高速连续扫描成像的TDI工业相机

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。