2D知识-面光源成像均匀性的解决方案

原理

面光源，即形状为面状的机器视觉专用LED光源，能够提供大面积的照明，适用于大面积物体的检测。

通过LED经结构优化后均匀布在光源底部，经漫反射后在表面形成一片均匀的照射光。这种照明方式适用于外形轮廓检测场合，能够使物体的细节和表面特征清晰可见。

类型

标准底部面光源

最常见的类型，适用于大面积物体的检测。

平行底部面光源

提供平行光线，适用于需要高平行度的应用场景。

开孔底部面光源

在光源中间开孔，适用于大视野环境中要求高亮度和均匀性的场景。

侧面发光面光源

只在四周布置LED颗粒，适用于需要薄型光源的应用。

应用场景

面光源适用于大多数机器视觉应用，特别是在进行形状识别时表现良好。例如，它适用于检测表面缺陷、文字识别、标志检测等需要清晰表面细节的应用。

问题解决方案

问题

均匀性调节：如果光源的均匀性调节不当，可能会导致图像中出现亮斑或暗区（开孔面光源在反光的物品上会出现），影响图像质量。

亮斑或暗区问题：漫射板材质、灯珠亮度的不一致性是引起亮斑或暗区的主要原因。

方案

1. 选择合适的安装距离

每一种光源都有其最佳工作距离和视野，所以最好是通过实验确定最佳的工作距离，以获得最佳的亮度和均匀性。当光源工作距离增大时，亮度总是递减的，但均匀性在某个距离下达到最佳。

2. 使用组合光源

在反光的物品表面，开孔面光源，会出现暗斑，这种情况一般需要使用组合光源进行使用，可以在开孔位置增加一个同轴光源进行组合使用。

因为面光源的亮度均匀性区域与安装高度有很大的关系，如果由于安装空间限制导致不均匀的情况，则需要配合条光进行使用，以解决面光源的亮度缺陷。

3. 使用带光线控制膜的光源

光线控制膜可以将漫射强烈的光线变成相对平行的光线，使面光源变成平行面光源。

面光源在增加光线控制膜后，面光源的均匀性得到改善，适合需要均匀照明的应用场景。光线控制膜能够将漫射的光线变成相对平行的光线，从而提高面光源的均匀性。