Wat is een line scan camera?

Wat een line scan camera is

Een line scan camera is een industriële camera waarvan de sensor in wezen uit één rij pixels bestaat, soms enkele rijen bij multi-line of TDI-ontwerpen, in plaats van een volledig rechthoekig matrix. In plaats van één complete 2D-opname per belichting legt hij telkens een dunne lijn van de scène vast. Terwijl het product onder (of langs) de camera beweegt, worden opeenvolgende lijnen in software of hardware gestapeld tot een doorlopend tweedimensionaal beeld.

Die architectuur verklaart waarom line scan domineert bij inspectie van doorlopend materiaal. Folie, metaalstrip, papier, textiel, bedrukte banen en snelle transportbanden stoppen zelden voor een foto. Een area scan camera zou vervagen, stukken missen, of een onpraktisch breed gezichtsveld nodig hebben bij microscopische resolutie. Een line scan camera volgt de beweging: het materiaal levert de tweede beeldafmeting.

In catalogi ziet u ook lijncamera, linescan, webinspectiecamera of lineaire sensorcamera. In de taxonomie van Sedeco vallen ze onder Camera’s, naast area scan, smart en 3D. De koopbeslissing gaat minder over merk en meer over de vraag of uw proces doorlopend is en gesynchroniseerd moet worden met beweging.

Hoe een line scan camera werkt

Denk aan vier gekoppelde beslissingen: beweging → lijnbelichting → optiek & licht → interface & reconstructie.

1. Beweging levert de tweede as

Het product beweegt langs een vaste camera (of een camera scant over een stilstaand object, minder gebruikelijk op weblines). Elke lijn komt overeen met een dunne dwarsdoorsnede van het materiaal. Worden lijnen met de verkeerde snelheid ten opzichte van de baansnelheid genomen, dan rekt of comprimeert het gereconstrueerde beeld in de looprichting. Daarom is bewegingssynchronisatie, typisch een encoder op een rol of transport, centraal bij line scan, geen optionele extra.

2. Elke lijn is een korte belichting

Lijnsnelheid (line rate) is hoeveel lijnen per seconde de camera kan vastleggen (bijvoorbeeld tienduizenden lijnen/s op moderne sensoren). De belichtingstijd per lijn is kort. Heldere, uniforme belichting over de scanlijn is daarom cruciaal, vaak een krachtige lijnlamp of strobe-geschikte bar die past bij het optische pad. Zonder genoeg licht verhoogt u gain en krijgt u ruis, of verlaagt u de lijnsnelheid en verliest u ruimtelijke bemonstering bij snelheid.

3. Optiek projecteert de baanafmeting op de lijn

Resolutie dwars op de baan komt uit hoeveel pixels de materiaaldikte overspannen. Een 4k-, 8k- of 16k-lijnsensor is gangbare taal voor “hoeveel monsters over de breedte.” Objectiefkeuze, werkafstand en vergroting bepalen micrometers per pixel. Camerakeuze zonder optiek is incompleet, zie onze lenzen-pagina wanneer u het gezichtsveld over een strip dimensionneert.

4. De interface streamt lijnen continu

Line scan vraagt vaak hoge, aanhoudende bandbreedte. Camera Link, CoaXPress en performante GigE- / 10GigE-varianten komen frequent voor. Software of een framegrabber bouwt lijnen tot beelden (of verwerkt ze als continue stream). GenICam-achtige besturing geldt op veel moderne line scan camera’s voor belichting, encodermodi en ROI langs de lijn.

Line scan vs area scan, smart en 3D

projectteams vragen vaak om “een industriële camera” terwijl ze eerst een familiebeslissing nodig hebben. Gebruik deze vergelijking vóór u een datasheet opent.

Line scan vs area scan: is het product een discrete object dat stilstaat of langzaam beweegt in een venster, begin dan met onze area scan-gids. Stroomt materiaal doorlopend en hebt u fijne defecten nodig langs meters product, of duizenden pixels over een brede baan, dan is line scan meestal het gereedschap. Veel fabrieken gebruiken beide: area scan op assemblagestations, line scan op banen.

Line scan vs smart camera: webinspectie is typisch PC- of visioncontroller-gebaseerd vanwege bandbreedte, encoderlogica en continue algoritmen. Architectuur blijft belangrijk, zie smart camera vs PC-based vision, maar voor klassieke line-scanbanen verwacht u een PC- of dedicated vision-PC-pad.

Line scan vs 3D: line scan beantwoordt “hoe ziet het oppervlak eruit langs de looprichting?” 3D beantwoordt “wat is de hoogte of vorm?” Sommige lijnen combineren 2D line scan voor print/coating met een aparte 3D-profiler voor dikte of kromming.

Waar line scan camera’s worden gebruikt

Koopt u Computer Vision voor doorlopend product, dan dekken deze patronen de meeste geslaagde line-scanprojecten:

• Web- en folie-inspectie, Coatingstrepen, gels, gaten, vervuiling en markeringen op plasticfolie, aluminiumfolie en papier.
• Print en converting, Register, ontbrekende druk, kleur, lasnaden en barcode/OCR op doorlopend verpakkingsmateriaal.
• Metaalstrip en staal, Krassen, walsafdrukken, randdefecten en aanslag op doorlopende strip bij hoge lijnsnelheid.
• Textiel en nonwovens, Gaten, dikke plekken, vervuiling en weeffouten over brede banen.
• Snelle transportbanden, Sortering of oppervlaktechecks waar delen nooit stilzetten en één area-scan-FOV de breedte niet dekt bij de vereiste resolutie.
• Flat panel en glas (geselecteerde lijnen), Lange, continue scanning van grote platen waar het stitchen van veel area-frames minder praktisch is.

De rode draad is doorlopende beweging plus de behoefte aan resolutie over de breedte die een area scan camera zou dwingen tot enorme megapixel aantallen, meerdere camera’s, of onaanvaardbare blur.

Specificaties die er echt toe doen bij aankoop

Datasheets voor line scan zijn dicht. projectteams prioriteren best onderstaande lijst. Alleen “8k” beslist zelden over succes.

Pixels over de lijn (resolutie)

Resolutie betekent hier monsters over de baanbreedte (2k, 4k, 8k, 16k en vergelijkbaar). Vuistregel: plan meerdere pixels over het kleinste kritische defect zodat detectie stabiel blijft bij wisselend contrast. Combineer pixel aantal met optische vergroting voor µm/pixel over het materiaal. Hogere pixel aantallen verhogen optiekkosten, lichtvraag en bandbreedte.

Lijnsnelheid (line rate)

De lijnsnelheid moet de materiaalsnelheid bijhouden bij de ruimtelijke bemonstering die u langs de looprichting nodig hebt. Beweegt de baan sneller dan uw lijnen kunnen bemonsteren, dan onderbemonstert u defecten in machinerichting. Marketing “max. line rate” staat vaak bij gereduceerde bitdiepte of ROI, verifieer voor uw pixelformaat en interface.

Encodersync en triggermodi

Bevestig dat camera (of grabber) de encoderinterface en frequentie ondersteunt die u nodig hebt. Free-run line scan zonder encoder werkt alleen bij perfect constante snelheid, zeldzaam op echte lijnen. Quadrature-encoders, overbrengingen en elektronische gearing horen bij het ontwerp, niet bij de nazorg.

Mono vs kleur vs multi-spectraal

Mono line scan is de werkpaardkeuze voor oppervlaktedefecten en geometrie. Kleur line scan telt wanneer printdruk of materiaalkleur het defect definieert. Sommige toepassingen gebruiken dual-line of multi-spectrum; behandel die als application engineering, niet als catalogussurfen.

Interface en bandbreedte

Aanhoudende lijnstreams vragen een duidelijk pad naar PC of visioncontroller. Camera Link en CoaXPress blijven gangbaar bij hoge lijnsnelheid; GigE / 10GigE dienen veel mid-range banen. Kabelplant, framegrabber en NIC-tuning wegen even zwaar als de camerabehuizing.

Afhankelijkheid van belichting

Line scan faalt stil bij slecht licht: ongelijke intensiteit over de baan, spiegelende hotspots, of te weinig fotonen per lijn. Plan tijd voor lijnlicht-geometrieproeven, start vanaf onze belichtingspagina bij het ontwerp van het station.

Een werkende line-scanopstelling bouwen

Een betrouwbaar station is een systeem, geen SKU:

1. Camera, pixels over de breedte, lijnsnelheid, interface afgestemd op snelheid en breedte.
2. Objectief, vergroting en resolutieklasse voor µm/pixel over de baan.
3. Lijnbelichting, uniforme intensiteit, vaak hoog vermogen; geometrie afgestemd op oppervlakteafwerking.
4. Mechanica, stijve montage, trillingsisolatie, precieze uitlijning loodrecht op de looprichting.
5. Encoder & sync, gekalibreerde pulsen per millimeter loop.
6. Compute & software, grabber of NIC, continue inspectierecepten, afkeurmarkering of logging.

Veelgemaakte fouten bij een eerste systeem

• “8k” kopen zonder µm/pixel te berekenen bij de echte baanbreedte.
• Encodersync negeren, en zich afvragen waarom beelden gerekt lijken.
• De lijn te zwak belichten en compenseren met gain die kleine defecten in ruis verstopt.
• De camera onder een kleine hoek monteren zodat de optische lijn niet haaks op de looprichting staat.
• Een interface kiezen die pieklijnsnelheid niet een volle shift kan volhouden.
• Monster-variatie overslaan, glanzende, vuile en doorschijnende banen verschijnen allemaal op maandagochtend.

Hoe u een line scan-productpagina leest

Op Sedeco-productpagina’s voor line scan-families ziet u typisch signalen zoals sensorresolutie (pixels over de lijn), max. lijnsnelheid, mono/kleur en interface. Lees ze als antwoorden op de acht vragen hierboven:

• Pixels / resolutie, monsters over de baan; combineer met optiek voor µm/pixel.
• Max. lijnsnelheid, plafond onder vermelde voorwaarden; bevestig voor uw formaat en interface.
• Data-interface, hoe lijnen continu de PC of controller bereiken.
• Mono/kleur, intensiteit vs kleurbeslissingen op print of coatings.
• Encoder- / triggerfuncties, of bewegingssync native is of grabber-ondersteuning nodig heeft.

Wanneer een productbeschrijving “line scan camera” zegt, kan die zin hierheen linken zodat u de categorie begrijpt vóór u modellen vergelijkt in de cameracatalogus. Behandel catalogusnummers niet als vervanging voor een snelheids- en resolutieberekening op uw baan.

Uitgewerkt voorbeeld: lijnsnelheid en bemonstering

Stel: u inspecteert plasticfolie van 1 200 mm breed. Het kritische defect is een gat van 0,5 mm. U wilt minstens 5 pixels over dat gat dwars op de baan.

Vereiste ruimtelijke bemonstering over de breedte: 0,5 mm / 5 = 0,1 mm per pixel. Over 1 200 mm hebt u 1 200 / 0,1 = 12 000 pixels nodig, dus een 8k-sensor alleen is niet genoeg tenzij u het FOV verkleint, meerdere camera’s gebruikt, of minder pixels op het defect accepteert. Daarom sturen breedte en defectgrootte het pixel aantal vóór merkvoorkeur.

Nu snelheid: de baan loopt 300 m/min = 5 m/s. Wilt u ook 0,1 mm bemonstering in de looprichting, dan hebt u een lijn elke 0,1 mm nodig → 5 / 0,0001 = 50 000 lijnen per seconde. Die lijnsnelheid moet beschikbaar zijn bij uw bitdiepte en interface, en belichting moet genoeg fotonen leveren in elke korte belichting.

Deze vuistberekeningen verklaren waarom projectteams niet moeten starten bij “de hoogste k” in een brochure. Start bij defectgrootte, breedte en snelheid. Bevestig daarna met echte monsters onder echte lijnbelichting. Sedeco doet vaak een korte haalbaarheidspass voor precies deze reden, zie de haalbaarheidschecklist.

Sectorbeelden

Line scan ziet er per sector anders uit. De sensorfamilie blijft gelijk; belichting, encoderplaatsing en acceptatiecriteria veranderen.

Converting en flexibele verpakking

Coating, lamineren en printinspectie op doorlopende folie. Defectkaarten, rolrapporten en lasnaadhandling domineren het softwareverhaal. Kleur kan tellen voor print; mono wint vaak voor gels en gaten.

Metaal en staal

Hoge lijnsnelheden, reflecterende oppervlakken en ruwe omgevingen. Belichtingsgeometrie en behuizingbescherming wegen even zwaar als pixel aantal. Rand- en oppervlaktedefecten sturen afkeurlogica vóór het oprollen.

Papier, pulp en textiel

Brede banen, stof en lange continue runs. Multi-camera stitch over de breedte is gebruikelijk. Onderhoudstoegang en kalibratieroutines moeten voor operators ontworpen zijn, niet alleen voor engineers.

Logistiek en snelle sortering

Wanneer pakketten of items nooit stilzetten, kan een line-scan-tunnel een doorlopend beeld bouwen voor dimensionering of oppervlaktechecks. Veel sites gebruiken nog area scan voor codes; de familiekeuze volgt de taak.

Machinebouwers en OEM’s

U standaardiseert op een line-scanfamilie en encoderrecept over machines die wereldwijd worden geleverd. Lange-termijnbeschikbaarheid, grabbercompatibiliteit en gedocumenteerde optische recepten wegen even zwaar als pieklijnsnelheid.

Integreren met PLC, encoder en IT

Een line scan camera staat zelden alleen. Typische industriële lussen zien er zo uit:

• Encoder in, pulsen evenredig met loop sturen lijnopname.
• Acquireren, continue lijnen onder stabiel lijnlicht; stream naar PC of visioncontroller.
• Beslissen, software vindt defecten, koppelt ze aan metermerken en gradeert ernst.
• Actie, PLC markeert, keurt af, vertraagt, of logt een rolrapport naar MES.

Latency en buffering tellen: continue streams mogen geen lijnen droppen bij pieksnelheid. Switchkwaliteit, grabberinstellingen en schijflogbeleid horen bij commissioning.

Twijfelt u of verwerking op een smart device of een PC hoort, beslis architectuur vroeg, via de smart vs PC-beslispagina, en bevries daarna de line-scaninterface.

Kosten, kwaliteit en wat “goed genoeg” betekent

Soms bezuinigt men op lijnbelichting en montage om de camera goedkoper te houden, en vechten daarna maanden tegen valse afkeuren en gerekte beelden. Het omgekeerde gebeurt ook: een dure high-k-sensor met een zwak encoderpad en omgevingslicht. Beeldkwaliteit is een keten; de zwakste schakel zet het valse-afkeurpercentage.

Praktisch budgetteren voor een eerste webstation reserveert vaak betekenisvolle middelen voor belichting, encodermchanica en trillingsbeheersing, niet alleen voor de camerabehuizing. Een goed belichte, correct gesynchroniseerde mid-resolutie line scan presteert routinematig beter dan een hogere-k-camera die licht tekort komt of mistimed is.

Definieer acceptatie met monsters: gouden rollen, borderlinenfails, en vuile of reflecterende varianten. Kunt u het defect niet aan een mens tonen onder het voorgestelde lijnlicht, dan zal software het ook moeilijk hebben.

Korte begrippenlijst

Lijnsnelheid (line rate)

Lijnen per seconde, moet passen bij snelheid × gewenste bemonstering in looprichting.

Encodersync

Een bewegingspulstrein gebruiken zodat elke lijn overeenkomt met een bekende loopafstand.

Web / strip

Doorlopend materiaal in het proces (folie, papier, metaal, textiel).

Resolutie dwars op de baan

Ruimtelijke bemonstering loodrecht op de looprichting, bepaald door pixels en optiek.

TDI

Time Delay Integration, multi-line sensoren die licht accumuleren terwijl ze beweging volgen.

Framegrabber

Hardware die hoge-bandbreedte cameradata ontvangt (vaak bij Camera Link / CXP).

Lijnlicht

Belichting als een heldere lijn, afgestemd op het zicht van de sensor op de baan.

FAQ: line scan camera’s

Hoe deze gids past in uw selectie

Gebruik deze gids wanneer u nog beslist of line scan bij uw proces past, vóór u modelopties vergelijkt. Focus op encodersync, lijnsnelheid, baanbreedte en belichting over de scanlijn.

Meer lezen onder Kennis.

Vervolgstappen

U hebt nu het categoriemodel: line scan bouwt een hoge-resolutiebeeld uit opeenvolgende lijnen op doorlopend materiaal, mits bewegingssync, optiek en lijnbelichting samen met de camera zijn ontworpen.

Gerelateerd: Kennishub · Area scan-gids · Haalbaarheidschecklist.