中國視覺網(wǎng)光源產(chǎn)品專輯策劃方案[1]

-------中國機(jī)器視覺光源產(chǎn)品專輯

策劃/中國機(jī)器視覺網(wǎng)  胡玉鵬

一、基本數(shù)據(jù)

編輯：中國視覺網(wǎng)編輯部

發(fā)行量：注冊網(wǎng)友≥15345 個，非注冊網(wǎng)友≥10萬個

重點(diǎn)發(fā)行領(lǐng)域：電子制造業(yè)半導(dǎo)體制造業(yè)、汽車制造業(yè)、**制造業(yè)、包裝與印刷業(yè)、**、輕工、包裝、紡織、印刷、石化設(shè)備、化工、能源、環(huán)保、印刷、塑料、基礎(chǔ)件、機(jī)床工具、通用零部件、食品飲料加工機(jī)械、造紙、冶金機(jī)械、摩托車、自動化物料搬運(yùn)與倉儲業(yè)等自動化供應(yīng)商、自動化分銷商、自動化系統(tǒng)集成商、自動化相關(guān)媒體、自動化相關(guān)協(xié)會、科研院所、大專院校。

二、背景

機(jī)器視覺光源制造商，作為機(jī)器視覺行業(yè)中至關(guān)重要的部分，她的技術(shù)發(fā)展與業(yè)務(wù)涉及，為眾多機(jī)器視覺企業(yè)及用戶所關(guān)注。然而，基于中國機(jī)器視覺市場的起步時間不長，眾多機(jī)器視覺企業(yè)以及廣大用戶對于機(jī)器視覺光源制造商并不十分了解。應(yīng)廣大讀者的要求，中國視覺**別推出機(jī)器視覺光源產(chǎn)品專輯，試圖為大家提供一個包括機(jī)器視覺光源制造商以及銷售商在內(nèi)的光源供應(yīng)商的全景圖。

三、亂花漸欲迷人眼 春光爛漫滿枝頭

--------中國機(jī)器視覺光源產(chǎn)品專輯

策劃方案

搭建一套完整的機(jī)器視覺系統(tǒng)，一定會涉及到光源，它在機(jī)器視覺中有重要的作用，直接影響到圖像的質(zhì)量，進(jìn)而影響到系統(tǒng)的性能。所以我們說光源起到的作用，主要就是獲得對比鮮明的圖像。而圖像的質(zhì)量好壞，也就是看圖像邊緣是否銳利,具體來說，一是將感興趣部分和其他部分的灰度值差異加大；二是盡量消隱不感興趣部分，三是提高信噪比，利于圖像處理；四是減少因材質(zhì)、照射角度對成像的影響。如下圖所示：

控制光源反射方向

圖像的邊緣銳利程度對比

常用的機(jī)器視覺光源有三種，即LED光源、鹵素?zé)簦ü饫w光源）、高頻熒光燈 。

**部分 LED光源

相對來說，目前LED光源*常用。主要有如下幾個特點(diǎn)：使用壽命長，10000-30000小時；由于LED光源是采用多顆LED排列而成，可以設(shè)計成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同的光源照射角度；有多種顏色可選，包括紅、綠、藍(lán)、白，還有紅外、紫外。針對不同檢測物體的表面特征和材質(zhì)，選用不同顏色，也就是不同波長的光源，達(dá)到理想效果。

下面我們具體討論以下LED光源的分類。LED光源可以分為2大類：一類是正面照明，一類是背面照明。 正面照明用于檢測物體表面特征，背面照明用于檢測物體輪廓或通明物體的純凈度。正面光源按照光源結(jié)構(gòu)分，有環(huán)形燈、條形燈、同軸燈和方形燈。當(dāng)然環(huán)形燈用得*多，包括直射環(huán)形，漫反射環(huán)形,Dome燈等。我們說直接照射環(huán)形、漫反射環(huán)形 、Dome燈，這三種的區(qū)別如下。 比如直接照射環(huán)形，適合不反光物體的檢測； 漫反射環(huán)形，適合反光物體檢測。

1、正面照明的分類

1)  環(huán)形燈：

我們說直接照射環(huán)形、漫反射環(huán)形 、Dome燈，這三種的區(qū)別如下。比如直接照射環(huán)形，適合不反光物體的檢測；
漫反射環(huán)形，適合反光物體檢測。Dome燈，也算漫反射的一種，但它是通過半球型的內(nèi)壁多次反射，可以完全消除陰影。主要用于檢測球型或曲面物體。 直接照射環(huán)形按照射角度分，有直射環(huán)形(垂直照射),帶角度環(huán)形,低角度環(huán)形和水平照射環(huán)形等。可以理解就是：每個LED的光軸和環(huán)形燈外殼之間的夾角，   依次為0°，20°，60°, 90°(具體型號可能會稍有變化)。不同的角度適合不同的檢測要求。前面兩種為明視野照明，也就是被測物體表面大部分反光都能進(jìn)攝像頭，故背景呈白色，比如物體表面突出特征的檢測；后面兩種為暗視野照明，也就是被測物體表面大部分反光都不進(jìn)攝像頭，故背景呈黑色，只有物體高低不平之處的反光進(jìn)入攝像頭，比如金屬表面劃痕的檢測，背景呈黑色，劃痕呈白色。同時，直射環(huán)形(垂直照射)和帶角度環(huán)形的區(qū)別在于，前面一種的照射距離較遠(yuǎn)，后者較近。低角度環(huán)形和水平照射環(huán)形的區(qū)別也是這樣。同時，漫反射環(huán)形也有直射和低角度之分。條形燈，有兩個應(yīng)用。一個是寬幅檢測，2個或4個條形組合使用，另一個是線掃描的照明。

2)  條形燈：

條形燈主要有兩個應(yīng)用。一個是寬幅檢測，2個或4個條形組合使用，另一個是線掃描的照明。條形燈組合使用*大特點(diǎn)是每個方向的光源照射角度可調(diào)，因為光源的照射角度對我們*終的圖象效果有很大影響。靈活性比較大，但調(diào)試時也相對費(fèi)事一些。另外一個應(yīng)用，就是線掃描照明。因為現(xiàn)在linescan項目多起來了，所以想多介紹一些。linescan相機(jī)每次都是采集一條線，且曝光時間短，對光源亮度要求很高。光源需要采用聚光型，集中照到一條線上，這樣才能準(zhǔn)確控制你的圖象穩(wěn)定。Linescan的照明，常用的有幾種辦法：超高亮LED+聚光鏡、光纖+聚光鏡、高頻熒光燈+聚光鏡。超高亮LED+聚光鏡，壽命長不用說，但成本較高，照射距離可能會受一些限制；光纖亮度高，但成本貴；高頻熒光燈，成本較低，但需要隔一定時間換燈管。

3)  同軸燈：

同軸燈主要用于檢測反光程度很厲害的平面物體，比如玻璃。它的特點(diǎn)是：里面有一塊45度安裝的半透半反玻璃。LED發(fā)出的光線，先通過全反射垂直照到被測物體，從被測物體上反射的光線垂直向上穿過半透半反玻璃，進(jìn)入攝像頭。這樣就既消除了反光，又避免了圖象中產(chǎn)生攝像頭的倒影。但是有一點(diǎn)提醒一下，同軸燈可以消除反光，但只適合檢測平面的物體，而不適合檢測有弧度的物體。因為同軸燈讓CCD只能接受到和物體垂直，也就是和鏡頭同軸的光線，所以就叫同軸燈啊。當(dāng)然同軸燈還有一種，就是點(diǎn)光源。因為點(diǎn)光源是和同軸鏡頭配合使用。事實(shí)上，只是把上面同軸燈45度半透半反的玻璃，移植到鏡頭里面去了。所以這時選的是同軸鏡頭。

4)  方形燈：

5)  其他：

2、背面照明

背光的作用就是讓透光和不透光的部分，區(qū)分開來：透光的地方呈白色，不透光呈黑色。這樣取得一個黑白對比的圖片。在背光的選型上面，一個就是需要均勻性好，**個就是看穿透力。如果需要穿透力強(qiáng)的話就可以選，紅外光。因為波長長穿透力更強(qiáng)

**部分 鹵素?zé)?span lang="EN-US">

鹵素?zé)粢步泄饫w光源，因為光線是通過光纖傳輸?shù)模m合小范圍的高亮度照明。它真正發(fā)光的是鹵素?zé)襞冢β屎艽螅蛇_(dá)100多瓦。高亮度鹵素?zé)襞冢ㄟ^光學(xué)反射和一個專門的透鏡系統(tǒng)，進(jìn)一步聚焦提高光源亮度。鹵素?zé)暨€有一個名字叫冷光源，因為通過光纖傳輸之后，出光的這一頭是不熱的。適合對環(huán)境溫度比較敏感的場合，比如二次元量測儀的照明。但它的缺點(diǎn)就是鹵素?zé)襞趬勖挥?span lang="EN-US">2000小時左右。

第三部分 高頻熒光燈

高頻熒光燈，發(fā)光原理和日光燈類似，只是燈管是工業(yè)級產(chǎn)品，并且采用高頻電源，也就是光源閃爍的頻率遠(yuǎn)高于相機(jī)采集圖象的頻率，消除圖像的閃爍。適合大面積照明，亮度高，且成本較低。但需要隔一定時間換燈管一定要進(jìn)口的才過關(guān)，國內(nèi)的高頻做的不行，老有閃爍，國外*快可做到60KHz。