常见的光源参数

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机器视觉系统中,光源的作用至少有以下几种:


1> 照亮目标,提高目标亮度;


2> 形成最有利于图像处理的成像效果;


3> 克服环境光干扰,保证图像的稳定性;


4> 用作测量的工具或参照;


在机器视觉选型中,光源是必不可少的,那么我们该如何选择光源呢?选择时需要注意什么参数呢?


光源亮度:发光体光强与人眼所“见到”的光源面积之比,定义为该光源单位的亮度,即单位投影面积上的发光强度。亮度的单位是坎德拉/平方米(cd/m2)亮度是人对光的强度的感受。它是一个主观的量。与光照度不同的,由物理定义的客观的相应的量是光强。这两个量在一般的日常用语中往往被混淆。亮度也称明度,表示色彩的明暗程度。人眼所感受到的亮度是色彩反射或透射的光亮所决定的。


光强(发光强度):在光度学中简称光强或光度。用于表示光源给定方向上单位立体角内发光强弱程度的物理量,国际单位为坎德拉,符号:cd;以前又称烛光、支光。


与通常测量辐射强度或测量能量强度的单位相比较,发光强度的定义考虑人的视觉因素和光学特点,是在人的视觉基础上建立起来的。

在给定方向上的发光强度的物理表达式为:



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光源参数之间的转换关系:



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色温:光源的色温是以光源发光时所显现的颜色与一个绝对黑体被高温燃烧时所显现的颜色相一致时的燃烧温度来定义的,它的单位是绝对温度Kelvin 『K』不同颜色的光,对物体的边缘衍射或者瑕疵对比度是不一样的,在机器视觉中选择适合的光源也是成功的一大步。


# 光虎视觉代理产品中光源亮度的表达形式 #


光虎视觉代理的日本CCS明确备注了色温参数,方便客户选型


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光虎视觉代理的日本revox以光照度描述光源


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光虎视觉代理的美国的Smart Vision Light(SVL)以光照度描述光源


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光虎视觉代理的法国的Phlox是已光源亮度表达描述光源


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对于某些高速领域中,常常需要用到一些特殊的光源,如频闪光源

频闪光源

频闪灯通常使用带有由电容器提供能量的闪光灯管,电容器是一种类似于电池的能量存储设备,但能够更快地充电和释放能量。在基于电容器的选通中,电容器被充电至大约300V。一旦电容器被充电,为了触发闪光,少量的功率被转移到触发变压器中,这是具有高匝数比的小型变压器。这会产生使闪光灯管中的氙气电离所需的微弱但高电压的尖峰。一个弧形电子管内部会产生一层杂质,这充当电容器放电的路径,使电容器能够快速将其能量释放到电弧中。电容器的能量迅速加热氙气,产生非常明亮的等离子放电,看起来像是闪光灯。


占空比: 


1、在一串理想的脉冲序列中(如方波),正脉冲的持续时间与脉冲  总周期的比值。例如:脉冲宽度1μs,信号周期4μs的脉冲序列占空比为0.25。   

            

2、在一段连续工作时间内脉冲占用的时间与总时间的比值。


3、电路释放能量的有效时间与总释放时间的比。


调光比:


是按下面的方法计算:


Foper=工作频率(灯的闪烁频率);Fpwm=调光频率(PWM频率);


调光比率 = Foper / Fpwm(调光的最低有效占空比);


比如Foper=100khz;Fpwm=200Hz,则调光比为:100k/200=500;


这个指标在很多驱动芯片的规格书里会说明的。(PWM:脉宽调制)


# 光虎代理的法国Phlox和美国的SVL均能提供频闪光源 #



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【来源:光虎视觉内部培训资料】