第一章 应用场景篇

在工业视觉检测领域，分时频闪技术正逐渐成为解决复杂检测难题的利器。想象一下，用一台相机就能实现原本需要多台相机才能完成的检测任务——这就是分时频闪的魅力所在。

1.1 什么是分时频闪？

简单来说，分时频闪就是让多个光源按照特定的时间顺序轮流亮起，相机则在每个光源亮起时进行曝光采集。通过这种方式，单台相机就能获取多组不同照明条件下的图像。

图 1-1 分时频闪基本原理时序图：L1 与 L2 光源交替点亮，相机连续曝光采集

1.2 核心应用场景

场景一：双光源交替照明检测

这是分时频闪最经典的应用场景。在 PCB 检测、晶圆检测等领域，经常需要从不同角度打光才能发现缺陷。

图 1-2 双光源光路布置示意图（侧视图）：HIKROBOT 工业相机垂直安装，L1/L2 光源对称布置

技巧：通过调整光源角度（30°/45°/60°），可以突出不同类型的表面特征。角度越小，越能检测浅划痕；角度越大，越能检测深凹槽。

传统方案需要双相机双工位，而分时频闪方案的优势非常明显

场景二：空间受限的检测环境

在 3C 电子生产线、半导体封装线等场景中，设备空间往往非常紧张。分时频闪技术可以将原本需要并排布置的双工位压缩为单工位。

场景三：多光谱成像分析

在锂电池极片检测、食品分选、药品包装检测等领域，需要使用不同波长（颜色）的光源来识别不同特征。

图 1-3 多光谱分时频闪光路图：红/绿/蓝三光源分时照明，获取不同光谱特征

示例：锂电池极片检测中，红光可穿透涂层检测基材缺陷，蓝光可检测表面划痕，绿光可检测涂层厚度不均。

第二章 理论知识篇

理解了应用场景后，让我们深入探讨分时频闪背后的理论原理。这一章将从光学基础、时序同步、图像拆分三个维度，帮你建立完整的知识体系。

2.1 光学原理基础

2.1.1 光的反射与表面特征

物体表面的光学特性决定了成像效果。理解光的反射规律，是设计分时频闪系统的基础。

⚠重点：划痕、凹坑等缺陷会改变局部反射特性。通过调整光源角度，可以让缺陷在图像中更明显。这就是为什么需要多光源分时照明。

2.1.2 光源特性参数

选择适合分时频闪的光源，需要关注以下关键参数：

2.2 时序同步理论

2.2.1 曝光与频闪的时序关系

时序同步是分时频闪系统的核心。光源频闪节拍必须与相机曝光时间精确匹配，否则会导致图像亮度不均甚至采集失败。

⚠注意：实际调试时，建议使用示波器同时监测相机曝光信号和光源驱动信号，确保时序关系正确。一般要求光源提前曝光开始 10-20μs 点亮，延后曝光结束 10-20μs 关闭。

2.2.2 行频匹配计算

在N 灯分时频闪系统中，相机的有效行频会变为原来的 N 倍。这是因为每个工位需要采集N 次（每个光源一次）。相机的数据采集带宽需提升至N 倍相机的数据传输接口需支持N倍行频图像处理单元的处理速度需提升至 N 倍

技巧：选型时，建议选择标称行频为实际需求 1.5-2 倍的相机，预留性能余量。例如需要 20kHz 行频，建议选择 30-40kHz 的相机。

总结

通过本文的介绍，相信你已经对工业线阵相机分时频闪技术有了全面的了解：
【应用场景】

• 双光源交替照明：单相机实现多角度检测

• 空间受限环境：双工位压缩为单工位

• 多光谱成像：不同波长获取不同特征

• 三维形貌重建：光度立体法实现 3D 检测

【理论核心】

• 光学基础：理解表面反射特性

• 时序同步：光源频闪与相机曝光精确匹配

• 行频匹配：N 灯系统 = N 倍行频需求

• 图像拆分：不同像素格式对应不同算法

【实施建议】

• 光源选择：关注频闪频率、上升/下降时间

• 相机选型：预留 1.5-2 倍行频余量

• 时序调试：用示波器验证时序关系

分时频闪技术是工业视觉领域的一项实用技术，掌握它可以帮助你用更低的成本解决更复杂的检测问题。