光源顏色(波長)選擇策略光源的顏色(發射光譜的中心波長)是機器視覺照明設計中至關重要的策略性選擇,直接影響目標特征與背景的對比度。選擇依據的重要是被測物顏色及其光學特性。互補色原理是常用策略:照射的顏色與物體顏色互為補色時,物體吸收更多光而顯得更暗,背景(若反射該光)則亮,從而大化對比度。例如,用紅光照射綠色物體,綠色物體會吸收紅光(顯得暗),而白色背景反射紅光(顯得亮)。有時也用同色光照射以增強該顏色的飽和度。此外,某些材料對特定波長有獨特吸收/反射/熒光特性(如紅外穿透塑料、紫外激發熒光)。結合相機前的帶通濾鏡,只允許特定波長的光進入相機,可有效抑制環境光干擾并增強目標光信號。常用單色光源波長包括:紅光(630-660nm),通用性好,對金屬劃痕敏感;綠光(520-530nm),人眼敏感,相機量子效率高,常用于高分辨率檢測;藍光(450-470nm),對細微紋理、劃痕敏感(短波長衍射效應弱),常用于精密檢測;白光則提供全光譜信息,適用于顏色檢測或多特征綜合判斷。選擇時需考慮相機傳感器的光譜響應曲線。光源選擇直接影響成像質量。蚌埠環形光源點

技術持續演進,主要趨勢體現在:更高亮度與效率:LED芯片技術(如倒裝芯片、COB封裝、新材料如GaN-on-Si)不斷提升光效(lm/W),在更小體積/功耗下提供更強照明,滿足高速、高分辨率檢測需求。更智能與集成化:光源控制器集成更強大的處理能力和通信協議(如IO-Link, OPC UA),實現更復雜的照明序列控制、狀態監測、預測性維護和與AI視覺系統的深度協同。波長拓展與定制:更多特殊波長LED(深紫外DUV、特定紅外波段)商業化,滿足新興應用;定制化光譜輸出成為可能。微型化與模塊化:光源尺寸持續縮小以適應緊湊空間(如內窺鏡、微型傳感器、消費電子產品檢測),模塊化設計便于快速組合與更換。計算照明(Computational Lighting):結合可控光源和算法,主動優化照明模式(如結構光變種、自適應照明)以比較好方式揭示特定特征,超越被動照明。多模態融合:光源與其他傳感技術(如熱成像、3D激光掃描)集成,提供更覆蓋的信息。成本優化:隨著技術成熟和規?;?,高性能光源成本持續下降,拓寬應用范圍。可持續性:更高能效、更長壽命、可回收材料設計日益重視。這些發展將推動機器視覺在更復雜場景(如弱光、強干擾、微觀世界)中實現更智能、更精細的感知。江蘇環形光源同軸光用于檢測光滑表面的劃痕。

條形光源:方向性照明與靈活組合條形光源(BarLight)由直線排列的LED組成,結構簡單緊湊,具有極強的方向性和靈活性。其重要價值在于能提供可控角度的定向照明。通過調整條形光相對于被測物和相機的位置、角度和數量,工程師可以精確地“雕刻”光線,以突出特定的特征:低角度照明(<30°):光線近乎平行于表面,能戲劇性地凸顯微小的高度差、劃痕、凹陷、凸起、邊緣或雕刻/印刷的字符(產生陰影效果),非常適合表面缺陷檢測(劃痕、壓痕、異物)和字符識別;高角度照明(>45°):提供更均勻的表面照明;多條形光組合:如兩側對稱布置、交叉布置、四邊布置等,可以消除單側陰影、增強特定方向特征或實現大量覆蓋。條形光源通常設計有不同長度、照射角度(如0°,30°,45°,60°,90°)、漫射選項(直射或帶漫射罩)和顏色。其模塊化特性允許根據檢測需求靈活拼接和排布,成本相對較低。應用領域大量,包括檢測連續材料(紙張、薄膜、織物)的缺陷、產品邊緣輪廓、包裝密封性、大型物體(如車身面板)的表面質量等。配置時需仔細調整角度和位置以達到比較好效果。
點光源與光纖導光:精細聚焦與微距應用在機器視覺中,當需要極高亮度、極小光斑或深入狹窄空間進行照明時,點光源(SpotLight)結合光纖導光技術成為關鍵解決方案。點光源通常指能產生高度匯聚光束的光源單元,而光纖(如玻璃光纖束或液體光導管)則負責將光線從光源發生器高效、靈活地傳導至遠端需要照明的微小區域。這種組合的重要優勢在于:極高的光強密度:可將強大光能匯聚于微小目標點;靈活性與可達性:光纖非常細小柔韌,可輕易伸入設備內部、深孔、縫隙或復雜結構周圍進行照明,不受空間限制;熱隔離:光源發生器(常為高功率鹵素燈或LED)可放置在遠離檢測點的地方,避免熱量影響敏感的被測物或光學元件;光斑形狀可控:通過在光纖輸出端加裝微型透鏡或光闌,可精確控制光斑的大?。◤暮撩准壍絹喓撩准墸⑿螤睿▓A點、線、方框)和照射角度。點光源光纖照明在微電子(芯片、引線鍵合、焊點檢測)、精密機械(鐘表零件、微型齒輪)、生物醫學(內窺鏡輔助)、科研顯微以及需要局部高亮照明的場景(如微小劃痕、特定標記點檢查)中不可或缺。選擇時需平衡光強需求、光斑尺寸、光纖長度(光損)和光源的穩定性。多通道光源可切換不同波長。

在機器視覺系統的精密架構中,光源常常被視為一個基礎而非重點的組件,然而這種看法嚴重低估了其至關重要的作用。光源的本質功能遠不止于簡單地照亮物體,而是通過精心的光學設計,主動塑造并增強目標物體關鍵特征與其背景之間的對比度,為后續的圖像采集和處理提供比較好的原始數據。一個良好的光源解決方案能夠將需要檢測的缺陷、字符、邊緣或紋理清晰地凸顯出來,同時比較大限度地抑制不必要的背景干擾和噪聲,從而極大地簡化了圖像處理算法的復雜性,并直接提升了整個系統的檢測精度、可靠性以及重復性。可以說,圖像質量的好壞,超過70%的因素取決于照明條件的選擇與設計。如果照明階段失敗,即使使用較先進的相機和更復雜的算法,也難以挽回性地獲得理想的檢測結果。因此,光源是機器視覺應用成功的真正基石和第一步,其選擇與配置必須經過深思熟慮和嚴格的實驗驗證,它決定了整個系統的性能上限。工程師必須像選擇相機和鏡頭一樣,甚至投入更多的精力來選擇和設計照明方案,充分考慮被測物的材質、顏色、形狀、表面反光特性、運動速度以及環境光條件等多種因素,進行綜合判斷與測試。漫射板使光線更柔和均勻。臺州條形光源側背
鹵素燈提供全光譜連續光。蚌埠環形光源點
汽車制造涉及海量零部件和復雜裝配,機器視覺光源支撐著眾多關鍵檢測環節:零部件尺寸與幾何量測量:高精度背光(結合遠心光路)用于測量墊片、活塞環、精密齒輪等輪廓尺寸;結構光用于車身面板間隙面差測量。表面缺陷檢測:金屬件(缸體、曲軸、齒輪):低角度條形光或環形光突顯機加工紋路、劃痕、毛刺、凹坑;漆面/外飾件(車門、保險杠):穹頂光(抑制眩光)檢查橘皮、顆粒、流掛、污染、光澤不均;塑料內飾件:環形光或同軸光檢查注塑缺陷、縮痕、熔接線、皮革紋理。裝配驗證:螺釘擰緊:檢查螺釘頭類型、有無、是否浮起(常用環形光);線束插接:檢查插頭是否到位、鎖扣是否扣緊(環形光或局部照明);密封膠涂敷:檢查膠條連續性、位置、寬度(常需特定波長或背光)。字符與條碼識別:零件上的DPM碼(直接部件標記,如激光雕刻、點刻)常用低角度照明(產生陰影)或同軸光讀取。輪胎檢測:檢查胎紋、側壁文字、缺陷(結構光、多角度照明)。玻璃檢測:檢查車窗、擋風玻璃的劃痕、結石、氣泡(透射光、暗場照明)。光源需適應汽車廠嚴苛環境(油污、震動、溫度變化)并滿足高節拍生產要求(頻閃照明)??煽康墓庠词潜U掀囐|量和自動化生產的關鍵要素。蚌埠環形光源點