دوربین خطی ۱۰۶۸۰ پیکسلی مدل RA-LSC-2950
طراحی و ساخت دوربین خطی RA-LSC-2950 در اسفندماه ۱۳۹۶ به پایان رسید. دوربین RA-LSC-2950 یک دوربین خطی ۱۰۶۸۰ پیکسلی رنگی است که با فرکانس ۷۶۰ هرتز کار می‌کند. از این دوربین می‌توانید برای اندازه‌گیری عرض جسم و اسکن اشیاء روی نوار نقاله استفاده کنید. پاسخ طیفی و مشخصات پارامتریک این دوربین خطی را در ادامه می‌بینید.
راهنمای انتخاب
برای اسکن رنگی اسناد، نقشه‌ها و سطوح با جزئیات خیلی ریز
اسکن اسناد، نقشه‌ها و سطوح صاف با جزئیات بسیار ریز کاری است که RA-LSC-2950 را برایش ساخته‌ایم. سنسور CCD خطی ۶×۱۰۶۸۰ پیکسلی آن در هر کانال رنگ ۱۰۶۸۰ پیکسل با فاصله‌ی ۴ میکرومتر روی طول ۴۲٫۷۲۰ میلی‌متر دارد و گستره‌ی دینامیکی‌اش ۷۰۰۰:۱ است. نرخ خط حداکثر ۷۶۰ خط در ثانیه است و نوردهی از ۱۳۱۵ میکروثانیه تا ۱۴ دقیقه با گام ۱ میکروثانیه تنظیم می‌شود. به همین دلیل جای این دوربین در اسکنرها و ایستگاه‌های ثابت یا کم‌سرعت است، نه خطوط سریع.
- حسگر
- Linear CCD Array
- پیکسل‌های مؤثر
- 6 × 10680
- اندازه پیکسل
- 2.8 μm × 4 μm
- طول فعال
- 42.720 mm
- نرخ خط
- 760 Hz
- بازه طیفی
- 400 nm to 700 nm
- گستره دینامیکی
- 7000
- مبدل آنالوگ به دیجیتال
- 3 × 8 bit
- کمینه نوردهی
- 1315 μs
- بیشینه نوردهی
- 14 min
اگر میدان دید ۲۶۷ میلی‌متر باشد، هر پیکسل ۲۵ میکرومتر از سند را می‌بیند، یعنی حدود ۱۰۱۶ نقطه در اینچ. در ۷۶۰ خط در ثانیه، سند باید حدود ۱۹ میلی‌متر در ثانیه جلو برود تا تصویر کشیده یا فشرده نشود. اگر آهسته‌تر حرکت می‌کند، نرخ خط را پایین بیاورید یا آن را با انکودر هم‌گام کنید.
سنسور گستره‌ی دینامیکی ۷۰۰۰:۱ دارد، اما مبدل ۸ بیتی فقط ۲۵۶ سطح را ثبت می‌کند. برای همین با بهره (۶۴ پله) و آفست (۵۱۲ پله) محدوده‌ی روشنایی اثر را در بازه‌ی مبدل جا می‌دهید. اثر ثابت است، پس می‌توانید نوردهی را تا ۱۴ دقیقه بالا ببرید و با نور کم کار کنید.
هر خط ۱۰۶۸۰ پیکسلی یک اندازه‌گیری جداگانه‌ی عرض است و در هر ثانیه ۷۶۰ عدد به دست می‌آورید. با میدان دید ۵۳۴ میلی‌متر هر پیکسل ۵۰ میکرومتر از جسم را می‌بیند. اینجا سرعت نوار مهم نیست، چون قرار نیست از خط‌ها تصویر دوبعدی بسازید.
اگر ورق، پارچه یا برد مداری با سرعت چند ده میلی‌متر در ثانیه حرکت کند، این دوربین از آن تصویر رنگی بدون کشیدگی می‌گیرد. شرطش این است که هر پیکسل حدود ۳۰ تا ۵۰ میکرومتر از سطح را ببیند. سه کانال ۸ بیتی تفاوت رنگ را جدا از تفاوت روشنایی ثبت می‌کنند.
نقطه‌ی قوت این مدل فاصله‌ی ۴ میکرومتری پیکسل‌هاست: در هر کانال رنگ ۱۰۶۸۰ پیکسل روی ۴۲٫۷۲۰ میلی‌متر دارید و از عرض خط جزئیات زیادی می‌گیرید. خواندن هر خط ۱۰۶۸۰ پیکسلی دست‌کم ۱۳۱۵ میکروثانیه طول می‌کشد؛ برای همین نرخ خط حداکثر ۷۶۰ خط در ثانیه است. پیکسل کوچک هم در این زمان نور کمی جمع می‌کند، پس نور قوی لازم دارید. در عمل یعنی اگر هر پیکسل ۲۵ میکرومتر از جسم را ببیند، جسم نباید سریع‌تر از حدود ۱۹ میلی‌متر بر ثانیه حرکت کند تا تصویر کشیده یا فشرده نشود. گستره‌ی دینامیکی ۷۰۰۰:۱ از ۲۵۶ سطح مبدل ۸ بیتی بیشتر است، پس بازه‌ی روشنایی مورد نظرتان را با بهره و آفست انتخاب می‌کنید. حجم داده حدود ۱۹۵ مگابیت بر ثانیه است و در USB با سرعت ۴۸۰ مگابیت بر ثانیه جا می‌شود. دوربین هم به تغذیه‌ی خارجی نیاز ندارد.
فاصله‌ی کانونی لنز تقریباً برابر است با فاصله‌ی کاری × ۴۲٫۷۲۰ میلی‌متر ÷ عرض میدان دید. مثلاً برای میدان دید ۲۶۷ میلی‌متر در فاصله‌ی ۵۰۰ میلی‌متر، لنزی حدود ۸۰ میلی‌متر لازم دارید. لنز باید در تمام طول خط وضوحی نزدیک به ۴ میکرومتر داشته باشد. نور را طوری انتخاب کنید که در ۱۳۱۵ میکروثانیه سیگنال کافی بدهد. اگر نمی‌دهد، نرخ خط را پایین بیاورید یا در اسکن ایستا نوردهی را تا ۱۴ دقیقه زیاد کنید. نسخه‌ی -I پردازنده‌ی FPGA دارد و بهره و آفست را در آن تنظیم می‌کنید. این نسخه مبدل ۳×۸ بیتی، USB با ۴۸۰ مگابیت بر ثانیه و RAM روی برد دارد و ۳ روز پس از سفارش تحویل می‌شود. اگر رنگ برایتان مهم نیست، RA-LSC-2950-BW همین هندسه‌ی سنسور را دارد.
راهنمای انتخاب
برای اسکن سیاه‌وسفید فیلم و متن با فاصله‌ی پیکسل ۴ میکرومتر و اندازه‌گیری دقیق لبه
وقتی رنگ لازم ندارید و جزئیات ریز مهم است، نسخه‌ی تک‌رنگ RA-LSC-2950 به کارتان می‌آید. همان سنسور CCD خطی نسخه‌ی رنگی (پیکسل‌های ۲٫۸ میکرون × ۴ میکرون) را دارد و طول فعالش هم همان ۴۲٫۷۲۰ میلی‌متر است. در این نسخه دو خط اینترلیس سنسور کنار هم خوانده می‌شوند؛ به این ترتیب روی همان طول، هر خط تصویر ۲۱۳۶۰ پیکسل دارد. گستره‌ی دینامیکی آن ۷۰۰۰:۱ است و مبدل ۳×۸ بیتی دارد. دوربین تا ۷۶۰ خط در ثانیه تصویر می‌گیرد. نوردهی را هم از ۱۳۱۵ میکروثانیه تا ۱۴ دقیقه تنظیم می‌کنید. کار اصلی‌اش اسکن ایستای فیلم و متن و اندازه‌گیری عرض و لبه با وضوحی ریزتر از ۵۰ میکرومتر است.
- حسگر
- Linear CCD Array
- پیکسل‌های مؤثر
- 6 × 10680
- اندازه پیکسل
- 2.8 μm × 4 μm
- طول فعال
- 42.720 mm
- نرخ خط
- 760 Hz
- بازه طیفی
- 400 nm to 700 nm
- گستره دینامیکی
- 7000
- مبدل آنالوگ به دیجیتال
- 3 × 8 bit
- کمینه نوردهی
- 1315 μs
- بیشینه نوردهی
- 14 min
یک قاب ۳۶ میلی‌متر با بزرگ‌نمایی ۱٫۱۹ درست روی طول فعال ۴۲٫۷۲۰ میلی‌متر می‌نشیند و هر پیکسل ۳٫۴ میکرومتر از فیلم را می‌بیند. اگر نگاتیو تیره باشد و نور کمی از آن رد شود، در حالت ایستا می‌توانید نوردهی را تا ۱۴ دقیقه بالا ببرید.
با میدان دید ۱۶۰ میلی‌متر، هر پیکسل ۱۵ میکرومتر از صفحه را می‌بیند که تقریباً برابر ۱۶۹۰ نقطه در اینچ است. دوربین ۷۶۰ خط در ثانیه می‌گیرد، پس برای اینکه متن کشیده یا فشرده نشود، سند نباید سریع‌تر از ۱۱٫۴ میلی‌متر بر ثانیه جلو برود.
همه‌ی ۱۰۶۸۰ پیکسل یک خط به یک باند نور پاسخ می‌دهند، پس لبه بدون جابه‌جایی بین کانال‌های رنگ ثبت می‌شود. با میدان دید ۲۱۴ میلی‌متر هر پیکسل ۲۰ میکرومتر از جسم را می‌بیند و در هر ثانیه ۷۶۰ اندازه‌گیری مستقل دارید.
با فاصله‌ی پیکسل ۴ میکرومتر و میدانی که در آن هر پیکسل ۱۰ تا ۲۰ میکرومتر از سطح را ببیند، خراش‌ها و ترک‌های چند ده میکرومتری روی شیشه و ورق پیدا می‌شوند. چون هر خط دست‌کم ۱۳۱۵ میکروثانیه طول می‌کشد، سطح باید آرام حرکت کند، حدود ۸ تا ۱۵ میلی‌متر بر ثانیه.
در نسخه‌ی تک‌رنگ، هر پیکسل ۲٫۸ میکرون × ۴ میکرون کل نور ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر را می‌گیرد، در حالی که در نسخه‌ی رنگی هر کانال فقط بخشی از این نور را می‌بیند. نتیجه، حساسیت بیشتر است. با این حال مساحت پیکسل حدود ۱۱٫۲ میکرون مربع و هنوز کوچک است. حداقل نوردهی ۱۳۱۵ میکروثانیه با دوره‌ی خط در ۷۶۰ خط در ثانیه برابر است، پس همچنان نور کافی لازم دارید. اینکه هر پیکسل چه اندازه از جسم را ببیند به فاصله‌ی ۴ میکرومتری پیکسل‌ها و بزرگ‌نمایی لنز بستگی دارد. در میدان ۱۶۰ میلی‌متر هر پیکسل ۱۵ میکرومتر را می‌بیند و در میدان ۴۲۷ میلی‌متر این عدد به حدود ۴۰ میکرومتر می‌رسد. در این دو حالت، جسم به ترتیب نباید سریع‌تر از ۱۱٫۴ میلی‌متر بر ثانیه و ۳۰ میلی‌متر بر ثانیه حرکت کند. گستره‌ی دینامیکی ۷۰۰۰:۱ از ۲۵۶ سطح مبدل ۸ بیتی بیشتر است، پس محدوده‌ی روشنایی مورد نظرتان را با بهره‌ی ۶۴ پله‌ای و آفست ۵۱۲ پله‌ای در بازه‌ی مبدل قرار می‌دهید.
فاصله‌ی کانونی لنز تقریباً برابر است با فاصله‌ی کاری × ۴۲٫۷۲۰ میلی‌متر ÷ عرض میدان دید. برای اسکن فیلم بزرگ‌نمایی نزدیک به ۱ لازم است و لنز باید در تمام طول ۴۲٫۷۲۰ میلی‌متر وضوحی در حد ۴ میکرومتر بدهد. نور باید در ۱۳۱۵ میکروثانیه سیگنال کافی بدهد. برای فیلم تیره بهتر است نرخ خط را کم کنید و نوردهی را با گام ۱ میکروثانیه تا ۱۴ دقیقه بالا ببرید. نسخه‌ی -I پردازنده‌ی FPGA دارد و بهره و آفست را در آن تنظیم می‌کنید. این نسخه مبدل ۳×۸ بیتی، USB با ۴۸۰ مگابیت بر ثانیه و RAM روی برد دارد و در دمای ۰ تا +۶۰ درجه‌ی سانتی‌گراد کار می‌کند. اگر به رنگ نیاز دارید، RA-LSC-2950 با همان هندسه را انتخاب کنید.
| RA-LSC-2950 USB Line Scan Camera Parameters | مشخصات |
|---|---|
| Sensor | Linear CCD Array |
| Pixel Size | 2.8 μm x 4 μm |
| Pixel Distance | 4 μm |
| Line Width | 2.8 μm |
| Effective Pixels | 6X10680 |
| Active Length | 42.720 mm |
| Spectral Range | 400 nm to 700 nm |
| Dynamic Range | 7000 |
| PGA Gain Resolution | 6 V/V - 64Steps |
| Programmable Offset Resolution | 300 mV - 512Steps± |
| Power consumption | 1.5 W |
| External Power | Not Required |
| Operational Temperature Range | 0 to +60 °C |
| Operation Systems | Windows 64-bit And Linux |
| Communication Port | USB2.0 Port |
| Multiple Cameras | Supported |
| Device Driver | Yes |
| Sample Codes | Matlab,LabView,C++,C#,VB.Net,Python |
| راهنمای انتخاب نسخه | RA-LSC-2950-I |
|---|---|
| Processor | FPGA |
| Gain Adjust | ✓ |
| Offset Adjust | ✓ |
| ADC Resolution | 3x8 bit |
| USB Speed | 480Mbit/S |
| On Board RAM | ✓ |
| Jitter Order | < 6.3 ns |
| Exposure Min | 1315 μs |
| Exposure Max | 14 min |
| Exposure Resolution | 1 μs |
| Line Rate | 760 Hz |
| Operational Temperature Range | 0 to +60 °C |
| Availability | 3Days After Order |