机器视觉光源选型

光源选型"/>

机器视觉光源选型

光源主要有环形光源、背光源、条形光源、同轴光源、AOI专用光源、球积分光源、线形光源、点光源、组合条形光源、对位光源

1.环形光源

        环形光源提供不同照射角度、不同颜色组合，更能突出物体的三维信息;高密度LED阵列，高亮度;多种紧凑设计，节省安装空间;解决对角照射阴影问题;可选配漫射板导光，光线均匀扩散。应用领域:PCB基板检测，IC元件检测，显微镜照明，液晶校正，塑胶容器检测，集成电路印字检查。

光出射角度值在0°~90°。
0°~45°为低角度环形光源，目前应用案例包括手机金属外框划痕检测、光滑表面的划痕、破损检测以达到突显物体轮廓及划伤，破损的效果
60°~90°光出射角度集中照射被测物表面，突显物体的表面对不同特性，应用案例有：电感锡面检测，USB接口网线接口等不同数据接口的pin针检测，高尔夫球T端面检测，以及平面喷码检测。

1 角度照明

特点及应用：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。较常用于液晶校正、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。

可用光源：30、45、60、75等角度环光。

 2.垂直照明

特点及应用：照射面积大、光照均匀性好、比较适用于较大面积照明。可用作基底和线路板定位、晶片部件检查等。

可用光源：0角度环光、条型光源、面光源。

3.低角度照明

特点及应用：对表面凹凸表现力强。比较适用于晶片或玻璃基片上的伤痕检查。

可用光源：90度环光。

2.背光源

      用高密度LED阵列面提供高强度背光照明，能突出物体的外形轮廓特征，尤其适合作为显微镜的载物台。红白两用背光源、红蓝多用背光源，能调配出不同颜色，满足不同被测物多色要求。应用领域:机械零件尺寸的测量，电子元件、IC的外型检测，胶片污点检测，透明物体划痕检测等。

    底部发光的标准背光源可应用于显微镜载物台，突出被测物的外形轮廓并由高密度的LED阵列提供高亮度的背光照明。应用于透明物体的毛边，污渍，划痕检测。 

  背光照明

特点及应用：发光面是一个漫射面，均匀性好。可用作镜面反射材料，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。

可用光源：背光源、平行背光源。

3.条形光源

     条形光源是较大方形结构被测物的首选光源;颜色可根据需求搭配，自由组合;照射角度与安装随意可调。应用领域:金属表面检查，图像扫描，表面裂缝检测，LCD面板检测等。

  尺寸灵活小巧，可适应不同位置，主要适用于检测较大方形结构被测物效果明显。
目前应用案例包括裂纹，一维二维码读取。注塑件毛边检测，高尔夫球Tee文字检测。

4.同轴光源

        同轴光源可以消除物体表面不平整引起的阴影，从而减少干扰;部分采用分光镜设计，减少光损失，提高成像清晰度，均匀照射物体表面。高强度均匀的光线通过分光镜后与镜头同轴的光线，采用特殊材料抑制反光造成的重影。提高成像清晰度。适用于反光率高的被测便面的划痕，印字检测。应用领域:系列光源最适宜用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测，芯片和硅晶片的破损检测，Mark点定位，包装条码识别。

同轴光照明

特点及应用：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。用作半导体、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。

可用光源：同轴光源，平行同轴光源。

5.AOI专用光源

        不同角度的三色光照明，照射凸显焊锡三维信息;外加漫射板导光，减少反光;不同角度组合;应用领域:用于电路板焊锡检测。

   具有高亮度，均匀性好，空间分辨率高的特点；由三组独立控制的环形光源以高中低不同角度照射电路板，很好的把电路板上的元件电极、焊盘、焊点等不用倾斜度的特征凸显出来。应用领域多层次物体检测，插件焊点检测，贴装，焊锡检测。

多角度照明

特点及应用：RGB三种不同颜色不同角度光照，能够实现焊点的三维信息的提取。比较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。

可用光源：AOI光源。

6.球积分光源

        具有积分效果的半球面内壁，均匀反射从底部360度发射出的光线，使整个图像的照度十分均匀。应用领域:合于曲面，表面凹凸，弧形表面检测，或金属、玻璃表面反光较强的物体表面检测。

碗状光照明

特点及应用：360度底部发光，通过碗状内壁发射，形成球形均匀光照。用作检测曲面的金属表面文字和缺陷。

可用光源：球积分光源，通常也叫圆顶光、漫反射光源。

7.线形光源

     超高亮度，采用柱面透镜聚光，适用于各种流水线连续检测场合。应用领域:阵相机照明专用，AOI专用。   

8.点光源

        大功率LED，体积小，发光强度高;光纤卤素灯的替代品，尤其适合作为镜头的同轴光源等;高效散热装置，大大提高光源的使用寿命。应用领域:适合远心镜头使用，用于芯片检测，Mark点定位，晶片及液晶玻璃底基校正。

9.组合条形光源

        四边配置条形光，每边照明独立可控;可根据被测物要求调整所需照明角度，适用性广，可独立控制亮度，安装灵活，高亮度，高精度照明。应用案例:CB基板检测，IC元件检测，焊锡检查，Mark点定位，显微镜照明，包装条码照明，球形物体照明等。

10.对位光源

        对位速度快;视场大;精度高;体积小，便于检测集成;亮度高，可选配辅助环形光源。应用领域:VA系列光源是全自动电路板印刷机对位的专用光源。

11 红外光源
应用案例包括：夜视场合（当可见光不足时，红外线可用于夜视设备）、军事、工业场合（红外辐射可用于远程确定物体的温度（如果发射率已知）。这被称为温度记录法，或者在NIR中非常热的物体或可见的情况下称为高温测定法。热成像主要用于军事和工业应用。）需加热场合（红外辐射可以用作故意的加热源。例如，它被用在红外线桑拿房中以加热居住者、去除飞机机翼上的冰。）
12 紫外光源
应用案例包括：重氮复印技术、光刻曝光、诱杀田间害虫、鸡舍畜圈的灭菌

类型	光效(Im/W)	平均寿命/(h)	色温/K	特点
卤素灯	12~24	1000	2800~3000	发热量大，价格便宜，形体小
荧光灯	50~120	1500~3000	3000~6000	价格便宜，适用于大面积照射
LED灯	110~250	100000	全系列	功耗低，使用寿命长，发热小，价格便宜，使用范围广
疝灯	150~330	1000	5500~12000	光照强度高，可连续快速点亮
激光		50000	全系列	具有良好的方向性，单色性与相干性

光源颜色
常用光源颜色有：白色、蓝色、红色、绿色、红外、紫外
代码 颜色 波长（nm）
R 红 625
G 绿 517
B 蓝 465
V 紫 400
W 白 色温：5500k
IR 红外 850
UV 紫外 385
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3300与5000K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，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，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；
互补色：也称为对比色，互补色在色环上相互对应。两种互补色等强度混合可以得到白色。如果希望更加鲜明地突出某些颜色，则选择色环上想对应的互补颜色，这样可以明显地提高图像的对比度。
互补色：也称为对比色，互补色在色环上相互对应。两种互补色等强度混合可以得到白色。如果希望更加鲜明地突出某些颜色，则选择色环上想对应的互补颜色，这样可以明显地提高图像的对比度。

照明方式
光源是影响机器视觉图像质量的重要因素，照明对输入数据的影响至少占到 30 % 。好的打光方式可以准确捕捉物体特征，提高物体与背景的对比度。
1、照射光的种类
(1)直射光
主要来自于一个方向的光，可以在亮色和暗色阴影之间产生相对高的对比度图像。
(2)漫射光（扩散光）
各种角度的光源混合在一起的光。日常的生活用光几乎都是扩散光。
(3)偏振光
在垂直于传播方向的平面内，光矢量只沿某一个固定方向振动的光。通常是利用偏光板（片）来防止特定方向的反射。
(4)平行光
照射角度一致的光。太阳光就是平行光。发光角度越窄的LED直射光越接近平行光。
对比度：对比度对机器视觉来说非常重要。机器视觉应用的照明的最重要的任务就是使需要被观察的特征与需要被忽略的图像特征之间产生最大的对比度，从而易于特征的区分。对比度定义为在特征与其周围的区域之间有足够的灰度量区别。好的照明应该能够保证需要检测的特征突出于其他背景。常见的打光方式有以下几种：