TDI 카메라는 Time Delay and Integration 기술이 적용된 Line scan 카메라입니다. Time Delay and Integration 기술이란 한 영역을 여러 번 촬영하고, 촬영한 여러 개의 이미지 데이터를 중첩해 한 장의 이미지로 만드는 기술입니다.
이렇게 여러 개의 이미지 데이터로 이미지를 만들면, 어두운 환경에서도 이미지를 밝고 선명하게 찍을 수 있습니다. 한 영역의 신호를 여러 번 얻어 중첩하기 때문입니다. TDI 기술을 적용하여 어두운 환경에서도 밝고 선명한 이미지를 찍을 수 있다는 것이 대표적인 특징입니다.

우측 이미지가 더 밝고 선명하다(동일조건).
TDI 카메라는 어떻게 동작할까?
카메라의 이미지 센서는 여러 개의 스테이지(stage)로 구성되어 있으며 스테이지를 이용해 아래 그림과 같이 신호를 축적합니다. 스테이지 한 개는 single line scan 센서와 비슷한 역할을 한다고 생각하시면 이해가 쉽습니다.

TDI Line Scan 센서는 여러 개의 스테이지(stage)로 이루어져 있다. 타겟은 일정한 속도로 이동하여, 첫 번째 스테이지의 촬영 영역부터 마지막 스테이지의 촬영 영역에 위치한다. 카메라는 매 스테이지에서 동일한 타겟을 촬영하고 매 스테이지에서 출력된 신호를 누적한다. 최종적으로 카메라는 스테이지 개수만큼 누적된 촬영 신호를 출력한다.
타겟이 첫 번째 스테이지의 촬영 영역에 위치해 있습니다. 카메라는 타겟을 촬영하고 첫 번째 스테이지에서 출력된 신호를 축적합니다. 타겟이 두 번째 스테이지의 촬영 영역으로 이동하면, 카메라는 타겟을 촬영한 후 첫 번째 스테이지에서 출력된 신호에 두 번째 스테이지에서 출력된 신호를 더합니다. 이렇게 타겟은 첫 번째 스테이지부터 마지막 스테이지까지 이동하고, 카메라는 스테이지 개수만큼 타겟을 촬영하여 신호를 축적합니다.
예를 들어 스테이지 개수가 10개라고 가정할 때, 10번째 스테이지에서 출력된 신호까지 축적이 완료되면, 카메라는 축적된 신호를 이용해 이미지를 만듭니다. 10개 스테이지에서 축적된 신호는 1개의 라인 이미지가 됩니다.
최종적으로 만들어진 이미지는 1번의 촬영으로 만들어진 이미지보다 스테이지 개수의 배 만큼 좋은 감도를 가집니다. 스테이지가 10개인 TDI 카메라로 촬영한 이미지는 single line scan 카메라로 촬영한 이미지보다 10배 좋은 감도를 가지는 것이죠.
※뷰웍스 TDI 카메라는 최대 256개의 stage를 제공합니다.
TDI 센서는 여러 개의 스테이지로 이루어져 있다. 센서를 보유한 카메라는 매 스테이지에서 출력되는 이미지 신호를 중첩하여 1장의 이미지를 만든다. TDI 카메라로 촬영한 이미지의 감도는 single line scan 카메라로 촬영한 이미지보다 스테이지 개수 배 만큼 뛰어나다.
언제, 어떤경우에 필요할까?
Single line scan 카메라를 사용하는 경우, 카메라의 노출 시간이 짧아 빛을 많이 받지 못해 깨끗한 이미지를 얻을 수 없게 됩니다. 반면에, TDI 카메라는 저조도 환경과 짧은 노출 시간으로도 밝고 선명한 이미지를 얻을 수 있다는 최고의 장점을 가지고 있습니다.
카메라 선택 시 무엇을 확인해야 할까?
대표적인 3가지 스펙은 ①스테이지의 수, ②라인 속도(Line rate), 그리고 ③센서의 종류입니다. 이 3가지 스펙이 훌륭할수록 고성능 TDI 카메라입니다.
- 스테이지 수: 스테이지 개수가 많을수록 감도가 좋습니다
- 라인 속도(Line rate): 단위는 Line per second로, 1초에 출력되는 라인 이미지의 개수를 의미합니다. Area Scan 카메라에서 프레임 속도(Frame rate)가 카메라의 출력 속도를 나타내는 것처럼, Line Scan 카메라에서는 라인 속도가 카메라의 출력 속도를 나타냅니다. 라인 레이트가 높으면 이미지를 빠른 속도로 촬영할 수 있고, 공정의 택타임(takt time)을 감소시킬 수 있습니다.
- 센서 종류: 일반적인 TDI Line Scan 센서 종류로 CMOS, CCD가 있으며, 특징적으로는 이 둘의 장점을 결합한 하이브리드 센서가 있습니다. CMOS 센서는 속도가 빠르지만, CCD 센서보다 노이즈가 많습니다. 반대로 CCD 센서는 비교적 노이즈가 적고 속도가 느립니다. 하이브리드 센서는 속도가 빠르고(CMOS 센서의 장점) 노이즈가 적습니다(CCD 센서의 장점).
뷰웍스는 세계 최초로 Hybrid TDI Sensor를 적용합니다.

뷰웍스는 세계 최초로 Hybrid 기술을 적용하여 2016년에 Hybrid TDI 카메라를 출시했습니다. 3K부터 23K까지 다양한 해상도의 모델을 제공하며 GigE, Camera Link, CoaXPress 인터페이스를 지원합니다.
뷰웍스 Hybrid TDI Line Scan 카메라의 특징
- 256개 스테이지 – Single Line Scan 카메라 대비 256배 높은 감도를 제공합니다.
- 최대 250 KHz 라인 속도 – 공정시간을 확실하게 단축합니다.
- Hybrid TDI Sensor 적용 – CCD와 CMOS의 강점만을 결합하여 노이즈는 적게, 이미지는 빠르게 전달합니다.
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