智能照明機(jī)器視覺

發(fā)光二極管（LED）的改善率是類似于硅基集成電路器件的改進(jìn)率。每個(gè)LED的光輸出已經(jīng)翻了一番大約每兩年自1970年以來（Haitz定律）讓人想起摩爾定律大約每兩年（在一個(gè)集成電路）晶體管數(shù)量增加一倍。

同樣，這轉(zhuǎn)化為更多的應(yīng)用，更大的生產(chǎn)量和擴(kuò)大市場(chǎng)。這種模式推動(dòng)持續(xù)努力，以提高性能，降低成本，并進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用。幾個(gè)產(chǎn)品領(lǐng)域的性能改進(jìn)強(qiáng)烈建議考慮他們?cè)跈C(jī)器視覺應(yīng)用中的使用。

 

LED照明已為眾多視覺和傳感應(yīng)用吸引人的特點(diǎn)： 

1.快速切換能力 

2.提供多種顏色加上不同幾何形狀的白色 

3.長壽命和低維護(hù)成本 

4.低溫運(yùn)行作與降低輔助散熱要求

5.小的，靈活的單位

 

LED照明被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如機(jī)器視覺傳感、汽車、交通燈、照相機(jī)閃光燈、數(shù)字顯示、手電筒、室內(nèi)照明和視覺檢查。特別是，LED照明可以產(chǎn)生更多的可見光，對(duì)于一個(gè)給定的電功率，比傳統(tǒng)的降低更換成本和維護(hù)費(fèi)用，如白熾燈和熒光燈。這導(dǎo)致了持續(xù)的替代這些傳統(tǒng)的發(fā)光二極管。

所表現(xiàn)的改善（Haitz定律）在照明，持續(xù)增長提供強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)動(dòng)力機(jī)器視覺、傳感等應(yīng)用。

 

1.快速切換

發(fā)光二極管可以接通和斷開，在不到1微秒。這頻閃效果提供了捕獲能力的機(jī)器視覺應(yīng)用在測(cè)量、缺陷檢測(cè)移動(dòng)物體的清晰圖像，代碼和文檔閱讀，其中。它還提供了一種手段來減少或消除環(huán)境光的影響，當(dāng)LED提供更大的能量在一個(gè)較短的曝光比環(huán)境光傳送到相機(jī)與縮短曝光時(shí)間（例如1毫秒或1000毫秒）。

使用快速開關(guān)的LED可以消除需要一個(gè)單獨(dú)的開關(guān)快門或快速相機(jī)。它有專用閃光燈在規(guī)模上的優(yōu)勢(shì)，熱輸入濾波器需要。

這種快速切換能力也有汽車停車燈的安全應(yīng)用：LED可以打開高達(dá)0.5秒的速度比熱加熱的白熾燈泡，在更高的速度可以是相當(dāng)于停止一輛超速汽車的一輛汽車的長度越快。事故統(tǒng)計(jì)似乎支持這一說法。

還有更令人驚訝和令人興奮的可能性，可能是明顯的20 / 20后見之明。例如，有一個(gè)LED通信系統(tǒng)發(fā)送在一個(gè)大腦的解剖位置信息在手術(shù)和本地計(jì)算機(jī)上的位置，將刀的外科醫(yī)生查看大腦的三維圖像。微秒級(jí)的LED開關(guān)速度允許使用標(biāo)準(zhǔn)的電信組件。該系統(tǒng)目前正在醫(yī)院中使用，并正在由一家主要的醫(yī)療器械公司出售。

 

2.在許多顏色和幾何形狀的可用性

LED單位商業(yè)上可從紫外線到近紅外加白色。特別是，照明模塊可在紫外波長在395納米（納米），藍(lán)色（470納米），綠色（520納米），黃色（590納米），橙色（625納米），紅色（660納米），紅外（880納米）和白色。

光譜鑒別有許多應(yīng)用。這提供了應(yīng)用程序的機(jī)器視覺感興趣的對(duì)象有不同的光譜特征，從背景對(duì)象。這有效地轉(zhuǎn)換成簡單的一個(gè)彩色圖像的關(guān)鍵功能是唯一的對(duì)象成像的許多雜亂的圖像。它也是減少背景光的影響的另一種方法。

機(jī)器視覺和傳感應(yīng)用，包括在線檢測(cè)的缺陷，標(biāo)簽和瓶蓋，液位和食品模具。這可以包括由于缺陷和外國材料的變化。它也可以提供高信號(hào)噪聲的過程變化的影響。

不同的幾何形狀，如線性，面積，點(diǎn)和曲面，市售的LED可以安裝簡化其使用不同的幾何缺陷，以及不同的運(yùn)輸和處理方法。

 

3.小的，靈活的

這些單位一般有效地利用空間。當(dāng)顏色和開關(guān)速度或空間要求涉及，那么LED也可以取代其他組件。這可以簡化和減少硬件，軟件和成本。除了更換環(huán)形燈（明場(chǎng)、暗場(chǎng)、背光照明），廣闊的面積和現(xiàn)場(chǎng)照明，LED可用于其他光學(xué)元件，包括光纖內(nèi)窺鏡成像光進(jìn)入身體和鉸接式管。

 

4.低溫運(yùn)行

對(duì)于視角，回顧，晶體管被開發(fā)提供電子放大器無需加熱絲。 LED是光產(chǎn)生相當(dāng)于他們是沒有燈絲加熱固態(tài)器件，或表面破壞高能離子在熒光燈的。當(dāng)然，他們也產(chǎn)生一些熱量。實(shí)際的相對(duì)效率取決于應(yīng)用和使用。對(duì)于視覺的使用，光源效率依賴于人眼的靈敏性產(chǎn)生的顏色。該比較通常以流明方面完成的，這是在光輸出的光功率為眼睛的敏感程度為該顏色校正。紅外光源產(chǎn)生零流明由于眼睛是不是紅外光敏感，即使紅外光可能是手頭的任務(wù)的最有效的波長。從視覺的角度來看，LED和緊湊型熒光燈有視覺效率流明每輸入電能，重疊，根據(jù)產(chǎn)品。LED似乎是在這方面取得的進(jìn)展，從報(bào)告的發(fā)展，新產(chǎn)品和長期的歷史。LED和緊湊型熒光燈泡比白熾燈泡有更高的視覺效率。從綠色技術(shù)的角度來看，兩者都比白熾燈好得多。

 

5.壽命長，維護(hù)成本低

LED的壽命通常被引用在約50000小時(shí)。相比之下，一個(gè)40瓦的白熾燈有一個(gè)預(yù)期壽命為1000小時(shí)。一個(gè)17 - 36瓦的熒光燈的額定平均壽命為2880至7200小時(shí)，比白熾燈，但不如一些目前的LED。這也可以取決于熒光燈單元是如何打開和關(guān)閉的。然而，LED輸出可以降低緩慢，如果在更高的溫度下操作，將降低速度稍快，但仍然是可以使用很長一段時(shí)間。比較表建議大大降低長期使用LED光源的成本比熒光燈和白熾燈光源。

總之，LED的性能繼續(xù)增長約相同的速率作為半導(dǎo)體器件的性能和面積增加。

 

技術(shù)提示

LED照明被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如機(jī)器視覺傳感、汽車、交通燈、照相機(jī)閃光燈、數(shù)字顯示、手電筒、室內(nèi)照明和視覺檢查。

它可以產(chǎn)生更多的可見光，對(duì)于一個(gè)給定的電功率，比傳統(tǒng)的降低更換成本和維護(hù)費(fèi)用，如白熾燈和熒光燈。

LED的持續(xù)增長，在照明，機(jī)器視覺，傳感等應(yīng)用表現(xiàn)出的改進(jìn)提供了強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)動(dòng)機(jī)。