Funktionsweise einer Zeilenkamera

Das grundlegende Funktionsprinzip einer Zeilenkamera besteht darin, mithilfe eines einzelnen oder mehrerer linearer Bildsensoren in Kombination mit der gleichmäßigen Bewegung des zu fotografierenden Objekts (oder der Kamera selbst) Bilddaten zeilenweise zu erfassen und diese am Ende zu einem vollständigen 2D-Bild zusammenzufügen.

Die wesentlichen Arbeitsschritte sind wie folgt:

Lineare Lichtmessung: Das zentrale Bauteil ist ein linearer Bildsensor (wie z. B. CCD oder CMOS), der lediglich eindimensionale Pixelinformationen entlang der „Linien“-Richtung (horizontal) erfassen kann, im Gegensatz zu den zweidimensionalen Informationen einer Flächenkamera.

Gleichmäßige Bewegungssynchronisation: Eine stabile, relative Gleichförmigkeit zwischen der Kamera und dem zu fotografierenden Objekt muss gewährleistet sein (z. B. bewegt sich das Objekt auf einem Förderband, die Kamera scannt entlang einer Führungsschiene). Diese Bewegungsrichtung entspricht der „Zeilen“-Richtung (vertikal) des Bildes.

Zeilenweise Erfassung und Zusammensetzung: Der Sensor erfasst eindimensionale Pixeldaten zeilenweise mit einer festen Frequenz (Zeilenfrequenz), wobei jede Zeile Daten einer neuen Position des Objekts nach der Bewegung entspricht; die interne Kamera- oder Hintergrundverarbeitung fügt diese kontinuierlichen „Linienbilder“ nacheinander zusammen und erzeugt so ein vollständiges 2D-Bild.

Dieses Prinzip bestimmt, dass Zeilenscankameras besser für die Inspektion von schnell bewegten, langen oder großflächigen Objekten (wie Druckmaterial, Metallplatten, Stoff usw.) geeignet sind und auf externe Bewegungsmechanismen angewiesen sind, um die Bildqualität sicherzustellen.

A anwendungsszenarien von Zeilenscankameras

Die Kernanwendungsszenarien von Zeilenkameras konzentrieren sich auf hochpräzise Abbildung und Inspektion von schnell bewegten, großflächigen und langen Objekten und eignen sich besonders für Szenarien, die eine kontinuierliche dynamische Erfassung erfordern. Typische Anwendungsbereiche sind wie folgt:

Industrielle Inspektionsbereich: Dies ist das zentrale Anwendungsszenario von Zeilenkameras. Sie werden zur Inspektion kontinuierlich bewegter Materialien auf Produktionslinien eingesetzt, wie beispielsweise Metallplatten/Coils (Oberflächenfehlerinspektion), Glas/Folien (Ebenheits- und Verunreinigungsprüfung), Druckerzeugnisse (Farbregistrierungsgenauigkeit und Textfehlerinspektion) sowie Lithium-Ionen-Batterieelektroden (Prüfung der Beschichtungsgleichmäßigkeit).

Logistik- und Verpackungsbereich: Sie werden zur Volumenmessung von Paketen und zur Barcode/QR-Code-Erkennung in Hochgeschwindigkeitssortieranlagen eingesetzt oder zur Prüfung der äußeren Integrität kontinuierlich verpackter Produkte (wie beispielsweise verpackte Lebensmittel oder Kartons).

Druck- und Textilbereich: Bei Webdruckmaschinen und Produktionslinien für die Gewebefärbung/-bedruckung führen sie eine Echtzeit-Überprüfung von Farbunterschieden in bedruckten Mustern sowie von Texturschäden im Gewebe (wie gebrochene Fäden oder Löcher) durch, um die Produktionsqualität sicherzustellen.

Verkehrs- und Sicherheitsbereich: Sie werden beim Fahrzeugumriss-Scanning an Autobahnmautstellen (zur Erfassung von Fahrzeugmodell- und Größendaten) oder bei der Gleisinspektion auf Eisenbahnen eingesetzt (um Gefahren wie Risse und Verschleiß auf der Gleisoberfläche zu erkennen).

Medizinischer und wissenschaftlicher Forschungsbereich: Sie finden teilweise Anwendung in der medizinischen Bildgebung (wie hochauflösendes Scannen von pathologischen Schnitten), der Beobachtung biologischer Proben oder der zeilenweisen Abbildung mittels industrieller CT-Systeme—Szenarien, die hohe Präzision und Auflösung erfordern.