25/08/07Ang mga line scan camera ay mga espesyal na imaging device na idinisenyo upang kumuha ng mga high-resolution na larawan ng gumagalaw o tuluy-tuloy na mga bagay. Hindi tulad ng mga tradisyunal na area scan camera na kumukuha ng 2D na imahe sa isang pagkakalantad, ang mga line scan camera ay bumubuo ng mga larawan nang linya-isang-ideal para sa mga application tulad ng web inspection, semiconductor analysis, at packaging verification.
Ang mga camera na ito ay karaniwang nagtatampok ng isang solong hilera ng mga pixel (o kung minsan ay maraming mga hilera), at kapag pinagsama sa isang gumagalaw na paksa o sistema ng pag-scan, maaari silang gumawa ng mataas na kalidad na 2D na mga larawan ng mga bagay na halos anumang haba. Depende sa uri ng sensor, ang mga line scan camera ay karaniwang gumagamit ng alinman sa CCD o CMOS sensor technology—katulad ng kung ano ang makikita sa marami.Mga CMOS camera—na ang CMOS ay naging mas pinili dahil sa bilis at kahusayan nito sa enerhiya.
Ano ang Line Scan Camera?
Ang mga line scan camera ay karaniwang na-optimize para sa pang-industriya kaysa sa pang-agham na paggamit, at maaaring may mga limitasyon sa mga application na may mababang liwanag o napakataas na katumpakan. Ang mataas na ingay sa pagbabasa, maliliit na pixel at sa pangkalahatan ay mababa ang kahusayan sa kabuuan ay maaaring mangahulugan na ang mga camera na ito ay nangangailangan ng mataas na antas ng liwanag upang makapaghatid ng isang gumaganang SNR.
Maaaring gamitin ang mga line scan camera sa dalawang pangunahing paraan:
1-Dimensional na Pagkuha
Maaaring makuha ang isang-dimensional na impormasyon, tulad ng sa mga aplikasyon ng spectroscopy. Ang mga resulta ay madalas na kinakatawan sa anyo ng graph sa software ng camera, na may intensity sa y-axis kumpara sa pixel ng camera sa x-axis.
2-Dimensional na Pagkuha
Ang camera ay maaaring 'i-scan' sa kabuuan ng isang imaging subject, sa pamamagitan ng alinman sa paggalaw ng camera o ang imaging subject, at isang 2-dimensional na imahe ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng pagkuha ng sunud-sunod na 1-dimensional na hiwa.
Ang form na ito ng imaging ay nagbibigay-daan sa pagkuha ng mga arbitraryong malalaking larawan sa dimensyon ng pag-scan. Ang kakayahang kumuha ng mga paksa sa paglipat nang walang motion blur (o rolling shutter artefacts) ay nangangahulugan na ang mga line scan camera ay karaniwang ginagamit sa mga pang-industriya na application, para sa mga assembly line, inspeksyon ng malalaking paksa ng imaging, at higit pa.
Paano Gumagana ang Line Scan Camera?
Gumagana ang isang line scan camera sa koordinasyon ng isang gumagalaw na bagay o mekanismo ng pag-scan. Habang dumadaan ang bagay sa ilalim ng camera, ang bawat linya ng larawan ay nakunan ng sunud-sunod sa oras. Ang mga linyang ito ay pinagsama sa real-time o sa pamamagitan ng software upang makabuo ng isang buong 2D na imahe.
Kabilang sa mga pangunahing bahagi ang:
● 1-Dimensional na sensor: Karaniwang isang solong hilera ng mga pixel.
● Kontrol sa paggalaw: Tinitiyak ng conveyor o umiikot na mekanismo ang pantay na paggalaw.
● Pag-iilaw: Kadalasang linya o panlahat na ehe na ilaw para sa pare-parehong pag-iilaw.
Dahil ang imahe ay binuo ng linya sa pamamagitan ng linya, ang pag-synchronize ay kritikal. Kung ang bagay ay gumagalaw nang hindi pare-pareho o naka-off ang timing, maaaring mangyari ang pagbaluktot ng imahe.
Line Scan kumpara sa Area Scan Cameras
| Tampok | Line Scan Camera | Area Scan Camera |
| Pagkuha ng Larawan | Isang linya sa isang pagkakataon | Buong 2D frame nang sabay-sabay |
| Tamang Paggamit | Mga bagay na gumagalaw o tuluy-tuloy | Nakatigil o snapshot na mga eksena |
| Laki ng Larawan | Halos walang limitasyon ang haba | Limitado sa laki ng sensor |
| Pagsasama | Nangangailangan ng motion at timing control | Mas simpleng setup |
| Mga Karaniwang Aplikasyon | Web inspeksyon, pag-print, mga tela | Pag-scan ng barcode, robotics, pangkalahatang imaging |
Sa madaling salita, ang mga line scan na camera ay napakahusay kapag kumukuha ng mabilis na paggalaw o napakalaking bagay. Mas angkop ang mga area scan camera para sa mga application na may static o maliliit na target.
Mga Pangunahing Tampok ng Mga Line Scan Camera
Kapag pumipili ng line scan camera, isaalang-alang ang mga sumusunod na detalye:
● Resolusyon: Bilang ng mga pixel bawat linya, na nakakaapekto sa antas ng detalye.
● Rate ng Linya (Hz): Bilang ng mga linyang kinukunan bawat segundo—mahalaga para sa mga high-speed na inspeksyon.
● Uri ng Sensor: CMOS (mabilis, mababang kapangyarihan) kumpara sa CCD (mas mataas na kalidad ng imahe sa ilang mga kaso).
● Interface: Mga opsyon sa paglilipat ng data tulad ng GigE, Camera Link, o CoaXPress.
● Dynamic na Saklaw at Sensitivity: Mahalaga para sa pag-inspeksyon ng mga bagay na may variable na liwanag o reflectivity.
● Kulay kumpara sa Monochrome: Gumagamit ang mga color camera ng maraming row na may mga filter na RGB; Maaaring mag-alok ang monochrome ng mas mataas na sensitivity.
Mga Kalamangan at Kahinaan ng Mga Line Scan Camera
Mga pros
-
Maaaring kumuha ng 1-dimensional na impormasyon sa napakataas na bilis (karaniwang sinusukat sa 100s ng kHz line rate). Makakakuha ng 2-dimensional na mga larawan ng arbitraryong laki sa mataas na bilis kapag nag-scan sa isang paksa ng imaging.
-
Maaaring makuha ang impormasyon ng kulay nang hindi isinasakripisyo ang resolusyon sa pamamagitan ng paggamit ng magkahiwalay na red-, green- at blue-filter na mga row, o ang mga custom na camera ay maaaring mag-alok ng partikular na wavelength na pag-filter.
-
Kailangan lang na 1-dimensional ang pag-iilaw at, depende sa setup ng imaging, hindi maaaring mangailangan ng flat-field o iba pang mga pagwawasto sa pangalawang (na-scan) na dimensyon.
Cons
-
Mangangailangan ng mga espesyal na pag-setup ng hardware at software upang makakuha ng 2-dimensional na data.
-
Karaniwang hindi angkop sa low-light na imaging dahil sa mababang QE, mataas na ingay at maliit na laki ng pixel, lalo na kasama ang maikling oras ng pagkakalantad na tipikal ng high-speed na pag-scan.
-
Karaniwang hindi nilayon para sa siyentipikong imaging, kaya maaaring hindi maganda ang linearity at kalidad ng larawan.
Mga Karaniwang Aplikasyon ng Mga Line Scan Camera sa Larangan ng Siyentipiko
Ang mga line scan camera ay malawakang ginagamit sa siyentipikong pananaliksik at mga advanced na application ng imaging na nangangailangan ng mataas na resolution, katumpakan, at patuloy na pagkuha ng data. Kasama sa mga karaniwang gamit ang:
● Microscopy Imaging: Pagkuha ng mga high-resolution na line scan para sa detalyadong surface o cellular analysis.
● Spectroscopy: Pagre-record ng spectral data sa mga sample na may tumpak na spatial resolution.
● Astronomiya: Pag-imaging ng celestial na bagay o pagsubaybay sa mabilis na gumagalaw na mga target na may kaunting distortion.
● Materials Science: Surface inspection at defect detection sa mga metal, polymer, o composite.
● Biomedical Imaging: Pag-scan ng mga biological tissue para sa diagnostic o research purposes, kabilang ang histology at pathology.
Ang mga application na ito ay nakikinabang mula sa kakayahan ng line scan camera na bumuo ng lubos na detalyado, walang distortion na mga larawan sa mga pinahabang lugar o sa mga dynamic na pang-eksperimentong setup.
Mga Limitasyon ng Line Scan Camera
Schematic Diagram: Tucsen High-Sensitivity Line Scan/TDI Scientific Camera
Kaliwa: Hindi Pinalamig na Area Scan Camera
Gitna: TDI Scientific Camera
Tama: Cooled Area Scan Camera
Bagama't nag-aalok ang mga line scan camera ng mahusay na resolution at angkop ito para sa tuluy-tuloy na imaging, mayroon silang mga limitasyon, lalo na sa mga advanced na pang-agham na kapaligiran kung saan kritikal ang sensitivity at katatagan ng signal.
Ang isang pangunahing limitasyon ay ang kanilang pagganap sa mababang liwanag na mga kondisyon. Ang mga tradisyunal na line scan camera ay umaasa sa single-pass exposure, na maaaring hindi magbigay ng sapat na signal-to-noise ratio (SNR) kapag kumukuha ng mga sample na mahina ang liwanag o light-sensitive, gaya ng sa fluorescence microscopy o ilang partikular na biomedical assay. Bukod pa rito, ang pagkamit ng tumpak na pag-synchronize sa pagitan ng paggalaw ng bagay at pagkuha ng imahe ay maaaring teknikal na hinihingi, lalo na sa mga setup na kinasasangkutan ng variable na bilis o vibration.
Ang isa pang hadlang ay ang kanilang limitadong kakayahang kumuha ng mga de-kalidad na larawan ng napakabagal na paggalaw o hindi pantay na pag-iilaw ng mga specimen, na maaaring magresulta sa hindi pare-parehong pagkakalantad o mga artifact ng paggalaw.
Upang malampasan ang mga hamong ito, ang TDI (Time Delay Integration) na mga camera ay lumitaw bilang isang makapangyarihang alternatibo. Sa pamamagitan ng pag-iipon ng signal sa maraming exposure habang gumagalaw ang object, ang mga TDI camera ay lubos na nagpapahusay sa sensitivity at kalidad ng larawan, na ginagawang mas mahalaga ang mga ito sa mga siyentipikong larangan na nangangailangan ng ultra-low-light na imaging, mataas na dynamic range, o tumpak na temporal na resolution.
Konklusyon
Ang mga line scan camera ay kailangang-kailangan na mga tool sa mga industriya na humihiling ng high-speed, high-resolution na imaging ng gumagalaw o tuluy-tuloy na mga ibabaw. Ang kanilang natatanging paraan ng pag-scan ay nag-aalok ng mga natatanging bentahe sa mga area scan camera sa mga tamang sitwasyon, lalo na para sa mga application tulad ng web inspection, semiconductor imaging, at automated na packaging.
Habang ang mga line scan camera ay pangunahing ginagamit sa mga pang-industriya na setting, ang mga user na nangangailangan ng mataas na sensitivity o mahinang liwanag na pagganap ay maaaring makinabang mula sa paggalugadmga siyentipikong kameradinisenyo para sa mga application ng precision imaging.
Ang pag-unawa kung paano gumagana ang mga line scan camera at kung ano ang hahanapin kapag pumipili ng isa ay makakatulong sa iyong magdisenyo ng mas matalino, mas maaasahang mga sistema ng inspeksyon.
Mga FAQ
Paano kumukuha ng mga larawang may kulay ang isang line scan camera?
Ang mga color line scan camera ay karaniwang gumagamit ng mga tri-linear na sensor, na naglalaman ng tatlong magkatulad na linya ng mga pixel, bawat isa ay may pula, berde, o asul na filter. Habang lumilipas ang bagay sa sensor, kinukuha ng bawat linya ng kulay ang kani-kanilang channel sa pagkakasunud-sunod. Ang mga ito ay pagkatapos ay pinagsama upang bumuo ng isang buong-kulay na imahe. Ang tumpak na pag-synchronize ay mahalaga upang maiwasan ang maling pagkakahanay ng kulay, lalo na sa mataas na bilis.
Paano Pumili ng Tamang Line Scan Camera
Ang pagpili ng tamang camera ay depende sa mga kinakailangan ng iyong application. Narito ang ilang pangunahing salik na dapat isaalang-alang:
● Mga Kinakailangan sa Bilis: Tukuyin ang iyong mga pangangailangan sa rate ng linya batay sa bilis ng bagay.
● Kailangan ng Resolusyon: Itugma ang resolusyon sa iyong mga pagpapahintulot sa inspeksyon.
● Pag-iilaw at Kapaligiran: Isaalang-alang ang espesyal na pag-iilaw para sa mapanimdim o madilim na mga ibabaw.
● Uri ng Sensor: Ang CMOS ay naging mainstream para sa bilis at kahusayan nito, habang ang mga CCD ay nananatiling ginagamit para sa legacy at precision-critical system.
● Pagkakakonekta: Tiyaking sinusuportahan ng iyong system ang interface ng camera (hal., CoaXPress para sa mataas na rate ng data).
● Badyet: Balansehin ang pagganap sa gastos ng system, kabilang ang pag-iilaw, optika, at mga kumot ng frame.
Kung may pagdududa, kumunsulta sa isang machine vision expert o vendor upang matiyak ang pagiging tugma sa iyong disenyo ng system at mga layunin ng application.
Ilang linya mayroon ang isang monochrome line scan camera?
Ang karaniwang monochrome line scan camera ay karaniwang may isang linya ng mga pixel, ngunit ang ilang mga modelo ay nagtatampok ng dalawa o higit pang parallel na linya. Ang mga multi-line na sensor na ito ay maaaring gamitin upang mapabuti ang kalidad ng larawan sa pamamagitan ng pag-a-average ng maraming exposure, pagpapahusay ng sensitivity, o pagkuha ng iba't ibang anggulo ng pag-iilaw.
Bagama't sapat ang mga single-line na camera para sa karamihan ng mga high-speed inspection, nag-aalok ang dual- at quad-line na mga bersyon ng mas mahusay na performance sa mga demanding environment, lalo na kung saan kailangan ang mababang ingay o mataas na dynamic range.
Upang matuto nang higit pa tungkol sa teknolohiya ng pag-scan ng linya sa mga light-limited na imaging application, sumangguni sa aming artikulo:
Pagpapabilis ng light-limited acquisition gamit ang Line Scan TDI Imaging
Bakit Nagkakaroon ng Ground ang TDI Technology sa Industrial Imaging
Tucsen Photonics Co., Ltd. Nakalaan ang lahat ng karapatan. Kapag nagbabanggit, mangyaring kilalanin ang pinagmulan:www.tucsen.com
