TA的每日心情 | 擦汗
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发表于 2014-12-4 11:42:42
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面光源
机器视觉论坛http://visionbbs.com
什么是面光源
面光源，即形状为面状的机器视觉专用LED光源。机器视觉行业里的指的面光源，是指机器视觉专用的视觉光源，而不是指民用照明里用的光源。现在行业里最常见的光源类型为LED类型的光源。所以当前行业里所指的面光源默认是指面状的LED类型的专用机器视觉光源。
面光源常规参数面
光源，作为机器视觉中的一种常规产品，本身有许多的参数。各种参数的选择不当，会给机器视觉项目带来不同的结果。因此了解其本身的参数，对于机器视觉项目的成败很重要。
面光源的长度
面光源，与条形光源类似，有一些常规的叫法：面光源-XXXYYY-C，其中的XXX通常是指光源的长度，而YYY则是指光源的宽度，C是指光源的颜色。面光源的长度通常有两种命名方法，较为常见的是直接以外形尺寸命名的长度，即光源的外形机械尺寸的总长度是多少，则光源就会命名为多少；另一种则是以光源的有效发光面积的长度来命名光源的长度的，这种命名方法相对要少一些，不过也有一些厂家是这样命名的。不同长度的面光源，可能的组合会是无穷多的，短的可以是三五十毫米，长的则可以做到四五百毫米的长度。这样就构成了一系列长短不同的光源。机器视觉应用中比较常见的面光源长度有27mm、50mm、100mm、150mm、200mm、300mm等。当然中间可能还有许多其它尺寸，如60、80、110、180、250mm等等。所以面光源的型号是非常多的。不过一般来讲，厂家也不会生产出所有长度尺寸的光源，这样研发设计成本太高，一般都是会间隙几十毫米或几百毫米做一款面光源。长度越短时，则间隔越小。如果一个产品需要一个70mm的有效发光的光源，厂家如果有50、100mm的光源时，则可以直接使用100mm的光源。虽然直接使用100mm的面光源成本会有所上升，但是比定做一个70mm的光源肯定要省钱。除非是确定有非常多的量，重新设计一个的成本平摊到所有产品上可以忽略时，则可以重新设计一款新的光源。
面光源的宽度
在上面面光源的命名中，提到的面光源型号命名中，通常会包含一个宽度信息，这个宽度信息就是指面光源的宽度。面光源的宽度，与长度定义基本一样，只是其具体说明的是面光源的宽度信息。
面光源很多时候是正方形的，因此其宽度与长度通常是一样的。当然也有一些是按照长宽比4：3来设计的，也有一些是按照长宽比2：1来设计的。
面光源的颜色
光源的颜色，这个不仅仅是面光源的参数，所有的光源都有这个参数。光源的颜色就是指光源发出的光的颜色，在光学里则表现为光源辐射出来的光谱波长。比较常见的光源颜色有红色R、蓝色B、白色W，另外还会有一些如绿色G、黄色Y、紫外UV、红外IR等。
面光源的颜色，常规颜色对成本的影响比较小，红、绿、蓝、白等光源的成本基本上差不多。而红外、紫外等颜色的光源，成本会高于常规颜色的光源。特别是是波长很短的紫外光源，其成本增加非常明显，如用于固化的365nm的紫外光源，其成本就远远高于普通的蓝光源。
光源的颜色因为是和波长相关的，而即使同样的颜色的光源，如红色，可能其波长也是略有不同的。白色光源因为是复色光，其中包含了许多的光谱，因此其一般是讲色温。色温不同的光源，其看到的效果也会有不同，较低色温的白色光源发蓝，会有偏冷的感觉；较高色温的光源则发黄，会有偏暖的感觉。
光源的颜色对照明效果的影响也是非常明显的。不同颜色照明同样的产品时，其得到的效果会有比较大的差别。
多色排线在白色光源与的彩色图像
多色排线在白色光源下的灰度图像
多色排线在红色光源下的灰度图像
多色排线在绿色光源下的灰度图像
多色排线在蓝色光源下的灰度图像
不过对于面光源来讲，因为其一般都是充当背光照明的，所以很少能看到产品的表面细节内容。因此其颜色的选择，对轮廓成像基本上不会有太大的影响。如果非要确定颜色的好坏，那么可能蓝色的光源会好一些。因为蓝色的波长较短，更难发生衍射现象。这样可以得到更清晰的边缘轮廓。
面光源的功率
每种光源要点亮，都会有功率。功率的大小，与其上安装的灯珠多少，以及其电路损耗有关系。一般来讲，同一厂家的产品，其长度越长宽度越宽，上面安装的LED颗粒越多，则光源功率越大。小的面光源功率可能小于1瓦，而大的面光源，则功率可能就会有几十瓦上百瓦。
光源的功率通常与其亮度是成正比的，同样的光源，功率越大，则其亮度越亮。
面光源的供电电压
目前整个行业里最常见的机器视觉光源电压是直流24V的。也有一些光源使用的是12V的供电，还有一些大功率的光源使用的是48V的电压。另外对于一些单颗LED的光源，如点光源等，则可能会是3V、5V、9V、14V等光源。一般正规的品质好的光源，都会在光源线的接口上做区别，然后配合光源专用的控制器，这样就不会烧掉光源了。对于那些只使用光源，而不使用配套控制器的工程师，需要注意其供电，以免烧坏光源。
面光源的厚度
面光源的有厚度尺寸，这个尺寸相对来讲是比较固定的，因为面光源的制作方法基本是上一样的，使用的灯珠通常都是插件的草帽灯珠，因此其厚度基本上都是一样或接近的。比较常见的厚度是20mm，有可能有些光源会有一些出入，如19、24mm之类的。如果产品后面添加了散热槽，则光源的厚度会有比较明显的变化。
面光源的厚度，很多时候会影响光源的安装。在一些比较近的工作距离环境中，光源是不能太厚的，太厚了可能就无法安装了。
另外如果面光源是侧发发光的面光源，则其厚度会有明显的下降，一般会在8mm左右。较大的侧面光源，则可以有12mm的厚度。
面光源的漫射板
漫射板，是指光源表面安装的一层可以将直射光线表现为漫射光线的一种材料。安装上漫射板后，光源的均匀性会提高，但是因为其一般是半透明的材料，所以对光源的亮度会有影响。透明度越低的漫射板，其亮度越低。
一般来讲，面光源的漫射板是标准配件。对于面光源，默认都是安装漫射板的。因为其一般都是用于背光照明，需要有比较好的均匀性，如果没有漫射板，则会有明显的颗粒感。
面光源的漫射板采用内嵌加螺丝安装的方法进行装配的。也有一些厂家的面光源直接是螺丝安装不内嵌的。
面光源的安装尺寸
光源的安装尺寸是非常重要的，毕竟一个光源是需要安装到机器设备上，才可以正常使用的，总不能像手电筒一样，由人拿着呗。所以呀，需要知道购买的光源的安装尺寸。
光源的安装孔位，一般需要参看光源的安装尺寸图。这些尺寸图，厂家是会提供的。
面光源电源线长度
电源线的长度，这个在所有的光源中，都是标准参数。不同的厂家提供的光源默认电源线长度是不一样的。有些是800mm，有些是500mm，有些则是300mm。机器视觉论坛出品的机器视觉光源，默认使用是500mm的电源线。
一般来讲，一台机器设备，光源是会在机台的上面，而光源控制器则可能会在机台的下面或内部，因此其长度可能会有好几米，有些走坦克链的话，可能还会有十几米。对于这种种情况，一般可以配置一条延长线，机器视觉光源厂家会有配套延长线出售。当然，如果不想去买延长线，也可以自己接一条电源线上去，只需要注意其接线的顺序，不接反就可以了。供电相对来讲，要比较好解决，不像数据线一样，还需要抗干扰。
面光源的LED颗粒类型
LED颗粒比较常见的有插针式DIP和贴片式SMD两种。另外还有一些大功率的DIP型。对于面光源来讲，大部分都是使用贴片式SMD，也有使用插件式的面光源。使用插件式的面光源，其厚度会比较厚。
面光源的照射原理
面光源一般使用时，一般都是充当背光源进行照明。光源安装在被测目标的下面，相机从被测目标上面成像。
面光源的应用
面光源是应用非常广泛的一种光源，通常也是用于背光照明，比较少使用面光源当前向照明的。
在电子、IC、五金、半导体等领域应用广泛。对于尺寸测量、定位、轮廓、有无、正反、缺陷等也很容易胜任。
面光源选型与购买
面光源的选型与购买及具体参数，可以登录机器视觉商城面光源频道查看。
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