ACA1600-20UM: กล้อง Basler Monochrome USB 3.0 สำหรับงาน Machine Vision

กล้อง ACA1600-20UM จาก Basler เป็นโซลูชันกล้องระดับอุตสาหกรรมแบบโมโนโครมที่ออกแบบมาสำหรับงานตรวจสอบคุณภาพและระบบอัตโนมัติ กล้องรุ่นนี้เป็นกล้อง 1/1.8″, 2 MP, CCD, Monochrome, Global Shutter, 20fps, USB3.0 ที่ให้ประสิทธิภาพสูงในการจับภาพวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความละเอียดระดับเมกะพิกเซล ด้วยการใช้เซ็นเซอร์ CCD ขนาดใหญ่และ Global Shutter ทำให้ได้ภาพที่มีคอนทราสต์สูงและปราศจากเอฟเฟกต์การบิดเบี้ยว ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานวัดขนาดและตรวจจับข้อบกพร่องที่ต้องการความแม่นยำ

สารบัญเนื้อหา: ACA1600-20UM

• คุณสมบัติทางเทคนิคของ ACA1600-20UM
• ข้อได้เปรียบของกล้อง Monochrome
• ความสำคัญของเซ็นเซอร์ขนาด 1/1.8″
• การพิจารณาอัตราเฟรม 20fps
• ข้อได้เปรียบของ USB 3.0 Interface
• การประยุกต์ใช้งาน ACA1600-20UM
• เปรียบเทียบ ACA1600-20UM กับคู่แข่ง
• การติดตั้งระบบกับ ACA1600-20UM
• คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ ACA1600-20UM

คุณสมบัติทางเทคนิคของ ACA1600-20UM

ACA1600-20UM มาพร้อมกับสเปคที่ครบครันสำหรับงาน vision แบบโมโนโครมระดับสูง โดยมีความละเอียด 2 เมกะพิกเซลบนเซ็นเซอร์ CCD ขนาด 1/1.8″ ระบบ Global Shutter ที่ทำงานได้ที่ 20 เฟรมต่อวินาที และอินเตอร์เฟส USB 3.0 ซึ่งให้ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลสูง การใช้เซ็นเซอร์ CCD แบบโมโนโครมขนาดใหญ่ส่งผลให้ได้ความละเอียดเชิงพื้นที่ที่สูงและความไวแสงที่ดีเยี่ยมเมื่อเทียบกับเซ็นเซอร์ขนาดเล็กในสภาวะแสงเดียวกัน

The ACA1600-20UM features a 1/1.8″ progressive scan CCD monochrome sensor delivering 2 megapixel resolution. Its global shutter technology ensures sharp image capture of moving objects without rolling shutter distortion. Operating at up to 20 frames per second via USB 3.0 interface, this camera provides reliable performance for precision measurement and inspection tasks. The larger monochrome CCD sensor offers superior light sensitivity and spatial resolution compared to smaller sensor formats, making it ideal for applications demanding high accuracy.

รายละเอียดเทคนิคสำคัญของกล้องโมโนโครม 2MP

ขนาดเซ็นเซอร์ 1/1.8″ ให้พื้นที่รับแสงที่กว้างกว่ากล้องเซ็นเซอร์ 1/3″ ถึงประมาณ 70% ซึ่งหมายถึงความสามารถในการจับภาพที่คมชัดแม้ในสภาพแสงน้อย ความละเอียด 2MP (1600 x 1200 พิกเซล) ให้อัตราส่วนภาพ 4:3 เหมาะสำหรับงานวัดขนาดและตรวจจับรายละเอียดเล็กๆ กล้องรองรับ USB3 Vision Protocol มาตรฐานซึ่งเข้ากันได้กับซอฟต์แวร์ vision ส่วนใหญ่ การออกแบบที่แข็งแรงช่วยให้ติดตั้งในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมได้อย่างมั่นใจ

Technical specifications include a resolution of 1600 x 1200 pixels with a 4:3 aspect ratio, ideal for many inspection applications. The 1/1.8″ sensor format (approximately 7.2mm diagonal) provides significantly more light-gathering area than smaller 1/3″ sensors. With pixel dimensions optimized for balance between resolution and light sensitivity, the camera supports USB3 Vision standard and GenICam for broad software compatibility. The robust industrial design ensures reliable operation in demanding environments while maintaining the convenience of USB 3.0 connectivity.

ข้อได้เปรียบของกล้อง Monochrome

กล้องโมโนโครมอย่าง ACA1600-20UM มีข้อได้เปรียบสำคัญหลายประการเหนือกล้องสี ประการแรกคือความละเอียดเชิงพื้นที่ที่สูงขึ้น 25-30% เนื่องจากไม่มีสี filter array (CFA) ที่ลดความละเอียด ประการที่สองคือความไวแสงที่ดีกว่า 50-70% เพราะไม่มีสี filters ที่บล็อกแสง ประการที่สามคือสัญญาณรบกวนต่ำกว่า ทำให้ได้ภาพที่มี signal-to-noise ratio ที่ดีกว่า สำหรับงานที่ไม่ต้องการข้อมูลสี กล้องโมโนโครมให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในทุกด้าน

Monochrome cameras like the ACA1600-20UM offer significant advantages over color cameras for precision applications. Without a color filter array, they achieve approximately 25-30% higher spatial resolution and 50-70% better light sensitivity. This results in clearer images with finer detail and superior performance in low-light conditions. For applications such as dimensional measurement, microscopic inspection, defect detection, or any task relying on contrast and edge detection rather than color, monochrome cameras provide unmatched performance and accuracy.

การเปรียบเทียบ Monochrome vs Color CCD

เมื่อเปรียบเทียบ ACA1600-20UM (โมโนโครม 2MP) กับกล้องสีที่มีสเปคพื้นฐานใกล้เคียงกัน จะพบว่ากล้องโมโนโครมให้ความละเอียดเชิงพื้นที่ที่สูงกว่าและความไวแสงที่ดีกว่าอย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากไม่มีสี filters ที่ดูดซับแสง ในทางกลับกัน กล้องสีให้ข้อมูลสีที่จำเป็นสำหรับบางแอปพลิเคชัน การเลือกระหว่างทั้งสองขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของงาน: หากต้องการวัดขนาดหรือตรวจจับข้อบกพร่องที่อาศัยความแตกต่างของความสว่าง ให้เลือกโมโนโครม หากต้องการแยกแยะสี ให้เลือกกล้องสี

Comparing the ACA1600-20UM (2MP monochrome) with color CCD cameras of similar specifications reveals important trade-offs. The monochrome version provides significantly higher light sensitivity and better spatial resolution due to the absence of a color filter array. However, it completely lacks color information. For applications like precision measurement, surface inspection, or scientific imaging where maximum detail and contrast are required, the monochrome version performs substantially better. For applications requiring color differentiation (product sorting, label verification), the color version is necessary despite its reduced performance in low-light conditions.

ความสำคัญของเซ็นเซอร์ขนาด 1/1.8″

กล้อง ACA1600-20UM ใช้เซ็นเซอร์ CCD ขนาด 1/1.8″ ซึ่งใหญ่กว่าเซ็นเซอร์ 1/3″ ที่พบในกล้องระดับกลางทั่วไป ประมาณ 70% ขนาดที่ใหญ่กว่าทำให้มีข้อได้เปรียบหลายประการ: 1) พิกเซลขนาดใหญ่กว่าที่ความละเอียดเท่ากัน ส่งผลให้รับแสงได้ดีกว่า 2) สามารถใช้เลนส์ทางยาวโฟกัสเดียวกันแต่ได้พื้นที่มองเห็นที่กว้างขึ้น 3) ลดผลกระทบจาก diffraction limit สำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูงสุด

The 1/1.8″ sensor in the ACA1600-20UM represents a significant upgrade from the more common 1/3″ format. With approximately 70% more surface area, this larger sensor provides multiple advantages. At the same 2MP resolution, pixels can be larger, improving light sensitivity. Alternatively, with similar pixel sizes, the sensor can accommodate higher resolution. The larger format also allows for wider fields of view with the same focal length lens, or enables working at longer distances while maintaining the same field of view—critical for many industrial inspection setups.

การเปรียบเทียบกับเซ็นเซอร์ขนาดอื่น

เมื่อเปรียบเทียบกับกล้องที่ใช้เซ็นเซอร์ 1/3″ ความละเอียด 1.3MP จะพบว่า ACA1600-20UM ให้ความละเอียดสูงกว่า 54% และพื้นที่รับแสงมากกว่า 70% ข้อได้เปรียบนี้แปลเป็นความสามารถในการเห็นรายละเอียดที่เล็กกว่าและทำงานในสภาพแสงที่น้อยกว่าได้ดีกว่า อย่างไรก็ตาม เซ็นเซอร์ที่ใหญ่กว่าก็ต้องการเลนส์ที่มีวงรับภาพ (image circle) ที่ใหญ่กว่าและมักมีราคาสูงกว่าเล็กน้อย

Compared to cameras with 1/3″ sensors offering 1.3MP resolution, the ACA1600-20UM’s 1/1.8″ 2MP configuration provides approximately 54% higher pixel count and 70% more light-gathering area. This translates directly to the ability to detect smaller defects, measure with higher accuracy, or work effectively in lower light conditions. The trade-off involves slightly higher costs for both the camera and compatible lenses, as lenses for 1/1.8″ sensors require larger image circles. For applications where maximum detail and accuracy are priorities, this investment is typically justified.

การพิจารณาอัตราเฟรม 20fps

ACA1600-20UM ให้อัตราเฟรมสูงสุดที่ 20 เฟรมต่อวินาที ซึ่งเหมาะสมสำหรับงานตรวจสอบส่วนใหญ่ในอุตสาหกรรมการผลิต สำหรับกล้อง CCD Global Shutter ขนาด 1/1.8″ 2MP อัตราเฟรม 20fps ถือว่าเป็นสมดุลที่ดีระหว่างความละเอียดและความเร็ว อัตราเฟรมนี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วปานกลางได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยยังคงเวลาพอสำหรับการประมวลผลภาพที่ซับซ้อนในแต่ละเฟรม

Frame rate is a critical consideration in machine vision system design. The ACA1600-20UM’s 20fps capability represents an optimal balance for a 2MP CCD global shutter camera. This frame rate allows inspection of objects moving at moderate speeds while providing sufficient time (50ms per frame) for image processing and analysis. For many industrial applications—particularly those involving precise measurement or detailed inspection—this combination of high resolution and adequate frame rate proves more valuable than higher frame rates with lower resolution.

เมื่อใดที่ 20fps เพียงพอและเมื่อใดที่ไม่เพียงพอ

อัตราเฟรม 20fps ของ ACA1600-20UM เพียงพอสำหรับกระบวนการผลิตส่วนใหญ่ที่มีความเร็วไม่เกิน 1-2 เมตรต่อวินาที (ขึ้นกับ field of view) และต้องการการตรวจสอบอย่างละเอียด สำหรับสายการผลิตที่เร็วมากหรือต้องการการตรวจสอบหลายจุดต่อชิ้นงาน อาจต้องการอัตราเฟรมที่สูงกว่า อย่างไรก็ตาม สำหรับงานวัดขนาด ตรวจจับไมโครครีค หรือการตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ที่เน้นคุณภาพภาพมากกว่าความเร็ว 20fps มักเพียงพอและบางครั้งเหมาะสมกว่าการใช้กล้องความละเอียดต่ำแต่อัตราเฟรมสูง

The adequacy of 20fps depends on specific application requirements. For precision measurement, defect detection, or scientific imaging where image quality and detail are paramount, the ACA1600-20UM’s 20fps is typically sufficient. For high-speed production lines exceeding 3-4 meters per second, or applications requiring multiple inspections per part, higher frame rates might be necessary. It’s important to calculate the actual needs based on part speed, field of view, and processing requirements rather than simply seeking the highest available frame rate.

ข้อได้เปรียบของ USB 3.0 Interface

การเลือกอินเตอร์เฟส USB 3.0 ใน ACA1600-20UM นำมาซึ่งประโยชน์หลายประการสำหรับระบบ vision ที่ต้องการความละเอียดสูง โดยเฉพาะการติดตั้งที่ง่ายดายแบบ plug-and-play ไม่ต้องการการ์ดจับภาพพิเศษหรืออุปกรณ์เสริมที่ซับซ้อน แบนด์วิธสูง (5 Gbps ทฤษฎี) ช่วยรองรับการถ่ายโอนข้อมูลจากกล้องความละเอียด 2MP ที่ 20fps ได้อย่างสบาย (ประมาณ 80 MB/s สำหรับ 8-bit โมโนโครม) และสามารถจ่ายไฟผ่านสาย USB ได้

The USB 3.0 interface offers significant practical advantages for high-resolution monochrome vision systems. Its plug-and-play functionality simplifies installation compared to interfaces requiring frame grabbers. The high bandwidth comfortably handles the data rate from the 2MP monochrome sensor at 20fps (approximately 80 MB/s for 8-bit images). Power delivery through the USB cable eliminates the need for separate power supplies in many applications. For systems where cameras are located within 5 meters of the host computer, USB 3.0 provides an excellent balance of performance, convenience, and cost-effectiveness.

การจัดการแบนด์วิธสำหรับกล้อง 2MP

กล้อง ACA1600-20UM ที่ความละเอียด 2MP และอัตราเฟรม 20fps ต้องการแบนด์วิธประมาณ 80 MB/s (1600 x 1200 x 1 byte x 20 fps) ซึ่งอยู่ในขีดความสามารถของ USB 3.0 อย่างสบาย (ความเร็วจริงประมาณ 400 MB/s) เมื่อเปรียบเทียบกับกล้อง 1.3MP ที่ 30fps ที่ต้องการประมาณ 75 MB/s จะพบว่า ACA1600-20UM ใช้แบนด์วิธใกล้เคียงกันแต่ให้ความละเอียดที่สูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบสำหรับงานที่ต้องการรายละเอียดภาพมากกว่าความเร็ว

Bandwidth management is straightforward with the ACA1600-20UM. At 2MP resolution and 20fps with 8-bit monochrome output, the camera requires approximately 80 MB/s bandwidth—well within USB 3.0’s practical capabilities of 300-400 MB/s. Compared to a 1.3MP camera at 30fps requiring about 75 MB/s, the ACA1600-20UM uses similar bandwidth while delivering 54% more pixels per image. This makes it particularly efficient for applications where spatial resolution is more valuable than temporal resolution, maximizing the utility of the available bandwidth.

การประยุกต์ใช้งาน ACA1600-20UM

ACA1600-20UM เหมาะสมกับงานวัดขนาดอัตโนมัติความแม่นยำสูง (High-Precision Dimensional Measurement) งานตรวจจับข้อบกพร่องระดับไมครอน (Micro-defect Detection) งานตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์และจุลทรรศน์ งานอ่านโค้ดขนาดเล็กและอักขระละเอียด ด้วยเซ็นเซอร์ขนาด 1/1.8″ 2MP และ Global Shutter ที่ 20fps กล้องสามารถจับภาพวัตถุเคลื่อนที่ได้คมชัดด้วยรายละเอียดที่เหนือกว่า โดยเฉพาะงานที่ต้องการความแม่นยำในการวัดมากกว่าความเร็วในการตรวจสอบ

Typical applications include precision metrology in advanced manufacturing, where the camera’s high-resolution monochrome sensor and global shutter provide sub-pixel accuracy for dimensional verification. In semiconductor and electronics inspection, it detects microscopic defects and verifies component placement. Scientific and research applications such as microscopy, materials analysis, and biomedical imaging benefit from its high sensitivity and resolution. The 1/1.8″ sensor format is particularly valuable for applications requiring both detail and light-gathering capability without the complexity of larger sensor formats.

กรณีศึกษาในอุตสาหกรรมที่ต้องการความละเอียดสูง

ในอุตสาหกรรมชิ้นส่วนแม่นยำ เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์หรือ航空航天 (aerospace) ACA1600-20UM มักถูกใช้ตรวจสอบความทนทานของพื้นผิวและความถูกต้องของมิติ ด้วยความละเอียด 2MP สามารถวัดขนาดได้แม่นยำถึงระดับไมครอน สำหรับอุตสาหศาสตร์หรือเภสัชกรรม ใช้ในการตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคของวัสดุและยา ความสามารถในการทำงานกับแสงอินฟราเรดทำให้เห็นรายละเอียดที่ซ่อนเร้น

In precision industries such as medical device manufacturing or aerospace component production, the ACA1600-20UM’s combination of 2MP resolution and large sensor format enables detection of minute defects and precise dimensional verification. The global shutter ensures accurate imaging of parts on moving stages or conveyors. For scientific research, the camera’s monochrome CCD sensor provides the linear response and wide dynamic range necessary for quantitative analysis. Applications requiring NIR (near-infrared) imaging benefit from the sensor’s extended spectral sensitivity beyond the visible range.

เปรียบเทียบ ACA1600-20UM กับคู่แข่ง

เมื่อเปรียบเทียบ ACA1600-20UM กับกล้องโมโนโครม 2MP จาก Hikrobot จะพบว่ากล้อง Hikrobot มักเสนอราคาที่แข่งขันได้ดี แต่ Basler ให้ความน่าเชื่อถือของแบรนด์และการสนับสนุนทางเทคนิคที่ครบวงจรกว่า สำหรับ FLIR กล้องมักใช้เซ็นเซอร์ CMOS ที่มีอัตราเฟรมสูงกว่า แต่ CCD ของ Basler ให้ Global Shutter แบบแท้และสัญญาณรบกวนต่ำกว่า ส่วน IDS มักมีตัวเลือกที่หลากหลายกว่าแต่ราคาสูงกว่าเช่นกัน

Compared to Hikrobot’s competitive 2MP monochrome offerings, the ACA1600-20UM commands a premium justified by Basler’s established reputation, comprehensive Pylon software ecosystem, and reliable global support. FLIR cameras often feature newer CMOS sensors with higher frame rates but may use rolling shutters or have different noise characteristics that affect measurement accuracy. IDS cameras offer extensive customization but at higher price points. For precision applications where measurement consistency and long-term reliability are critical, Basler’s CCD-based solution often represents better value despite higher initial cost.

การวิเคราะห์กล้อง CCD USB3.0 2MP ในตลาด

ในตลาดกล้อง CCD USB 3.0 โมโนโครม 2MP มีตัวเลือกจากหลายผู้ผลิต แต่ ACA1600-20UM โดดเด่นด้วยการผสมผสานระหว่างเซ็นเซอร์ขนาด 1/1.8″ และเทคโนโลยี Global Shutter ที่แท้จริง ข้อได้เปรียบของ Basler อยู่ที่ ecosystem ซอฟต์แวร์ Pylon ที่ครบวงจรซึ่งรวมเครื่องมือสำหรับ calibration, measurement และ analysis ที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับงาน precision โดยตรง ซึ่งช่วยลดเวลา development และเพิ่มความแม่นยำของระบบได้อย่างมีนัยสำคัญ

The market for 2MP monochrome CCD USB 3.0 cameras includes offerings from multiple manufacturers, but the ACA1600-20UM distinguishes itself through the combination of a true global shutter CCD sensor and Basler’s comprehensive software support. Beyond hardware specifications, Basler’s Pylon software provides specialized tools for camera calibration, lens distortion correction, and measurement verification—features particularly valuable for precision applications. This integrated approach reduces system integration time and improves long-term measurement consistency compared to solutions that treat hardware and software as separate components.

การติดตั้งระบบกับ ACA1600-20UM

การติดตั้งระบบด้วย ACA1600-20UM เริ่มจากการตรวจสอบพอร์ต USB 3.0 บนคอมพิวเตอร์โฮสต์ แนะนำให้ใช้พอร์ตที่ติดมากับเมนบอร์ดหรือการ์ด PCIe USB 3.0 คุณภาพสูง การเลือกสาย USB 3.0 ที่มี shielding ดีและยาวไม่เกิน 5 เมตรช่วยป้องกันการสูญเสียสัญญาณ การติดตั้ง เลนส์ ที่เหมาะสมสำหรับเซ็นเซอร์ 1/1.8″ โมโนโครมและความสว่างที่เพียงพอจาก ระบบแสงสว่าง เป็นปัจจัยสำคัญต่อความสำเร็จ โดยเฉพาะสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง

Successful integration requires attention to several critical details. Use high-quality active USB 3.0 cables for lengths beyond 3 meters to ensure signal integrity. Install Basler’s Pylon software suite, which includes drivers, configuration tools, and sample code compatible with common development environments. For the 1/1.8″ sensor, select lenses with appropriate image circle coverage (typically 2/3″ or larger for optimal performance). Since monochrome applications for precision measurement often rely on controlled lighting, ensure the illumination system provides consistent, high-contrast lighting optimized for the specific features being inspected.

การเลือกอุปกรณ์ประกอบสำหรับระบบความละเอียดสูง

นอกเหนือจากกล้องแล้ว ระบบ vision ความละเอียดสูงต้องการ สายสัญญาณและอุปกรณ์เสริม ที่เหมาะสม เลนส์สำหรับเซ็นเซอร์ 1/1.8″ ควรมีคุณภาพสูงเพื่อใช้ความสามารถของเซ็นเซอร์ 2MP ได้เต็มที่ การใช้ filter ที่เหมาะสมสามารถเพิ่ม contrast และลดสัญญาณรบกวนได้ สำหรับงานวัดขนาดที่ต้องการความแม่นยำสูง อาจจำเป็นต้องใช้ backlight หรือ telecentric lens เพื่อลด perspective error

Additional components for high-resolution monochrome systems include precision lenses, filters, and specialized lighting. For the ACA1600-20UM’s 1/1.8″ sensor, select lenses with adequate resolution (typically 2MP or higher), minimal distortion, and proper mechanical stability. Telecentric lenses are particularly valuable for measurement applications as they eliminate perspective error. Proper lighting—often using collimated backlighting for silhouette measurement or dome lighting for surface inspection—is essential for achieving consistent, high-contrast images. Basler’s pylon Viewer software provides essential tools for optimizing camera settings, performing lens calibration, and validating system accuracy.

สรุป: เหตุผลที่ควรพิจารณา ACA1600-20UM

กล้อง Basler รุ่น ACA1600-20UM เป็นโซลูชันที่ยอดเยี่ยมสำหรับงาน Machine Vision แบบโมโนโครมที่ต้องการความละเอียดสูง ด้วยการรวมเทคโนโลยี CCD Monochrome Global Shutter ความละเอียด 2MP บนเซ็นเซอร์ขนาด 1/1.8″ อัตราเฟรม 20fps และอินเตอร์เฟส USB 3.0 เข้าด้วยกัน กล้องนี้ตอบโจทย์งานวัดขนาดความแม่นยำสูง ตรวจจับข้อบกพร่องระดับไมครอน และงานตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเปรียบเทียบกับกล้องเซ็นเซอร์ขนาดเล็กหรือกล้องสี สิ่งที่ทำให้ ACA1600-20UM โดดเด่นคือความสามารถในการให้รายละเอียดภาพที่เหนือกว่าและความไวแสงที่ดีเยี่ยม ซึ่งสำคัญสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง ความสมดุลระหว่างความละเอียด 2MP และอัตราเฟรม 20fps ทำให้เหมาะกับกระบวนการผลิตที่ต้องการคุณภาพภาพมากกว่าความเร็วขั้นสูงสุด

สอบถามข้อมูลและราคา ACA1600-20UM