CT‑16K500UV100CoF 相机与PCIe3004 CoaXPress Over Fiber 采集卡

CT-16K500UV100CoF 相机与PCIe3004 CoaXPress Over Fiber 采集卡

 

CT-16K500UV100CoF 是一款基于背照式/紫外增强 TDI 线阵传感器的高性能科学级相机，具备 16384（16K）像素线阵分辨率、最高 500 kHz 行频、P1 最高 256 级 / P2 最高 32 级时间延迟积分（TDI），并支持双阵列 HDR 与 TEC 制冷，广泛应用于晶圆/半导体检测、平板显示检测、PCB 检测、紫外荧光与光谱分析等高速高精度在线检测场景。

在使用该相机进行测控时，往往需要实时采集图像并进行高速、低延迟的图像处理。相机采用 CoaXPress-over-Fiber（CoF）光纤接口，单链路带宽达 100 Gbps，电磁兼容性佳、传输距离几乎不受限，能够充分承载 16K@500kHz 的高速数据流。相机遵循 GenICam/GenApi 标准，可通过属性树客户端即插即用、全功能适配。

图1：CT-16K500UV100CoF 相机与 3004 CoF 采集卡实物图

 

 

 

 

 

 

相机介绍

1.核心规格

参数	规格
传感器类型	TDI 线阵 CMOS（背照式 / 紫外增强）
有效像素	16384（16K）线阵
像素尺寸	5 μm × 5 μm（参考同类传感器）
TDI 级数	P1：32/64/128/192/224/252/256 级；P2：2/4/8/16/24/28/30/32 级
最高行频	500 kHz
像素位深	Mono12
扫描方向	正向 / 反向（双向 TDI，独立校正）
动态范围	支持双阵列（P1+P2）HDR
数据接口	CoaXPress-over-Fiber（100 Gbps）
制冷方式	TEC 半导体制冷（目标 20~40 ℃ 可调）+ 风扇
图像校正	FPN / PRNU / DSNU / DPC / OBC / LE / LUT
工作模式	TDI_Mode / Area_Mode；LineScan / AreaScan

 

2. 核心特性

高灵敏弱光成像：TDI 最多 256 级时间延迟积分 + TEC 制冷降噪，信噪比极高。

紫外增强：背照式传感器在紫外波段具有高量子效率，可识别可见光下难辨的划痕、污点与不均。

高动态范围：P1（高灵敏）+ P2（低灵敏）双阵列数据融合，扩展动态范围。

计量级图像质量：FPN/PRNU/DSNU/DPC/OBC/LE/LUT 多重校正，正反向独立标定。

严格同步扫描：丰富触发源、倍频/分频、外部方向与门控控制，可与运动/编码器同步。

3.工作模式

TDI_Mode：时间延迟积分模式，弱光高速扫描成像（默认）。

Area_Mode：普通线阵模式。

DeviceScanType 支持 LineScan / AreaScan 切换；TDIScanDirection 支持 Forward / Backward 双向扫描。

4.软件与接口

相机支持 GenICam 标准接口，配套 XML 描述文件可被主流机器视觉软件/属性树客户端识别。GenICam 接口覆盖设备控制、图像格式、采集控制、TDI 控制、温度控制、状态监控、LUT 控制、平场校正、数字 I/O、用户参数组、出厂校正与传输层等全功能分类。

5.典型应用

晶圆/半导体检测、平板显示（FPD）检测、PCB 检测、电池极片检测、紫外荧光/光谱分析、高性能文档/胶片扫描、显微与计量。

测试准备与采图方法

相机上电、光纤链路连接正常后，在属性树客户端中识别相机（DeviceModelName 可读）。先按默认基线配置采集一组基准图，后续所有"亮度/均匀性/方向"对比均以基线为参照；每次只改一个变量，采图对比。

基线默认配置如下表：

 

 

参数	默认值
DeviceScanType	LineScan
Width / Height / OffsetX	4096 / 32 / 0
PixelFormat	Mono12
CameraMode	TDI_Mode
Binning	Binning_4x2
AnalogGain / DigitalGain / BlackLevel	x1 / 1 / 0
AcquisitionLineRate / FrameRate	500 kHz / 10 Hz
ExposureTime	10000 us
TriggerMode / Source / Activation	Off(建议On) / RS422 / RisingEdge
TriggerGlitch/Debouncer/Delay/Timeout	25ns / 1000ns / 0 / 100us
TriggerLatch / RescalerSamples	On / Samples_0
TDIScanDirection / ScanDirectionSource	Forward / Internal
InvalidLinesMaskEnable / MaskInvalidLines	On / 32

 

打开采集软件，选中相机并连接，点击采集按钮即可采图，界面如下图所示。

图2：采集软件连接与采图界面

按基线配置采集的默认图像如下图所示。

图3：基线默认配置采集图像

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

相机功能测试

图像格式与 ROI（ImageFormatControl）

相机默认宽高（Width=4096、Height=32）图像采集如下图所示。

图4：默认宽高采集

将宽高调整为其他值（如 Width=4096、Height=32/64），设置并采集成功，图像尺寸与设定一致。

图5：修改 Width/Height 后采集

 

图6：PixelFormat 为 Mono12

 

 

 

 

 

 

 

CameraMode 在 TDI_Mode 与 Area_Mode 间切换：TDI 图明显更亮（多级积分），Area 为单级线阵图。

图7：CameraMode 为 Area_Mode

 

 

 

 

 

 

 

 

BlackLevel 设 0/100/500：图像整体 pedestal 抬升，暗区底值上移。

图8：BlackLevel 抬升后采集

 

ReverseX 设 True/False：两图左右镜像。

图9：ReverseX 镜像对比

 

 

 

 

 

 

 

TestPattern 设各 Ramp（无需镜头）：出现对应水平/垂直/对角灰度渐变条纹，用于链路与位深自检。

图10：TestPattern 测试图

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AlignGridEnable 设 BothOn 并调间距/颜色/偏移：图上叠加对应网格线，用于光学对准。

图11：AlignGrid 网格叠加

 

 

 

 

 

 

 

 

采集与触发（AcquisitionControl）

AcquisitionLineRate 设 100k/300k/500k、AcquisitionFrameRate 无法设置：出图速度与 Status 行率/帧率读数对应。

图12：行频/帧率设置采集

 

ExposureTime 无法设置默认值为10000us。

图13：曝光时间对比

 

 

 

 

 

 

1.软触发

TriggerSource 设 SoftTrigger，设 SoftTriggerNum=100 并执行 SoftTrigger。

图14：软触发采集

2.外部触发（RS422 ）

TriggerMode 设 On，TriggerSource 分别设 RS422，对应触发信号：无触发不更新图像，给触发才出图；TriggerActivation 切上升/下降沿在对应边沿响应。

图15：外部触发采集

 

 

 

 

TDI 控制（TDIControl）

TDIStage默认值16，无法更改。

图16：TDI 级数对比

 

TDIScanDirection 设 Forward/Backward：两图垂直方向内容顺序相反。

图17：扫描方向正/反对比

 

ScanDirectionSource 设 External 并改外部电平、ScanDirectionActivation 切高/低有效：方向随外部信号与极性切换；ExternalScanGlitchFilter 注入毛刺方向不误翻转。

图18：外部方向控制

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

温度与制冷（TemperatureControl）

ControllerSelector 设 Auto，TecTargetTemperature 设 20/30/40 ℃：SensorAnalogTemperature 收敛到目标值，读数如下图所示。

图19：TEC 目标温度与实时温度读数

 

状态监控（StatusControl）

采集中读取 LineTriggerRate/ValidTriggerRate/SensorTriggerRate/SensorTxLineRate/CXPTxLineRate/CXPTxFrameRate 与各 *Sum 累计：与设定行频/帧率匹配、持续递增，读数如下图所示。

图20：各级速率与累计计数读数