紅外(IR)與紫外(UV)光源:超越可見光的探測機器視覺不僅局限于可見光譜(~400-700nm),利用紅外(IR,>700nm)和紫外(UV,<400nm)光源能揭示物體在可見光下無法觀測的特征,解決特殊檢測難題。紅外光源(常用波段:850nm,940nm):其穿透性可用于檢測透明/半透明材料(塑料薄膜、玻璃)的內部缺陷、分層、異物或液位;對某些材料(如特定油墨、塑料、織物)具有不一樣的效果(如檢測包裝內容物);利用熱輻射差異進行基礎熱成像(非制冷型);在安防領域用于夜視(配合IR敏感相機)。選擇IR光源需匹配相機的IR響應靈敏度,并注意可見光泄露的濾除。紫外光源:重要應用是激發熒光(Fluorescence)。許多物質(如生物標記物、防偽油墨、特定污染物、膠水、清潔劑殘留)在UV照射下會發出特定波長的可見熒光,使其在暗背景下顯現,靈敏度極高,用于缺陷檢測(裂紋、殘留物)、防偽驗證、生物醫學分析;UV還能使某些材料(如塑料、涂層)產生可見的自身熒光或揭示老化痕跡;短波UV(UVC)有時用于表面殺菌驗證。UV應用需注意安全防護(防眼睛/皮膚暴露)和光學材料(透鏡、濾光片)的UV兼容性。IR/UV光源擴展了機器視覺的感知邊界,為特殊應用提供獨特解決方案。同軸平行光檢測平面度平整度。寧波環形低角度光源大型條型
背光照明:輪廓與尺寸測量的黃金標準背光照明(Backlighting)是機器視覺中用于獲取物體清晰、高對比度輪廓圖像的經典方法。其原理是將高亮度、高均勻性的光源(通常是面光源或大面積漫射板)置于被測物體后方,相機從物體前方拍攝。此時,不透明的物體會在明亮的背景上呈現為剪影(Silhouette)。這種照明方式的重要價值在于它能比較大化物體邊緣與其背景的對比度,幾乎完全消除了物體表面紋理、顏色或反光特性的干擾。因此,背光成為高精度尺寸測量(如孔位、直徑、間距)、輪廓檢測、形狀驗證以及透明物體(如玻璃瓶、薄膜)內部雜質或氣泡檢測的理想選擇。背光光源通常要求極高的均勻性(>90%),以避免輪廓邊緣亮度梯度影響測量精度。常見的背光類型包括LED面板背光(集成漫射層,均勻性好)和遠心背光(結合遠心鏡頭,消除通透誤差,實現真正平行的輪廓投影)。應用時需精確控制光源尺寸(需大于被測物并覆蓋視場)、亮度以及物體與光源的距離,確保輪廓清晰銳利且無光暈效應。對于非平面物體或需要內部特征信息的場景,背光則不適用。寧波高亮條形光源多方向無影環形偏振光源用于消除金屬表面眩光。
機器視覺系統可以精確地定位目標物體的位置和運動軌跡,實現自動化生產中的精確控制。安全監控:在安防領域,機器視覺光源能夠增強監控畫面的清晰度,提高人臉識別、行為分析等功能的準確性。四、未來展望隨著智能制造技術的不斷發展,機器視覺光源將面臨更多的挑戰和機遇。未來,我們期待機器視覺光源能夠在以下方面取得突破:更高性能:研發更高效、更穩定的光源技術,以適應更高速、更精密的生產需求。更智能化:結合人工智能和機器學習技術,實現光源的自動調整和優化,以適應不同環境和物體的照明需求。更大量應用:拓展機器視覺光源在醫療、航空航天、農業等領域的應用,推動相關產業的智能化升級。總之,機器視覺光源作為智能制造領域的關鍵技術之一,正助力各行業實現高效、精細的生產和管理。未來,隨著技術的不斷進步和應用場景的拓展,機器視覺光源將迎來更加廣闊的發展空間。
條形光源:方向性照明與靈活組合條形光源(BarLight)由直線排列的LED組成,結構簡單緊湊,具有極強的方向性和靈活性。其價值在于能提供可控角度的定向照明。通過調整條形光相對于被測物和相機的位置、角度和數量,工程師可以精確地“雕刻”光線,以突出特定的特征:低角度照明(<30°):光線近乎平行于表面,能戲劇性地凸顯微小的高度差、劃痕、凹陷、凸起、邊緣或雕刻/印刷的字符(產生陰影效果),非常適合表面缺陷檢測(劃痕、壓痕、異物)和字符識別;高角度照明(>45°):提供更均勻的表面照明;多條形光組合:如兩側對稱布置、交叉布置、四邊布置等,可以消除單側陰影、增強特定方向特征或實現覆蓋。條形光源通常設計有不同長度、照射角度(如0°,30°,45°,60°,90°)、漫射選項(直射或帶漫射罩)和顏色。其模塊化特性允許根據檢測需求靈活拼接和排布,成本相對較低。應用領域大,包括檢測連續材料(紙張、薄膜、織物)的缺陷、產品邊緣輪廓、包裝密封性、大型物體(如車身面板)的表面質量等。配置時需仔細調整角度和位置以達到比較好效果。綠光光源適合檢測透明材料。
選擇合適光源是一個系統性工程,需遵循科學步驟:1. 深入分析被測物:明確關鍵檢測特征、材質、表面光學特性、顏色、形狀、尺寸、運動速度。2. 理解檢測任務:是定位、測量、識別、計數還是缺陷檢測?精度要求如何?3. 評估環境約束:安裝空間限制?環境光強弱?環境溫濕度?清潔要求?有無震動?4. 確定相機與鏡頭參數:傳感器類型(CMOS/CCD)、分辨率、感光度、是否配濾鏡?鏡頭工作距離、視場角。5. 基于以上信息初選光源類型:突出輪廓/尺寸:背光;抑制反光/均勻照明:穹頂光、漫射環形光;突顯紋理/劃痕:低角度條形光;通用檢查:環形光;微小區域/深孔:點光源/光纖;高速運動:頻閃LED;特殊波長需求:IR/UV光源。點光源聚焦于局部精細檢測。吉林環形低角度光源定制
光源漫射罩消除鏡面反光。寧波環形低角度光源大型條型
技術持續演進,主要趨勢體現在:更高亮度與效率:LED芯片技術(如倒裝芯片、COB封裝、新材料如GaN-on-Si)不斷提升光效(lm/W),在更小體積/功耗下提供更強照明,滿足高速、高分辨率檢測需求。更智能與集成化:光源控制器集成更強大的處理能力和通信協議(如IO-Link, OPC UA),實現更復雜的照明序列控制、狀態監測、預測性維護和與AI視覺系統的深度協同。波長拓展與定制:更多特殊波長LED(深紫外DUV、特定紅外波段)商業化,滿足新興應用;定制化光譜輸出成為可能。微型化與模塊化:光源尺寸持續縮小以適應緊湊空間(如內窺鏡、微型傳感器、消費電子產品檢測),模塊化設計便于快速組合與更換。計算照明(Computational Lighting):結合可控光源和算法,主動優化照明模式(如結構光變種、自適應照明)以比較好方式揭示特定特征,超越被動照明。多模態融合:光源與其他傳感技術(如熱成像、3D激光掃描)集成,提供更覆蓋的信息。成本優化:隨著技術成熟和規模化,高性能光源成本持續下降,拓寬應用范圍。可持續性:更高能效、更長壽命、可回收材料設計日益重視。這些發展將推動機器視覺在更復雜場景(如弱光、強干擾、微觀世界)中實現更智能、更精細的感知。寧波環形低角度光源大型條型