新型机器视觉光源技术介绍

发布日期：2017-10-13 作者：admin 点击：

机器视觉的出现是为了进行图像采集与处理，因此，获取一幅好的图像是至关重要的，而机器视觉光源的存在就是为了更好的或者更多图像特征，可以说机器视觉光源是影响整个系统图像好坏的重要因素。下面就给大家介绍一种新型的机器视觉光源技术。

许多机器视觉应用都需要能够覆盖较宽波长范围的、性能稳定的高亮度光源。过去为了获得如此宽泛的波长范围，需要使用氙弧灯或更昂贵的白炽灯/卤素灯、氙弧灯和氘灯组合。

气体放电灯通过激发电离的氙气产生白光，这种灯的寿命是有限，大约为2000小时，并且在使用期间，输出的光会逐渐减弱。为了克服这个限制，许多公司已经开发出了同时采用气体放电和LED技术的新技术。

例如，为了产生170~ 2100nm的光谱输出范围，某公司已经开发出了一系列采用定制氙灯的激光驱动光源。

尽管光源采用了氙灯，但通过以一种新颖的方式在灯泡内激发气体，该光源的运行寿命达到了9000小时以上。在以传统方式在钨电极上触发电弧，对气体进行初始激发后，采用近红外CW二极管激光器，维持灯内氙等离子体的能量。然后电极上的电流被立即关闭，等离子体仅由激光二极管维持。

在传统的氙灯和其他弧灯照明系统中，电极上产生的电流引发大的毫米尺寸的等离子体，形成空间上不稳定的照明。将激光聚焦到等离子体内的小点，将形成直径100微米的等离子体，该等离子体非常热，从深紫外到可见光到近红外这一极宽的光谱范围内都非常明亮。” 然后，由100微米等离子体发出的光可以通过一个光学系统来收集，聚焦成自由光束或进入光纤中。

当灯连续使用时，氙灯中所使用的电极并不使用，灯的寿命显著增加。虽然某公司的照明系统标称使用寿命大约为9000小时，但该公司实验室的测试结果显示，其使用寿命已经超过了15000小时。

迄今为止，该公司可提供三种采用该技术的产品。第一种是该公司最高亮度的光源，光谱辐射率为30mW/mm2/nm/sr；另一款是更小的光源，光谱辐射率约为前者的三分之一。这两种光源都设计为耦合到自由空间光学元件。另一种产品有相同的光谱辐射率，带有集成的光纤接口收集光学元件，使得光能有效耦合到小直径光纤中。

在这种新技术正被用于延长传统基于氙气的照明系统的寿命的同时，其他制造厂商也正在开发能提供较宽波长范围的基于LED的系统。为了实现这样的宽带照明，可采用多个不同波长的LED。

例如，在用于测试太阳能电池板的照明系统设计中，某公司已经开发出了与该光谱非常接近的LED光源。通过对多个具有独特光谱分布的各种板上芯片LED进行组合，该公司的LED平板的特性非常接近太阳光。

采用类似的方法，另一家公司开发出了一种模块化的LED平台，可配置为特定的光谱分布。一个集成的混合光模块，可以确保光谱和空间在直径5mm光纤束的输出孔径处的均匀性。

初始配置使用各种单独的单一波长发射体结合白光LED，覆盖可见光谱范围。

这些光源可以与其他光纤组件耦合，以创建集成的照明系统。