-------中国机器视觉光源产品专辑
策划/中国机器视觉网 胡玉鹏
一、基本数据
编辑:中国视觉网编辑部
发行量:注册网友≥15345 个,非注册网友≥10万个
重点发行领域:电子制造业半导体制造业、汽车制造业、**制造业、包装与印刷业、**、轻工、包装、纺织、印刷、石化设备、化工、能源、环保、印刷、塑料、基础件、机床工具、通用零部件、食品饮料加工机械、造纸、冶金机械、摩托车、自动化物料搬运与仓储业等自动化供应商、自动化分销商、自动化系统集成商、自动化相关媒体、自动化相关协会、科研院所、大专院校。
二、背景
机器视觉光源制造商,作为机器视觉行业中至关重要的部分,她的技术发展与业务涉及,为众多机器视觉企业及用户所关注。然而,基于中国机器视觉市场的起步时间不长,众多机器视觉企业以及广大用户对于机器视觉光源制造商并不十分了解。应广大读者的要求,中国视觉**别推出机器视觉光源产品专辑,试图为大家提供一个包括机器视觉光源制造商以及销售商在内的光源供应商的全景图。
三、乱花渐欲迷人眼 春光烂漫满枝头
--------中国机器视觉光源产品专辑
策划方案
搭建一套完整的机器视觉系统,一定会涉及到光源,它在机器视觉中有重要的作用,直接影响到图像的质量,进而影响到系统的性能。所以我们说光源起到的作用,主要就是获得对比鲜明的图像。而图像的质量好坏,也就是看图像边缘是否锐利,具体来说,一是将感兴趣部分和其他部分的灰度值差异加大;二是尽量消隐不感兴趣部分,三是提高信噪比,利于图像处理;四是减少因材质、照射角度对成像的影响。如下图所示:
控制光源反射方向
图像的边缘锐利程度对比
常用的机器视觉光源有三种,即LED光源、卤素灯(光纤光源)、高频荧光灯 。
**部分 LED光源
相对来说,目前LED光源*常用。主要有如下几个特点:使用寿命长,10000-30000小时;由于LED光源是采用多颗LED排列而成,可以设计成复杂的结构,实现不同的光源照射角度;有多种颜色可选,包括红、绿、蓝、白,还有红外、紫外。针对不同检测物体的表面特征和材质,选用不同颜色,也就是不同波长的光源,达到理想效果。
下面我们具体讨论以下LED光源的分类。LED光源可以分为2大类:一类是正面照明,一类是背面照明。 正面照明用于检测物体表面特征,背面照明用于检测物体轮廓或通明物体的纯净度。正面光源按照光源结构分,有环形灯、条形灯、同轴灯和方形灯。当然环形灯用得*多,包括直射环形,漫反射环形,Dome灯等。我们说直接照射环形、漫反射环形 、Dome灯,这三种的区别如下。 比如直接照射环形,适合不反光物体的检测; 漫反射环形,适合反光物体检测。
1、正面照明的分类
1) 环形灯:
我们说直接照射环形、漫反射环形 、Dome灯,这三种的区别如下。比如直接照射环形,适合不反光物体的检测;
漫反射环形,适合反光物体检测。Dome灯,也算漫反射的一种,但它是通过半球型的内壁多次反射,可以完全消除阴影。主要用于检测球型或曲面物体。 直接照射环形按照射角度分,有直射环形(垂直照射),带角度环形,低角度环形和水平照射环形等。可以理解就是:每个LED的光轴和环形灯外壳之间的夹角, 依次为0°,20°,60°, 90°(具体型号可能会稍有变化)。不同的角度适合不同的检测要求。前面两种为明视野照明,也就是被测物体表面大部分反光都能进摄像头,故背景呈白色,比如物体表面突出特征的检测;后面两种为暗视野照明,也就是被测物体表面大部分反光都不进摄像头,故背景呈黑色,只有物体高低不平之处的反光进入摄像头,比如金属表面划痕的检测,背景呈黑色,划痕呈白色。同时,直射环形(垂直照射)和带角度环形的区别在于,前面一种的照射距离较远,后者较近。低角度环形和水平照射环形的区别也是这样。同时,漫反射环形也有直射和低角度之分。条形灯,有两个应用。一个是宽幅检测,2个或4个条形组合使用,另一个是线扫描的照明。
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2) 条形灯:
条形灯主要有两个应用。一个是宽幅检测,2个或4个条形组合使用,另一个是线扫描的照明。条形灯组合使用*大特点是每个方向的光源照射角度可调,因为光源的照射角度对我们*终的图象效果有很大影响。灵活性比较大,但调试时也相对费事一些。另外一个应用,就是线扫描照明。因为现在linescan项目多起来了,所以想多介绍一些。linescan相机每次都是采集一条线,且曝光时间短,对光源亮度要求很高。光源需要采用聚光型,集中照到一条线上,这样才能准确控制你的图象稳定。Linescan的照明,常用的有几种办法:超高亮LED+聚光镜、光纤+聚光镜、高频荧光灯+聚光镜。超高亮LED+聚光镜,寿命长不用说,但成本较高,照射距离可能会受一些限制;光纤亮度高,但成本贵;高频荧光灯,成本较低,但需要隔一定时间换灯管。
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3) 同轴灯:
同轴灯主要用于检测反光程度很厉害的平面物体,比如玻璃。它的特点是:里面有一块45度安装的半透半反玻璃。LED发出的光线,先通过全反射垂直照到被测物体,从被测物体上反射的光线垂直向上穿过半透半反玻璃,进入摄像头。这样就既消除了反光,又避免了图象中产生摄像头的倒影。但是有一点提醒一下,同轴灯可以消除反光,但只适合检测平面的物体,而不适合检测有弧度的物体。因为同轴灯让CCD只能接受到和物体垂直,也就是和镜头同轴的光线,所以就叫同轴灯啊。当然同轴灯还有一种,就是点光源。因为点光源是和同轴镜头配合使用。事实上,只是把上面同轴灯45度半透半反的玻璃,移植到镜头里面去了。所以这时选的是同轴镜头。
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4) 方形灯:
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5) 其他:
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2、背面照明
背光的作用就是让透光和不透光的部分,区分开来:透光的地方呈白色,不透光呈黑色。这样取得一个黑白对比的图片。在背光的选型上面,一个就是需要均匀性好,**个就是看穿透力。如果需要穿透力强的话就可以选,红外光。因为波长长穿透力更强
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**部分 卤素灯
卤素灯也叫光纤光源,因为光线是通过光纤传输的,适合小范围的高亮度照明。它真正发光的是卤素灯炮,功率很大,可达100多瓦。高亮度卤素灯炮,通过光学反射和一个专门的透镜系统,进一步聚焦提高光源亮度。卤素灯还有一个名字叫冷光源,因为通过光纤传输之后,出光的这一头是不热的。适合对环境温度比较敏感的场合,比如二次元量测仪的照明。但它的缺点就是卤素灯炮寿命只有2000小时左右。
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第三部分 高频荧光灯
高频荧光灯,发光原理和日光灯类似,只是灯管是工业级产品,并且采用高频电源,也就是光源闪烁的频率远高于相机采集图象的频率,消除图像的闪烁。适合大面积照明,亮度高,且成本较低。但需要隔一定时间换灯管一定要进口的才过关,国内的高频做的不行,老有闪烁,国外*快可做到60KHz。
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