【机器视觉】机器视觉光源详解

太过爱你忘了你带给我的痛 2022-09-13 05:29 529阅读 0赞

## 00. 目录 ##

### 文章目录 ###

*   *  00. 目录
     *  01. 自然光介绍
     *  02. 光的颜色介绍
     *  03. 机器视觉光源
     *   *  3.1 环形光源
         *  3.2 条形光源(常规型)
         *  3.3 条形光源(非标型)
         *  3.4 条形组合光源
         *  3.5 高亮高均条形光源
         *  3.6 面光源(背光源)
         *  3.7 平行面光源
         *  3.8 开孔面光源
         *  3.9 侧面道光背光源
         *  3.10 同轴光源
         *  3.11 直角同轴光源
         *  3.12 高亮高均同轴光源
         *  3.13 同轴平行光源
         *  3.14 线性光源
         *  3.15 圆顶光源
         *  3.16 隧道光源
     *  04. 附录

## 01. 自然光介绍 ##

在生活中，光主要来自于太阳光，而太阳光的辐射也是最为全面的，虽然太阳光看起来是没有颜色的，但是太阳光的组合成分却是最为复杂，即太阳光是复合光线，接下来介绍下太阳光的组合成分；

太阳光主要分为两部分：**不可见光，可见光**；

不可见光主要分为**红外区域的不可见光和紫外区域的不可见光**：

可见光主要是波长为 760nm~380nm 的光，而这部分光可以通过对太阳光使用三棱镜色散获取到；  
![请添加图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5rKn5rW35LiA56yRLWRq_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

在表现不同的可见光中，不同波长的光线呈现不同的颜色，即波长决定特定颜色的特征；

在日常生活中，太阳光/白光包含多种颜色波段的光，而这种白光可以通过三棱镜进行分解，这些我们在初级物理中即可了解到；

机器视觉光源主要用到的是可见光、部分红外光、部分紫外光；

## 02. 光的颜色介绍 ##

**机器视觉中光的颜色介绍**

（1）白色光：机器视觉中白色光分为冷、暖、中间色调颜色，通常在拍摄彩色图像时使用此类光源效果较好，如果对于彩色图像中某一部分有特殊需求，可以另做相关操作；

（2）蓝光：三原色光中的其中一种，比较适用于银色背景下的目标物的打光；

（3）红光：同属于三原色光中的一种，可以透过一些比较暗的物体，也可以根据颜色的吸收等不同的方法，实现不同打光效果，突出检测目标的特征，并且红色光源能够提高对比度；

（4）绿光：主要针对于红色背景、银色背景，并且在 3C 应用中，传送带多数为绿色；

（5）红外光：属于不可见光之一，透过力强，对于塑料穿透性好，可以将封装好的金属电路等内部元件显示出来，在此种应用场景下，效果和 X 射线一样好，且对于人体无伤害；

（6）紫外光：属于不可见光之一，波长较短，且穿透力强，主要应用于证件检测，触摸屏 ITO 检测，点胶溢胶检测，金属表面划痕检测等；

（7）X-ray 激光：波长短，穿透性好，可以用于透视检测、轮毂划痕及裂纹检测等；

**可见光的三原色**

光的三原色包括 R 、G 、B （红、绿、蓝）三种颜色的光，生活中以及工业视觉中不同颜色的光均可以通过以上三种光进行合成；

如下：

红 + 绿 = 黄

红 + 蓝 = 青

红 + 绿 + 蓝 = 白

且红、绿、蓝三种颜色均不能被再次分解，适用这三种颜色基本可以形成所有的颜色；

如下示例图像所示的加色规律：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5rKn5rW35LiA56yRLWRq_size_10_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]

根据光的颜色以及光的冷暖，可以将不同颜色形成一个色环，如下图所示，相邻的颜色是相似色，相对颜色是相对色；  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5rKn5rW35LiA56yRLWRq_size_14_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]

**机器视觉系统中光源的作用**

1.  强化特征，弱化背景
2.  突出测量特征
3.  提高图像信息
4.  简化算法
5.  减低系统设计的复杂度
6.  提高系统的检查精度、速度

## 03. 机器视觉光源 ##

### 3.1 环形光源 ###

机器视觉光源工业照明检测LED光源环形光源  
![在这里插入图片描述][3d7b6de30dae4a3ba6a1af75484d604f.png_pic_center]

**产品描述**

环形光源采用高柔性基板材质，独特的制作方法，可以任意角度弯曲，以构成具有最佳外径、内径和照射角度的照明系统。

**产品特点**

*  角度多样且可定制
 *  安装简单，设计紧凑
 *  高密度LED阵列，亮度高
 *  可选配漫射板，以适应不同的需要  
    ![在这里插入图片描述][a0ad97c2bf81473ca672cc5ea25767c1.png_pic_center]

**产品应用领域**

◆ PCB基板检测、塑胶容器检测

◆ 电子元件检测、集成电路字符检查

◆ 显微镜照明、通用外观检测

◆ 液晶校正

### 3.2 条形光源(常规型) ###

机器视觉光源条形光源LED工业照明检测光源  
![在这里插入图片描述][b842ac24b30e4e08ba6e1e98cab67c40.png_pic_center]

**产品描述**

采用铝合金一体成型设计，产品精度高，一致性好；具备良好的散热效果，并有多种灵活的安装方式，便于安装与使用。

**产品特点**

◆ 尺寸设计灵活

◆ 照射角度可根据检测需求随意调整。

◆ 颜色可根据检测需求搭配，自由组合。

◆ 可选配漫射板，使光线均匀扩散  
![在这里插入图片描述][afea7f4d493542d1b100c82066208eac.png_pic_center]

**产品应用领域**

■ LCD字符，定位标记

■ 膨胶或伸展胶片破损检测

■ 连接器引脚平整度检测

■ 液晶元件检测

### 3.3 条形光源(非标型) ###

机器视觉光源 条形光源 工业照明检测光源

**产品描述**

采用铝合金一体成型设计，产品精度高，一致性好；具备良好的散热效果，并有多种灵活的安装方式，便于安装与使用。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5rKn5rW35LiA56yRLWRq_size_10_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center 1]

**产品特点**

◆ 尺寸设计灵活

◆ 照射角度可根据检测需求随意调整。

◆ 颜色可根据检测需求搭配，自由组合。

◆ 可选配漫射板，使光线均匀扩散

![在这里插入图片描述][d885c38e88804d40adb95821e32b0281.png_pic_center]

**产品应用领域**

■ LCD字符，定位标记

■ 膨胶或伸展胶片破损检测

■ 连接器引脚平整度检测

■ 液晶元件检测

### 3.4 条形组合光源 ###

机器视觉光源 四面可调 条形组合光源 工业照明检测光源

**产品描述**

条形组合光源由多根条形光自由组合成，可自由调节每根条形光的角度，实现不同的效果。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5rKn5rW35LiA56yRLWRq_size_10_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center 2]

**产品特点**

● 四边组合条形光，每边照明独立可控

● 可根据被测物体要求调整所需照明角度

● 通用性极强。  
![在这里插入图片描述][e4be84f73f4c4dff8c2b1326cc8a285d.png_pic_center]

**产品应用领域**

> 焊锡检测

> 陶制封装件的外部和裂缝检测

> 电子元件检测

> 金属板表面检测

> 包装破损、标签检测

### 3.5 高亮高均条形光源 ###

机器视觉高亮高均条形光源工业LED照明光源CCD相机光源

**产品描述**

采用铝合金一体成型设计，产品精度高，一致性好；具备良好的散热效果，并有多种灵活的安装方式，便于安装与使用。  
![在这里插入图片描述][60e38f1625484b879b810a831d9a27a2.png_pic_center]

**产品特点**

◆ 尺寸设计灵活

◆ 照射角度可根据检测需求随意调整。

◆ 颜色可根据检测需求搭配，自由组合。

◆ 可选配漫射板，使光线均匀扩散  
![在这里插入图片描述][97f50b851e7145af928851258e7f0fbf.png_pic_center]

**产品应用领域**

■ LCD字符，定位标记

■ 膨胶或伸展胶片破损检测

■ 连接器引脚平整度检测

■ 液晶元件检测

### 3.6 面光源(背光源) ###

**产品描述**

面光源，LED经光学优化设计后，均布于光源底部，经过特殊扩散材料后在其表面形成一片均匀的照射光。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5rKn5rW35LiA56yRLWRq_size_11_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]

**产品特点**

● 具有更好的均匀性

● 光线柔和自然，亮度高

● 可定制多色背光，适用于特殊场合

● 高密度LED分布于光源底部  
![在这里插入图片描述][452b8e6b181049509ace377b881fac9b.png_pic_center]

**产品应用领域**

◆ 机械零件尺寸测量

◆ 电子元件、IC的外形检测

◆ 胶片污点检测

◆ 透明物体划痕检测

### 3.7 平行面光源 ###

机器视觉光源平行面光源背光源工业LED照明检测光源

**产品描述**

平行面光源，LED经光学优化设计后，均布于光源底部，经过特殊扩散材料后在其表面形成一片均匀的照射光。

**产品特点**

● 具有更好的均匀性

● 光线柔和自然，亮度高

● 可定制多色背光，适用于特殊场合

● 高密度LED分布于光源底部  
![在这里插入图片描述][0666451476314c1ebca072b4b31a4402.png_pic_center]

**产品应用领域**

◆ 机械零件尺寸测量

◆ 电子元件、IC的外形检测

◆ 胶片污点检测

◆ 透明物体划痕检测

### 3.8 开孔面光源 ###

机器视觉光源面光源背光源工业照明检测光源

**产品描述**

背光源是一种平板式光源， 由LED阵列分布于光源底部，经过优化设计成回形或环形的结构，发出的光经过特殊导光板以后形成均匀的背光，通常用于只测量四侧外形轮廓或检测特殊产品。

**产品特点**

◆ 高密度LED分布于光源底部

◆ 均匀性好，亮度高

◆ 可定制多种大小，适用于特殊场合

◆ 尺寸灵活多样，适用范围广泛  
![在这里插入图片描述][4e724fe99505450b9403b6241d9ddf96.png_pic_center]

**产品应用领域**

◆ 检测四边外形尺寸测量

◆ 边缘破损检测

◆ 透明物体杂质检测

◆ 口服液液位高度检测检

◆ 螺丝缺陷检测

### 3.9 侧面道光背光源 ###

机器视觉光源侧面导光背光源工业照明检测光源

**产品描述**

尺寸自由定制，可以做到较大面积照明，超薄高均匀背光源厚度薄，便于安装，小幅面到大幅面自由定制，多次散射发光 局部和整体均匀性效果佳。  
![在这里插入图片描述][ed341528040b47fe9d902c619027049b.png_pic_center]

**产品特点**

◆ 特有的导光材料，多次散射发光

◆ 可减小光线的指向性，成为均匀光线

◆ 超薄设计，大大节省了空间

◆ 可根据颜色和发光面尺寸定制  
![在这里插入图片描述][4e053a81fb2a4de4b4ef398c164f44a0.png_pic_center]

**产品应用领域**

◆大面积电路板电元器件检测

◆透视尺寸测量

◆LED坏点检测

### 3.10 同轴光源 ###

机器视觉光源同轴光源工业照明检测LED光源

**产品描述**

同轴光源主要由高密度LED和分光镜组成。LED发出光经过分光镜后，跟CCD和相机在同一轴线上，可以有效消除图像的重影，适合光洁物体表面划痕的检测。

![在这里插入图片描述][4f21fd8f6f8140eb9f1eb8264fb27b6c.png_pic_center]

**产品特点**

*  高密度LED阵列，亮度高
 *  可有效消除图像重影
 *  光线均匀
 *  适合范围广泛

![在这里插入图片描述][e7ec047be01144a683a6075070232b52.png_pic_center]

**产品应用领域**

*  反光物体表面缺陷检测
 *  二维码识别
 *  物体边缘定位
 *  丝印定位
 *  Mark点定位
 *  芯片字符检测
 *  饮料瓶口检测

### 3.11 直角同轴光源 ###

机器视觉光源直角同轴光源工业LED高亮照明检测光源

**产品描述**

直角同轴光源主要由高密度LED和分光镜组成。LED发出光经过分光镜后，跟CCD和相机在同一轴线上，可以有效消除图像的重影，适合光洁物体表面划痕的检测。

**产品特点**

*  高密度LED阵列，亮度高
 *  可有效消除图像重影
 *  光线均匀
 *  适合范围广泛  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5rKn5rW35LiA56yRLWRq_size_11_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center 1]

**产品应用领域**

》 反光物体表面缺陷检测

》 二维码识别

》 物体边缘定位

》 丝印定位

》 Mark点定位

》 芯片字符检测

》 饮料瓶口检测

### 3.12 高亮高均同轴光源 ###

机器视觉高亮高均同轴光源工业LED高亮CCD图像检测光源

**产品描述**

**产品特点**

*  高密度LED阵列，亮度高
 *  可有效消除图像重影
 *  光线均匀
 *  适合范围广泛  
    ![在这里插入图片描述][a492052db12e4b0fb25e336a2e7a2866.png_pic_center]

**产品应用领域**

》 反光物体表面缺陷检测

》 二维码识别

》 物体边缘定位

》 丝印定位

》 Mark点定位

》 芯片字符检测

》 饮料瓶口检测

### 3.13 同轴平行光源 ###

机器视觉光源 同轴平行光源 自动化工业照明检测光源

**产品描述**

同轴平行光源，采用特殊光学镜片组合设计，使光源实现平行光照射。可抑制光的衍射，实现高精度成像。检测产品表面时，可以清晰突出平整表面的凹凸缺陷。适用于金属、玻璃、胶片、晶片等平整表面的划伤检测。

![在这里插入图片描述][34610d5ed9344f0c8b5840c12cd9ddc9.png_pic_center]

**产品特点**

● 高亮大功率LED灯。

● 可有效消除反光。

● 光线均匀。

● 平行度高。  
![在这里插入图片描述][5049db4c161942d7aca5de15a9b07419.png_pic_center]

**产品应用领域**

◆ 反光平面上的外观缺陷检测。

◆ 检测手机屏幕表面轻微划伤。

◆ 检测充电器表面轻微划伤。

◆ 检测玻璃上的轻微凹凸点。

◆ 检测激光雕刻字符。

◆ 检测产品轮廓细毛刺。

### 3.14 线性光源 ###

机器视觉线性光源线性扫面光源工业照明检测线扫光源

**产品描述**

线光源是由大功率LED阵列而成，设计特殊散热结构，采用特殊圆术透镜而形成窄带光线，提高光线亮度，与线阵相机配套使用。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5rKn5rW35LiA56yRLWRq_size_9_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]

**产品特点**

◆ 光源可根据客户需求定制；

◆ 采用高密度LED排布方式与高均匀漫射板结构有效消除高反光表面照明的不均匀问题；

◆ 实现高均匀性，适用于各种流水线连续检测场合；

◆ 采用柱面透镜聚光，超高亮度。  
![在这里插入图片描述][ade68f97e68d45ea838339c6e1a0a165.png_pic_center]

**产品应用领域**

◆ 布匹检测；

◆ 印刷字符检测；

◆ 玻璃划痕检测；

◆ 标签污点、字符检测；

◆ 苹果手机外壳表面划痕，污点检测；

◆ 茶叶颜色分拣检测；

◆ 钢板检测。

### 3.15 圆顶光源 ###

机器视觉光源球积分光源圆顶光源 穹顶光源工业照明光源

**产品描述**

圆顶光源是一种高均匀性的光源，由高亮度贴片LED发出的光经过球面漫反射后形成均匀的光线。适合检测表面反光、起伏不平的物体。

**产品特点**

◆ 球面漫反射发光

◆ 漫反射无影光源

◆ 适用于表面起伏、反光物体

◆ 均匀性高

◆ 无影效果好  
![在这里插入图片描述][fe71b6bf3c8e476cb710a902bea0bd5e.png_pic_center]

**产品应用领域**

> 凹凸不平整、反光表面检测

> 金属、玻璃表面反光较强的物体表面检测

> 易拉罐底部喷码检测

> 食品、药品外观检测

### 3.16 隧道光源 ###

机器视觉拱形光源隧道光源穹顶光源印刷检测专用光源

**产品描述**

采用高亮度大功率LED,通过特 殊的散热设计，发光强度高,均匀性好, 适合无反光物体检测,可配合同轴线光 源组合检测PCB板特征。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5rKn5rW35LiA56yRLWRq_size_16_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]

**产品特点**

◆ 光源可根据客户需求定制

◆ 同时具有球积分和条形光的特点，实现大幅面均匀光照

◆ 可选择开孔或开槽，面阵和线阵项目均可适用

◆ 可使整个图像实现高均匀照射

![在这里插入图片描述][c1451b30c589476aaf400e16f3b5b4fd.png_pic_center]

**产品应用领域**

◆ 烟包表面检测

◆ 大幅面表面缺陷检测

◆ 线阵裸板AOI

◆ 电子产品外壳污点杂质检测

## 04. 附录 ##

4.1 机器视觉硬件选型——光源选型

博客：[机器视觉硬件选型——光源选型][Link 1]

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[Link 1]: https://blog.csdn.net/weixin_38566632/article/details/116494207