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。背光源勾勒高對比度產品輪廓。廣東高亮條形光源紅外

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。四川光源環境環形碗狀光源適合深腔體內部照明。

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。
機器視覺光源的散熱設計與壽命保障光源,尤其是高功率LED光源,在工作過程中會產生熱量。有效的散熱管理是保障光源亮度穩定性、顏色一致性、可靠性和長壽命(數萬小時)的關鍵。挑戰在于:LED結溫升高會導致光效下降(光衰)、波長偏移(色溫變化)、壽命急劇縮短。散熱設計遵循從熱源到環境的路徑:LED芯片->基板:使用高導熱金屬(鋁、銅)作為基板,快速導出芯片熱量;熱界面材料(TIM):如導熱硅脂/墊片,填充基板與散熱器間的微間隙,降低熱阻;散熱器(Heatsink):部件,通常由鋁鰭片構成,通過增大表面積(自然對流)或強制風冷(風扇)將熱量散發到空氣中;外殼結構:有時整個光源外殼參與散熱(如鋁型材殼體)。設計要點包括:選用低熱阻材料;優化散熱器尺寸、鰭片密度與形狀;保證良好空氣流通(自然對流需空間,強制風冷需風扇選型與防塵);控制環境溫度;避免光源密集堆積。對于智能光源,常內置溫度傳感器和過溫保護電路,當溫度超過閾值時自動降低亮度或關閉以防止損壞。良好的散熱不僅保障了光源自身的MTBF(平均無故障時間),更確保了在整個生命周期內圖像質量(亮度、顏色)的穩定可靠,減少系統校準維護頻率,是工業級可靠性的基礎。均勻性好的光源減少誤判。

光源顏色(波長)選擇策略光源的顏色(即發射光譜的中心波長)是機器視覺照明設計中至關重要的策略性選擇,直接影響目標特征與背景的對比度。選擇依據的重要點是被測物顏色及其光學特性:互補色原理:照射的顏色與物體顏色互為補色時,物體吸收多光而顯得暗,背景(若反射該光)則亮,從而比較大化對比度。例如,用紅光照射綠色物體,綠色物體會吸收紅光,而白色背景反射紅光;反之,用綠光照射紅色物體亦然。同色增強:有時用與物體顏色相近的光照射,能增強該顏色的飽和度(如藍光照射藍色標簽)。特定波長響應:某些材料對特定波長有獨特吸收/反射/熒光特性(如紅外穿透塑料、紫外激發熒光)。濾鏡協同:結合相機前的帶通濾鏡,只允許特定波長的光進入相機,可有效抑制環境光干擾并增強目標光信號。常用單色光源波長包括:紅光(630-660nm):通用性好,穿透霧霾略強,對金屬劃痕敏感;綠光(520-530nm):人眼敏感,相機量子效率高,常用于高分辨率檢測;藍光(450-470nm):對細微紋理、劃痕敏感(短波長衍射效應弱),常用于精密檢測;白光:提供全光譜信息,適用于顏色檢測、多特征綜合判斷。選擇時需考慮相機傳感器的光譜響應曲線,確保所選波長能被相機有效捕捉。激光光源用于精密定位測量。紹興環形光源燈箱
同軸光用于檢測光滑表面的劃痕。廣東高亮條形光源紅外
光源選擇是一門精密科學,需多重考量:波長匹配: 材料特性決定光波選擇。金屬表面檢測常依賴短波藍光以增強紋理反差,而透明薄膜或生物樣本則可能需紅外光穿透成像。角度雕琢: 光線入射角度猶如雕塑家的刻刀。低角度照明能令微小凹凸投下長影,凸顯三維缺陷;而垂直同軸光則擅長“撫平”高反光曲面(如金屬或玻璃),消除鏡面眩光對成像的干擾。穩定性基石: 光源亮度與色溫的毫厘波動,在算法眼中不啻于巨變。工業級LED因壽命長、發熱低、響應快且光輸出穩定,已成為主流之選,其堅固耐用的特性更契合嚴苛工業環境。廣東高亮條形光源紅外