机器视觉光源之LED光源

用于机器视觉中的LED光源可以分为两大类：正面照明LED光源和背面照明LED光源。

1) 正面照明LED光源用于检测物体表面特征；

2) 背面照明LED光源用于检测物体轮廓或透明物体的纯净度。

正面照明LED光源按照结构不同，又可分为环形光源、条形光源、同轴光源和方形光源。目前，环形光源用得最多，包括直接照射环形光源、漫反射环形光源、Dome光源等。

1) 直接照射环形光源，适用于不反光物体的检测；

2) 漫反射环形光源，适用于反光物体的检测；

3) Dome光源也是漫反射光源的一种，但它是通过半球型的内壁多次反射，可以完全消除阴影。主要用于检测球型或曲面物体。

按照照射角度的不同，直接照射环形光源可分为：垂直照射环形光源、带角度环形光源、低角度环形光源和水平照射环形光源等。可以简单理解为：每个LED的光轴和环形灯外壳之间的夹角，依次为0°、20°、60°和90°(具体型号可能会稍有变化)。

不同的照明角度适用于不同的检测要求。垂直照明和带角度照明为明视野照明，也就是被测物体表面大部分反光都能进入摄像头，故背景呈白色，比如物体表面突出特征的检测。低角度照明和水平照明为暗视野照明，也就是被测物体表面大部分反光都不进入摄像头，故背景呈黑色，只有物体高低不平之处的反光进入摄像头，比如金属表面划痕的检测，背景呈黑色，划痕呈白色。同时，垂直照明和带角度照明的区别在于，前面一种的照射距离较远，后者较近。低角度环形照明和水平照射环形照明的区别也是这样。同时，漫反射环形也有直射和低角度之分。

低角度漫反射条形灯，有两个应用。一个是宽幅检测，2个或4个条形组合使用，另一个是线扫描的照明。

另外一个应用，就是线扫描照明。目前线扫描项目逐渐增多。线扫描相机每次都是采集一条线，且曝光时间短，对光源亮度要求很高。光源需要采用聚光型，集中照到一条线上，这样才能准确控制图象稳定。线扫描的照明，常用的有几种办法：超高亮LED+聚光镜、光纤+聚光镜、高频荧光灯+聚光镜。超高亮LED+聚光镜，寿命长不用说，但成本较高，照射距离可能会受一些限制；光纤亮度高，但成本贵；高频荧光灯，成本较低，但需要隔一定时间换灯管。