2026-09-05
W praktycznym zastosowaniu kamer przemysłowych często spotykamy się z terminami kamera z matrycą obszarową i kamera z matrycą liniową. Wiele osób nie potrafi rozróżnić tych pojęć i często jest zagubionych przy wyborze. Następnie redaktor TEO zabierze Cię w podróż, aby zrozumieć charakterystykę strukturalną i szczegóły zastosowania obu typów kamer.
kamera przemysłowa
Jednostki światłoczułe (piksele) są ułożone w dwuwymiarową matrycę. Każda jednostka światłoczuła w matrycy odpowiada pikselowi. Obrazowana jest jedna powierzchnia fotografowanego obiektu. Obiekt i kamera mogą być nieruchome lub poruszać się względem siebie. Taka kamera nazywana jest kamerą z matrycą obszarową.
Układ jednostek światłoczułych jest jednowymiarowy. Każda ekspozycja obrazuje tylko linię na obiekcie, tworząc linię obrazu. Wraz z ruchem względnym między obiektem a kamerą, kamera wykonuje ciągłe ekspozycje i ostatecznie tworzy dwuwymiarowy obraz. Taka kamera nazywana jest kamerą z matrycą liniową.
Liczba pikseli skanowanych przez kamerę z matrycą liniową na linię może wynosić od 512 do 12 000, a ekspozycja każdej linii może być niezależna od prędkości ruchu obiektu, dzięki czemu nadaje się również do sytuacji, w których prędkość ruchu obiektu się zmienia. Takie jak: przetwarzanie obrazów w dziedzinach przemysłu, medycyny, badań naukowych i bezpieczeństwa itp.
Kamery z matrycą obszarową nadają się do sytuacji, w których obiekt ma duży format lub rozmiar defektu jest mały, takie jak: kontrola jakości druku, inspekcja płytek PCB, pomiar kształtu, rozmiaru, pozycji, a nawet temperatury.
Ze względu na ograniczenia technologii produkcji, obszar pojedynczego CCD z matrycą obszarową trudno jest spełnić wymagania dotyczące pola widzenia dla ogólnych pomiarów przemysłowych. Zaletą CCD z matrycą liniową jest wysoka rozdzielczość, ale aby uzyskać obraz dwuwymiarowy za pomocą CCD z matrycą liniową, musi być wyposażony w ruch skanujący. Ponadto, aby określić odpowiadającą pozycję każdego punktu piksela w obrazie na testowanym urządzeniu, musi być również wyposażony w urządzenia takie jak kratownice do rejestrowania współrzędnych każdej linii skanowania CCD z matrycą liniową. Ogólnie rzecz biorąc, te dwa wymagania prowadzą do następujących wad w używaniu CCD z matrycą liniową do akwizycji obrazów: długi czas akwizycji obrazu i niska wydajność pomiaru; ze względu na istnienie ruchu skanującego i powiązanych pętli sprzężenia zwrotnego pozycji, złożoność systemu i koszt są zwiększone; dokładność obrazu może zostać zmniejszona przez dokładność ruchu skanującego, ostatecznie wpływając na dokładność pomiaru.
Rozwiązanie polegające na zastosowaniu CCD z matrycą liniową i ruchu skanującego do uzyskiwania obrazów jest nadal szeroko stosowane, zwłaszcza gdy wymagane jest duże pole widzenia i wysoka rozdzielczość obrazu, nie może być nawet zastąpione przez CCD z matrycą obszarową. Jednak sama wysoka rozdzielczość nie gwarantuje wysokiej dokładności rozpoznawania obrazu. W szczególności, chociaż obraz uzyskany przez CCD z matrycą liniową ma wysoką rozdzielczość, jego obraz jest bardziej szczególny niż obraz CCD z matrycą obszarową ze względu na wpływ dokładności ruchu skanującego. Dlatego przy rozpoznawaniu obrazu musimy nie tylko w pełni wykorzystać zaletę wysokiej rozdzielczości, ale także algorytmicznie przezwyciężyć wpływ ruchu skanującego, tak aby błędy w transmisji mechanicznej nie wpływały bezpośrednio na ostateczną dokładność rozpoznawania obrazu.