光纖照明為什么被稱為機器視覺中的光學成像大功率王者
在機器視覺領域,光學成像的質量對于檢測和識別的準確性至關重要。而光纖照明作為一種高效的照明方式,正在逐漸成為光學成像的大功率王者。本文將詳細介紹光纖照明的優勢、種類以及在視覺實踐中的應用。
一、光纖照明的優勢
傳統的LED照明在半導體檢測中雖然最高功率可達50W,但對于半導體行業的特定需求,其亮度仍然有限,且照明均勻度不佳。而燈箱搭配光纖的照明方式具有高均勻、高亮度的特點,能夠輕松獲得清晰準確的檢測圖像,因此被廣泛應用于行業。
光纖照明的功率可以達到150W、330W甚至600W。由于光纖僅用于傳輸能量本身不發光,高亮燈箱搭配集束光纖照明既滿足了高亮度的需求,又保證了優異的均勻性。這使得光纖照明在機器視覺領域具有獨特的優勢。
二、光纖的種類
光纖的照明效果并非固定不變,而是取決于采用的打光方式。常見的光纖種類包括:
(一)按結構分類
環形光纖:出光角度不同,可實現明場或暗場照明。
直型點狀光纖:常用于同軸照明,可實現高角度或低角度斜向照明。
板型光纖:通常作為背光源使用,提供均勻的背景照明。
線型光纖:細長長方形出光面,搭配聚光鏡使用,可實現線性照明。
多分支光纖:具有多個出光分支,適用于復雜的照明需求。
(二)按材料分類
石英光纖:具有良好的光學性能和耐高溫特性,適用于高功率照明。
玻璃光纖:成本較低,適用于一般照明需求。
塑料光纖:柔韌性好,易于安裝和使用,但光學性能相對較差。
(三)按功能特性分類
耐高溫光纖:能夠在高溫環境下正常工作,適用于特殊的工業應用。
雜散排布光纖:通過特殊的排布方式減少雜散光,提高照明質量。
耐彎曲光纖:具有良好的柔韌性和耐彎曲性能,適用于需要頻繁彎曲的場合。
三、光纖照明在視覺實踐中的應用
(一)直型點狀光纖
直型點狀光纖插入鏡頭自帶的內同軸照明插孔處,高角度斜向照明被測物時為明場照明,低角度斜向照明被測物時為暗場照明。
(二)線型光纖
線型光纖配聚光鏡高角度斜向照明時為明場照明,低角度斜向照明時為暗場照明。線型光纖插入鏡頭線型同軸孔內,通過調整角度和聚光鏡的使用,可以實現不同的照明效果。
(三)高角度/低角度環形光纖
高角度環形光纖架設在鏡頭下方較高物距處,為明場照明;低角度環形光纖架設在鏡頭下方低物距處,為暗場照明。通過調整環形光纖的角度和位置,可以實現不同的照明效果,滿足不同的檢測需求。
四、知識拓展
在視覺實踐中,常見的照明光照射被測物的現象包括反射、折射和吸收。這些現象會影響最終的成像效果,因此在選擇照明方式時需要充分考慮。
明暗場照明的命名源于其圖像效果特點。“場”可以認為是背景,“明”表示明亮,“暗”表示灰暗。明場照明多為高角度照明光(45°-90°)直接照射被測物表面,暗場照明多為低角度照明光(0°-45°)斜側方斜掠照射被測物表面。此外,還有一種背光照明,主要用于檢測被測物的輪廓和邊緣。
總之,光纖照明在機器視覺領域具有重要的應用價值。其高亮度、高均勻度的特點使其成為光學成像的大功率王者。通過合理選擇光纖的種類和打光方式,可以實現不同的照明效果,滿足各種檢測和識別需求。
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