自動化集成系統配套服務商-日弘智能今天為大家講講機器視覺激光打標機系統LED照明技術分為哪幾種?應用在機器視覺領域的LED光源。目前，應用在機器視覺領域的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透明物體的純凈度。

　　正面光源按照光源結構分，有環(huán)形燈、條形燈、同軸燈和方形燈。

　　1 環(huán)形LED光源

　　環(huán)形狀的光源是不會看到影子的光源方式。它又包括直射環(huán)形、漫反射環(huán)、Dome燈等;按照角度又可分為：完全直射環(huán)形、帶角度環(huán)形、低角度環(huán)形等。直射環(huán)形適合高速檢測遠距離照射;漫反射環(huán)形適合檢測反光物體檢測;Dome燈即圓頂型散射光源主要用于檢測球型或曲面物體檢測，它不是直接照射，而是通過多次漫反射照到被測物體，光照效果類似陰天的太陽光。

　　環(huán)形光源，采用LED按圓周排列，發(fā)出的光線向內匯聚，多用于金屬工件刻印字符、光滑表面劃痕、瓶口尺寸或裂紋、平面工件表面質量等的檢測。光源發(fā)出的光不直接進入相機，瑕疵等表面的變化引起光線改變方向進行鏡頭，從而實現了高對比度，一般黑背景均用此類光源實現。光源的尺寸和光線角度等選擇直接依賴于被測工件的光學性質。

　　1.1 直射環(huán)形光源

　　直接照射環(huán)形光源，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。不同的角度適合不同的檢測要求。

　　1.1.1 直射環(huán)形(垂直照射)光源

　　直射環(huán)形光源的照明方式。例如，采用該照明方式，可用于金屬齒輪的外形檢測。

　　1.1.2 帶角度環(huán)形光源

　　帶角度環(huán)形光源的照明方式。

　　1.1.3 低角度環(huán)形光源

　　照射角度很低，有利于突出邊緣輪廓。多應用場合于晶片或玻璃底基上的劃痕監(jiān)測;刻印文字的讀取;工作邊緣輪廓抽取檢查等。例如，采用該照明方式，可實現電池底部刻印的檢測。

　　1.1.4 水平照射環(huán)形光源

　　水平照射環(huán)形光源的照明方式。該照明方式可用于玻璃瓶口破損的檢測。

　　1.1.5 無影環(huán)形光源

　　又稱為Dome燈，通過半球形的內壁多次反射，可以完全消除陰影，實現全空間區(qū)域的漫射光照明，對于凹凸不平的表面檢測起到特殊作用，主要用于球形或曲面物體缺陷檢測、金屬、鏡面或玻璃等具有光澤物體的表面檢測。

　　1.2 條形光源

　　條形光源主要有兩個應用，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。

　　將條形光源組合使用，它的最大特點是每個方向的光源照射角度可調，因為光源的照射角度對最終的圖像效果有很大影響。靈活性比較大，但調試時也相對費事一些。圖14為寬幅檢測條形光源的照明方式。例如，該照明方式可用于商品的印字檢測。

　　線掃描照明，也稱聚光光源，是配合線掃描相機使用的。線掃描相機每次都是采集一條線，且曝光時間短，對光源亮度要求很高。對光源和相機來說，有效的工作區(qū)域都是一個窄條。也就是保證光源照在這個最亮的窄條與相機芯片要完全平行，否則只能拍到相交叉的一個亮點。所以線光源有兩個特別的要求，就是均勻性和直線性。因為線光源不同位置的亮暗差異，會直接影響圖像的亮度高低。光源需要采用聚光鏡，使光線集中照到一條線上，這樣才能準確控制圖像的穩(wěn)定性。出光部分的直線性，取決于LED發(fā)光角度的一致性、聚光透鏡的直線性以及線光源外殼的直線性。圖15為線掃描條形光源的照明方式。

　　亮LED+聚光鏡、光纖+聚光鏡、高頻熒光燈+聚光鏡。其中第二種方案亮度特高，成本也較高，需要定期更換鹵素燈泡;第三種方案成本低，但要使用高頻電源。

　　1.3 同軸光源

　　同軸照明是指照明光線平行地穿越固定式同軸鏡頭的垂直面，對于觀察非常平整或拋光的表面是非常理想的，例如鏡子表面的劃痕或者其他瑕疵。

　　圖16為同軸光源的照明方式。LED的高亮度均勻的光線通過半透半反鏡后成為與鏡頭同軸的光線，用于均勻照射具有反射性的工作界面，對光潔表面上的異常特征成像突出，表現力好，主要用于金屬玻璃等光潔表面的劃痕檢測，芯片和硅片的破損檢測，PC模板的圓譜等的檢測。同時，同軸光的光源位于照明光路的側面，這樣的照射方式可以減少光路的復雜性，避免光源的放置給光路帶來的不必要的麻煩。例如，軸承外側傷痕檢測。

　　同軸光源屬于類平行光的應用，光源前面帶漫反射板，形成二次光源，光源主要方向趨于平行，但是有少量非平行光成分。

　　但是需要注意的是：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。因為同軸燈讓相機只能接收與物體垂直，也就是和鏡頭同軸的光線，所以就叫同軸燈。

　　同軸光源還有一種，就是點光源。因為點光源是和同軸鏡頭配合使用。事實上，只是把上面同軸燈45°半透半反的玻璃，移植到鏡頭里面去，所以選的是同軸鏡頭。點光源的發(fā)光部分為一個很小的圓面，近似一個點?？山M合使用重點照明或補光照明。例如，用于細小元件的外觀檢測，是否有裂縫、破損，或者電極位置。

　　1.4 背光源

　　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。選擇光源一個是選型，一般需要均勻性好;二是看穿透力，如果需要穿透力強的話就可以選紅外光源，因為波長長，穿透力更強。

　　LED燈用于背面照明(檢測物體輪廓或通明物體的純凈度)，其發(fā)光部分為一漫射面，均勻性好，用于觀察放在鏡頭和光源之間的被檢查對象的形狀，透明物體的傷痕，異物混入等的檢查。可以得到對比強、穩(wěn)定的成像。但是安裝時，需要比物體更大的光源發(fā)光面，在物體的后方設置光源空間等。

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