机器视觉硬件选型——光源选型

1. 光学基础

1.1 光谱

机器视觉行业常用的光是可见光以及红外光、紫外光。

1.2 光的反射

• 光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，叫做光的反射。
  
  

1.3 光的折射

• 光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射。
  

1.4 光的衍射

• 衍射（Diffraction）又称为绕射，波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象。衍射现象是波的特有现象，一切波都会发生衍射现象。
• 波长越长越容易发生衍射
  

1.5 光的波段

1.6 光颜色的合成与互补

2. 光源特性

2.1 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

2.2 LED光源的优势

• 照射的自由度：位置、方向、范围、亮度及平行光和扩散 光的选择
• 响应速度快：10μｓ（1/100万秒）
• 波长的选择性强，反射、漫射的最佳化
• 寿命长：约3万小时
• 综合运转成本低，耗电低，维护管理的工作量少

3. 常见光源类型

3.1 环形光

应用领域：
PCB基板检测、塑胶容器检测
IC电子元件检测、集成电路字符检测
显微镜照明、通用外观检测、液晶校正
提供不同角度照射，能突出物体的三维信息有效解决对角照射阴影问题

3.2 环形无影光源

3.3 条型光源

3.4 同轴光源

3.5 碗状光源

3.6 背光源

3.7 开孔背光源

3.8 平行背光源

3.9 点光源

3.10 AOI光源

3.11 方形漫射光源

3.12 线形光源

3.13 隧道光源

4. 光源选型

4.1 什么样的打光效果算好

4.2 常用的打光方式

4.3 光源的选型方法

   机器视觉光源是影响机器视觉系统输入的重要因素，它直接影响输入数据的质量和应用效果。针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。因此我们一般从以下几个方面去选择合适的光源照明

根据视野大小（视野要比被测物稍大），所选光源大小要保证照射所拍摄视野内区域亮度一致、均匀

• 根据物体的形状选择适合的光源
• 根据所检测物体的颜色选择光源
• 根据光源的角度选择光源，如果选择一个错误角度的光源，哪怕光源再亮，反射的光线却没有被镜头所吸收，图象也是黑的
  

我们无论从那个方面选择光源，最终的目的是为了在提取图像时能够将被测物与背景明显区分开来，最大程度的突出被测物体的特征点。其次是要保证所选光源的均匀稳定性。
在我们实际工作中选择光源打光时，是没有固定方式可言的。在实际应用当中很多时候我们还要考虑其它因素的影响，例如工作距离，安装空间，照射方式，客户成本还有相机、镜头等硬件因素的影响。我们只能利用光学原理加上实际经验，多思考，方能做出令人满意的效果。