是什么使得照明技术对工业机器视觉变得至关重要？
• 缩短曝光时间，从而消除运动模糊并控制环境光的影响。
• 关闭孔径，从而扩大景深。
什么是光？
人眼对颜色变化特别敏感。两种颜色相同的产品在用户眼中可能会有所不同。但是，在选择 wenglor 照明产品所用的 LED 时，严格的柱形分选可确保峰值波长的最大变化不超过 10 nm。摄像头或条形码扫描器的图像芯片对相应操作说明中规定的不同波长范围的灵敏度不同。为了获得最佳亮度条件，图像芯片灵敏度和光线类型必须相互匹配。可以使用外部阻挡滤光片来避免外部光线。某些摄像头本身已经安装有滤光片。
如何选择适当的照明颜色？
但是，在与单色摄像头结合使用时，彩色光源的使用对于定义特定特征的所需灰度值以产生对比度至关重要。例如，红色和相邻的绿色物体在捕获的图像中以不同的灰度显示。选择被照明物体的互补色为背景颜色可实现良好的对比度。如此提高了机器视觉系统的检测稳定性。
带白光的彩色摄像头
红光单色摄像头
蓝光单色摄像头
绿光单色摄像头
红光在可见光谱中约为 620 至 750 nm，在工业图像处理中通常使用 630 nm 的波长。由于波长较长，红光在空气中散射的小颗粒比短波光少。因此，即使在多尘、烟雾或蒸汽污染的环境中，图像对比度也更稳定。
此外，红光还适用于减少反射表面（如金属、玻璃或塑料）上的干扰反射。深色或黑色印刷通常对红光有强烈的吸收作用，因此能够很好地识别明亮或透明包装的条形码、日期代码、批号或明文。而对于红色包装，这种效应不那么明显，因为基底也会对红光产生强烈反射。在这种情况下，采用绿光等互补色光可以取得更好的效果。
带白光的彩色摄像头
红光单色摄像头
蓝光位于可见光谱的短波末端，约为 450 至 495 nm；工业图像处理任务通常使用 470 nm 的波长。由于波长较短，蓝光能够对细微结构实现极高分辨率的成像。因此，它特别适用于高分辨率测量任务以及边缘和细微缺陷的识别。
在光滑或抛光的金属表面上，蓝光还可减少干扰性光泽，使划痕或其他表面缺陷更加清晰可见。它还可以有针对性地突出玻璃中的夹杂物和气泡。由于蓝色与红色和橙色相辅相成，红色或铜色材料可以额外变暗，从而更好地与背景区分开来。
带白光的彩色摄像头
蓝光单色摄像头
带白光的彩色摄像头
带蓝光的彩色摄像头
绿光位于可见光谱的中部，约为 520 至 570 nm，在工业图像处理中通常使用 525 nm 的波长。特别是在印刷线路板和电子元件检测中，绿灯可有针对性地用于自动视觉检测 (AOI) ：绿色印刷线路板或焊接阻隔漆会对光线产生强烈反射，而红色部件、焊接点或缺陷会显著变暗。
由于绿光与红光互补，绿光也适用于制药和食品检测应用。红色缺陷、压痕或痕迹可以更加明显地显示，而背景中则会出现绿色或中性区域。
带白光的彩色摄像头
绿光单色摄像头
在此示例中，对不同颜色的塑料物体进行检测。当光线穿过材料而不是被材料反射时，红外光照射的物体在拍摄的图像中显示为白色。红外背光甚至可以通过不透明的输送带照亮物体。
带白光的彩色摄像头
白光单色摄像头
红外光单色摄像头
无紫外光
含有紫外光
使用偏振滤光片可产生什么效果？
不带偏振滤光片
带偏振滤光片
什么是紫外光？
暴露于紫外光下的荧光物质会吸收紫外光，并将其作为可见的、波长更长的辐射发射出来，通常为蓝色（470 nm）或绿色（525 nm）。然后，可以将这种发射光用于光学检测。
如何使用紫外光？
光线照射到表面时会发生什么情况？
光线如何对不同的表面材料做出反应？
光在光亮表面的反射
光在光亮和哑光之间表面的特性
光在哑光表面的扩散
不同形状的表面如何反射光？
蓝色虚线表示到达摄像头的光反射，在图像中显示为白色。灰色虚线表示光线未到达摄像头，因此视场中不存在光线。
平坦表面上的特征
曲面上的特征
我需要将照明灯置于摄像头的什么位置？
用于聚光照明的扩展照明变体
带遥控中心的背光灯
同轴照明
如何使相机实现均匀照明？
均匀照明是工业图像处理中获得可靠结果的重要前提。但在实际情况下，视野内的光照分布往往并不均匀。尤其是在光束照明系统中，可能会出现局部强度峰值以及中心和周边区域之间的亮度差异。
为消除此类影响，专门在曲线效应中针对性地调整了光照分布。这样可使相机感测的亮度在整个视野范围内均匀分布。
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1
光是如何从物体表面反射的？
当光线照射到物体表面时，会按照朗伯分布进行反射。
反射光的强度取决于观察角度。这意味着并非表面的所有区域看起来都同样明亮。
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2
传统照明解决方案表现如何？
在光束照明系统中，光由多个单独的光源产生，每个光源都遵循这样的分布。
实际情况中，这通常会导致整个检测范围内的强度分布不均匀。
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3
相机如何检测光照情况？
相机是根据反射光强度记录光照分布。
这会导致中心区域加权更高，从而在图像中形成所谓的热点。
这些局部过曝无法用照度计检测出来，并且会影响图像评估。
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4
曲线效应如何确保均匀照明？
在曲线效应下，光照强度通过角度调节器 有针对性地加以调整。
通过控制光照分布，可使相机感测到的亮度在整个区域内保持均衡。
由此生成光照均匀的图像。
曲线效应具体如何实现？
为创造曲线效应，可沿着照明路径组合使用不同的角度变换器。它们是安装在光束照明系统前方的专用散光片，可针对性地调整光束角度。具体可根据设计实现平域、中等或广域的照明效果。
在照明区域中心使用的可变角度变换器比周边区域使用的变换器工作幅度更宽。这样可降低中心区域的光照强度，同时更好地照亮周边区域。
这样就能在整个视野范围内实现均匀的亮度分布。
通过直接比较可清楚地看到曲线效应的影响：示例图像系相同条件下，不使用角度变换器和使用三个角度变换器时拍摄。
- 在第一种情况下，照明设备没有使用角度变换器，导致照明不均匀，中心区域光强度最高。
- 第二种情况，使用角度变换器，其中中间角度变换器具有较大幅度的光束角度。这样可以更好地散射中心的光强度，并针对性地减少热点。
曲线效应可用于明场照明应用中。此外，光束照明系统须具备相应的长度，因为该效应仅在375 mm以上才能实现。
使用不同操作模式的效果是什么？
不变光
连续模式最重要的优点是环境舒适。
闪光灯
频闪模式的主要优点是 LED 寿命更长，因为产品中积聚的热量更少。在某些情况下，尤其是对于大型照明装置的应用，可以显著降低能耗。
频闪超速模式
频闪超速模式是用于 LED 灯的术语，相对于定义的占空比，它允许更高的电流通过 LED。wenglor 的所有超速 LED 产品都装有一个用于执行负载循环的内部控制器，从而保护产品。除了上面列出的频闪模式的优点外，较高的电流还能实现更高的亮度，从而能够缩短曝光时间并缩小摄像头的光圈。
