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机器视觉光源选型总结
2019.03.09
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视觉光源有白色、蓝色、红色、绿色、红外、紫外等颜色,每种颜色的波长各不相同,也适用于不同的场景下使用。

LED视觉光源颜色参数示意图:

视觉光源参数表.png

各种颜色的光源适用场景介绍:

白色光源(W

白色光源通常用色温来界定,色温高的颜色偏蓝色(冷色,色温>5000K),色温低的颜色偏红(暖色,色温<3300K),界于33005000K之间称之为中间色,白色光源适用性广,亮度高,特别是拍摄彩色图像时使用更多。


蓝色光源(B)

蓝色光源波光为430-480之间,适用产品:银色背景产品(如钣金,车加工件等)、薄膜上金属印刷品。


红色光源(R)

红色光源的波长通常在600-720之间,其波长比较长,可以透过一些比较暗的物体,例如底材黑色的透明软板孔位定位、绿色线路板线路线路检测,透光膜厚度检测等,采用红色光源更能提高对比度。


绿色光源(G)

绿色光源波长510-530,界于红色与蓝色之间,主要针对产品:红色背景产品,银色背景产品(如钣金,车加工件等)。


红外光(IR)

红外光的波长一般为780-1400,我司大多采用940波长的红外光,红外光属于不可见光,其透过力强。一般LCD屏检测、视频监控行业应用比较普遍。


紫外光(UV)

紫外光的波长一般为190-400,我司主要采用385波长的紫外光,其波长短,穿透力强,主要应用于证件检测、触摸屏ITO检测、布料表面破损、点胶溢胶检测等方面,金属表面划痕检测等。


光源的打光方式有哪些?

常见的打光方式有以下几种:前面打光法;背面打光法;结构光打光法;混合多方式照明;特殊式打光法。


光源垂直照射

特点:照射面积大、光照均匀性好、适用于较大面积照明。可用于基底和线路板定位、晶片部件检查等(0角度环光、面光源)。

垂直照射.png

角度照射

特点:在一定工作距离下,光束集中、亮度高、均匀性好、照射面积相对较小。常用于液晶校正、塑胶容器检查、工件螺孔定位、标签检查、管脚检查、集成电路印字检查等(30、456075等角度环光*)。注意观察光源的角度。

低角度照射.png

低角度照射

特点:对表面凹凸表现力强。适用于晶片或玻璃基片上的伤痕检查(90度环光*)。

低角度照射.png

背光照射

特点:发光面是一个漫射面,均匀性好。可用于镜面反射材料,如晶片或玻璃基底上的伤痕检测;LCD检测;微小电子元件尺寸、形状,靶标测试。(背光源、平行背光源)。

背光照射.png

多角度照射

特点:RGB三种不同颜色不同角度光照,可以实现焊点的三维信息的提取。适用于组装机板的焊锡部份、球形或半圆形物体、其它奇怪形状物体、接脚头(AOI光源)。

多角度照射.png

同轴光照明

特点:类似于平行光的应用,光源前面带漫反射板,形成二次光源,光线主要趋于平行。用于半导体、PCB板、以及金属零件的表面成像检测,微小元件的外形、尺寸测量。(同轴光源,平行同轴光源)

同轴光照明.png

光源的形状如何选择?

条形光

1、条光照射宽度最好大于检测的距离,否则可能会照射距离远造成亮度差,或者是距离近而幅射面积不够;

2、条光长度能够照明所需打亮的位置即可,无须太长造成安装不便,同时也增加成本,一般情况下,光源的安装高度会影响到所选用条光的长度,高度越高,光源长度要求越长,否则图像两侧亮度传经比中间暗;

3、如果照明目标是高反光物体,最好加上漫射板,如果是黑色等暗色不反光产品,也可以拆掉漫射板以提高亮度。


环形光

1、了解光源安装距离,过滤掉某些角度光源;例如要求光源安装尺寸高,就可以过滤掉大角度光源,选择用小角度光源,同样,安装高度越高,要求光源的直径越大;

2、目标面积小,且主要特性在表面中间,可选择小尺寸0角度或小角度光源;

3、目标需要表现的特征如果在边缘,可选择90度角环光,或大尺寸高角度环形光;

4、检测表面划伤,可选择90度角环光,尽量选择波长短的光源。


条形组合光

1、条形组合光在选择时,不一定要按照资料上的型号来选型,因为被测的目标形状、大小各不一样,所以可以按照目标尺寸来选择不同的条形光源进行组合;

2、组合光在选择时,一定要考虑光源的安装高度,再根据四边被测特征点的长度宽度选择相对应的条形光进行组合。


背光源/平行背光

1、选择背光源时,根据物体的大小选择合适大小的背光源,以免增加成本造成浪费;

2、背光源四周一条由于的外壳遮挡,因此其亮度会低于中间部位,因此,选择背光源时,尽量不要使目标正好位于背光源边缘;

3、背光源一般在检测轮廓时,可以尽量使用波长短的光源,波长短的光源其衍射性弱,图像边缘不容易产生重影,对比度更高;

4、背光源与目标之间的距离可以通过调整来达到最佳的效果,并非离得越近效果越好,也非越远越好;

5、检测液位可以将背光源侧立使用;

6、圆轴类的产品,螺旋状的产品尽量使用平行背光源。


同轴光

1、选择同轴光时主要看其发光面积,根据目标的大小来选择合适发光面积的同轴光;

2、同轴光的发光面积最好比目标尺寸大1.5~2倍左右,因为同轴光的光路设计是让光路通过一片45度半反半透镜改变,光源靠近灯板的地方会比远离灯板的亮度高,因此,尽量选择大一点的发光面避免光线左右不均匀;

3、同轴光在安装时尽量不要离目标太高,越高,要求选用的同轴光越大,才能保证才均匀性。


平行同轴光

1、平行同轴光光路设计独特,主要适用于检测各种划痕;

2、平行同轴光与同轴光表现的牲点不一样,不能替代同轴光使用;

3、平行同轴光检测划伤之类的产品,尽量不要选择波长长的光源。

 

光源选择的注意事项

1、镜头的工作距离;

2、现场的安装障碍;

3、照明对象的现场实际情况;

4、照明对象特征是否存在特殊性;

5、图像是否需要彩色;

6、安装的便利性;

7、成本。

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