浅谈线扫相机的照明技术

线扫相机是什么？线扫相机被定义为获取图像一维（1D）信息的相机。从根本上说，线扫相机不同于面阵相机，因为它有一个由传感器组成的线性阵列，而不是二维（2D）矩阵。通过系统的一维摄像机获得二维图像，图像在目标运动时逐行建立。

线扫相机的三种照明方式

・明场照明

明场照明是使用线扫描相机进行表面检查的标准方法，摄像机和照明设备的布置方式应使摄像机处于照明设备的反射角（入射角=反射角）。以这种方式，尽可能多的入射光被检测到。这在反射材料的情况下特别有效。以这种方式，明亮的区域显示为明亮，黑暗的区域为黑暗，如果表面结构的角度不适合对齐而是倾斜，则它们在相机图像中也会显得很暗。表面的刮痕或倾斜的相位等在图像中具有较深的灰色阴影。

・暗场照明

线扫描相机也可以用于实现暗场效果。为此，照明不会以反射角度对准组件，而是明显更平整。直接反射的光不会入射到相机上，因此像场显得很暗，因此相机只能检测到微弱的杂散光。该技术需要大量的光。刮痕、缝隙、高程或浮雕由于其表面不平整而在散射光时显得明亮。是检测光滑材料表面缺陷的理想方法。

・背光照明

在这种照明情况下，相机和照明彼此正好相对，测试对象就在它们之间，以这种方式可以看到不透明材料的轮廓，可以检测到边缘碎裂并可以测量组件。透明物体（例如玻璃和金属箔等）的这种方法可用于使材料中的气泡或裂纹或边缘碎屑可见。

稳定实现线扫相机照明的条件

・高亮度

由于线扫相机在同一时间内只能够捕捉宽度为1pixel的一行像素，所以针对物体的照明需要一条明亮的光线来进行打光处理。

由于线扫相机所拍摄的物体大部分是高速运动的，例如纸张、箔、薄膜，都是处于高速运转状态，所以相机的曝光时间通常需要调至非常低的状态。如线扫相机的曝光值能低到1.3μs,那么就需要足够亮的光源来进行打光成像。

・高均匀度

线扫相机的照明不只需要高亮度照明，照明的均匀度也是重要的考虑因素。不均匀的照明会导致线扫相机在拍摄图像时产生明暗交错的效果，对于需要进行二值化处理和边缘处理的图像会产生无法避免的误差，数据处理时间也将大大增加。

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