Pojawiające się zmiany, zastosowania i przyszłość

jego wywiad Alexa Smitha12 lipca 2023 r

W tym wywiadzie AZoSensors rozmawia z Xing Fei He z Teledyne o obrazowaniu liniowym, jego zaletach, pojawiających się rozwiązaniach i przyszłości tej dziedziny.

Co to jest obrazowanie skanowania liniowego i jak powstaje obraz skanowania liniowego?

kamery liniowe Zastosowanie jednowymiarowych macierzy liniowych, które umożliwiają szybkie przesyłanie danych obrazu z czujnika do kamery, a następnie do komputera hosta z prędkością setek kiloherców. Drugi wymiar wynika z ruchu fotografowanego obiektu lub ruchu aparatu.

Źródło obrazu: Teledyne DALSA

Jakie są przykłady urządzeń do skanowania linii?

Najczęstszym przykładem jest faks.

Jak używa się tych urządzeń?

Obrazy 2D linia po linii są uzyskiwane przez kolejne skany pojedynczych linii, gdy obiekt lub kamera przesuwa się (pionowo) poza linię pikseli czujnika obrazu.

Dla danego pola widzenia niedroga kamera 2K ze skanowaniem liniowym zapewnia dokładnie taką samą rozdzielczość, jak kamera ze skanowaniem obszarowym o rozdzielczości 4 megapikseli, bez zniekształceń obrazu lub nadmiernego przetwarzania interferencji klatek.

Źródło obrazu: Teledyne DALSA

Jak zmieniły się skanery liniowe w ciągu ostatniej dekady?

Kamery ze skanowaniem liniowym mogą teraz rejestrować i łączyć wiele obrazów w celu uzyskania wysokiej rozdzielczości przy słabym oświetleniu. Ostatnie postępy umożliwiają również łączenie wielu widzialnych i niewidocznych pasm widmowych w celu zwiększenia możliwości widzenia.

Źródło obrazu: Teledyne DALSA

Integracja z opóźnieniem czasowym (TDI) stała się sprawdzoną techniką szybkiego obrazowania w warunkach słabego oświetlenia. TDI wykorzystuje wiele ekspozycji, aby zebrać więcej fotonów przy zachowaniu niskiego szumu odczytu. Coraz więcej szybkich aplikacji wymaga dziś integracji opóźnienia czasowego, zwłaszcza jeśli zwiększenie natężenia światła na obrazowanym obiekcie nie wchodzi w grę.

Komunikacja Technologia czujnika obrazu (CIS). Istnieje już od jakiegoś czasu, ale rozwój w tej dziedzinie może jeszcze bardziej rozwinąć technologię skanowania liniowego. CIS jest wysoce zintegrowany, kompaktowy i cenny, gdy przestrzeń jest na wagę złota. Odległość robocza w CIS może wynosić zaledwie 10 do 15 mm, aw niektórych przypadkach może być większa.

Jaka jest historia Teledyne DALSA z tymi urządzeniami?

Najnowsza kamera Linea2 4K Multispectral 5GigE Linear Scan Camera rejestruje wielospektralne obrazy RGB i NIR, aby ujawnić niewidoczne cechy, których nie można wykryć samym światłem widzialnym. Dzięki temu idealnie nadają się do identyfikowania trudnych do zauważenia defektów, zanieczyszczeń i elementów zabezpieczających w zastosowaniach, takich jak wizualna inspekcja maszyn, kontrola druku, systemy sortowania optycznego, klasyfikacja i kontrola materiałów, kontrola sieci i wiele innych aplikacji wizyjnych.

Linea SWIR umożliwia użytkownikom wykrywanie światła w widmie krótkofalowej podczerwieni w celu dokładnego określenia szczegółów pod powierzchnią podczas badania owoców i innych produktów spożywczych. Może również określać zawartość wody, która jest istotnym czynnikiem do pomiaru jakości żywności. Linea SWIR może być również wykorzystana do kontroli ogniw fotowoltaicznych.

Nasz system Linea HS-16K BSI jest oparty na wielomacierzowej technologii CMOS TDI z domeną ładunkową, zapewniając zaawansowane możliwości, w tym obrazowanie jedno/HDR, kolorowe, wielodomenowe i obrazowanie w super rozdzielczości do zastosowań związanych z obrazowaniem, takich jak wafel, płaski ekran wyświetlacz, elektroniczna kontrola opakowań, a także obrazowanie optyczne i życie naukowe.

Bezkontaktowe czujniki obrazu AxCIS łączą uniwersalne czujniki, soczewki i światła, zapewniając niedrogi system kontroli dla wielu wymagających aplikacji wizyjnych. AxCIS oferuje szybkość linii 120 kHz dla mono, 60 kHz x 3 dla koloru, przy rozdzielczości 900 dpi, dzięki czemu defekty mogą być wykrywane z niespotykaną dotąd dokładnością. Unikalna konstrukcja czujnika krzyżowego obejmuje całe pole widzenia bez utraty pikseli, zapewniając w 100% płynny obraz bez żadnej interpolacji.

Źródło obrazu: Teledyne DALSA

Jakie skanery liniowe z gamy Linea oferowane są przez Teledyne DALSA?

Nasza gama produktów Linea do skanowania liniowego składa się z następujących elementów:

• Lenya Jest to nasza oryginalna kamera ze skanowaniem liniowym o rozdzielczościach od 2K do 16K i szybkości linii do 71kHz.
• Linia 2z czterokolorową i wielospektralną technologią NIR, zapewnia interfejs 5GigE z pięciokrotnie większą przepustowością niż kamera Linea GigE.
• Światło Linea Zaprojektowany z myślą o 45% mniejszej powierzchni niż oryginalna Linea. Wersja Lite oferuje doskonałą dokładność kolorów z wizją GigE^® interfejs użytkownika.
• Linia ml Oferuje technologię wieloliniową, w tym opcje obrazowania monochromatycznego/HDR, kolorowego i wielospektralnego.
• Linia SWIR Krótkofalowa kamera skanująca na podczerwień firmy GigE, umożliwiająca klientom oglądanie ich produktów jak nigdy dotąd.
• Linea HS 16K BSI Zapewnia lepszą czułość i jest idealny do zastosowań w zakresie bliskiego ultrafioletu (NUV) i obrazowania wizualnego.

W jaki sposób Teledyne DALSA pomaga klientom w wyborze między tymi produktami?

Trzy najważniejsze kwestie przy wyborze kamery do skanowania linii to czułość, rozdzielczość i prędkość linii.

O wrażliwość prosimy, „Czy kamera otrzymuje wystarczającą ilość fotonów, aby wykonać zadanie widzenia maszynowego?” Zwykle trudno jest odpowiedzieć na to pytanie na podstawie samych specyfikacji komponentów, ponieważ istnieje tak wiele zmiennych. W praktyce szacujemy wymagane natężenie światła, przeceniamy natężenie światła, a następnie testując sprawdzamy, czy mamy wymaganą czułość.

Aby określić rozdzielczość kamery, należy określić minimalne pole widzenia (FOV) i rozmiar defektu. Kamera musi mieć wystarczającą rozdzielczość, aby przynajmniej 3 lub 4 piksele „zakrywały” minimalny rozmiar wady.

Szybkość czcionki jest ustalana przez FOV, prędkość obiektu i rozmiar piksela obiektu. Na przykład, jeśli FOV wynosi 12 cali, prędkość fragmentacji wynosi 60 cali na sekundę, a używasz kamery 8K (8192 piksele czujnika), to: (rozmiar piksela obiektu w FOV) = FOV / (rozdzielczość kamery) = 12/ 8192 = 0,001465 „rozmiar piksela obiektu w żądanej szybkości linii FOV: 60″ /0,001465 ” = 40,956 kHz

Jakie są zalety skanerów linii fotograficznej?

• bardzo duża prędkość
• Skanowanie linii szybkości/pikseli zapewnia bardziej ekonomiczne aplikacje do przechwytywania obrazów o wysokiej rozdzielczości przestrzennej.
• Zakres dynamiki może być znacznie większy niż w przypadku alternatywnych metod przechwytywania obrazu
• Wyższy współczynnik wypełnienia pikseli (zwykle 100%) w celu zwiększenia czułości
• Pozbawione rozmycia obrazy szybko poruszających się obiektów bez kosztownych efektów świetlnych i nieporęcznych okiennic
• Wydajność przetwarzania — obrazowanie ze skanowaniem liniowym eliminuje nakładanie się klatek wymagane do uzyskania płynnego obrazu. Nakładanie się klatek oznacza nadmiarowe dane, które zużywają cenną przepustowość przetwarzania, szczególnie w szybkich aplikacjach o wysokiej rozdzielczości.

Jakie wyzwania wiążą się z tą technologią?

Kompromisy w obrazowaniu liniowym zwykle wiążą się z oświetleniem i optyką. Oświetlenie musi być w miarę równomierne w całym polu widzenia.

Zazwyczaj czasy osadzania w obrazowaniu ze skanowaniem liniowym są bardzo krótkie, więc intensywność oświetlenia musi być wysoka.

Wyzwaniem jest również ruch mechaniczny i wyrównanie w obrazowaniu przy dużym powiększeniu.

Jak Teledyne DALSA radzi sobie z tymi wyzwaniami?

Korekcja płaskiego pola i winietowania w aparacie jest dostępna w prawie wszystkich naszych aparatach, co może zrekompensować słabą jednolitość.

Produkty do skanowania liniowego TDI o wysokiej czułości zapewniają 100 razy większą czułość niż większość porównywalnych skanerów liniowych do przetwarzania natężenia światła.

Nad jakimi postępami w technologii skanowania linii pracuje obecnie Teledyne DALSA?

Nadal obserwujemy zapotrzebowanie na szybkie kamery liniowe o wysokiej rozdzielczości dla wielu branż, w tym motoryzacyjnej, produkcyjnej oraz spożywczej. Ponadto kamery CMOS nadal zyskują na popularności dzięki niewielkim rozmiarom, dużej szybkości działania i niskiemu zużyciu energii. Kamery te są coraz częściej używane w aplikacjach, w których zużycie energii jest problemem lub przestrzeń jest ograniczona.

o gościu

Xing-Fei jest starszym menedżerem ds. produktów linii produktów CCD i CMOS firmy Teledyne DALSA. Jego obszary specjalizacji obejmują fotografię produktów, wyświetlacze i optoelektronikę, ze szczególnym uwzględnieniem planowania, opracowywania i wprowadzania na rynek produktów.

Informacje te zostały uzyskane, poprawione i dostosowane na podstawie materiałów dostarczonych przez Teledyne DALSA.

Aby uzyskać więcej informacji na temat tego zasobu, odwiedź stronę Teledyne DALSA.