TA的每日心情 | 奋斗
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发表于 2014-12-4 15:56:36
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同轴光源
机器视觉论坛http://visionbbs.com
什么是同轴光源
同轴光源，即照明方向与镜头光轴平行的机器视觉专用LED光源。机器视觉行业里的指的同轴光源，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同轴光源默认是指照明方向与镜头光轴平行的LED类型的专用机器视觉光源。
同轴光源常规参数
同轴光源，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。
同轴光源的尺寸
同轴光源，与条形光源类似，有一些常规的叫法：同轴光源-XXX-C，其中同轴光源是光源的系列名称，XXX是同轴光源的有效发光面积的长和宽，因为同轴光源的发光区域一般都是正方形的，所以只需要一个尺寸表示即可，如果有长方形的，还会有一个宽度尺寸，与面光源、条形光源等类似。C表示颜色。这里需要注意的是，同轴光源的尺寸命名，一般都是用发光区域来命名的。而非发光区域到底有多大，需要看光源的设计尺寸图。
同轴光源的宽度
在上面同轴光源的命名中，提到的同轴光源型号命名中，可能会包含一个宽度信息，这个宽度信息就是指同轴光源的有效发光区域的宽度。同轴光源的宽度，与长度定义基本一样，只是其具体说明的是同轴光源的宽度信息。
同轴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。
同轴光源的颜色
光源的颜色，这个不仅仅是同轴光源的参数，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。
同轴光源的颜色，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
不过对于同轴光源来讲，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。
同轴光源的功率
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。小的同轴光源功率可能小于1瓦，而大的同轴光源，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。
同轴光源的功率与有效的照明亮度，会有比较大的衰减，因为同轴光源中间还使用了一块分光镜，一般从光源发出的光线经分光镜反射照射到产品上，再反射回分光镜，透射到镜头上，在这个过程中，一束光会经过两次分光衰减，因此实际上的光通量不足原始光通量的四分之一。所以同轴光源的亮度通常都比较低但是功率通常比较高。
同轴光源的供电电压
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。
同轴光源的厚度
同轴光源的有厚度尺寸，这个尺寸相对来讲是比较固定的，因为同轴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。
同轴光源的厚度，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。
同轴光源的安装尺寸
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。
同轴光源电源线长度
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。
同轴光源的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。对于同轴光源来讲，大部分都是使用贴片式SMD，也有使用插件式的同轴光源。使用插件式的同轴光源，其整体长度会比较长。
同轴光源的照射原理
同轴光源一般使用时，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。
同轴光源的应用
同轴光源是应用非常广泛的一种光源，即可以用于前向照明，也可以用于背光照明。当用于背光照明时，因为其提供了较长的光路，可以得到更好的平行性。
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、Mark点、字符识别等也很容易胜任。
同轴光源选型与购买
同轴光源的选型与购买及具体参数，可以登录机器视觉商城同轴光源频道查看。
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