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    機器視覺LED光源特點

    2021-04-17 08:40:04

    機器視覺LED光源特點

     

    機器視覺是計算機視覺在工廠自動化中的應用。機器視覺系統使用數碼相機,照明和圖像處理軟件來執行傳統上由檢查員進行的檢查。當計算機基于對這些圖像的分析做出決策時,捕獲高質量圖像非常重要。

    機器視覺系統經過編程,可以執行定義的任務,例如對傳送帶上的對象進行計數,讀取序列號或搜索表面缺陷。盡管機器視覺系統既沒有人類檢查員的智能也沒有學習能力,但它們被認為在許多應用中很有用。機器視覺系統特別適用于需要高速,高倍率,24小時運行以及測量可重復性的視覺檢查。

     

    為什么以及如何使用LED?

    機器視覺中Z關鍵的方面之一是選擇正確的照明。多年來,光纖照明與鹵素燈光源相結合提供了Z佳解決方案。但是,LED不斷發展,其價格/性能屬性得到了改善,從而在機器視覺應用中帶來了更加可靠和一致的性能。

    由于機器視覺相機不如人眼敏感,因此有必要使用精確的照明來突出功能。對于機器視覺,重要的是要有足夠的強度,可以控制強度,并且在感興趣的區域內光線必須非常均勻。當前,LED實際上用于所有機器視覺應用中以照亮對象。

     

    有許多用于照亮對象的技術,并且它們都需要以各種方式排列LED。其中包括:

    -環形燈,用于安裝在攝像機鏡頭周圍,以提供均勻,無陰影的前照明。

    -從背后提供均勻照明的背光燈,可顯示出諸如邊緣缺陷之類的特征。

    -燈光線,可提供強烈均勻的光線,如線掃描相機應用程序所要求的。

    -暗場環形燈,以較小的角度發光,在尋找劃痕等缺陷時非常有用。

    -同軸照明,僅允許直接反射的光進入相機;這適用于有光澤的表面等。

     

    與其他光源相比的優勢

     

    過去,Z流行的方法是將鹵素燈光源與光纖光傳輸結合使用,以根據需要對光進行定位。主要缺點是需要每1500小時更換一次燈泡,并且光強度會迅速下降。紅色LED的壽命通常為100,000小時,并且由于它們是Z受歡迎的顏色,因此價格也Z便宜。紅色LED也是單色機器視覺應用的Z佳選擇,因為它們與相機CCD傳感器的峰值靈敏度相對應。

     

    LED還適用于彩色應用,因為它提供了全范圍的顏色。白光LED與鹵素燈相比具有類似的優勢,但使用壽命約為50,000小時。白光LED的顏色往往因制造商之間的不同而不同,因為它們以帶有磷光涂層的藍光LED為基礎。這導致顏色變化,這在某些應用中可能是一個問題,當需要更換LED時。

     

    在需要較大的背光和燈光線的應用中,很難從光纖上獲得足夠的光。使用LED時,您可以簡單地使用更多的LED,并確保有效地散熱。

     

    穩定的光源和光纖附件的初始成本與等效的LED陣列大致相同。因此,就成本/小時而言,LED的價格遠低于提供等效穩定照明的任何其他產品。通過使用合適的控制器,LED非常容易選通,從而增加了使用壽命和輸出強度。電纜長度也沒有限制。

     

    白光LED技術的改進將為機器視覺應用帶來Z大的好處。如果壽命和顏色一致性可以改善,它們將完全消除對鹵素源的需求。

     

    盡管當今的LED對于大多數應用來說已經足夠亮,但是更亮的LED對于輕型線路和更大規模的應用將很有用。效率更高的LED還將帶來巨大的好處,包括減少散發熱量的需求。

     

    為什么要使用光源

    機器視覺系統的核心是圖像的采集和處理,圖像本身的成像質量對整個視覺系統極為關鍵。光學光源則是影響機器視覺系統成像質量的重要因素,好多光源和照明效果對視覺判斷影響是很大的。

     

    通過適當的光源照明設計,使圖像的目標信息與背景信息得到Z佳的分離,可以大大降低圖像處理算法分割、識別的難度,同時提高系統的定位、測量精度,使得系統的可靠性和綜合性能得到提高。反之,如果光源設計不當,會導致在圖像處理算法設計和成像系統設計中事倍功半。因此,光源及光學系統的設計的成敗是決定系統成敗的首要因素。

     

     在機器視覺系統中,光源的作用:

    1,照明目標,提高目標亮度;

    2,形成Z有利于圖像處理的成像效果;

    3,克服壞境光的干擾,保證圖像的穩定性;

    4,用作測量的工具和參照。

     

     光源的分類

     

    在機器視覺里的光源主要是指人造光源,是人為的將各種形式的能量(熱能、電能、化學能)轉化成光輻射的器件。

    人工光源一般可分為以下幾類:熱輻射光源、氣體放電光源、固體發光光源、激光器。

    發光二極管(LED)光源作為一種新型的半導體發光材料,在壽命和穩定性上具有非常明顯的優勢。

    以下以現在被廣泛使用的LED光源重點介紹。

    條形光源

     條形光源合成.jpg750.jpg

    條形光源特點:

    1.LED均成直線或其組合排列,照度高,光源指向性強,照明效果也符合直線型規律或其疊加。

    2.采用特殊光學透鏡,有效改變LED照射角度。

    3.采用標準模具成型、拼接安裝,結構穩定

    4.可選漫射版導光,光線均勻。

    5.尺寸、顏色可以根據實際需求定制。

    應用場合:可用于電子元件識別與缺陷檢測;文字、形狀識別等;

     

    環形光源

     環形2完整750.jpg

    環形光源分為垂直照射環形光源,角度照射環形光源,低角度環形光源,無影環形光源。

     

    垂直照射環形光源的特點:

    1.用高亮度LED高密度安裝,提供紅、綠、藍、白、紅外、紫外等顏色;

    2.照明面積較大,光照均勻性好,適用于較大面積照明;

    3.可用于底基和線路板定位、晶片部件的檢查等。

    4.角度照射環形光源的特點:

    5.用超高亮度LED高密度安裝,提供紅、綠、藍、白、紅外、紫外等顏色;

    6.在一定工作距離下,光束集中亮度高,均勻性好,照射面積相對較??;

    7.用于塑膠容器檢查、工件螺孔定位、標簽檢測、管腳、集成電路印子檢測等類似用途。

    8.用于文字形狀識別和缺陷檢測。

     

     低角度環形光源的特點:

    1.用超高亮度LED進行水平照射,提供紅、綠、藍、白、紅外、紫外等顏色;

    2.低角度照射光照明對表面凹凸表現力強,特別適用于晶片或者玻璃底基上的傷痕檢測,刻印文字的讀取、工件邊緣輪廓抽取、劃痕檢測等。

     

     

    無影環形光源的特點:

    1.使用超高亮度LED進行光線垂直照射,提供紅、綠、藍、白、紅外、紫外等顏色;

    2.漫反射二次光源,光照均勻,無影效果,對鏡面反射體如晶片或玻璃基底上的傷痕檢測,金屬表面檢測效果突出。

     

    背光源

    方形無影白色750.jpg 

    背光源的特點:

    1.使用超高亮度LED進行正面垂直照射,提供紅、綠、藍、白、紅外、紫外等顏色;

    2.經過特殊導光材料優化光路,平行性好;

    3.適合外觀檢測,或者尺寸測量;

    4.可安裝于底部背光源和側部背光源表面;

     

    同軸光源

     紅色外置同軸光源_1 750.jpg

    同軸光源的特點:

    1.采用特殊照明設計,達到高均勻性;

    2.特殊導熱材料,散熱好,穩定性高;

    3.使用分鏡頭,提供優質光學效果;

    4.廣泛用于半導體、PCB板、以及金屬零件的表面成像檢測,具有很好的均勻性,對光潔表面上的異常特征成像突出,表現力好。

     

    點光源

     紅色集射光源1  750.jpg

    點光源的特點:

    1.使用大功率LED,顏色可選,體積小,發光強度高;

    2.可組合使用做重點照明或者補光照明;

    3.光釬鹵素燈的替代品,可配合同軸鏡頭代替同軸光使用。

     

    光源的種類多樣,可以按照不同的要求使用不同的光源設計,達到Z佳的照明成像效果,達到Z佳的檢測效果。


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