机器视觉光源的选择

石鑫华视觉

如何选择机器视觉光源

       机器视觉光源的选择，其实是一个比较考经验的问题。很多的系统集成者认为光源只是一个小小的零配件，其作用不重要，往往都是先行设计好机构，然后再来考虑视觉系统的光源相机镜头部分。这里面就会存在非常大的风险。如果一般的产品，大部分的光源可以解决的，倒是没有太多问题。当有一些特殊的检查对象，也许所有的视觉光源试用完了，发现只有那么一、两种可以使用，而且与设计制作的机构有很大的干涉、冲突，这时就比较杯具了，要想完成视觉功能，就必须修改机构。
       通常我们一般都建议客户先做光学实验，选择合适的光源、相机、镜头，然后再进行机构设计。这样可以减少许多风险，至少可以在前期就能确定使用机器视觉能否解决问题。
作为在这行业多年经验的工程师，决定使用什么光源和照明方式，可以从以下角度考虑：
被测物体的特征

       从石鑫华视觉其它内容了解到，照明的目标是突出被检测物体，提高对比度，所以被测物体的特征是最为重要的。这需要大量的试验和经验积累。例如，光滑表面上的划痕需要用低角度的掠射，使表面反射的光线不能进入镜头，而划痕等瑕疵会改变光线的方向，从而形成黑色背景上的突出特征，对比度高，处理起来很容易。或者使用同轴光等同轴类的光源，将正常的表面表现的比较明亮，而划痕缺陷表现成不反光的黑色。
工作距离

         5mm和500mm的距离采用的光源显然是不可能一样的，光源到被则物体的距离决定了光源的很多指标 ，对于光源，光照度和距离的平方成反比，一般情况下，照度可以用这个规律来近似。而对于大部分的光源、如条形光源、环形光源、同轴光源、无影光源等，其均匀性是随着工作距离增加提高的。所以，如果需要较均匀的光源时，可以考虑适当提高光源的工作距离。
视场大小

        形成一个50mm直径和一个500mm直径的均匀视场所采用的光源是不可能一样的。视场越小，形成均匀照明越简单。因为大部分的光源，都可以在比较小的视野内形成均匀的照明。而随着视野的增大，光源要想再提供均匀的照明，就必须加长加宽，这样才能提供均匀照明。视野越大，可供选择的光源越少，受限制也越多。
光源亮度

        光源的亮度或者说是功率，某种型号的光源的亮度通常都是固定的。大部分的视觉应用，一般的光源亮度都是够用的。但是不排除一些特殊的应用，如高速拍摄时、复杂环境光拍摄时。高速拍摄，需要相机的曝光时间尽可能的短，通常在几十到几百微秒之间。这样的曝光时间，对光源的亮度要求非常高。这时就需要选择高亮的光源，或者使用频闪控制器等硬件来提高光源的亮度。而复杂的环境光，为了减少环境光源的干扰，也需要把光源亮度提高，从而可以减小镜头的光圈、或相机的曝光时间，来达到检测目的。
安装方式

        如何安装到机械结构上，有多大的安装空间给光源？这种情况，通常是先进行机构设计后选择光学系统所造成的。或者是对整个机台的安装有要求时才会提出要求。通常来说，设备都是光学实验数据的。如果有特殊要求的，需要向光学实验者提出。从而选择比较适合的光源。