25/08/07Çizgi tarama kameraları, hareketli veya sürekli nesnelerin yüksek çözünürlüklü görüntülerini yakalamak için tasarlanmış özel görüntüleme cihazlarıdır. Tek bir pozlamada 2B görüntü yakalayan geleneksel alan tarama kameralarının aksine, çizgi tarama kameraları görüntüleri satır satır oluşturur; bu da ağ denetimi, yarı iletken analizi ve ambalaj doğrulaması gibi uygulamalar için idealdir.
Bu kameralar genellikle tek bir piksel sırasına (veya bazen birden fazla sıraya) sahiptir ve hareketli bir nesne veya tarama sistemiyle birleştirildiğinde, neredeyse her uzunluktaki nesnelerin yüksek kaliteli 2B görüntülerini üretebilirler. Sensör türüne bağlı olarak, çizgi taramalı kameralar genellikle CCD veya CMOS sensör teknolojisini kullanır; bu, birçokCMOS kameralar—CMOS, hızı ve enerji verimliliği nedeniyle tercih edilen seçenek haline geliyor.
Çizgi Tarama Kamerası Nedir?
Çizgi tarama kameraları genellikle bilimsel kullanımdan ziyade endüstriyel kullanım için optimize edilmiştir ve düşük ışık veya ultra yüksek hassasiyetli uygulamalarda sınırlamalar içerebilir. Yüksek okuma gürültüsü, küçük pikseller ve genellikle düşük kuantum verimliliği, bu kameraların uygulanabilir bir SNR sağlamak için yüksek ışık seviyelerine ihtiyaç duyması anlamına gelebilir.
Çizgi tarama kameraları iki temel şekilde kullanılabilir:
1 Boyutlu Yakalama
Spektroskopi uygulamalarında olduğu gibi, tek boyutlu bilgiler de yakalanabilir. Sonuçlar genellikle kamera yazılımlarında grafik biçiminde gösterilir ve yoğunluk y ekseninde, kamera pikseli ise x ekseninde gösterilir.
2 Boyutlu Yakalama
Kamera, görüntüleme nesnesi üzerinde, kamerayı veya görüntüleme nesnesini hareket ettirerek 'taranabilir' ve ardışık 1 boyutlu dilimler yakalanarak 2 boyutlu bir görüntü oluşturulabilir.
Bu görüntüleme biçimi, tarama boyutunda keyfi büyüklükte görüntülerin yakalanmasına olanak tanır. Hareket halindeki nesneleri hareket bulanıklığı (veya deklanşör efektleri) olmadan yakalama yeteneği, hat tarama kameralarının endüstriyel uygulamalarda, montaj hatlarında, büyük görüntüleme nesnelerinin incelenmesinde ve daha birçok alanda yaygın olarak kullanıldığı anlamına gelir.
Çizgi Tarama Kamerası Nasıl Çalışır?
Çizgi tarama kamerası, hareketli bir nesne veya tarama mekanizmasıyla koordineli olarak çalışır. Nesne kameranın altından geçerken, görüntünün her bir çizgisi zaman içinde sırayla yakalanır. Bu çizgiler daha sonra gerçek zamanlı olarak veya yazılım aracılığıyla birleştirilerek tam bir 2B görüntü oluşturulur.
Temel bileşenler şunlardır:
● 1 Boyutlu sensör: Tipik olarak tek bir piksel satırı.
● Hareket kontrolü: Konveyör veya döner mekanizma ile eşit hareket sağlanır.
● Aydınlatma: Tutarlı aydınlatma için çoğunlukla hat veya koaksiyel aydınlatma kullanılır.
Görüntü satır satır oluşturulduğu için senkronizasyon kritik öneme sahiptir. Nesne tutarsız hareket ederse veya zamanlama hatalıysa, görüntüde bozulma meydana gelebilir.
Çizgi Tarama ve Alan Tarama Kameraları
| Özellik | Çizgi Tarama Kamerası | Alan Tarama Kamerası |
| Görüntü Yakalama | Bir seferde bir satır | Aynı anda tam 2D kare |
| İdeal Kullanım | Hareketli veya sürekli nesneler | Sabit veya anlık sahneler |
| Görüntü Boyutu | Uzunluk neredeyse sınırsız | Sensör boyutuyla sınırlıdır |
| Entegrasyon | Hareket ve zamanlama kontrolü gerektirir | Daha basit kurulum |
| Tipik Uygulamalar | Web denetimi, baskı, tekstil | Barkod tarama, robotik, genel görüntüleme |
Kısacası, çizgi taramalı kameralar hızlı hareket eden veya çok büyük nesnelerin görüntülenmesinde mükemmeldir. Alan taramalı kameralar ise statik veya küçük hedeflerin bulunduğu uygulamalar için daha uygundur.
Çizgi Tarama Kameralarının Temel Özellikleri
Bir çizgi tarama kamerası seçerken aşağıdaki özellikleri göz önünde bulundurun:
● Çözünürlük: Satır başına piksel sayısı, ayrıntı düzeyini etkiler.
● Hat Hızı (Hz): Saniyede yakalanan satır sayısı—yüksek hızlı denetimler için hayati önem taşır.
● Sensör Tipi: CMOS (hızlı, düşük güç tüketimi) vs. CCD (bazı durumlarda daha yüksek görüntü kalitesi).
● Arayüz:GigE, Camera Link veya CoaXPress gibi veri aktarım seçenekleri.
● Dinamik Aralık ve Hassasiyet: Değişken parlaklık veya yansıtma özelliğine sahip nesnelerin incelenmesinde önemlidir.
● Renkli ve Monokrom: Renkli kameralar RGB filtreli çoklu satırlar kullanır; monokrom kameralar daha yüksek hassasiyet sunabilir.
Çizgi Tarama Kameralarının Artıları ve Eksileri
Artıları
-
Çok yüksek hızda (genellikle 100 kHz'lik hat hızıyla ölçülür) 1 boyutlu bilgileri yakalayabilir. Bir görüntüleme nesnesi üzerinde tarama yaparken, yüksek hızda, keyfi boyutta 2 boyutlu görüntüler yakalayabilir.
-
Ayrı kırmızı, yeşil ve mavi filtreli satırlar kullanılarak çözünürlükten ödün vermeden renk bilgisi yakalanabilir veya özel kameralar belirli dalga boyu filtrelemesi sunabilir.
-
Aydınlatmanın yalnızca 1 boyutlu olması gerekir ve görüntüleme kurulumuna bağlı olarak ikinci (taranan) boyutta düz alan veya başka düzeltmeler gerektirmeyebilir.
Eksileri
-
2 boyutlu verileri elde etmek için özel donanım ve yazılım kurulumlarına ihtiyaç vardır.
-
Düşük QE, yüksek gürültü ve küçük piksel boyutları nedeniyle, özellikle yüksek hızlı taramanın tipik özelliği olan kısa pozlama süreleriyle birleştiğinde, genellikle düşük ışık görüntüleme için uygun değildir.
-
Genellikle bilimsel görüntüleme için tasarlanmadığından doğrusallık ve görüntü kalitesi düşük olabilir.
Bilimsel Alanda Çizgi Tarama Kameralarının Yaygın Uygulamaları
Çizgi tarama kameraları, yüksek çözünürlük, hassasiyet ve sürekli veri toplama gerektiren bilimsel araştırmalarda ve gelişmiş görüntüleme uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Tipik kullanım alanları şunlardır:
● Mikroskopi Görüntüleme: Detaylı yüzey veya hücresel analiz için yüksek çözünürlüklü çizgi taramaları yakalama.
● Spektroskopi: Numuneler arasında hassas mekansal çözünürlükle spektral verilerin kaydedilmesi.
● Astronomi: Gök cisimlerinin görüntülenmesi veya hızlı hareket eden hedeflerin minimum bozulma ile izlenmesi.
● Malzeme Bilimi:Metal, polimer veya kompozitlerde yüzey muayenesi ve kusur tespiti.
● Biyomedikal Görüntüleme: Histoloji ve patoloji dahil olmak üzere, tanı veya araştırma amaçlı biyolojik dokuların taranması.
Bu uygulamalar, çizgi tarama kamerasının geniş alanlarda veya dinamik deneysel kurulumlarda oldukça ayrıntılı, bozulma içermeyen görüntüler üretme yeteneğinden yararlanır.
Çizgi Tarama Kameralarının Sınırlamaları
Şematik Diyagram: Tucsen Yüksek Hassasiyetli Çizgi Tarama/TDI Bilimsel Kamera
Sol: Soğutulmamış Alan Tarama Kamerası
Orta: TDI Bilimsel Kamera
Sağ: Soğutulmuş Alan Tarama Kamerası
Çizgi tarama kameraları mükemmel çözünürlük sunsa ve sürekli görüntüleme için uygun olsa da, özellikle hassasiyet ve sinyal kararlılığının kritik olduğu ileri bilimsel ortamlarda sınırlamaları vardır.
En büyük sınırlamalarından biri, düşük ışık koşullarındaki performanslarıdır. Geleneksel çizgi tarama kameraları, floresan mikroskopisi veya bazı biyomedikal analizler gibi zayıf aydınlatılmış veya ışığa duyarlı numunelerin görüntülenmesinde yeterli sinyal-gürültü oranı (SNR) sağlayamayan tek geçişli pozlamaya dayanır. Ayrıca, özellikle değişken hız veya titreşim içeren kurulumlarda, nesne hareketi ve görüntü yakalama arasında doğru senkronizasyon sağlamak teknik açıdan zorlayıcı olabilir.
Bir diğer kısıtlama ise çok yavaş hareket eden veya eşit olmayan şekilde aydınlatılmış numunelerin yüksek kaliteli görüntülerini yakalama yeteneklerinin sınırlı olmasıdır; bu da tutarsız pozlamaya veya hareket eserlerine yol açabilir.
Bu zorlukların üstesinden gelmek için, TDI (Zaman Gecikmeli Entegrasyon) kameralar güçlü bir alternatif olarak ortaya çıkmıştır. Nesne hareket ettikçe birden fazla pozlama boyunca sinyal biriktiren TDI kameralar, hassasiyeti ve görüntü kalitesini önemli ölçüde artırarak, ultra düşük ışıkta görüntüleme, yüksek dinamik aralık veya hassas zamansal çözünürlük gerektiren bilimsel alanlarda özellikle değerli hale getirir.
Çözüm
Çizgi tarama kameraları, hareketli veya sürekli yüzeylerin yüksek hızlı ve yüksek çözünürlüklü görüntülenmesini gerektiren endüstrilerde vazgeçilmez araçlardır. Benzersiz tarama yöntemleri, özellikle ağ denetimi, yarı iletken görüntüleme ve otomatik paketleme gibi uygulamalar için doğru senaryolarda alan tarama kameralarına göre belirgin avantajlar sunar.
Çizgi tarama kameraları öncelikli olarak endüstriyel ortamlarda kullanılsa da, yüksek hassasiyet veya düşük ışık performansı gerektiren kullanıcılar, bu kameraları keşfetmekten faydalanabilirler.bilimsel kameralarhassas görüntüleme uygulamaları için tasarlanmıştır.
Çizgi tarama kameralarının nasıl çalıştığını ve birini seçerken nelere dikkat etmeniz gerektiğini anlamak, daha akıllı ve daha güvenilir denetim sistemleri tasarlamanıza yardımcı olacaktır.
SSS
Çizgi taramalı bir kamera renkli görüntüleri nasıl yakalar?
Renkli çizgi tarama kameraları genellikle, her biri kırmızı, yeşil veya mavi filtreli üç paralel piksel çizgisi içeren üç doğrusal sensör kullanır. Nesne sensörün yanından geçerken, her bir renkli çizgi sırayla ilgili kanalı yakalar. Bunlar daha sonra birleştirilerek tam renkli bir görüntü oluşturulur. Özellikle yüksek hızlarda renk uyumsuzluğunu önlemek için hassas senkronizasyon şarttır.
Doğru Çizgi Tarama Kamerası Nasıl Seçilir?
Doğru kamerayı seçmek, uygulamanızın gereksinimlerine bağlıdır. İşte göz önünde bulundurmanız gereken bazı önemli faktörler:
● Hız Gereksinimleri: Nesne hızına göre hat hızı ihtiyaçlarınızı belirleyin.
● Çözüm İhtiyaçları: Çözünürlüğü muayene toleranslarınıza uygun hale getirin.
● Aydınlatma ve Çevre:Yansıtıcı veya koyu yüzeyler için özel aydınlatmaları göz önünde bulundurun.
● Sensör Tipi: CMOS, hızı ve verimliliği nedeniyle ana akım haline gelirken, CCD'ler eski ve hassas-kritik sistemlerde kullanılmaya devam ediyor.
● Bağlantı: Sisteminizin kameranın arayüzünü desteklediğinden emin olun (örneğin, yüksek veri hızları için CoaXPress).
● Bütçe: Aydınlatma, optik ve kare yakalayıcılar dahil olmak üzere sistem maliyetiyle performansı dengeleyin.
Şüpheniz varsa, sistem tasarımınız ve uygulama hedeflerinizle uyumluluğu sağlamak için bir makine görüşü uzmanına veya satıcısına danışın.
Monokrom çizgi taramalı bir kameranın kaç çizgisi vardır?
Standart bir monokrom çizgi taramalı kamera genellikle tek bir piksel çizgisine sahiptir, ancak bazı modellerde iki veya daha fazla paralel çizgi bulunur. Bu çok çizgi sensörleri, birden fazla pozlamanın ortalamasını alarak, hassasiyeti artırarak veya farklı ışık açılarını yakalayarak görüntü kalitesini iyileştirmek için kullanılabilir.
Tek hatlı kameralar çoğu yüksek hızlı denetim için yeterli olsa da, çift ve dört hatlı versiyonlar, özellikle düşük gürültü veya yüksek dinamik aralık gerektiren zorlu ortamlarda daha iyi performans sunar.
Işık sınırlı görüntüleme uygulamalarında çizgi tarama teknolojisi hakkında daha fazla bilgi edinmek için makalemize bakın:
Line Scan TDI Görüntüleme ile ışıkla sınırlı edinimi hızlandırma
TDI Teknolojisi Endüstriyel Görüntülemede Neden Yaygınlaşıyor?
Tucsen Photonics Co., Ltd. Tüm hakları saklıdır. Atıf yaparken lütfen kaynağı belirtin:www.tucsen.com
