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title: 能够对可见光和短波红外 (SWIR) 光成像的单线扫描相机
description: 能同时对可见光和短波红外线（SWIR）进行成像的单线扫描相机可以提高众多行业中机器视觉系统的效率。
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- 能够对可见光和短波红外 (SWIR) 光成像的单线扫描相机
# 能够对可见光和短波红外 (SWIR) 光成像的单线扫描相机
By [JAI](https://news.jai.com/blog/cn/author/jai) | March 23, 2023
由于数码相机和图像传感器技术的不断发展，以及数据传输接口和计算机先进图像处理算法的不断提速，自动视觉检测系统也随之变得越来越复杂和高效了。
这些技术发展为制造企业带来了好处，让它们得以加速生产过程，提升生产效率和产量。与此同时，相机技术的发展全面提升了生产过程中各个检测环节的表现，从而提高了产品质量。
在机器视觉系统中，应用最为广泛的成像技术仍旧是配置了彩色或单色CMOS传感器的工业相机。这种相机可以检测可见光，即波长区段约为400-700nm的电磁波。不过近年来，机器视觉行业內，对于能够检测非可见光区段电磁波的工业相机的需求在不断加大。例如，采用铟镓砷(InGaAs）传感器技术的相机，它能够检测短波红外线（波长约1050nm-2500nm)。
短波红外线作用于材料时展现出的物理性质与可见光不同，它可以更深入地透射到有机和无机材料中。当光子和材料中的分子进行相互作用时，光子会被吸收，吸收程度取决于材料的化学结构。以水分子为例，它对波长为1450-1500nm的短波红外线吸收程度最大。因此，短波红外成像非常适合用于水果和蔬菜的检测，因为刚发生腐烂或磕碰的部位（尤其是水份大的部位），在短波红外线中可以更清楚的展现出来，体现在相机的照片中就是明暗对比度较高的成像。这就可以轻而易举地把那些带有缺陷的产品从传送带剔除，避免其混入成品中。
另一个体现短波红外成像优势的应用场景是异物检测。例如，在食品加工过程中，需要检测石子、金属、塑料等异物并把它们及时有效地去除掉。在检验批量的新鲜蔬菜时，仅通过可见光形成的彩色图像很难识别出异物，但在短波红外图像上，异物呈现的图像比食品要暗些，这样就可以通过软件算法识别出这些异物，再通过传送带上的分离装置去除掉。
由于短波红外线还能“透视”不透明的塑料和玻璃，所以这项技术也可用于检测包装和容器中的污染情况，以及查验液体或粉末的含量或填充量。
*通过新型R-G-B-SWIR线阵扫描相机（SW-4010Q-MCL），可在检测食品容器外部的质量和完整性的同时，检查容器内部的内容物情况。 *
半导体工厂在进行质量检测时，可以利用短波红外线能够“透视”硅层的特性，发现硅片表层上方和下方的缺陷。
在纺织品和木材等领域，可以利用短波红外成像技术检测染色后的纺织品的是否已经晾干，以便进入下一步工序，也可以检测切割好的木材是否有隐藏的缺陷。此外，这项技术还可应用于塑料废品的分类、矿物分类、电池检测、农林业等领域。
尽管短波红外相机能够让检测效率直线提升，但在很多机器视觉的应用场景中，可见光相机仍是不可或缺的，需要用它来检查物品的尺寸和形状，分析物品颜色的微小差异，以及检查标签等印刷品的颜色情况等。因此，可以把短波红外成像手段当作对常规可见光检测的有益补充。此外，在很多应用场景中，同一生产线上需要同时用到可见光和非可见光成像技术才能满足质量检测要求。
在传统条件下，一般会把可见光、短波红外线、近红外线（NIR）检测站点作为独立的环节整合到生产线上，并为每处检测站点分别配置相机、光源、镜头和固定支架，这样一来安装复杂，花费很高。针对这些问题，工业相机制造商JAI推出了新型多传感器相机技术，仅用一台相机就可以同时拍摄可见光和短波红外线的图像。
JAI的最新款产品是Sweep+系列的彩色线阵扫描相机，它配备了三个CMOS线传感器，每个传感器的分辨率为4096像素，外加一个1024像素的InGaAs线传感器。
*JAI的一款新型多传感器线阵扫描相机通过三个独立的CMOS传感器同时捕获红、绿、蓝三种颜色的可见光，同时，通过基于InGaAs技术的第四个传感器捕获短波红外线。*
光线进入相机后，经由先进的棱镜技术和二向色滤光片分成四股，再同时分别被四个传感器捕获到。其中，三个CMOS传感器负责捕获红、绿、蓝三种颜色的可见光，一个InGaAs传感器负责捕获短波红外线。
仅靠一个检测站点就可以获得色差细节十分清楚的图像数据，用于检测分析。与此同时，它还可以同时获得短波红外成像数据，通过该数据可以更好地定位隐藏的缺陷或多余的异物。
*该图表显示了响应三个CMOS传感器的蓝、绿、红三色可见光和响应InGaAs传感器的短波红外线在光谱上的分布。短波红外线（黄线）的高度与蓝绿红三色线无相关性。*
该新型线阵扫描相机具有多个先进的功能，如内置颜色空间转换功能，可以将RGB输出转换为特定的颜色输出模式，如HSI、CIE XYZ、sRGB、Adobe RGB等。可以分别设置蓝绿红和短波红外这四个通道的曝光时间，让不同波段光线的累积时间增加，从而改善图像亮度和色彩平衡。此外，还可以为这四个通道分别设置模拟增益和数字增益。当分辨率设置为4096像素时，蓝绿红通道的最大行频为20kHz，而短波红外通道在1024像素时的最大行频为39kHz。蓝绿红通道的基本像元大小为7.5×7.5µm，短波红外通道的基本像元大小为25 x 25µm。
为使蓝绿红和短波红外传感器的视场角（FOV）和行频实现同步，该相机专门配置一个叫做Xscale的像素缩放功能。通过Xscale调整蓝绿红传感器的像元大小（结合“感兴趣区”的设置），RGB传感器的宽度从30.72mm变成25.6mm，与短波红外传感器的宽度相同。与此同时，蓝绿红的行频会从20kHz增加到39kHz，与短波红外的行频相同。
[](https://insights.jai.com/download-swir-whitepaper)*我们最新的博文深入探讨了视觉检测系统为何以及如何使用SWIR成像技术来提高成品的质量。*
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有关 R-B-G-SWIR 线扫描相机的更多信息：
有关SW-4010Q-MCL线阵扫描相机的更多内容，请访问：
[](https://cta-redirect.hubspot.com/cta/redirect/3919337/ebfd47bd-4506-4dc4-9f51-335116a03b96)
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