机器视觉光源选型

机器视觉（相机、镜头、光源）全面概括分类：机器视觉2013-08-19 10:52 1133人阅读评论(0) 收藏举报机器视觉工业相机光源镜头1.1.1视觉系统原理描述机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。

机器视觉系统是指通过机器视觉产品（即图像摄取装置，分CMOS 和CCD 两种）将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

2.1.1视觉系统组成部分视觉系统主要由以下部分组成1.照明光源2.镜头3.工业摄像机4.图像采集/处理卡5.图像处理系统6.其它外部设备2.1.1.1相机篇详细介绍：工业相机又俗称摄像机，相比于传统的民用相机（摄像机）而言，它具有高的图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力等，目前市面上工业相机大多是基于CCD（ChargeCoupled Device）或CMOS（Complementary Metal OxideSemiconductor）芯片的相机。

CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器。

它集光电转换及电荷存贮、电荷转移、信号读取于一体，是典型的固体成像器件。

CCD的突出特点是以电荷作为信号，而不同于其它器件是以电流或者电压为信号。

这类成像器件通过光电转换形成电荷包，而后在驱动脉冲的作用下转移、放大输出图像信号。

典型的CCD相机由光学镜头、时序及同步信号发生器、垂直驱动器、模拟/数字信号处理电路组成。

CCD作为一种功能器件，与真空管相比，具有无灼伤、无滞后、低电压工作、低功耗等优点。

CMOS图像传感器的开发最早出现在20世纪70 年代初，90 年代初期，随着超大规模集成电路(VLSI) 制造工艺技术的发展，CMOS图像传感器得到迅速发展。

CMOS图像传感器将光敏元阵列、图像信号放大器、信号读取电路、模数转换电路、图像信号处理器及控制器集成在一块芯片上，还具有局部像素的编程随机访问的优点。

光源选型技巧及应用案例光源选型技巧及应用案例用一句常说的话来开头：机器视觉是用机器代替人眼来做测量和判断；机器视觉系统主要包含相机、镜头、光源、图像处理系统和执行机构。

而光源作为其中重要组成部分，直接关系到系统的成败。

为什么这样说呢，在视觉系统中图像是核心，选择合适的光源能够呈现一幅好的图像，能够简化算法提高系统稳定性，一幅图像如果曝光过度则会隐藏很多重要的信息；出现阴影则会引起边缘误判；图像不均匀则会导致阈值选择困难。

因此要保证有较好的图像效果，就必须要选择一个合适的光源。

机器视觉涉及行业广泛包含电子、汽车、包装、印刷、食品、医疗等。

因而我们面临的检测产品也是多种多样:形状大小不同、颜色材质不一、检测环境和指标各异。

面对种类繁多要求各异的检测产品如何选择光源呢，我们先来看一下常见的光源特性。

目前理想的视觉光源有高频荧光灯、光纤卤素灯、氙气灯、LED 光源。

应用最多是LED光源，这里就详细介绍几种常见的LED光源。

1、环形光源：LED灯珠排布成环形与圆心轴成一定夹角，有不同照射角度、不同颜色等类型，可以突出物体的三维信息；解决多方向照明阴影问题；图像出现灯影情况可选配漫射板，让光线均匀扩散。

应用：螺丝尺寸缺陷检测，IC定位字符检测，电路板焊锡检查，显微镜照明等。

2、条形光源：LED灯珠排布成长条形。

多用于单边或多边以一定角度照射物体。

突出物体的边缘特征，可根据实际情况多条自由组合，照射角度与安装距离随有较好自由度。

适用较大结构被测物。

应用：电子元件缝隙检测，圆柱体表面缺陷检测，包装盒印刷检测，药水袋轮廓检测等。

3、同轴光源：经面光源采用分光镜设计。

适用于粗糙程度不同、反光强或不平整的表面区域，检测雕刻图案、裂缝、划伤、低反光与高反光区域分离、消除阴影等。

需要注意的是同轴光源经过分光设计有一定的光损失需要考虑亮度，并且不适用于大面积照射。

应用：玻璃和塑料膜轮廓和定位检测，IC字符及定位检测，晶片表面杂质和划痕检测等。

机器视觉光源选择在我们的生活中，各种各样的光源给我们带来了光明。

最常见的光源就是灯具了。

而对于机器视觉来说，同样也需要相对应的光源选择。

在机器视觉系统中，光源的作用是非常强大的。

接下来，我们来看下机器视觉光源选择吧。

1、一般情况下，如果使用黑白相机，又对被测物体的颜色选择没有特殊的要求，红色是比较合适的选择。

因为红色LED寿命长、稳定、价格低廉，更重要的是红色LED的波长更接近传感器的灵敏度峰值，而通常的CCD对紫色、蓝色的光敏感程度没有红光强。

2、如果进行彩色成像，则通常考虑使用白色光源。

白色LED光源的制造有几种方法，一种是使用白色LED制造，发光管内部有蓝色发光芯片与受到激发后发出黄色的荧光粉，发出的光按一定比例叠加到一起，看起来形成了白色，这是最为常见的形式。

另一种方法是使用红绿蓝三种不同颜色的LED，按某种顺序或方式在光源上进行排列，并分别控制每种颜色的度，使用相对方便。

此种方法通常使用四个单色RGGB颗粒进行排列，所以其中的绿色分量通常会比较足，之所以多加一个绿色的G通量，是因为人眼对绿色光源（波长555nm）最敏感。

3、机器视觉应用中应注意目标颜色与光源颜色的搭配，我们看到某个物体成某种颜色，是因为其反射了对应的光谱。

我们拍摄物体时，如果要将某种颜色打成白色，那么就得使用与此颜色相同或相似的光源（光的波长一样或接近），而如果要打成黑色，则需要选择与目标颜色波长差较大的光源。

以上就是妈网百科介绍有关机器视觉光源选择的相关内容了。

选择合适的光源成为决定整个系统成败的关键因素，光源的主要目的就是将被测物体与背景尽量明显分别，获得高品质、高对比度的图像。

希望本文可以帮助到大家。

（4）背光照射 特点：光源安置在与相机同轴且位于被测物体的后面。 背光方式用来突出显示不透明物体的外形轮廓， 所 以这种照明方式只适用于待测目标需要的信息可以从其轮廓中获得的场合。例如尺寸测量、 形状判断等。 （背光源、平行背光源）
《机器视觉技术与应用实战》
（5）多角度照射 特点：RGB三种不同颜色不同角度光照，可以实现焊点的三维信息的提取。适用于组装机板的焊锡部份、球 形或半圆形物体、其它奇怪形状物体、接脚头（AOI光源）
• 观察实验法（Look and Experiment-最常用） 尝试使用不同类型光源在不同位置、角度照射物体，通过相机观察图
• 科像学。分析法（Scientific Analysis-最有效） 分析成像环境及客户需求，综合考虑推荐解决方法。
《机器视觉技术与应用实战》
光源选择的原则和标准
光源选择的原则 1.根据检测产品特征选择，一般选择光源的大小要比产品大，这样照射的光线才能覆盖到整个产品；选择的 光源的形状接近产品形状，可以让整个产品区域光照强度一致；光源颜色选择是要能够让检测目标与背景有 一定对比度，在黑白相机下使用与产品目标区域颜色接近的光源能够该区域呈现更高的灰度，反之则呈现较 低灰度；如果产品表面反光较强可以选用均匀性更好的无影光源，目标特征不明显则选用指向性或平行性更 好的光源。 2.根据机构要求，光源能够满足设备的安装空间，产线的速度快就需要选择亮度更高的光源；在特殊环境 （潮湿、高温）就需要考虑光源性能（防水、散热）。 3.实际测试，光源照射能够呈现有效对比度，也要保证各个区域的均匀性。一般在检测区域目标和背景一个 接近255灰度的峰值，这个时候对比度一般最高加强或减弱光源亮度都会影响对比度差值。当出现较好对比 图像时一定要把检测物体放在视野内的各个位置看看图像是否一致，这样才能保证在实际环境中的稳定性

当我们需要得到高对比度物体图像的时候，这 种类型的光很有效。但是当我们用它照在光亮 或反射的材料上时，会引起像镜面的反光。通 用照明一般采用环状或点状照明。环灯是一种 常用的通用照明方式，其很容易安装在镜头， 可给漫反射表面提供足够的照明。

机器视觉专业图像采集产品及设备供应商
直射光：入射光基本上来自一个方向，射角小，它能投射出物体阴影 散射光：入射光来自多个方向，甚至于所有的方向，它不会投射出明显的阴影
机器视觉专业图像采集产品及设备供应商
LED光源
• 机器视觉光源照明技术基础知识
光谱：光是由单一的或多种成份的光谱组成
的，例如日光的光谱就是由从红外到紫外的 所有光谱组成的，人眼能感觉的光谱范围在 380nm至780nm之间，即从红色780nm到紫 色380nm。

机器视觉专业图像采集产品及设备供应商
LED光源
• 机器视觉光源的分类和选型
以光源的外形来分类
• • • • • •
条状光源 环状光源 碗状光源 同轴光源 方形光源 点光源
环形直射光 环形漫反射光 环形低角度光 方形低角度光源 方形低角度漫射 方形直射

机器视觉专业图像采集产品及设备供应商
LED光源
• 机器视觉光源的分类和选型
针对具体的应用，从众多的方案中选择一个最好的照明系统是整个图像处理系 统稳定工作的关键。遗憾的是，没有一个通用的照明系统能够适应各种场合。 但由于LED光源多形状及多颜色等特点，我们还是找到一些选光源的方法:
观察试验法(Look and Experiment-最常用的) 尝试着用不同类型的光源在不同的位置照射物体，然后通过相机观察图像 科学分析法(Scientific Analysis-最有效的) 分析成像的环境，推荐最好的解决方法。

【机器视觉】机器视觉光源详解...00. 目录文章目录•o00. 目录o01. 自然光介绍o02. 光的颜色介绍o03. 机器视觉光源o▪ 3.1 环形光源▪ 3.2 条形光源(常规型)▪ 3.3 条形光源(非标型)▪ 3.4 条形组合光源▪ 3.5 高亮高均条形光源▪ 3.6 面光源(背光源)▪ 3.7 平行面光源▪ 3.8 开孔面光源▪ 3.9 侧面道光背光源▪ 3.10 同轴光源▪ 3.11 直角同轴光源▪ 3.12 高亮高均同轴光源▪ 3.13 同轴平行光源▪ 3.14 线性光源▪ 3.15 圆顶光源▪ 3.16 隧道光源o04. 附录01. 自然光介绍在生活中，光主要来自于太阳光，而太阳光的辐射也是最为全面的，虽然太阳光看起来是没有颜色的，但是太阳光的组合成分却是最为复杂，即太阳光是复合光线，接下来介绍下太阳光的组合成分；太阳光主要分为两部分：不可见光，可见光；不可见光主要分为红外区域的不可见光和紫外区域的不可见光：可见光主要是波长为760nm~380nm 的光，而这部分光可以通过对太阳光使用三棱镜色散获取到；在表现不同的可见光中，不同波长的光线呈现不同的颜色，即波长决定特定颜色的特征；在日常生活中，太阳光/白光包含多种颜色波段的光，而这种白光可以通过三棱镜进行分解，这些我们在初级物理中即可了解到；机器视觉光源主要用到的是可见光、部分红外光、部分紫外光；02. 光的颜色介绍机器视觉中光的颜色介绍（1）白色光：机器视觉中白色光分为冷、暖、中间色调颜色，通常在拍摄彩色图像时使用此类光源效果较好，如果对于彩色图像中某一部分有特殊需求，可以另做相关操作；（2）蓝光：三原色光中的其中一种，比较适用于银色背景下的目标物的打光；（3）红光：同属于三原色光中的一种，可以透过一些比较暗的物体，也可以根据颜色的吸收等不同的方法，实现不同打光效果，突出检测目标的特征，并且红色光源能够提高对比度；（4）绿光：主要针对于红色背景、银色背景，并且在3C 应用中，传送带多数为绿色；（5）红外光：属于不可见光之一，透过力强，对于塑料穿透性好，可以将封装好的金属电路等内部元件显示出来，在此种应用场景下，效果和 X 射线一样好，且对于人体无伤害；（6）紫外光：属于不可见光之一，波长较短，且穿透力强，主要应用于证件检测，触摸屏ITO 检测，点胶溢胶检测，金属表面划痕检测等；（7）X-ray 激光：波长短，穿透性好，可以用于透视检测、轮毂划痕及裂纹检测等；可见光的三原色光的三原色包括R 、G 、B （红、绿、蓝）三种颜色的光，生活中以及工业视觉中不同颜色的光均可以通过以上三种光进行合成；如下：红 + 绿 = 黄红 + 蓝 = 青红 + 绿 + 蓝 = 白且红、绿、蓝三种颜色均不能被再次分解，适用这三种颜色基本可以形成所有的颜色；如下示例图像所示的加色规律：根据光的颜色以及光的冷暖，可以将不同颜色形成一个色环，如下图所示，相邻的颜色是相似色，相对颜色是相对色；机器视觉系统中光源的作用1.强化特征，弱化背景2.突出测量特征3.提高图像信息4.简化算法5.减低系统设计的复杂度6.提高系统的检查精度、速度03. 机器视觉光源3.1 环形光源机器视觉光源工业照明检测LED光源环形光源产品描述环形光源采用高柔性基板材质，独特的制作方法，可以任意角度弯曲，以构成具有最佳外径、内径和照射角度的照明系统。

机器视觉光源选型的三大技巧
随着机器视觉技术的不断发展，光源在其中扮演着重要的角色。

光源的选型直接影响到图像质量、精度和稳定性等方面。

因此，在进行机器视觉光源选型时，需要掌握以下三大技巧：
1.光源亮度选择
光源亮度是指光源发出的光线强度。

在机器视觉应用中，选择合适的光源亮度可以提高图像的清晰度和对比度。

一般来说，光线越亮，对比度越高，但也需要根据实际应用场景进行选择，避免光线过于强烈影响图像质量。

2.光源波长选择
光源波长指光线的特定频率，不同的光源波长对不同的物体有不同的反射和吸收率。

因此，在选择光源波长时，需要考虑待检测物体的特性。

比如，红光可以更好地检测金属表面缺陷，蓝光可以更好地检测塑料零件的缺陷。

3.光源色温选择
光源色温是指光源发出的光线颜色的温度，一般用开尔文(K)来表示。

不同的色温对图像的色彩还原有着不同的影响，因此需要根据具体应用场景进行选择。

在一些要求色彩还原精度较高的场合，需要选择色温稳定的光源。

总之，机器视觉光源选型需要综合考虑多个因素，选择合适的光源才能提高机器视觉应用的效果。

- 1 -。

无缺损工件，图像为 宜完整的无阴影圆形 亮环。
缺损工件，缺损处无
反射光线进入相机，
圆环内出现阴影。
19
环形光高角度应用
明亮部分光路 示意
阴影部分光路 示意
20
环形光低角度照射方式
产品特点： 90角度光源提供低角 度照射、更能突出物 体的物体表面轮廓 多种紧凑设计，节省 安装空间
示例：检测IC字符
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
环形光源内径太小，不 适合大视场的打光。出 现漏灯现象。
组合条形光源尺寸可根 据工件所需随意组合， 是大视场检测比较理想 的光源。
27
RID球积分照明
示例：喷锡PCB板检测
产品特点： 具有积分效果的半球面 内壁，均匀反射从底部 360°发射出的光线，使 整个图像的照度十分均 匀。
应用领域： 适合于曲面，表面凹 凸，弧形表面检测 金属、玻璃表面反光较 强的物体表面检测
OPT光源选型技术要点
1
目录
OPT公司简介 光源的重要性 打光的基础知识 OPT光源的照射方式 OPT非标光源 选择光源的步骤
2
OPT公司简介
OPT公司2005年开始专业从事机器视觉光源设计/生产/销售. 设有对客户开放的视觉实验室 国内有13家合作伙伴 美国/新加坡/以色列等国有代理商 超过12000个实验案例 平均每周设计2款新光源 公司产品具20有多项专利
喷 锡 PCB 板 ， 焊 盘 表 面呈轻微凹凸状，普 通环形光照射，焊盘 图像呈现轻微阴影。
采用球积分无影光照 射，焊盘图像无阴影， 整幅图像对比度高。
28
示例：手机字符检测
示例：易拉罐 底部字符检测
球积分打光，方向和广 度都十分均匀，键盘字 符很清晰背景形状基本 全部滤掉，没有影响。

机器视觉光源选取原则
机器视觉光源选取原则
机器视觉系统是利用光学成像技术对物体进行检测和识别的系统，而光源的选取对于机器视觉系统的成像效果和检测精度有着至关重要的影响。

下面将介绍机器视觉光源选取的原则。

1. 光源稳定性
光源的稳定性是影响机器视觉系统成像质量的重要因素之一，稳定的光源可以使成像质量更为稳定，减少噪声和误差。

因此，在选择光源时应该优先考虑其稳定性。

2. 光源亮度
光源的亮度是影响机器视觉系统成像质量的另一个重要因素，光源亮度越高，成像质量越好，检测精度也会更高。

但是过高的亮度也会导致成像质量下降，因此需要根据具体应用场景选择适当的光源亮度。

3. 光源颜色
光源颜色的选择也是影响机器视觉系统成像质量的因素之一，不同颜色的光源对于不同的物体有着不同的反射特性，因此需要根据具体应用场景选择合适的光源颜色。

4. 光源方向
光源的方向也会影响机器视觉系统的成像质量，不同方向的光源会导致不同的反射角度和反射强度，因此需要根据具体应用场景选择合适的光源方向。

5. 光源均匀性
光源均匀性也是影响机器视觉系统成像质量的因素之一，均匀的光源可以使成像质量更为均匀，减少噪声和误差。

因此，在选择光源时应该优先考虑其均匀性。

综上所述，机器视觉光源的选取需要考虑稳定性、亮度、颜色、方向和均匀性等因素，根据具体应用场景选择合适的光源可以提高机器视觉系统的成像质量和检测精度。

机器视觉中光源的特点及选择应用机器视觉是一种通过光学传感器等多种手段来捕捉并分析图像，从而实现自动检测及控制等自动化技术。

在机器视觉中，光源是至关重要的一个因素，光源的优劣与光源的选择将直接影响到图像获取的适宜性、成像质量以及处理效果等方面。

因此，本文将就机器视觉中光源的特点及选择应用进行详细地阐述。

1. 光源的种类在机器视觉中，可用的光源有多种类型，包括荧光灯、氙气灯、钨丝灯、LED灯等。

2. 光源的颜色光源的颜色对于图像的选择至关重要。

根据颜色的温度，可将光源分为冷光源和暖光源。

冷光源比较适合于追求精度和高亮度的应用，而暖光源则更多用于温和的应用以及成像效果对色彩的要求较高的领域。

3. 光源的亮度亮度是光源的一个非常关键的因素，可以通过灯泡的大小体积、功率等来进行调节。

在机器视觉中，光源的亮度决定了图像的清晰度和细节度。

一般来说，在机器视觉的应用中，需要对光源进行定制，以便实现对图像所需的光源强度的精确控制。

4. 光源的形式光源的形式决定了光束的散发结构及其能达到的场景范围。

常见的光源形式有点光源、线状光源及面散光源。

这些不同形式的光源适用不同的应用场景。

5. 光源的选择在进行光源的选择时，需要考虑到以下几个因素：1) 场景条件：光线越暗，光线控制就越需要得到侧重。

2) 对象的表面：不同的表面有不同的反光性，因此选择适宜的光源对于获得明确的成像效果是至关重要的。

3) 采集设备的类型：不同的摄像头有不同的基础要求，因此在进行光源的选择时需要根据采集设备的具体特点进行选择。

总之，机器视觉的光源对于机器视觉的应用以及图像处理有着非常大的影响。

因此在进行机器视觉设计及实践中，需要根据具体的采集目标，从多个角度出发综合考虑各因素，以便获得适宜的成像效果。

机器视觉光源选择方法
选择机器视觉光源的方法取决于所需的应用和要解决的问题。

以下是一些常见的选择方法：
1. 光源亮度：选择光源时，要考虑所需的亮度级别。

亮度级别取决于要检测的目标的反射特性以及环境中的光照条件。

根据需要，可以选择高亮度的光源或调节光源的亮度。

2. 光源颜色：光源的颜色也是一个重要的选择因素。

不同颜色的光源对不同的物体表面有不同的反射特性。

例如，红外光源适用于红外成像，白光光源适用于一般的机器视觉应用。

3. 光源类型：常见的光源类型包括LED光源和激光光源。

LED
光源通常具有较低的功耗、较长的寿命和较低的成本，适用于大多数机器视觉应用。

激光光源则具有高亮度和窄束宽的特点，适用于需要高精度的测量和定位应用。

4. 光源稳定性：光源的稳定性对于机器视觉系统的准确性和重复性非常重要。

选择具有稳定输出的光源可以减少误差和测量的不确定性。

5. 光源调节能力：某些应用可能需要调节光源的亮度、颜色或其他参数。

因此，选择具有调节功能的光源可以更好地满足特定需求。

6. 光源配置：光源的布置和配置也会对机器视觉系统的性能产生影响。

根据应用需求，可以选择单个光源、多个光源阵列或特定的光源布局。

综上所述，选择机器视觉光源需要考虑多个因素，包括亮度、颜
色、类型、稳定性、调节能力和配置等。

根据具体的应用需求，可以选择最适合的光源。

机器视觉系统光源的选择一、机器视觉光源的种类光源是影响机器视觉系统输入的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和至少３０％的应用效果。

由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。

许多工业用的机器视觉系统用可见光作为光源，这主要是因为可见光容易获得，价格低，并且便于操作。

常用的几种可见光源是白帜灯、日光灯、水银灯和钠光灯。

但是，这些光源的一个最大缺点是光能不能保持稳定。

以日光灯为例，在使用的第一个１００小时内，光能将下降１５％，随着使用时间的增加，光能将不断下降。

因此，如何使光能在一定的程度上保持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。

另一个方面，环境光将改变这些光源照射到物体上的总光能，使输出的图像数据存在噪声，一般采用加防护屏的方法，减少环境光的影响。

由于存在上述问题，在现今的工业应用中，对于某些要求高的检测任务，常采用ｘ射线、超声波等不可见光作为光源。

但是在一般的应用中，LED机器视觉光源逐渐成为主角。

二、LED机器视觉光源特点LED光源有以下几个特点：1、使用寿命长，一万到三万小时左右。

2、LED光源是由很多个LED颗粒摆列组成，可以组成不同形状不同角度的光源。

3、LED颗粒有不同的颜色不同的波长，用户可以根据检测对象的特征选用不同波长的光源，以突出检测特征从而达到理想的效果。

4、稳定性好。

LED光源相对其他光源来说，稳定性大大增强，更加有利于为系统提供高品质的图像。

三、LED光源的照明方式由光源构成的照明系统按其照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。

其中，背向照明是被测物放在光源和相机之间，它的优点是能获得高对比度的图像，LED面光源和平行光源是这样使用的，常用来突出产品的轮廓，比如工件的尺寸测量就是使用这种方法。

前向照明是光源和相机位于被测物的同侧，这种方式便于安装，比如条形光源，同轴光源，环形光源，圆顶光源，线光源等都是使用这样的用法，这是最常用的照明方式。

机器视觉硬件选型及应用案例烟台致瑞图像技术有限公司高志伟机器视觉典型结构机器视觉技术核心输出特征提取预处理采集图像机器视觉技术主要包括图像采集和图像处理两个过程，整体以图像为中心展开，如何得到一副好的图像，是关乎整个系统成败的关键。

图像采集器件选择相机•分辨率•感光性能•其它镜头•视野•畸变•分辨率•其它光源•成像效果•空间限制•其它配件•滤光•偏振•转向•……相机选型1.根据项目精度要求，确定相机分辨率；2.考虑相机帧率是否满足要求；3.根据项目情况选择合适的数据传输接口；4.确定使用黑白相机还是彩色相机；5.尺寸大小等其他问题。

镜头选型1.根据相机芯片大小和工作空间限制确定使用镜头的焦距或者放大倍数；2.考虑是否需要选用远心镜头；3.确定镜头分辨率；4.确定畸变率能否满足要求；5.景深是否满足要求；6.镜头是否兼容相机芯片尺寸；7.超大视野或超小视野；8.是否需要考虑透过光谱；9.镜头是否要配合其他配件；10.价格是否合理等其他问题。

光源选型Ø了解项目需求，明确要检测或者测量的目标；Ø分析目标与背景的区别，找出两者之间最可能差异大的光学现象；Ø根据光源与目标之间的配合关系，初步确定光源的发光类型；Ø拿实际光源测试，以确定满足要求的打光方式；Ø根据具体情况，确定适用于客户的产品。

常用经典配光方式方向漫射背光平行背光暗场配光明场配光无影光光谱白光单色光混合光近红外近紫外光波动光谱方向背光应用主要用于边缘提取、透明体内部不透明体检测、贯穿型缺陷检测、狭缝和通孔内杂质检测锯齿缺陷检测按键位置检测检测饮料瓶封装检测马达转子检测漫射背光存在的问题和解决办法暗场配光-低角度照射取、冲压、浇铸、浮雕图案识别与检测，光滑表面划伤、裂痕检测低角度照射-常用光源明场配光-高角度照射主要用于表面粗糙程度不同区域的区分、边缘或内部有垂直断差或者比较陡峭（超过60度）边缘检测或测量、光滑表面雕刻图案、裂缝、划伤、低反光与高反光区域分离等高角度照射-常用光源无影光应用可以避免弯曲表面导致的不均匀无影光胶囊缺陷检测平面无影光-银行卡平面无影光-银行卡案例目录偏振光应用ITO电路检测与定位多通道光源应用多向可控连续分布光源图形结构光应用裸板AOI大幅面表面检测偏振光应用偏振片（偏光片）自然光入射折射光垂直于反射光反射光为线偏振光Brewster定律自然光入射线偏振片线偏振光圆偏振片=线偏振片+1/4波片(45度)光入射圆偏振光偏振光应用反光偏振光应用反光贴膜旋光方案目录偏振光应用ITO电路检测与定位多通道光源应用多向可控连续分布光源图形结构光应用裸板AOI大幅面表面检测ITO电路检测与定位ITO(铟锡金属氧化物)具有很好的导电性和透明性，可以切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线，铟锡氧化物通常喷涂在玻璃、塑料及电子显示屏上，用作透明导电薄膜，同时减少对人体有害的电子辐射及紫外、红外辐射。

第一章机器视觉简介 (2)第一节机器视觉概述 (2)1.1机器视觉的概念 (2)1.2 机器视觉系统的组成 (3)1.3机器视觉系统的原理 (4)第二节机器视觉研究的主要问题 (4)第三节机器视觉的优点 (5)第四节机器视觉存在的主要问题 (6)第五节机器视觉的应用领域 (7)第六节机器视觉的研究进展 (9)6.2机器视觉在中国的发展现状 (9)6.3机器视觉在中国的发展阶段 (10)机器视觉在中国短暂的发展历史 (10)6.4 机器视觉的未来发展趋势 (12)第二章光源 (14)第一节机器视觉光源的选择标准 (14)第二节机器视觉系统照明设计的几项原则 (16)第三节光源的分类 (17)第四节典型的光源供应商 (17)第三章机器视觉中的镜头 (19)第一节机器视觉中镜头的概述 (19)1.1镜头的作用 (19)1.2镜头的光学性能指标 (20)1.3镜头的性能和特性 (20)第二节镜头的选取 (21)2.1评价镜头质量的好坏 (21)2.2 镜头各参数间的相互影响 (22)2.3 选取镜头 (23)第三节典型的镜头供应商 (23)第四章CCD相机 (25)第一节CCD概述 (25)1.1关于CCD (25)1.2 CCD的类型 (26)第二节CCD 相机的功能 (26)第三节CCD相机的选择 (26)第四节典型的供应商 (28)第五章视频采集卡 (31)第一节视频采集卡简介 (31)第二节视频采集卡的功能 (33)第三节视频采集卡的选择 (33)第四节典型的视频采集卡的供应商 (35)第六章图象处理 (37)第一章机器视觉简介第一节机器视觉概述1.1机器视觉的概念在现代工业自动化生产中，涉及到各种各样的检验、生产监视及零件识别应用，例如零配件批量加工的尺寸检查，自动装配的完整性检查，电子装配线的元件自动定位，IC上的字符识别等。

通常人眼无法连续、稳定地完成这些带有高度重复性和智能性的工作，其它物理量传感器也难有用武之地。

示例：胶膜MARK点定位
针对反光强的工件，其 他光源能作出一定的效 果，但是感觉对比度不 够高。
利用反光，同轴光源在 此实验中能很清晰的看 到 Mark 点 ， 对 比 度 很 高，效果一目了然.
23
背光照明
产品特点： 用高密度LED阵列面提供高 强度背光照明，能突出物体的 外形轮廓特征，尤其适合作为 显微镜的载物台 红白两用背光源、红蓝多用 背光源，能调配出不同颜色， 满足不同被测物多色要求 应用领域： 机械零件尺寸的测量，电子 元件、IC的外形检测，胶片污 点检测，透明物体划痕检测等。
示例：喷锡PCB板检测
喷锡 PCB 板，表面凹 凸不平，普通环形光 照射，对比度不高。
采用球积分无影光照射， 对比度好，整个视场光 照均匀。
28
示例：手机字符检测
示例：易拉罐 底部字符检测
球积分打光，方向和广 度都十分均匀，键盘字 符很清晰背景形状基本 全部滤掉，没有影响。
反光极强的易拉罐底部成球 面状，球积分光源正好可以 形成一个均匀的球面对它打 光。使得表面看起来非常均 匀且字符清晰可见。
字符和背景对比度不 高，字符很难看清。
字符和背景黑白对比非 常明显，字符轻易可见。
均匀性和对比度是我们评判一幅图 像质量好坏的基本准则，我们是否选 择了正确的光源也是看图片达到以上 所述的好的效果。
9
打光的基本知识
光的反射定律
光的反射定律：反射光线与 入射光线、法线在同一平面 上；反射光线和入射光线分 居在法线的两侧；反射角等 于入射角 。
光源特点：光线从圆锥形发 光表面的各个角度照射，均 匀照射物体表面而没有阴影。 普通打光会在边缘地带 形成一个光圈，字符难 以辨认，对比度不够高。
RIU80W 光 源 漫 射 性 效 果好，能消除边缘的亮 环，适当打光不会在工 件表面形成光环，且能 凸显工件表面信息。 使得工件表面打光非常 均匀，字符清晰可见。

光源主要参数与选型原则一、光源参数光谱：简单地讲，就是光能量在不同频率上的分布。

1，线谱（非连续光谱）：其中又分单色光、复色光，例如激光就是很好的单色光。

2，连续光谱：例如自然光，日光灯发出的荧光。

色温：光源发射光的光谱成分与绝对黑体在某一温度下辐射光谱相同（或最相近）时，绝对黑体的温度就称为该光源的色温。

一般色温高的光源，光谱成分偏蓝，色温低的偏红。

光功率：指单位时间内光源辐射出的各波长光能量总合。

照度场特性：一个光源它有照射范围大小，不同距离上有强弱不同，在特定区域还有不同的照度强弱分布规律。

这些在光源的使用上都要加以考虑。

光谱敏感度（灵敏度）：主要针对CCD，CMOS芯片来说的，指芯片对不同波长光的响应度。

一般的可以查看器件的灵敏度曲线。

光谱光视效率：这个概念与上面光谱敏感度类似，不同的是靠人眼来接收。

指人眼对不同波长光的敏感度。

以波长555nm的绿光对人眼最敏感，规定为1，并以此为参照，统计了其它波长光对人眼的敏感度。

由此定义的人眼对不同波长的敏感度函数称为“视见函数”。

一些其它特性也需要关注：例如外形、体积、重量、寿命（衰减规律）、响应速度等等。

上面是光源的共同属性，在选择时均要加以考虑。

具体应用上，往往是对其某项或某几项要求高，就应该重点关注。

二、光源种类光源种类的区分方式有多种，一般根据发光器件可以分为LED、氙灯、石英灯、高频荧光灯等，根据灯的几何形状分为穹形等、环形灯、方型灯等，而根据发出光线的特征可以分为点光源、线光源、面光源等，根据照射的角度等特性又可以分为直射式、间接式、掠射式、同轴式、平行光等等，目前并没有一个系统的区分方法，而且每一种照明方式都和很多因素有关，使用寿命、体积大小各有不同。

目前一个明显的趋势是，如果可能，即采用LED 或高频荧光灯，特别是LED 光源。

因为LED 效率高，体积小，发热少，功耗低，发光稳定，寿命长，红色LED 寿命可达到10 万小时，而其他颜色可以达到3 万小时，而且通过不同的组合方式可以制造成不同形状和照明方式的光源，例如环形灯、穹形灯、同轴光源、条形灯等等。

做机器视觉，一定会涉及到光源，它在机器视觉中有重要的作用，直接影响到图像的质量，进而影响到系统的性能。

所以我们说光源起到的作用：就是获得对比鲜明的图像。

图像的质量好坏，也就是看图像边缘是否锐利,具体来说：1、将感兴趣部分和其他部分的灰度值差异加大2、尽量消隐不感兴趣部分3、提高信噪比，利于图像处理4、减少因材质、照射角度对成像的影响图像的边缘锐利程度对比常用的有LED光源、卤素灯（光纤光源）、高频荧光灯。

先简单介绍一下后面两种。

卤素灯也叫光纤光源，因为光线是通过光纤传输的，适合小范围的高亮度照明。

它真正发光的是卤素灯炮，功率很大，可达100多瓦。

高亮度卤素灯炮，通过光学反射和一个专门的透镜系统，进一步聚焦提高光源亮度。

卤素灯还有一个名字叫冷光源，因为通过光纤传输之后，出光的这一头是不热的。

适合对环境温度比较敏感的场合，比如二次元量测仪的照明。

但它的缺点就是卤素灯炮寿命只有2000小时左右。

高频荧光灯，发光原理和日光灯类似，只是灯管是工业级产品，并且采用高频电源，也就是光源闪烁的频率远高于相机采集图象的频率，消除图像的闪烁。

适合大面积照明，亮度高，且成本较低。

但需要隔一定时间换灯管一定要进口的才过关，国内的高频做的不行，老有闪烁，国外最快可做到60KHz。

相对来说，目前LED光源最常用。

主要有如下几个特点：1、使用寿命长，10000-30000小时。

2、由于LED光源是采用多颗LED排列而成，可以设计成复杂的结构，实现不同的光源照射角度。

3、有多种颜色可选，包括红、绿、蓝、白，还有红外、紫外。

针对不同检测物体的表面特征和材质，选用不同颜色，也就是不同波长的光源，达到理想效果。

下面我们具体讨论以下LED光源的分类。

LED光源可以分为2大类：一类是正面照明，一类是背面照明。

正面照明用于检测物体表面特征，背面照明用于检测物体轮廓或通明物体的纯净度。

正面光源按照光源结构分，有环形灯、条形灯、同轴灯和方形灯。