環(huán)形視覺光源如何判斷好壞

本文目錄一覽：

• 1、機(jī)器視覺中所用到的同軸光源和其它光源的優(yōu)缺點(diǎn)，以及使用方法
• 2、如何選擇工業(yè)相機(jī)的視覺光源？
• 3、怎么判斷一個光源的好壞呢？
• 4、機(jī)器視覺光源的選擇
• 5、如何鑒別燈具的好壞
• 6、怎么用萬用表測環(huán)形燈管好壞

機(jī)器視覺中所用到的同軸光源和其它光源的優(yōu)缺點(diǎn)，以及使用方法

1、同軸光源

同軸光源可以消除物體表面不平整引起的陰影，從而減少干擾；部分采用分光鏡設(shè)計，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。應(yīng)用領(lǐng)域:系列光源最適宜用于反射度極高的物體，如金屬、玻璃、膠片、晶片等表面的劃傷檢測，芯片和硅晶片的破損檢測，Mark點(diǎn)定位，包裝條碼識別。

2、背光源

用高密度LED陣列面提供高強(qiáng)度背光照明，能突出物體的外形輪廓特征，尤其適合作為顯微鏡的載物臺。紅白兩用背光源、紅藍(lán)多用背光源，能調(diào)配出不同顏色，滿足不同被測物多色要求。應(yīng)用領(lǐng)域:機(jī)械零件尺寸的測量，電子元件、IC的外型檢測，膠片污點(diǎn)檢測，透明物體劃痕檢測等。

3、條形光源

條形光源是較大方形結(jié)構(gòu)被測物的首選光源；顏色可根據(jù)需求搭配，自由組合；照射角度與安裝隨意可調(diào)。應(yīng)用領(lǐng)域:金屬表面檢查，圖像掃描，表面裂縫檢測，LCD面板檢測等。

4、環(huán)形光源

環(huán)形光源提供不同照射角度、不同顏色組合，更能突出物體的三維信息；高密度LED陣列，高亮度；多種緊湊設(shè)計，節(jié)省安裝空間；解決對角照射陰影問題；可選配漫射板導(dǎo)光，光線均勻擴(kuò)散。應(yīng)用領(lǐng)域:PCB基板檢測，IC元件檢測，顯微鏡照明，液晶校正，塑膠容器檢測，集成電路印字檢查

5、AOI專用光源

不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；外加漫射板導(dǎo)光，減少反光；不同角度組合；應(yīng)用領(lǐng)域:用于電路板焊錫檢測。

6、球積分光源

具有積分效果的半球面內(nèi)壁，均勻反射從底部360度發(fā)射出的光線，使整個圖像的照度十分均勻。應(yīng)用領(lǐng)域:合于曲面，表面凹凸，弧形表面檢測，或金屬、玻璃表面反光較強(qiáng)的物體表面檢測。

7、線形光源

超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線連續(xù)檢測場合。應(yīng)用領(lǐng)域:陣相機(jī)照明專用，AOI專用。

8、點(diǎn)光源

大功率LED，體積小，發(fā)光強(qiáng)度高；光纖鹵素?zé)舻奶娲?，尤其適合作為鏡頭的同軸光源等；高效散熱裝置，大大提高光源的使用壽命。應(yīng)用領(lǐng)域:適合遠(yuǎn)心鏡頭使用，用于芯片檢測，Mark點(diǎn)定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9、組合條形光源

四邊配置條形光，每邊照明獨(dú)立可控；可根據(jù)被測物要求調(diào)整所需照明角度，適用性廣。應(yīng)用案例:CB基板檢測，IC元件檢測，焊錫檢查，Mark點(diǎn)定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。

10、對位光源

對位速度快；視場大；精度高；體積小，便于檢測集成；亮度高，可選配輔助環(huán)形光源。應(yīng)用領(lǐng)域:VA系列光源是全自動電路板印刷機(jī)對位的專用光源。

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如何選擇工業(yè)相機(jī)的視覺光源？

信熙緣科技為您解答， 首先我們來解答一下光源的作用與要求——

以配合DALSA工業(yè)相機(jī)使用的光源來介紹。

光源的作用和要求：

1-在機(jī)器視覺中的作用

@照亮目標(biāo)，提高亮度

@形成有利于圖像處理的效果

@克服環(huán)境光照影響，保證圖像穩(wěn)定性

@用作測量的工具或參照

2-良好的光場設(shè)計要求

@對比度明顯，目標(biāo)與背景的邊界清晰

@背景盡量淡化而且均勻，不干擾圖像處理

@與顏色有關(guān)的還需要顏色真實(shí)，亮度適中，不過曝或欠曝

怎么判斷一個光源的好壞呢？

光源是機(jī)器視覺系統(tǒng)的重要組成部分，是影響機(jī)器視覺系統(tǒng)輸入的重要因素，那光源該如何選擇呢？美國TEO從以下幾個方面分析，望對您選擇光源有一定的幫助：

1) 對比度　對比度對機(jī)器視覺來說非常重要。機(jī)器視覺應(yīng)用的照明的最重要的任務(wù)就是使需要被觀察的特征與需要被忽略的圖像特征之間產(chǎn)生最大的對比度，從而易于特征的區(qū)分。對比度定義為在特征與其周圍的區(qū)域之間有足夠的灰度量區(qū)別。好的照明應(yīng)該能夠保證需要檢測的特征突出于其他背景。

2) 魯棒性　魯棒性就是對環(huán)境有一個好的適應(yīng)。好的光源需要在實(shí)際工作中與其在實(shí)驗(yàn)室中的有相同的效果 。

3) 亮度　當(dāng)選擇兩種光源的時候，最佳的選擇是選擇更亮的那個。光源的亮度不夠，必然要加大光圈，從而減小了景深 。

4) 均勻性　均勻性是光源一個很重要的技術(shù)參數(shù)。均勻性好的光源使系統(tǒng)工作穩(wěn)定 ?！?/p>

5) 可維護(hù)性　可維護(hù)性主要指光源易于安裝，易于更換 。

6) 壽命及發(fā)熱量　光源的亮度不易衰減過快，這樣會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定，增加維護(hù)的成本 。發(fā)熱量大的燈亮度衰減快，光源的壽命也會受到很大影響。

選光源的一些技巧

1)需要前景與背景更大的對比度，可以考慮用黑白相機(jī)與彩色光源

2) 環(huán)境光的問題，嘗試用單色光源，配一個濾鏡

3)閃光曲面，考慮用散射圓頂光

4)閃光，平的，但粗糙的表面，嘗試用同軸散射光

5)看表面的形狀，考慮用暗視場(低角度)

6) 檢測塑料的時候，嘗試用紫外或紅外光

7)需要通過反射的表面看特征，嘗試用低角度線光源(暗視場)

8)單個光源不能有效解決問題時考慮用組合光源　

9)頻閃能夠產(chǎn)生比常亮照明20倍強(qiáng)的光

機(jī)器視覺光源的選擇

機(jī)器視覺光源的選擇

機(jī)器視覺光源的選擇，現(xiàn)代生活中日常照明離不開燈光，房屋裝修更是對光源的要求比較高，光源大體分為冷光和暖光，不同光源視覺感都不同，下面一起來了解一下，機(jī)器視覺光源的選擇。

機(jī)器視覺光源的選擇1

機(jī)器視覺光源

機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)采用CCD照相機(jī)將被檢測的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號，圖像處理系統(tǒng)對這些信號進(jìn)行各種運(yùn)算來抽取目標(biāo)的特征，如面積、數(shù)量、位置、長度，再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度和其他條件輸出結(jié)果，包括尺寸、角度、個數(shù)、合格不合格、有無等，實(shí)現(xiàn)自動識別功能。

機(jī)器視覺光源的選擇

一、簡單的預(yù)備知識

1、因材質(zhì)和厚度不同、對光的透過特性（透明度）各異。

2、光根據(jù)其波長之長短、對物質(zhì)的穿透能力（穿透率）各異。

3、光的波長越長、對物質(zhì)的透過力越強(qiáng)，光的波長越短、在物質(zhì)表面的擴(kuò)散率越大。

4、透射照明、即是使光線透射對象物、并觀察其透過光之照明手法。

二、光源

1、穏定均勻的光源極其重要。

2、目的：將被測物與背景盡量明顕區(qū)分。

3、摂取圖像時、最重要之處是如何鮮明地獲得：被測物與背景的濃淡差。

4、目前，在圖像處理領(lǐng)域中最広范的技術(shù)手法是：二值化（白黒）處理。

以上就是我針對機(jī)器視覺光源的選擇這一科技的發(fā)明闡述的資料了，隨著科技的發(fā)達(dá)每天都有很多新鮮的東西問世，無論是那一方面的機(jī)器還是新鮮事物都是隨著人們的需求而發(fā)展的。像褪殼機(jī)一類的就是褪花生跟瓜子發(fā)明的，都是省力又省時間的偉大發(fā)明呢。

機(jī)器視覺光源的選擇2

一套完整的視覺檢測系統(tǒng)主要包含圖像采集部分和圖像分析部分，而圖像采集部分主要由工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭以及機(jī)器視覺光源承擔(dān)，今天我們主要介紹機(jī)器視覺光源的相關(guān)基礎(chǔ)知識及選型技巧。

首先我們需要了解，機(jī)器視覺中的光源起到哪些作用：

1.照亮目標(biāo)，提高亮度；

2.形成有利于圖像處理的成像效果，降低系統(tǒng)的復(fù)雜性和對圖像處理算法的要求；

3.克服環(huán)境光干擾，保證圖像穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的精度、效率。

恰當(dāng)?shù)墓庠凑彰髟O(shè)計可以使圖像中的目標(biāo)信息與背景信息得到最佳分離，這樣不僅大大降低圖像處理的算法難度，同時也提高系統(tǒng)的精度和可靠性。但非常遺憾，目前沒有通用的機(jī)器視覺照明系統(tǒng)應(yīng)對不同的檢測要求，因此針對每個特定的案例，都需要設(shè)計合適的照明裝置，以達(dá)到最佳效果。而不合適的照明，則會引起很多問題，機(jī)器視覺光源如此重要，卻往往被很多人忽視。

目前機(jī)器視覺光源主要采用LED（發(fā)光二極管），由于其形狀自由度高、使用壽命長、響應(yīng)速度快、單色性好、顏色多樣、綜合性價比高等特點(diǎn)在行業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用：

一、形狀自由度

一個LED光源是由許多單個LED組合而成的，因而跟其他光源相比，可做成更多的形狀，更容易針對用戶的情況，設(shè)計光源的形狀和尺寸。

二、使用壽命長

為了使圖像處理單元得到精確的、重復(fù)性好的測量結(jié)果，照明系統(tǒng)必須保證相當(dāng)長的時間內(nèi)能夠提供穩(wěn)定的圖像輸入。LED光源在連續(xù)工作10000到30000小時后，亮度衰減，但遠(yuǎn)比其他光源效果好。此外，用控制系統(tǒng)使其間斷工作，可抑制發(fā)光管發(fā)熱，壽命也將延長一倍。

三、響應(yīng)速度快

LED發(fā)光管響應(yīng)時間很短，響應(yīng)時間的真正意義是能按要求保證多個光源或一個光源不同區(qū)域之間的工作切換，采用專用控制器給LED光源供電時，達(dá)到最大照度的時間小于10s。

四、顏色多樣

除了光源的形狀以外，得到穩(wěn)定圖像輸入的另一方面就是選擇光源的顏色。甚至相同形狀的光源，由于顏色的不同得到的圖像也會有很大的差別。實(shí)際上，如何利用光源顏色的技術(shù)特性得到最佳對比度的圖像效果一直是光源開發(fā)的主要方向。

五、綜合性運(yùn)營成本低

選用低廉而性能沒有保證的產(chǎn)品，初次投資的節(jié)省很快會被日常的維護(hù)、維修費(fèi)用抵消。其他光源不僅耗電是LED光源的2~10倍，而且?guī)缀趺吭戮鸵鼡Q，浪費(fèi)了維修工程師許多寶貴的時間。而且投入使用的光源越多，在器件更換和人工方面的花費(fèi)就越大，因此選用壽命長的LED光源從長遠(yuǎn)看是很經(jīng)濟(jì)的'。

機(jī)器視覺照明技術(shù)基礎(chǔ)知識：

1）照射方式

選擇不同的光源，控制和調(diào)節(jié)照射到物體上的入射光的方向是機(jī)器視覺系統(tǒng)設(shè)計的最基本的參數(shù)。它取決于光源的類型和相對于物體放置的位置，一般來說有兩種最基本的方式：直射光和漫射光，所有其它的方式都是從這兩種方法中延伸出來的。

直射光：入射光基本上來自一個方向，射角小，它能投射出物體陰影；

漫射光：入射光來自多個方向，甚至于所有的方向，它不會投射出明顯的陰影。

2）反射方式

物體反射光線有兩種不同的反射特性：直反射和漫反射。

直反射：光線的反射角等于入射角。直反射有時用途很大，有時又可能產(chǎn)生極強(qiáng)的眩耀。在大多數(shù)情況應(yīng)避免鏡面反射。

漫反散：照射到物體上的光從各個方向漫散出去。在大多數(shù)實(shí)際情況下，漫散光在某個角度范圍內(nèi)形成，并取決于入射光的角度。

3）顏色

光譜中很大的一部分電磁波譜是人眼可見的，在這個波長范圍內(nèi)的電磁輻射被稱作可見光，范圍在400nm至760nm之間（有的人可以觀測到380~780nm），即從紫色380nm到紅色780nm。

色環(huán)就是把可見光光譜中的色彩進(jìn)行排序，形成紅色連接到另一端的紫色。機(jī)器視覺中應(yīng)用的色環(huán)通常包括6種不同的顏色，分為兩大類：暖色和冷色。暖色由紅色調(diào)構(gòu)成，冷色來自于藍(lán)色調(diào)。通常用相反色溫的光線照射，圖像可以達(dá)到最高級別的對比度；相同色溫的光線照射，可以有效濾除。因此靈活利用色溫特性，對我們選擇光源很有幫助。

4）明視場和暗視場

明視場是最常用的照明方案，采用正面直射光照射形成。而暗視場主要由低角度或背光照明形成。對于不同項目檢測需求，選擇不同類型的照明方式，一般來說暗視場會使背景呈現(xiàn)黑暗，而被檢物體則呈現(xiàn)明亮。

5）光源分類

目前主要有以下幾種分類方式：

a）顏色

常用光源顏色集中在可見光范圍，主要有白光（復(fù)合光）、紅色、藍(lán)色、綠色，另外紅外光也比較普及，而紫外光由于各種原因，應(yīng)用較少。

b）外形

各廠家會根據(jù)不同光源外形特性進(jìn)行分類，也是目前的主流分類，比如環(huán)形光源、環(huán)形低角度光源、條形光源、圓頂光源（碗光源/穹頂光源）、面光源等。

c）工作原理/特性

按不同的應(yīng)用方式或者原理進(jìn)行分類，主要有無影光源、同軸光源、點(diǎn)光源、線光源、背光源、組合光源以及結(jié)構(gòu)光源等。

常見的光源類型及照明方式

1.一般目的的照明（直接照明）：光直接射向物體，得到清楚的影像。

當(dāng)我們需要得到高對比度物體圖像的時候，這種類型的光很有效。但是當(dāng)我們用它照在光亮或反射的材料上時，會引起類似鏡面的反光。通用照明一般采用環(huán)狀或點(diǎn)狀照明。環(huán)光是一種常用的通用照明方式，很容易安裝在鏡頭，可給漫反射表面提供足夠的照明。

2.暗場照明：暗場照明是相對于物體表面提供低角度照明。

使用工業(yè)相機(jī)拍攝鏡子，如果視野內(nèi)能看見光源就認(rèn)為是亮場照明，相反的在視野中看不到光源就是暗場照明。因此光源是亮場照明還是暗場照明與光源的位置有關(guān)。通常，暗場照明應(yīng)用于對表面突起部分的照明或表面紋理變化的照明。

3.背光照明：從物體背面射過來均勻視場的光，通過相機(jī)可以看到物面的側(cè)面輪廓。

背光照明常用于測量物體的尺寸和方向。背光照明產(chǎn)生很強(qiáng)的對比度。應(yīng)用背光技術(shù)時，物體表面特征可能會丟失。例如，可以應(yīng)用背光技術(shù)測量硬幣的直徑，但是卻無法判斷硬幣的正反面。

4.漫射照明：連續(xù)漫反射照明應(yīng)用于物體表面的反射性或者表面有復(fù)雜的角度。

連續(xù)漫反射照明應(yīng)用半球形的均勻照明，以減小影子及鏡面反射。這種照明方式對于完全組裝的電路板照明非常有用。這種光源可以達(dá)到170球面度立體角范圍的均勻照明。

5.同軸照明：同軸光的形成——通過垂直墻壁出來的發(fā)散光，射到一個使光向下的分光鏡上，相機(jī)從上面通過分光鏡看物體。

這種類型的光源對檢測高反射的物體特別有幫助，還適合在周圍環(huán)境產(chǎn)生陰影的影響下，檢測面積不明顯的物體。

6.偏振片：只允許振動方向平行于其允許方向的光通過，垂直分量被截止。

針對具體的應(yīng)用，從眾多的方案中選擇一個最好的照明系統(tǒng)是整個圖像處理系統(tǒng)穩(wěn)定工作的關(guān)鍵。

如何鑒別燈具的好壞

好用的燈具是怎么定義的？任何燈具最主要的作用就是照明，因此好用燈具的先決條件是考察燈光的質(zhì)量。我們可以從四個維度去衡量燈光的質(zhì)量--光斑、發(fā)光角度、色溫、顯色指數(shù)。

01.光斑

光斑作為射燈的光線投射平面的形狀，便是評判燈具出光質(zhì)量的標(biāo)尺，優(yōu)質(zhì)的光斑能最大程度提升物品的視覺質(zhì)感，物品立體感更突出，外延補(bǔ)光更為自然。

●透鏡在光源前用穿透式聚光，而錐形面又可以將側(cè)光全部收集并反射出去，而這二種光線的重疊就可得到完美的光線利用和漂亮的光斑效果配光均勻。同時反射器的同步工作，中心燈光強(qiáng)度慢慢往外減弱，光暈自然舒適，這無疑是較為優(yōu)質(zhì)的光斑效果。

●但光斑配光不均勻，出現(xiàn)嚴(yán)重的黑斑暗區(qū)。從射燈燈杯中溢出的“眩光”，光利用率低，光暈邊界多重陰影，光斑死板，雜影、虛影的顯眼，會導(dǎo)致視覺不舒適和降低物體可見度。關(guān)鍵是有部分光線沒有經(jīng)過反射器、透鏡反射直接輸出。眩光嚴(yán)重的話可能引起厭惡、不舒服甚或喪失明視度。

02.發(fā)光角度

發(fā)光角度又稱功率角度，通常我們使用半功率角度，即50%發(fā)光強(qiáng)度的角度記做21/2。而射燈的發(fā)光角度一般為15°、24°、36°，二極管發(fā)光角度也就是其光線散射角度，主要靠二極管生產(chǎn)時加散射劑來控制，有三大類：高指向性、標(biāo)準(zhǔn)型、散射型。

射燈屬于高指向性，一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。發(fā)光角度較小，具有很高的指向性，可作局部照明光源用，或與光檢出器聯(lián)用以組成自動檢測系統(tǒng)。

03.色溫

色溫是什么？簡單來說就是光線中包含顏色成分的一個計量單位。從理論上說，色溫指絕對黑體從絕對零度（－273℃）開始加溫后所呈現(xiàn)的顏色。黑體在受熱后，發(fā)出的光所含的光譜成分，就稱為這一溫度下的色溫，計量單位為“K”（開爾文）。

但色溫并沒有好壞之分，只有適合與否，看具體場所的需求。通常，我們把燈光按照色溫值分為暖黃光、暖白光和冷白光三種。

▲暖光也叫暖黃光，色溫在3300K 以下，一般在2700K 左右。暖色光與白熾燈光色相近，紅光成分較多，能給人以溫暖、健康、舒適的感覺，適用于家庭、住宅、宿舍、賓館等場所，或溫度比較低的地方。

▲暖白光又叫中性光，色溫在3300K—5300K 之間。暖白色光線柔和，使人有愉快、舒適、安詳?shù)母杏X，適用于商店、醫(yī)院、辦公室、飯店、餐廳、候車室等場所。

▲冷色光又叫日光色，色溫在5300K 以上，光源接近自然光，有明亮的感覺，使人精力集中。因此，冷色光適用于辦公室、會議室、教室、繪圖室、圖書館、展覽櫥窗等場所。

04.顯色指數(shù)

顯色指數(shù)是所有的光源都有的一個參數(shù)，就是對色彩的還原能力。日光的顯色指數(shù)是100，白熾燈也是100，節(jié)能燈是80-90，led是70-99。顯色指數(shù)越低，肉眼看來顏色越失真。

在具有合理允差的色適應(yīng)狀態(tài)下，被測光源照明 CIE 試驗(yàn)色樣的心理物理色與參比光源照明同一色樣的心理物理色符合程度的度量。符號為 Ri。八個一組色試樣的 CIE 1974 特殊顯色指數(shù)的平均值，通稱顯色指數(shù)。符號為 Ra。選擇顯色指數(shù)Ra 90，R9 60飽和色的顯色性能出色。

怎么用萬用表測環(huán)形燈管好壞

直接測量兩腳的電阻值就可以判斷，電阻值在20--100歐姆左右就基本是好的。外觀看如果燈絲部位不發(fā)黑基本是好的。

將萬用表上的旋鈕撥到二極管（蜂鳴）檔，并將紅黑表筆插在萬用表的正確位置。

觀測節(jié)能燈管，有四腳和二腳兩種，測量時若是四腳則選測中間兩個腳。將紅黑表筆分別接觸到所需檢測的兩個引腳上，若有蜂鳴聲且萬用表紅色led燈亮，則燈管好，否則燈管已壞。

測量時若是二腳，則拆開燈頭，會發(fā)現(xiàn)有四根導(dǎo)線，之后的測量法與四腳燈管一樣。

1、通電、接上鎮(zhèn)流器通電看亮不亮。

2、萬用表：調(diào)至10歐姆檔，量燈管的四腳兩組導(dǎo)通是好的，反之壞的。