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按照明方式分类:
- 直接照明:光源直接照射到被检测物体上,如常见的环形灯、条形灯等,这种方式光照强度高,能突出物体表面特征和细节,但可能会产生较强的反光,适用于物体表面纹理、形状等特征明显的检测。
- 间接照明:通过漫反射板等将光线反射到物体上,使光线更加均匀柔和,可减少反光对检测的影响,常用于检测光滑表面或对反光敏感的物体。
- 同轴光照明:以一定角度向物体发射光线,然后用同一角度的镜头接收反射光,它能有效避免物体表面反光造成的干扰,适用于检测平面物体、有光泽的物体以及需要突出物体边缘轮廓的场合。
- 漫射光照明:使用特殊材料制成的漫射板,使光线均匀散射后再照射到物体上,可实现无阴影照明,常用于检测透明或半透明物体内部缺陷、尺寸测量等。
- 结构光照明:将特定结构的光条纹投射到物体表面,根据光条纹的变形程度来获取物体表面的三维信息,常用于三维形状测量、物体识别等领域。
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按光谱特性分类 :
- 可见光光源:包括白炽灯、荧光灯、LED灯等,其发出的光在可见光范围内,LED 光源具有节能、寿命长、发光效率高、颜色可选性强等优点,应用最为广泛。
- 红外光光源:发出的光处于红外光谱范围,可用于夜视、热成像、红外检测等领域,能够穿透一些薄雾和烟尘,对一些在可见光下难以观察到的物体或特征进行检测。
- 紫外光光源:紫外光具有较高的能量,可用于杀菌消毒、荧光检测、紫外光通信等领域,在机器视觉中,常用于检测物体表面的化学成分、微小缺陷、荧光特性等。
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按光源形状分类 :
- 环形光源:呈环状分布,可提供均匀的光线,常用于检测圆形物体、孔洞、边缘等,能够突出物体的边缘轮廓,减少阴影。
- 条形光源:为长条形,可根据需要选择不同的长度和宽度,适用于大面积的照明和检测,如检测大型物体的表面质量、尺寸测量等。
- 点光源:光线集中,可用于局部照明或对特定区域进行高精度检测,如芯片引脚检测、小零件的缺陷检测等。
- 面光源:发光面积较大,光照均匀性好,可用于背光照明、大面积的物体检测等,如液晶显示屏的缺陷检测。
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按工作原理分类 :
- 气体放电光源:如汞灯、钠灯等,通过气体放电产生光线,具有特定的光谱特性和较高的光效,但启动时间长、能耗较高。
- 固体发光光源:如LED灯,由半导体材料制成,具有体积小、重量轻、寿命长、响应速度快等优点,是当前最常用的机器视觉光源之一。
- 激光光源:通过受激辐射产生高度相干、单色性好、方向性强的激光束,可用于高精度的测量、切割、打标等任务。
在选择视觉光源时,需要考虑以下几个方面:
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检测目标的特性 :
- 形状:对于圆形物体或需要突出边缘轮廓的物体,可选择环形光源;对于长条形物体或大面积物体,可选择条形光源或面光源。
- 材质:不同材质对光的反射和吸收能力不同,金属材质的物体反光性较强,可能需要采用漫反射照明或同轴光照明来减少反光的影响;而塑料材质的物体对光的吸收和反射相对较弱,可选择直接照明或其他合适的照明方式。
- 颜色:根据被测物体与背景的颜色对比度,选择合适的光源颜色,如果被测物体和背景颜色接近,可选择与两者颜色差异较大的光源来提高对比度;如果被测物体有明显的颜色特征,可选择能够突出该颜色的光源。
- 透明度:对于透明或半透明的物体,可选择背光照明或漫射光照明来观察其内部结构和缺陷;对于不透明的物体,则需根据其表面特性选择合适的照明方式。
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检测环境和条件 :
- 环境光干扰:在有强环境光的情况下,如室外或有其他强光源干扰的环境,应选择抗干扰能力强的光源,如高亮度的LED光源或使用脉冲光源,也可采用遮光罩、滤光片等辅助设备来减少环境光的影响。
- 工作距离:根据相机与被测物体之间的距离选择合适焦距和发光角度的光源,如果工作距离较远,需要选择具有较大发光角度和足够亮度的光源,以确保光线能够覆盖到整个被测物体。
- 安装空间:考虑光源的安装位置和空间限制,有些情况下,可能只能选择小型的、紧凑式的光源,或者需要选择可以灵活安装的光源型号。
- 温度要求:某些工作环境对温度有特殊要求,如高温环境下可能需要选择耐高温的光源,低温环境下则需要确保光源能够在低温条件下正常工作。
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检测精度和速度要求 :
- 精度要求:对于高精度的检测任务,如微小尺寸测量、精细缺陷检测等,需要选择具有高分辨率、低畸变、高均匀性的光源,如同轴光照明、结构光照明等。
- 速度要求:如果需要快速获取图像和进行检测,应选择响应速度快、亮度稳定、能够瞬间达到所需亮度的光源,如LED光源或脉冲光源。
视觉光源的类型多种多样,每种类型都有其特点和适用场景,在选择视觉光源时,需要综合考虑以上因素,才能选择出最适合具体应用需求的光源,从而获得清晰、准确的图像和可靠的检测结果。