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專注于機器視覺、AI人工智能、激光、視覺檢測設備！
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2020-05-13 08:48:19 責任編輯： 瑞智光電 0
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。機器視覺光源是機器視覺系統極為關鍵的部分之一，直接影響圖片質量的好壞，關系到系統的成敗，其重要性無論如何強調都不過分。
好的光源能夠使你需要尋找的特征非常明顯，除了是攝像頭能夠拍攝到部件外，好的光源應該能夠產生最大的對比度、亮度足夠且對部件的位置變化不敏感。光源選擇好了，剩下來的工作就容易多了。既然機器視覺光源在機器視覺系統中這么重要，那么接下來我們就來詳情地了解一下機器視覺光源！
一、機器視覺光源選型基本要素
1、對比度：對比度對機器視覺來說非常重要。機器視覺應用的照明的最重要的任務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生最大的對比度，從而易于特征的區分。對比度定義為在特征與其周圍的區域之間有足夠的灰度量區別。好的照明應該能夠保證需要檢測的特征突出于其他背景。
2、亮度：當選擇兩種光源的時候，最佳的選擇是選擇更亮的那個。當光源不夠亮時，可能有三種不好的情況會出現。第一，相機的信噪比不夠；由于光源的亮度不夠，圖像的對比度必然不夠，在圖像上出現噪聲的可能性也隨即增大。其次，光源的亮度不夠，必然要加大光圈，從而減小了景深。另外，當光源的亮度不夠的時候，自然光等隨機光對系統的影響會最大。
3、魯棒性：是看光源是否對部件的位置敏感度最小。當光源放置在攝像頭視野的不同區域或不同角度時，結果圖像應該不會隨之變化。方向性很強的光源，增大了對高亮區域的鏡面反射發生的可能性，這不利于后面的特征提取。
1、照明目標，提高目標亮度；
2、形成最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；
5、降低系統設計的復雜度；
6、突出測量特征，簡化圖像處理算法；
7、提高視覺系統的定位、測量、識別精度，以及系統的運行速度。
機器視覺LED光源按形狀通常可分為以下幾類:
1、條形光源
條形光源是較大方形結構被測物的首選光源，顏色可根據需求搭配，自由組合，照射角度與安裝隨意可調。
（1）條形光源的特點：
a、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。
b、采用特殊光學透鏡，有效改變LED照射角度。
c、采用標準模具成型、拼接安裝，結構穩定。
d、可選漫射版導光，光線均勻。
e、尺寸、顏色可以根據實際需求定制。
（2）條形光源應用領域：
a、可用于電子元件識別與缺陷檢測；
b、文字、形狀識別等；
c、金屬表面檢查；
d、圖像掃描；
e、表面裂縫檢測；
d、LCD面板檢測等。
2、環形光源
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。
（1）環形光源的特點：
環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；多種緊湊設計，節省安裝空間；解決對角照射陰影問題；可選配漫射板導光，光線均勻擴散。
A、垂直照射環形光源的特點：
a、用高亮度LED高密度安裝，提供紅、綠、藍、白、紅外、紫外等顏色；
b、照明面積較大，光照均勻性好，適用于較大面積照明；
c、可用于底基和線路板定位、晶片部件的檢查等。
B、角度照射環形光源的特點：
a、用超高亮度LED高密度安裝，提供紅、綠、藍、白、紅外、紫外等顏色；
b、在一定工作距離下，光束集中亮度高，均勻性好，照射面積相對較小；
c、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。
C、低角度環形光源的特點：
a、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；
b、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。
D、無影環形光源的特點：
a、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；
b、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。
（2）環形光源應用領域：
a、PCB基板檢測；
b、IC元件檢測；
c、顯微鏡照明；
d、液晶校正；
e、塑膠容器檢測；
f、集成電路印字檢查；
g、毫米級小型透明貼片檢測。
3、背光源
用高密度LED陣列面提供高強度背光照明，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、紅藍多用背光源，能調配出不同顏色，滿足不同被測物多色要求。
（1）背光源的特點：
a、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；
b、經過特殊導光材料優化光路，平行性好；
c、適合外觀檢測，或者尺寸測量；
d、可安裝于底部背光源和側部背光源表面；
（2）背光源應用領域：
a、機械零件尺寸的測量；
b、電子元件、IC的外型檢測；
c、膠片污點檢測；
d、透明物體劃痕檢測等。
4、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；部分采用分光鏡設計，減少光損失，提高成像清晰度，均勻照射物體表面。
（1）同軸光源的特點：
a、采用特殊照明設計，達到高均勻性；
b、特殊導熱材料，散熱好，穩定性高；
c、使用分鏡頭，提供優質光學效果；
d、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。
（2）同軸光源應用領域:
a、同軸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；
b、芯片和硅晶片的破損檢測；
c、Mark點定位；
d、包裝條碼識別。
5、點光源
大功率LED，體積小，發光強度高；光纖鹵素燈的替代品，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。
（1）點光源的特點：
a、使用大功率LED，顏色可選，體積小，發光強度高；
b、可組合使用做重點照明或者補光照明；
c、光釬鹵素燈的替代品，可配合同軸鏡頭代替同軸光使用。
（2）點光源應用領域:
適合遠心鏡頭使用，用于芯片檢測，Mark點定位，晶片及液晶玻璃底基校正。
6、AOI專用光源
（1）AOI專用光源的特點：
a、不同角度的三色光照明，照射凸顯焊錫三維信息；
b、外加漫射板導光，減少反光；
c、不同角度組合。
（2）AOI專用光源應用領域:
用于電路板焊錫檢測。
7、球積分光源
（1）球積分光源的特點：
具有積分效果的半球面內壁，均勻反射從底部360度發射出的光線，使整個圖像的照度十分均勻。
（2）球積分光源應用領域:
適合于曲面，表面凹凸，弧形表面檢測，或金屬、玻璃表面反光較強的物體表面檢測。
8、線形光源
（1）線形光源的特點：
超高亮度，采用柱面透鏡聚光，適用于各種流水線連續檢測場合。
（2）線形光源應用領域:
用于帶狀薄膜，包裝物，LCD的缺陷檢測，金屬板的傷痕和變色的檢測，液晶元件的檢測。
9、組合條形光源
（1）組合條形光源的特點：
四邊配置條形光，每邊照明獨立可控;可根據被測物要求調整所需照明角度，適用性廣。
（2）組合條形光源應用領域:
CB基板檢測，IC元件檢測，焊錫檢查，Mark點定位，顯微鏡照明，包裝條碼照明，球形物體照明等。
10、對位光源
（1）對位光源的特點：
a、對位速度快；
b、視場大；
c、精度高；
d、體積小，便于檢測集成；
e、亮度高，可選配輔助環形光源。
（2）對位光源應用領域:
對位光源是全自動電路板印刷機對位的專用光源。
