四川高亮條形光源AOI

偏振光在機(jī)器視覺中的應(yīng)用：消除反光與增強(qiáng)對比度偏振光技術(shù)是解決物體表面鏡面反射（眩光）和增強(qiáng)特定特征對比度的有效光學(xué)手段。其基本原理是利用偏振片控制光波的振動方向。典型應(yīng)用模式有兩種：第一種是“光源+偏振片，相機(jī)鏡頭前加偏振片”：光源發(fā)出的非偏振光經(jīng)起偏器變?yōu)榫€偏振光照射物體。物體表面反射光包含鏡面反射（通常保持原偏振方向）和漫反射（偏振方向隨機(jī)）。相機(jī)鏡頭前的檢偏器若旋轉(zhuǎn)至與起偏器方向垂直，則可有效阻擋鏡面反射光，同時允許部分漫反射光通過，從而突出抑制眩光，使被眩光覆蓋的表面紋理、劃痕、印刷圖案等得以顯現(xiàn)。第二種是只相機(jī)鏡頭前加偏振片，用于過濾環(huán)境光中的偏振干擾。偏振照明特別適用于檢測光滑表面（金屬、玻璃、塑料、漆面）的劃痕、凹陷、異物、油污等。配置時需仔細(xì)調(diào)整光源與相機(jī)偏振片的相對角度（通常正交效果比較好），并考慮光線入射角的影響。雖然會增加成本并損失部分光強(qiáng)，但在解決棘手反光問題時效果突出。近紅外光實(shí)現(xiàn)靜脈識別，誤識率低于0.001%。四川高亮條形光源AOI

環(huán)境光（日光、車間頂燈、其他設(shè)備光）是機(jī)器視覺系統(tǒng)的主要干擾源，可能導(dǎo)致圖像亮度不穩(wěn)定、對比度降低、顏色失真、引入噪聲，嚴(yán)重影響檢測的一致性和可靠性。應(yīng)對策略是系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：物理屏蔽：有效的方法。使用遮光罩、圍欄、隧道將檢測區(qū)域與環(huán)境光隔離，營造受控照明環(huán)境。成本較高且可能影響產(chǎn)線布局。光源強(qiáng)度壓制：使用遠(yuǎn)強(qiáng)于環(huán)境光的主動光源（通常配合頻閃），使環(huán)境光的貢獻(xiàn)在圖像中占比變得微不足道。需要高亮度光源和足夠功率。光譜過濾：在相機(jī)鏡頭前加裝窄帶通濾光片（Bandpass Filter），其中心波長與光源波長精確匹配，帶寬很窄（如±10nm）。環(huán)境光中與該波段不匹配的光被大量阻擋，而光源發(fā)出的光則高效通過，提升信噪比（SNR）。這是性價比極高的常用方案。同步檢測（鎖相放大）：對光源進(jìn)行高頻調(diào)制（如強(qiáng)度正弦波變化），相機(jī)采集圖像后進(jìn)行同步解調(diào)提取信號。能有效抑制非同步的環(huán)境光噪聲，但系統(tǒng)復(fù)雜，適用于特定高要求場景。軟件補(bǔ)償（有限效果）：如背景減法，效果不穩(wěn)定且依賴環(huán)境光恒定。實(shí)際應(yīng)用中常組合使用多種策略（如遮光罩+強(qiáng)光源+窄帶濾鏡）以達(dá)到比較好的抗環(huán)境光干擾效果，確保系統(tǒng)在變化的工業(yè)現(xiàn)場穩(wěn)定運(yùn)行。太原環(huán)形光源線型水冷系統(tǒng)維持光源穩(wěn)定性，連續(xù)工作溫升控制3℃以內(nèi)。

背光照明：輪廓與尺寸測量的黃金標(biāo)準(zhǔn)背光照明（Backlighting）是機(jī)器視覺中用于獲取物體清晰、高對比度輪廓圖像的經(jīng)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(jī)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(xiàn)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(yàn)證以及透明物體（如玻璃瓶、薄膜）內(nèi)部雜質(zhì)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(yuǎn)心背光（結(jié)合遠(yuǎn)心鏡頭，消除通透誤差，實(shí)現(xiàn)真正平行的輪廓投影）。應(yīng)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(yīng)。對于非平面物體或需要內(nèi)部特征信息的場景，背光則不適用。

紅外（IR）與紫外（UV）光源：超越可見光的探測機(jī)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(nèi)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(nèi)容物）；利用熱輻射差異進(jìn)行基礎(chǔ)熱成像（非制冷型）；在安防領(lǐng)域用于夜視（配合IR敏感相機(jī)）。選擇IR光源需匹配相機(jī)的IR響應(yīng)靈敏度，并注意可見光泄露的濾除。紫外光源：重要應(yīng)用是激發(fā)熒光（Fluorescence）。許多物質(zhì)（如生物標(biāo)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(fā)出特定波長的可見熒光，使其在暗背景下顯現(xiàn)，靈敏度極高，用于缺陷檢測（裂紋、殘留物）、防偽驗(yàn)證、生物醫(yī)學(xué)分析；UV還能使某些材料（如塑料、涂層）產(chǎn)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(yàn)證。UV應(yīng)用需注意安全防護(hù)（防眼睛/皮膚暴露）和光學(xué)材料（透鏡、濾光片）的UV兼容性。IR/UV光源擴(kuò)展了機(jī)器視覺的感知邊界，為特殊應(yīng)用提供獨(dú)特解決方案。結(jié)構(gòu)光掃描重建葉片三維數(shù)據(jù)，精度±0.02mm。

傳統(tǒng)的彩色（RGB）機(jī)器視覺基于人眼三色原理，而多光譜（Multispectral）和高光譜（Hyperspectral）成像則通過獲取物體在數(shù)十至數(shù)百個連續(xù)窄波段下的圖像，揭示更豐富的光譜指紋信息。這對光源提出了特殊要求：寬光譜覆蓋：光源需要提供足夠強(qiáng)度且均勻的照明，覆蓋從紫外、可見光到近紅外（UV-VIS-NIR，如350-1000nm或更寬）的寬范圍。常用高亮度鹵鎢燈（穩(wěn)定連續(xù)光譜）或特定組合的LED陣列（覆蓋關(guān)鍵波段）。光譜穩(wěn)定性：光源的光譜輸出必須高度穩(wěn)定，避免漂移影響分析結(jié)果。鹵鎢燈需恒流供電，LED需精確控溫控流。均勻性要求極高：不僅是空間均勻性，光譜均勻性（不同位置光譜成分一致）同樣關(guān)鍵，否則會導(dǎo)致光譜數(shù)據(jù)失真。可能需要積分球勻光或精密光學(xué)設(shè)計。照明方式適配：根據(jù)應(yīng)用（反射、透射、熒光）選擇前向照明（如環(huán)形光、穹頂光）、背光或特定角度照明。高光譜光源常用于：材料分類與鑒別（塑料分選、礦物分析）；化學(xué)成分檢測（農(nóng)產(chǎn)品糖度、水分、成熟度；藥品有效成分）；生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用（組織病理、細(xì)胞分析）；精細(xì)農(nóng)業(yè)（作物健康監(jiān)測）；環(huán)境監(jiān)測；防偽等。光源的性能（亮度、穩(wěn)定性、均勻性、光譜范圍）是獲得高質(zhì)量光譜數(shù)據(jù)立方體并進(jìn)行有效分析的前提。多光譜鑒別中藥材種類，準(zhǔn)確率超95%。上海光源平行面

干涉照明增強(qiáng)薄膜缺陷對比度，厚度檢測±10nm。四川高亮條形光源AOI

選擇合適光源是一個系統(tǒng)性工程，需遵循科學(xué)步驟：1. 深入分析被測物：明確關(guān)鍵檢測特征、材質(zhì)、表面光學(xué)特性、顏色、形狀、尺寸、運(yùn)動速度。2. 理解檢測任務(wù)：是定位、測量、識別、計數(shù)還是缺陷檢測？精度要求如何？3. 評估環(huán)境約束：安裝空間限制？環(huán)境光強(qiáng)弱？環(huán)境溫濕度？清潔要求？有無震動？4. 確定相機(jī)與鏡頭參數(shù)：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(huán)形光；突顯紋理/劃痕：低角度條形光；通用檢查：環(huán)形光；微小區(qū)域/深孔：點(diǎn)光源/光纖；高速運(yùn)動：頻閃LED；特殊波長需求：IR/UV光源。四川高亮條形光源AOI