在機(jī)器視覺系統(tǒng)中，光源起著重要的作用，在光線不夠的情況下，需要檢測(cè)肉眼難以看的到的小標(biāo)記、小劃痕的情況，光源該選擇哪種類型呢？

同軸光有利于表面小劃痕粗糙度的成像，那么什么是同軸光呢？

同軸光是一個(gè)箱式的形狀，它安裝在鏡頭正下方觀察軸上，可以直接照亮物體表面，通過光源在物體頂部的視窗，向下直視來拍攝圖像。有一個(gè)內(nèi)部的發(fā)光面，發(fā)出垂直于觀察軸的光線，直接照射被測(cè)物，使相機(jī)可以捕捉到物體的鏡面反射光。

以CCS的同軸光源LFV3系列為例，

特點(diǎn)：可以對(duì)物體表面的微小不規(guī)則現(xiàn)象進(jìn)行成像。

通過使用半透鏡，可使LED 擴(kuò)散光落射在相對(duì)于相機(jī)軸的同軸上。

一、主要應(yīng)用

光澤表面及鏡面的缺陷、損傷、刻印與凹陷檢測(cè)

印制電路板的圖案檢測(cè)

玻璃尺寸測(cè)量

樹脂成型品的損傷與凹陷檢測(cè)等

二、成像案例

1、來對(duì)比不同種類光源拍攝的印在板上的印字圖像：

直射光下表面雕刻成像

同軸光下表面雕刻成像

直射光表面雕刻效果不明顯。使用同軸光，由于折射率差異可以看到表面雕刻比較突出的成像。

2、塑料瓶蓋上的劃痕成像效果

由于光線不足劃痕不明顯，在一般光源下看不出劃痕，在同軸光源下劃痕明顯

一般光源下劃痕成像效果

同軸光下劃痕成像效果

點(diǎn)光源和同軸光源的區(qū)別

點(diǎn)光源也可以像同軸光源一樣，從正上方照射被測(cè)物，有些鏡頭外殼側(cè)面附有同軸光專用凹槽，可以將點(diǎn)光源從孔中插入鏡頭中，這樣可以節(jié)省空間且易于安裝，但是也有缺點(diǎn)，在反射率低的物體上可能會(huì)出現(xiàn)熱點(diǎn)/光斑。

對(duì)鏡頭蓋頂部成像時(shí)，視場(chǎng)的中心部分變得非常明亮，這種現(xiàn)象叫熱點(diǎn)。

使用同軸光對(duì)鏡頭蓋進(jìn)行成像時(shí)，可以看到整個(gè)視場(chǎng)被均勻的照亮，圖像沒有產(chǎn)生熱點(diǎn)。

鏡頭搭配的點(diǎn)光源

鏡頭蓋

點(diǎn)光源下出現(xiàn)熱點(diǎn)

同軸光下均勻成像

三、同軸光源的選型要點(diǎn)

主要關(guān)注三點(diǎn)：均勻度、漏光對(duì)策、以及大小尺寸。

1、均勻度是指能從中心到周邊均勻的照亮整個(gè)視場(chǎng)。

發(fā)光表面的亮度不均勻會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果，如果照射發(fā)出的光線亮度不均勻，會(huì)導(dǎo)致投射在視場(chǎng)的亮度不夠，最終成像亮度會(huì)不均勻，這會(huì)直接影響檢測(cè)精度。

2、防漏光對(duì)策

當(dāng)采用同軸光照射時(shí)會(huì)透過漫射板，使水平安裝的 LED 元件發(fā)出均勻光，然后使用反光鏡將光線彎曲90°，照射下方物體，然而有些從側(cè)面發(fā)出的光，沒有經(jīng)過反光鏡就發(fā)出，影響最終成像，需要防止側(cè)面發(fā)光表面不會(huì)直接漏光，只有通過了反光鏡的光才能照亮，同光源發(fā)光面尺寸的正下方的物體。

3、尺寸大小

同軸箱式光源是箱形狀的光源，它的體積通常比點(diǎn)光源或者其他環(huán)形光大，由于它需要在鏡頭與物體之間的有限空間內(nèi)進(jìn)行安裝，因此盡可能緊湊的同軸箱式照明方式更為易于安裝，且在進(jìn)行細(xì)微調(diào)整(如調(diào)整與物體的距離)時(shí)也更加靈活。