Principio di funzionamento di una telecamera a scansione lineare

Il principio di funzionamento fondamentale di una telecamera a scansione lineare è: utilizzare uno o più sensori d'immagine lineari, abbinati al movimento uniforme dell'oggetto da fotografare (o della stessa telecamera), per acquisire i dati dell'immagine riga per riga, e infine assemblarli in un'immagine 2D completa.

I passaggi principali del suo funzionamento sono i seguenti:

Rilevazione luminosa lineare: Il componente principale è un sensore d'immagine lineare (ad esempio CCD o CMOS), che può catturare soltanto informazioni unidimensionali in pixel lungo la direzione della "linea" (orizzontale), contrariamente alle informazioni bidimensionali di una telecamera a scansione areale.

Coordinamento del movimento uniforme: Deve essere garantito un moto relativo uniforme stabile tra la telecamera e l'oggetto da fotografare (ad esempio, l'oggetto si muove su un nastro trasportatore, la telecamera scansiona lungo un binario guida). Questa direzione di movimento corrisponde alla direzione delle "righe" (verticale) dell'immagine.

Acquisizione e composizione riga per riga: Il sensore acquisisce dati pixel unidimensionali riga per riga a una frequenza fissa (frequenza di linea), e ogni riga di dati corrisponde a una nuova posizione dell'oggetto dopo lo spostamento; la telecamera interna o il sistema backend compongono sequenzialmente queste "immagini lineari" continue, formando infine un'immagine 2D completa.

Questo principio determina che le telecamere a scansione lineare siano più adatte all'ispezione di oggetti ad alta velocità, di grande lunghezza o di ampie superfici (come stampe, lastre metalliche, tessuti, ecc.) e richiedano meccanismi di movimento esterni per garantire la qualità dell'immagine.

A scenari applicativi delle telecamere a scansione lineare

Gli scenari applicativi principali delle telecamere a scansione lineare si concentrano sull'imaging ad alta precisione e sull'ispezione di oggetti ad alta velocità, di grandi dimensioni e di lunghezza estesa; sono particolarmente adatti a scenari che richiedono acquisizione dinamica continua. I campi tipici sono i seguenti:

Campo dell'ispezione industriale: Questo è lo scenario applicativo principale delle telecamere a scansione lineare. Vengono utilizzate per ispezionare materiali in movimento continuo sulle linee di produzione, come lastre/bobine di metallo (ispezione di difetti superficiali), vetro/pellicole (ispezione di planarità e impurità), prodotti stampati (ispezione di accuratezza del registro cromatico e difetti testuali) elettrodi di batterie al litio (ispezione dell'uniformità del rivestimento).

Campo della logistica e dell'imballaggio: Vengono utilizzate per la misurazione del volume dei pacchi e l'identificazione di codici a barre/QR code su linee di smistamento ad alta velocità, oppure per l'ispezione dell'integrità estetica di prodotti confezionati in continuo (come alimenti in sacchetti e scatole di cartone).

Campo della stampa e dei tessili: Nelle macchine per la stampa web e nelle linee di produzione per la tintura/stampa dei tessuti, eseguono l'ispezione in tempo reale delle differenze di colore nei motivi stampati e dei difetti della trama del tessuto (come fili rotti e fori) per garantire la qualità della produzione.

Campo del Traffico e della Sicurezza: Vengono utilizzati per la scansione del contorno dei veicoli alle barriere autostradali (per ottenere dati sul modello e le dimensioni del veicolo) o per l'ispezione dei binari ferroviari (per rilevare pericoli nascosti come crepe e usura della superficie dei binari).

Campo Medico e Ricerca Scientifica: Vengono parzialmente applicati nell'imaging medico (come scansione ad alta risoluzione di sezioni patologiche), nell'osservazione di campioni biologici o nell'imaging a scansione lineare di tomografia computerizzata industriale—in scenari che richiedono alta precisione e alta risoluzione.