TDI(Time Delay Integration,时间延迟积分)工业相机是一种基于特殊CCD(电荷耦合器件)技术的成像设备,主要用于高速、高灵敏度、高分辨率的图像采集场景。其核心原理是通过多级积分和同步电荷转移技术,在物体连续运动时逐行扫描并累积信号,显著提升图像质量和信噪比(SNR)。它是一种特殊的线阵工业相机。
核心原理
1.多级积分: TDI相机通过多行感光单元(如多级CCD)对同一运动目标进行多次曝光。每次曝光后,电荷被转移到下一行,并与后续曝光产生的电荷叠加,最终合成一幅高信噪比的图像。
2.同步运动控制: 相机的电荷转移速度需与目标运动速度严格同步,确保电荷累积过程中目标位置精准匹配,避免图像模糊。
特点优势:
1.高信噪比:通过多次积分累积信号,抑制随机噪声,适合低光照或弱信号场景。
2.高速成像:适应快速运动物体的连续检测,如生产线上的高速流水作业。
3.高分辨率:支持大面阵传感器,适合精密测量和缺陷检测。
应用领域:
1.半导体制造
晶圆缺陷检测(划痕、颗粒污染)。
光刻掩膜版检查,确保电路图案精度。
2.平板显示(FPD)检测
OLED/LCD屏幕的像素缺陷、Mura(亮度不均)检测。
触摸屏线路的断路/短路检查。
3.印刷与包装
高速印刷质量检测(色彩偏移、文字缺失)。
药品包装的字符识别、铝箔密封性检查。
4.医疗成像
X射线动态成像(如DSA血管造影)。
病理切片高速扫描,提升显微镜成像灵敏度。
5.科研与高端制造
高速粒子追踪(流体力学、燃烧分析)。
航天器件微振动监测、材料表面形貌分析。
6.新能源行业
锂电池极片涂布均匀性检测。
太阳能电池硅片的隐裂、绒面结构检查。
与普通相机的区别
普通面阵相机:单次曝光捕捉静态画面,适合静止或低速场景。
TDI相机:通过动态积分匹配运动目标,专为高速连续扫描设计,在保持高分辨率的同时提升灵敏度和速度。
技术挑战
同步精度要求高:需与运动平台(如编码器)紧密配合,否则导致图像错位。
成本较高:多级CCD传感器和复杂控制电路增加了硬件成本。