우리는 보통 학교나 회사에서 문서를 복사할 때 손쉽게 복사기를 사용합니다. 복사기를 이용해 본 분들이라면 복사를 할 때 긴 불빛이 한 방향으로 일정하게 움직이는 것을 한번쯤은 보셨을 것입니다. 이때 조명에 붙어있는 카메라가 복사할 용지를 순차적으로 읽고 이를 다시 출력하는 것이 복사기의 원리입니다.

카메라도 바로 이런 복사기와 같은 원리로 작동을 하게 됩니다. 그러므로 Line Scan 카메라에 사용하는 센서는 Area Scan 카메라에서 사용하는 센서와 달리 1개의 Line Pixel로 이루어져 있습니다.

이러한 센서의 구조로 인해 Line scan 카메라는 개체 또는 카메라 자체가 움직이면서 촬영합니다. 흔히 이런 구조가 일반적으로 사용되는 Area scan 카메라보다 불편하다고 생각될 수 있지만 정지된 화상을 촬영하는데 적합한 Area scan 카메라보다 컨베이어 벨트와 같이 움직이는 개체를 촬영하는데 적합한 Line Scan 카메라가 오히려 산업 현장에서 더욱 유용하게 쓰일 수 있습니다. 또한 픽셀의 수에 따라 높이에 대한 제약이 있는 Area scan 카메라에 비해 Line scan 카메라는 높이에 대한 제약이 없다는 장점을 가지고 있습니다. 이러한 특징으로 인해, Line scan 카메라를 사용하면 카메라의 수를 줄일 수 있습니다.

예) 한번에 500mm X 500mm의 영역을 촬영할 수 있는 Area Camera와 500mm의 폭을 촬영할 수 있는 Line Scan Camera가 있다고 가정하겠습니다. 이 두 개의 카메라를 이용하여 폭300mm, 길이 1500mm의 물체를 촬영한다고 할 때,

1. Area Scan 카메라는 한번에 500mm X 500mm의 영역만을 촬영할 수 있기 때문에 물체의 폭은 충분히 촬영 가능하지만 물체의 길이는 500mm라는 한계로 인해 3개의 카메라로 나눠 촬영해야 합니다.

2. 반면 Line Scan 카메라는 물체를 센서에 수직한 방향으로 이동시키며 1500mm의 길이를 한번에 촬영할 수 있습니다.

이러한 특징으로 인해 Line scan 카메라는 오히려 Area scan 카메라보다 Large Format Image 구현에 효과적입니다. 반면, 고속으로 움직이는 개체의 이미지를 획득해야 하기 때문에 Area scan 카메라보다 더 밝은 조명이 필요하고, 센서와 수직한 방향으로 물체를 이동시키거나 이동 속도가 일정해야 정확한 영상을 얻을 수 있다는 단점도 가지고 있습니다.

하지만, 적은 수의 카메라를 이용하여 효과적으로 이미지를 획득할 수 있는 등 Line scan 카메라의 여러 장점은 단점을 상쇄하기에 충분하기에, Line scan 카메라를 활용한 애플리케이션 영역은 점점 더 넓어지고 있습니다.

주어진 시야에서, 하나의 2k Line scan 카메라는 이미지 얼룩(smear) 또는 프레임 오버랩의 중복 처리 없이 2메가픽셀 Area scan 카메라와 같은 해상도를 제공합니다.

이미지 캡처는 아래와 같은 많은 장점을 가지고 있습니다.

1. 픽셀 당 가격 : Line scan은 매우 높은 공간 해상도의 이미지 캡처를 훨씬 저렴한 비용으로 구현할 수 있습니다.

2. 다이내믹 레인지 : 다른 이미지 캡처 방법들보다 다이내믹 레인지가 훨씬 높을 수 있습니다.

3. 높은 픽셀 충전율 : 감도를 극대화할 수 있습니다.(일반적으로 100%)

4. 스미어(Smear) 없는 이미지 : 고비용의 스트로브 또는 다루기 힘든 셔터 없이 고속 이동 개체를 촬영할 수 있습니다.

5. 프로세싱 효율 : Line scan 방법은 프레임 오버랩을 제거하여 원활한 이미지를 구축합니다. 프레임 오버랩은 고속 고해상도 애플리케이션에서 소중한 프로세싱 대역폭(bandwidth)를 다 써버리는 중복 데이터를 나타냅니다.

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