
在机器视觉检测中,环形光源是应用最广泛的照明方式之一。但同样是“环形”,市面上有两种东西长得像、功能也像——环形光纤和LED环形光源。
很多工程师在选型的时候会在这两者之间犹豫。看起来都是绕成一圈发光,都能消除阴影,价格差得也不小。到底有什么区别?各有什么优缺点?这篇文章直接对比。
这是两者最根本的区别。
LED环形光源的结构很直接——LED灯珠排成一个环,通电之后环本身发光。发光点就在环上,直接照向被测物体。
环形光纤的结构不太一样:光源(LED或卤素灯)在远端,光通过一束光纤传导到环上,从环上的光纤末端出光。发光的是环上的光纤端面,但真正的光源在别处。
简单说:
LED环形光源:环上发光
环形光纤:环上出光,光源在别处
这个结构差异,决定了后面所有的区别。
LED环形光源由一个个独立的LED灯珠排列成环。每个灯珠是一个发光点,多个点拼成一个环。灯珠之间有间隙,环上天然存在亮区和暗区的交替。
如果灯珠数量够多、排列够密,肉眼可能看不出来。但在高精度检测中,相机比眼睛敏感得多——这种微小的不均匀性可能会被捕捉到,影响图像质量。
环形光纤的光纤束在环上是连续排列的,出光面没有断点。光从光纤末端均匀射出,形成连续的光环。简单说就是:没有灯珠之间的间隙,也就没有亮暗交替的问题。
有研究对比过两者的照明特征:LED环形阵列的光斑存在点状阴影,而环形光纤束的光斑均匀、无阴影。
LED光源虽然比卤素灯发热小很多,但LED灯珠本身还是会发热的。LED环形光源的灯珠就在环上,热量直接散在检测工位附近。虽然可以通过散热设计控制温度,但对于热敏感的样品来说,这个热量还是需要考虑的。
环形光纤的光源在远端,通过光纤把光传导到环上。光纤传光的过程中基本不产生热量,环上出光端几乎没有热辐射。热源在远端,和检测工位是分开的。
这就是所谓的“冷光”照明。对于半导体晶圆、精密电子元件等怕热的检测对象,这是一个很实际的优势。
LED环形光源的环是固定的——内径多少、外径多少、灯珠数量多少,出厂就定了。如果要换规格,只能换整个光源。
环形光纤的环和光源是分离的。换一个不同尺寸或不同出光角度的环,不需要换光源,只需要换光纤束。同一个光源可以配不同的环,适配不同的镜头和检测场景。
此外,环形光纤在材质选择上也有更多选项——玻璃光纤耐高温,塑料光纤成本低,石英光纤可以传输紫外光。LED环形光源的波长选择则取决于LED灯珠本身。
选型建议:
对均匀度要求高、检测精密元件——环形光纤更合适,连续出光没有断点
检测对象怕热(如半导体、精密电子) ——环形光纤的冷光特性有优势
需要频繁更换环的规格——环形光纤更灵活
预算有限、检测要求不极端——LED环形光源性价比更高
通用表面检测、常规工业视觉——LED环形光源是成熟方案
没有绝对的好坏,只有适合不适合。把检测需求、样品特性、预算和安装空间都列清楚,选择就会变得简单。
鸿照科技在环形光纤领域有多年的产品积累,可提供多种内径、外径和出光角度的环形光纤导光束,支持玻璃光纤和塑料光纤两种材质,接受长度和接口的定制。如有选型疑问或需要样品测试,欢迎联系鸿照科技技术团队。