerak atau berterusan | Adegan pegun atau syot kilat |
| Saiz Imej | Hampir tidak terhad panjangnya | Terhad oleh saiz sensor |
| Integrasi | Memerlukan pergerakan dan kawalan masa | Persediaan yang lebih mudah |
| Aplikasi Biasa | Pemeriksaan web, percetakan, tekstil | Pengimbasan kod bar, robotik, pengimejan umum |
Ringkasnya, kamera imbasan garisan cemerlang apabila pengimejan objek yang bergerak pantas atau sangat besar. Kamera imbasan kawasan lebih sesuai untuk aplikasi dengan sasaran statik atau kecil.
Ciri Utama Kamera Imbasan Talian
Apabila memilih kamera imbasan garisan, pertimbangkan spesifikasi berikut:
● Resolusi: Bilangan piksel setiap baris, memberi kesan kepada tahap butiran.
● Kadar Talian (Hz): Bilangan garisan yang ditangkap sesaat—penting untuk pemeriksaan berkelajuan tinggi.
● Jenis Sensor: CMOS (cepat, kuasa rendah) lwn. CCD (kualiti imej yang lebih tinggi dalam beberapa kes).
● Antara muka: Pilihan pemindahan data seperti GigE, Pautan Kamera atau CoaXPress.
● Julat Dinamik & Kepekaan: Penting untuk memeriksa objek dengan kecerahan berubah-ubah atau pemantulan.
● Warna lwn Monokrom: Kamera berwarna menggunakan berbilang baris dengan penapis RGB; monokrom mungkin menawarkan sensitiviti yang lebih tinggi.
Kebaikan dan Keburukan Kamera Imbasan Talian
Kebaikan
-
Boleh menangkap maklumat 1 dimensi pada kelajuan yang sangat tinggi (biasanya diukur dalam 100s kadar talian kHz). Boleh menangkap imej 2 dimensi dengan saiz sewenang-wenang pada kelajuan tinggi apabila mengimbas merentasi subjek pengimejan.
-
Boleh menangkap maklumat warna tanpa mengorbankan resolusi melalui penggunaan baris yang ditapis merah, hijau dan biru yang berasingan, atau kamera tersuai boleh menawarkan penapisan panjang gelombang tertentu.
-
Pencahayaan hanya perlu 1 dimensi dan, bergantung pada persediaan pengimejan, tidak memerlukan medan rata atau pembetulan lain dalam dimensi kedua (diimbas).
Keburukan
-
Memerlukan persediaan perkakasan & perisian pakar untuk memperoleh data 2 dimensi.
-
Lazimnya tidak sesuai untuk pengimejan cahaya malap kerana QE yang rendah, hingar yang tinggi dan saiz piksel yang kecil, terutamanya digabungkan dengan masa pendedahan yang singkat seperti pengimbasan berkelajuan tinggi.
-
Biasanya tidak bertujuan untuk pengimejan saintifik, jadi kelinearan dan kualiti imej mungkin kurang baik.
Aplikasi Biasa Kamera Imbasan Talian dalam Bidang Saintifik
Kamera imbasan talian digunakan secara meluas dalam penyelidikan saintifik dan aplikasi pengimejan lanjutan yang menuntut resolusi tinggi, ketepatan dan pemerolehan data berterusan. Kegunaan biasa termasuk:
● Pengimejan Mikroskopi: Menangkap imbasan garisan resolusi tinggi untuk analisis permukaan atau selular terperinci.
● Spektroskopi: Merakam data spektrum merentas sampel dengan resolusi spatial yang tepat.
● Astronomi: Pengimejan objek angkasa atau menjejaki sasaran yang bergerak pantas dengan herotan yang minimum.
● Sains Bahan: Pemeriksaan permukaan dan pengesanan kecacatan dalam logam, polimer atau komposit.
● Pengimejan Bioperubatan: Mengimbas tisu biologi untuk tujuan diagnostik atau penyelidikan, termasuk histologi dan patologi.
Aplikasi ini mendapat manfaat daripada keupayaan kamera imbasan talian untuk menjana imej yang sangat terperinci dan bebas herotan pada kawasan lanjutan atau dalam persediaan percubaan dinamik.
Had Kamera Imbasan Talian
Gambarajah Skema: Imbasan Talian Kepekaan Tinggi Tucsen/Kamera Saintifik TDI
kiri: Kamera Imbas Kawasan Tidak Dingin
Tengah: Kamera Saintifik TDI
Betul: Kamera Imbas Kawasan Disejukkan
Walaupun kamera imbasan garisan menawarkan resolusi yang sangat baik dan sangat sesuai untuk pengimejan berterusan, kamera ini mempunyai had, terutamanya dalam persekitaran saintifik lanjutan di mana sensitiviti dan kestabilan isyarat adalah kritikal.
Satu had utama ialah prestasi mereka dalam keadaan cahaya malap. Kamera imbasan talian tradisional bergantung pada pendedahan satu laluan, yang mungkin tidak memberikan nisbah isyarat-ke-bunyi (SNR) yang mencukupi apabila pengimejan sampel yang bercahaya lemah atau sensitif cahaya, seperti dalam mikroskop pendarfluor atau ujian bioperubatan tertentu. Selain itu, mencapai penyegerakan yang tepat antara gerakan objek dan pemerolehan imej mungkin memerlukan teknikal, terutamanya dalam persediaan yang melibatkan kelajuan atau getaran berubah-ubah.
Kekangan lain ialah keupayaan terhad mereka untuk menangkap imej berkualiti tinggi bagi spesimen yang bergerak sangat perlahan atau bercahaya tidak sekata, yang mungkin mengakibatkan pendedahan atau artifak gerakan yang tidak konsisten.
Untuk mengatasi cabaran ini, kamera TDI (Time Delay Integration) telah muncul sebagai alternatif yang berkuasa. Dengan mengumpul isyarat merentas berbilang dedahan semasa objek bergerak, kamera TDI meningkatkan kepekaan dan kualiti imej dengan ketara, menjadikannya sangat berharga dalam bidang saintifik yang memerlukan pengimejan ultra-cahaya rendah, julat dinamik tinggi atau resolusi temporal yang tepat.
Kesimpulan
Kamera imbasan talian ialah alat yang sangat diperlukan dalam industri yang memerlukan pengimejan berkelajuan tinggi, resolusi tinggi bagi permukaan bergerak atau berterusan. Kaedah pengimbasan unik mereka menawarkan kelebihan berbeza berbanding kamera imbasan kawasan dalam senario yang betul, terutamanya untuk aplikasi seperti pemeriksaan web, pengimejan semikonduktor dan pembungkusan automatik.
Walaupun kamera imbasan garis digunakan terutamanya dalam tetapan industri, pengguna yang memerlukan kepekaan tinggi atau prestasi cahaya malap mungkin mendapat manfaat daripada menerokakamera saintifikdireka untuk aplikasi pengimejan ketepatan.
Memahami cara kamera imbasan talian berfungsi dan perkara yang perlu dicari apabila memilih satu akan membantu anda mereka bentuk sistem pemeriksaan yang lebih bijak dan andal.
Soalan Lazim
Bagaimanakah kamera imbasan garisan menangkap imej berwarna?
Kamera imbasan garis warna biasanya menggunakan penderia tri-linear, yang mengandungi tiga garis selari piksel, setiap satu dengan penapis merah, hijau atau biru. Apabila objek bergerak melepasi penderia, setiap garis warna menangkap saluran masing-masing dalam urutan. Ini kemudiannya digabungkan untuk membentuk imej berwarna penuh. Penyegerakan yang tepat adalah penting untuk mengelakkan salah jajaran warna, terutamanya pada kelajuan tinggi.
Cara Memilih Kamera Imbasan Talian Yang Betul
Memilih kamera yang betul bergantung pada keperluan aplikasi anda. Berikut adalah beberapa faktor utama yang perlu dipertimbangkan:
● Keperluan Kelajuan: Tentukan keperluan kadar talian anda berdasarkan kelajuan objek.
● Keperluan Penyelesaian: Padankan resolusi dengan toleransi pemeriksaan anda.
● Pencahayaan dan Persekitaran: Pertimbangkan pencahayaan khas untuk permukaan reflektif atau gelap.
● Jenis Sensor: CMOS telah menjadi arus perdana untuk kelajuan dan kecekapannya, manakala CCD kekal digunakan untuk sistem warisan dan kritikal ketepatan.
● Ketersambungan: Pastikan sistem anda menyokong antara muka kamera (cth, CoaXPress untuk kadar data yang tinggi).
● Belanjawan: Imbangkan prestasi dengan kos sistem, termasuk pencahayaan, optik dan perebut bingkai.
Jika ragu-ragu, berunding dengan pakar penglihatan mesin atau vendor untuk memastikan keserasian dengan reka bentuk sistem dan matlamat aplikasi anda.
Berapa banyak baris yang ada pada kamera imbasan garis monokrom?
Kamera imbasan garis monokrom standard biasanya mempunyai satu baris piksel, tetapi sesetengah model menampilkan dua atau lebih garis selari. Penderia berbilang talian ini boleh digunakan untuk meningkatkan kualiti imej dengan purata pendedahan berbilang, meningkatkan sensitiviti atau menangkap sudut pencahayaan yang berbeza.
Walaupun kamera satu baris mencukupi untuk kebanyakan pemeriksaan berkelajuan tinggi, versi dwi dan empat baris menawarkan prestasi yang lebih baik dalam persekitaran yang mencabar, terutamanya apabila hingar rendah atau julat dinamik tinggi diperlukan.
Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai teknologi imbasan talian dalam aplikasi pengimejan terhad cahaya, rujuk artikel kami:
Mempercepatkan pemerolehan terhad cahaya dengan Pengimejan TDI Imbasan Talian
Mengapa Teknologi TDI Mendapat Tempat dalam Pengimejan Perindustrian
Tucsen Photonics Co., Ltd. Hak cipta terpelihara. Apabila memetik, sila maklumkan sumbernya:www.tucsen.com
