环形灯均匀的光线打在金属零件表面,一道细微到几乎看不见的划痕在特定角度的光照下清晰显现,这正是光源选择的魔力所在。
黑白相机与光源的组合常常被比喻为视觉系统的“火眼金睛”——黑白相机像素能吸收所有光的强度,比起彩色相机,每个像素都会收到高达到3倍的光-1。

在昏暗或对光敏感的环境下,这种特性让它表现更出色。

大多数人可能不了解,黑白相机和彩色相机捕捉图像的原理完全不同。彩色相机使用拜尔滤镜,每个像素只能记录一种颜色,另外两种颜色需要依赖相邻像素信息插值获得-1。
而黑白相机则完全不同,它的感光元件像素会吸收所有光的强度,这意味着在同等条件下,黑白相机的感光能力明显更强。
特别是在光照条件有限的环境中,这一优势会被放大。这也是为什么在工业检测领域,黑白相机仍然占据重要地位的原因。
但黑白相机对光源的依赖也更加明显,没有合适的光源,它的优势无法发挥。光源就像是为这双“眼睛”提供清晰视野的光明之源。
你可能会奇怪,黑白相机还用考虑光源颜色吗?答案是肯定的,而且非常关键。不同波长的光线与物体相互作用的方式截然不同,直接影响成像效果。
红光具有出色的穿透能力,像一位细心的侦探,能看透表象。它特别适合检测透光性较差的物体-1。
当需要看清塑料内部结构或检测玻璃容器内的异物时,红光往往是首选。红光波长较长,散射较少,能提供更清晰的图像。
相比之下,蓝光反射能力强,则适合检测表面细微特征-1。它就像高倍放大镜,能突显物体表面的微小划痕和不平整。
实际应用中,一般使用色光往往会搭配黑白相机一起使用-1,通过选择特定波长的光源,我们可以突出或隐藏目标的某些特征。
光源与物体颜色的配合至关重要。如果使用的波长与物体的颜色相同,在二值图像中光将被明亮反射;如果波长与物体的颜色相反,光则会被吸收,显示为黑色-4。
这种对比原理是黑白工业相机光源选型的核心思想之一。
光源类型繁多,各自擅长不同的检测任务。环光是最常见的工业视觉光源之一,它能均匀地照亮物体,显著减少阴影产生,适合表面缺陷检测和二维码识别-10。
低角度照明则是另一种巧妙设计,对物体表面的凹凸情况敏感度高,特别适用于晶片或玻璃基片上的伤痕检查-2。当光线以极小角度掠过表面时,即使是微小的不平整也会产生明显的明暗对比。
背光照明则采用完全不同的思路,通过将被测物放置在镜头与光源之间,拍摄物体的剪影-10。这种方式能提供极高的对比度,特别适合尺寸测量和轮廓检测。
但它也有局限性:无法获取物体表面的细节信息。
同轴落射照明是一种精密技术,光线沿着镜头光轴垂直照射物体-10。这种照明方式能有效减少反射干扰,特别适合检测高反射表面,如镜面、金属或硅片。
黑白工业相机光源选型不只是挑选一个灯泡那么简单,它需要综合考虑多种因素。首先要明确检测目标——是识别表面缺陷、测量尺寸,还是读取字符?
不同的目标需要不同的照明策略。
考虑光源的颜色与背景颜色的关系也很关键。使用与被测物同色系的光会使图像变亮,而使用相反色系的光则会使图像变暗-1。这种亮度调控能帮助我们突出感兴趣的区域。
光照角度也是一个常被忽视但至关重要的因素。以检测划痕为例,如果希望看到划痕,建议使用侧光,这样划痕会沿着相机的方向反射入射光,看起来会更亮-3。
如果想隐藏划痕,则可以从各种不同角度均匀照亮物体-3。
另外,光源的均匀性、亮度稳定性和响应速度都是需要考虑的技术指标-2。均匀的光照能避免图像局部过亮或过暗;稳定的亮度确保长时间检测的一致性;
快速响应则能满足高速生产线的需求。
选择光源时,不少人会忽略一个细节:远心镜头没有视角,照明尺寸应略大于视野范围;而普通镜头有视角,需要选择考虑到视角影响的照明尺寸-10。
生产线上,一道红光穿透透明的药瓶,瓶内微小的玻璃碎屑在黑白相机中投下清晰的阴影。