線掃系統(tǒng)及線掃鏡頭介紹

來源：聯(lián)合光科技（北京）有限公司 2025年03月03日 14:40

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(tǒng),，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(shù)與產(chǎn)品,。此文章將為用戶解釋線掃系統(tǒng)及線掃鏡頭的特點。

線掃系統(tǒng)的定義
傳統(tǒng)意義上,，成像系統(tǒng)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(qū)域的圖像,。使用面陣傳感器的系統(tǒng)，我們可以統(tǒng)稱為面陣系統(tǒng),。
圖1：面陣系統(tǒng)示意圖
而使用掃相機的成像系統(tǒng),，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(qū)域的圖像,。我們可以稱之為線掃系統(tǒng)。當(dāng)被檢測物體與線掃系統(tǒng)有相對運動時,，可以連續(xù)采集每一條數(shù)據(jù),，最終合成一張完整的圖片,。
圖2：線掃系統(tǒng)示意圖
線掃系統(tǒng)的由來
一般來說，一項技術(shù)的普及原因是解決了問題,。那線掃系統(tǒng)解決了哪些問題呢,？
在工業(yè)檢測系統(tǒng)中，工業(yè)相機的分辨率越高,，檢測精度更高,。一些追求高精度的應(yīng)用中，線掃系統(tǒng)比面陣系統(tǒng)更具成本優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢,。
成像技術(shù)發(fā)展的幾十年中,，主流成像相機的分辨率通常為1K1K,，2K2.5K,。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(tǒng)里,，圖像拼接難度大、系統(tǒng)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(tǒng)的相機數(shù)量更少,，運行也更穩(wěn)定,，能比較好地解決這些問題。
隨著芯片的更新?lián)Q代,，市場上有了更高分辨率的面陣工業(yè)相機,。如5K5K，或者1億分辨率的工業(yè)相機,。以5K5K的工業(yè)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(yè)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(tǒng)依然是一個更優(yōu)的選擇。
可以說,，線掃系統(tǒng)以更低成本提高了系統(tǒng)精度,，也提供了更穩(wěn)定的檢測系統(tǒng)。因此線掃系統(tǒng)在某些場合獲得了廣泛應(yīng)用,。
圖3：面陣系統(tǒng)與線陣系統(tǒng)的工作原理

線掃系統(tǒng)的構(gòu)成
線掃系統(tǒng)的構(gòu)成有：線掃鏡頭,，線掃相機,，線掃光源，處理系統(tǒng)……等,。
圖4：線掃系統(tǒng)主要組成部分
線掃系統(tǒng)的應(yīng)用
線掃系統(tǒng)的應(yīng)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(zhì)量檢測	紡織品檢測	鐵道檢測

線掃鏡頭介紹--線掃系統(tǒng)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(zhì)上說,，線掃鏡頭跟面陣鏡頭沒有區(qū)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(guī)參數(shù)往往難以達到設(shè)計效果,，需要投入更多研發(fā)。
圖9：線掃鏡頭參數(shù)
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(zhì)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(tǒng)一的標準,。
鑒于此，聯(lián)合光科的線掃鏡頭采取的是標準設(shè)備實測的方法,，為用戶提供量化的數(shù)據(jù),。
以我們的產(chǎn)品V8K系列舉例：
產(chǎn)品介紹--GAOPTICS V8K系列線掃鏡頭
圖10：高光光學(xué)V8K線掃鏡頭
即使圖10 列出這些參數(shù)，我們還是難以判斷其性能,，通常情況下,，量化的數(shù)據(jù)更能說明線掃鏡頭的性能，更利于評估系統(tǒng)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(yīng)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(dāng)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(xué)質(zhì)量,。

以新產(chǎn)品V8K系列線620101為例，其MTF測試報告如下圖所示： 1. 對數(shù)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(shù)據(jù)



圖12：鏡頭 MTF測試報告展示

除了MTF數(shù)據(jù)，我們還提倡線掃鏡頭的畸變,，相對照度等關(guān)鍵參數(shù)也需要量化,，讓用戶能更準確評估其系統(tǒng)的水平。

總結(jié)
在許多應(yīng)用場景中,，線掃系統(tǒng)能夠以更低的成本獲得更穩(wěn)定的圖像,。線掃鏡頭作為線掃系統(tǒng)的重要組成部分，具有自身的特點,，量化的數(shù)據(jù)更利于判斷其性能。
圖13：聯(lián)合光科部分線掃產(chǎn)品&光源
線掃系統(tǒng)中,，聯(lián)合光科可為您提供線掃鏡頭,，線掃相機，線掃光源產(chǎn)品,。如有需要,，可隨時聯(lián)系我們，我們將竭誠為您服務(wù),。

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