線掃鏡頭的介紹 | |||
對于剛接觸視覺成像的人員,聽到線掃系統,線掃相機,線掃鏡頭,往往會有很多疑問,不知道該如何理解這些技術與產品。此文章將為用戶解釋線掃系統及線掃鏡頭的特點。 | |||
線掃系統的定義 | |||
傳統意義上,成像系統更多使用面陣相機,即相機的成像傳感器為長方形,橫縱尺寸上都有多個感光單元,可以采集一個方形區域的圖像。使用面陣傳感器的系統,我們可以統稱為面陣系統。 | |||
圖1:面陣系統示意圖 | |||
而使用掃相機的成像系統,成像傳感器為長條形,多個感光單元排成一行,可以采集一個細長條形區域的圖像。我們可以稱之為線掃系統。 當被檢測物體與線掃系統有相對運動時,可以連續采集每一條數據,最終合成一張完整的圖片。 | |||
圖2:線掃系統示意圖 | |||
線掃系統的由來 | |||
一般來說,一項技術的普及原因是解決了問題。那線掃系統解決了哪些問題呢? | |||
在工業檢測系統中,工業相機的分辨率越高,檢測精度更高。一些追求高精度的應用中,線掃系統比面陣系統更具成本優勢和技術優勢。 | |||
成像技術發展的幾十年中,主流成像相機的分辨率通常為1K*1K,2K*2.5K。如果需要更高的分辨率,只能靠多個相機拼接的辦法獲得。在拼接系統里,圖像拼接難度大、系統故障率高一直是個難以解決的難題。一般來說,在相同的檢測精度下,線掃系統的相機數量更少,運行也更穩定,能比較好地解決這些問題。 | |||
隨著芯片的更新換代,市場上有了更高分辨率的面陣工業相機。如5K*5K,或者1億分辨率的工業相機。以5K*5K的工業相機為例,其橫向分辨率是5K,但依然跟主流的8K,16K線掃相機有較大的差距。而新推出的1億分辨率的工業相機成本是比較高的,并且配套的鏡頭并不十分完善,配套成本較高。線掃系統依然是一個更優的選擇。 | |||
可以說,線掃系統以更低成本提高了系統精度,也提供了更穩定的檢測系統。因此線掃系統在某些場合獲得了廣泛應用。 | |||
圖3:面陣系統與線陣系統的工作原理 | |||
線掃系統的構成 | |||
線掃系統的構成有:線掃鏡頭,線掃相機,線掃光源,處理系統……等。 | |||
圖4:線掃系統主要組成部分 | |||
線掃系統的應用 | |||
線掃系統的應用比較多,比較常見的有印刷檢測,幣檢測,紡織品檢測,鐵路檢測,公路檢測等等。 | |||
出版印刷檢測 | 幣印刷質量檢測 | 紡織品檢測 | 鐵道檢測 |
線掃鏡頭介紹--線掃系統的核心部件之一 | |||
線掃鏡頭,可理解為與線掃相機搭配使用的鏡頭。本質上說,線掃鏡頭跟面陣鏡頭沒有區別。線掃鏡頭的特點是最大像面尺寸比較大,常見的成像尺寸有43.2mm,60mm,80mm等。因為這個特點,線掃鏡頭的常規參數往往難以達到設計效果,需要投入更多研發。 | |||
圖9:線掃鏡頭參數 | |||
隨著檢測水平的提高,對線掃鏡頭的要求也越來越高。但如何評價一個線掃鏡頭的性能卻成為了一個難題,尤其是如何評價線掃鏡頭的成像質量。用戶只能通過實拍測試的方法驗證是否符合使用要求。實拍測試往往伴隨著更高的時間成本,并且標準多樣化,難以形成統一的標準。 | |||
鑒于此,聯合光科的線掃鏡頭采取的是標準設備實測的方法,為用戶提供量化的數據。 | |||
以我們的產品V8K系列舉例: | |||
產品介紹--GAOPTICS V8K系列線掃鏡頭 | |||
圖10:高光光學V8K線掃鏡頭 | |||
即使圖10 列出這些參數,我們還是難以判斷其性能,通常情況下,量化的數據更能說明線掃鏡頭的性能,更利于評估系統的性能。于是我們有了更詳實的MTF測試報告。 | |||
在一些中高的線掃應用,用戶會要求每個鏡頭都提供MTF實測報告,MTF涵蓋了對比度、分辨率、空間頻率、色差等相當豐富的信息,并且非常詳細地表達了鏡頭中心和邊緣各處的光學質量。 | |||
以新產品V8K系列線620101為例,其MTF測試報告如下圖所示: 1. 對數越大,對比度越高,鏡頭的分辨率越高。 2. 曲線越平滑,中心與邊緣一致性越好。 | |||
圖11:620101鏡頭 MTF測試數據 | |||
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圖12:鏡頭 MTF測試報告展示 | |||
除了MTF數據,我們還提倡線掃鏡頭的畸變,相對照度等關鍵參數也需要量化,讓用戶能更準確評估其系統的水平。 | |||
總結 | |||
在許多應用場景中,線掃系統能夠以更低的成本獲得更穩定的圖像。線掃鏡頭作為線掃系統的重要組成部分,具有自身的特點,量化的數據更利于判斷其性能。 | |||
圖13:聯合光科部分線掃產品&光源 | |||
線掃系統中,聯合光科可為您提供線掃鏡頭,線掃相機,線掃光源產品。如有需要,可隨時聯系我們,我們將竭誠為您服務。 |
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