智能照明机器视觉

发光二极管（LED）的改善率是类似于硅基集成电路器件的改进率 。每个LED的光输出已经翻了一番大约每两年自1970年以来（Haitz定律）让人想起摩尔定律大约每两年（在一个集成电路）晶体管数量增加一倍 。

同样 ，这转化为更多的应用 ，更大的生产量和扩大市场 。这种模式推动持续努力 ，以提高性能 ，降低成本 ，并进一步扩大应用 。几个产品领域的性能改进强烈建议考虑他们在机器视觉应用中的使用 。

 

LED照明已为众多视觉和传感应用吸引人的特点 ： 

1.快速切换能力 

2.提供多种颜色加上不同几何形状的白色 

3.长寿命和低维护成本 

4.低温运行作与降低辅助散热要求

5.小的 ，灵活的单位

 

LED照明被广泛应用于许多领域 ，如机器视觉传感 、汽车 、交通灯 、照相机闪光灯 、数字显示 、手电筒 、室内照明和视觉检查。特别是 ，LED照明可以产生更多的可见光 ，对于一个给定的电功率 ，比传统的降低更换成本和维护费用 ，如白炽灯和荧光灯 。这导致了持续的替代这些传统的发光二极管 。

所表现的改善（Haitz定律）在照明 ，持续增长提供强大的经济动力机器视觉 、传感等应用 。

 

1.快速切换

发光二极管可以接通和断开 ，在不到1微秒 。这频闪效果提供了捕获能力的机器视觉应用在测量、缺陷检测移动物体的清晰图像 ，代码和文档阅读 ，其中 。它还提供了一种手段来减少或消除环境光的影响 ，当LED提供更大的能量在一个较短的曝光比环境光传送到相机与缩短曝光时间（例如1毫秒或1000毫秒） 。

使用快速开关的LED可以消除需要一个单独的开关快门或快速相机。它有专用闪光灯在规模上的优势 ，热输入滤波器需要 。

这种快速切换能力也有汽车停车灯的安全应用 ：LED可以打开高达0.5秒的速度比热加热的白炽灯泡 ，在更高的速度可以是相当于停止一辆超速汽车的一辆汽车的长度越快 。事故统计似乎支持这一说法 。

还有更令人惊讶和令人兴奋的可能性 ，可能是明显的20 / 20后见之明 。例如 ，有一个LED通信系统发送在一个大脑的解剖位置信息在手术和本地计算机上的位置 ，将刀的外科医生查看大脑的三维图像 。微秒级的LED开关速度允许使用标准的电信组件 。该系统目前正在医院中使用 ，并正在由一家主要的医疗器械公司出售 。

 

2.在许多颜色和几何形状的可用性

LED单位商业上可从紫外线到近红外加白色 。特别是 ，照明模块可在紫外波长在395纳米（纳米） ，蓝色（470纳米） ，绿色（520纳米） ，黄色（590纳米） ，橙色（625纳米） ，红色（660纳米） ，红外（880纳米）和白色 。

光谱鉴别有许多应用 。这提供了应用程序的机器视觉感兴趣的对象有不同的光谱特征 ，从背景对象 。这有效地转换成简单的一个彩色图像的关键功能是唯一的对象成像的许多杂乱的图像 。它也是减少背景光的影响的另一种方法 。

机器视觉和传感应用 ，包括在线检测的缺陷 ，标签和瓶盖 ，液位和食品模具 。这可以包括由于缺陷和外国材料的变化 。它也可以提供高信号噪声的过程变化的影响 。

不同的几何形状 ，如线性 ，面积 ，点和曲面 ，市售的LED可以安装简化其使用不同的几何缺陷 ，以及不同的运输和处理方法 。

 

3.小的 ，灵活的

这些单位一般有效地利用空间 。当颜色和开关速度或空间要求涉及 ，那么LED也可以取代其他组件 。这可以简化和减少硬件 ，软件和成本 。除了更换环形灯（明场 、暗场 、背光照明） ，广阔的面积和现场照明 ，LED可用于其他光学元件 ，包括光纤内窥镜成像光进入身体和铰接式管 。

 

4.低温运行

对于视角 ，回顾 ，晶体管被开发提供电子放大器无需加热丝 。 LED是光产生相当于他们是没有灯丝加热固态器件 ，或表面破坏高能离子在荧光灯的 。当然 ，他们也产生一些热量 。实际的相对效率取决于应用和使用 。对于视觉的使用 ，光源效率依赖于人眼的灵敏性产生的颜色 。该比较通常以流明方面完成的 ，这是在光输出的光功率为眼睛的敏感程度为该颜色校正 。红外光源产生零流明由于眼睛是不是红外光敏感 ，即使红外光可能是手头的任务的最有效的波长 。从视觉的角度来看 ，LED和紧凑型荧光灯有视觉效率流明每输入电能 ，重叠 ，根据产品 。LED似乎是在这方面取得的进展 ，从报告的发展 ，新产品和长期的历史 。LED和紧凑型荧光灯泡比白炽灯泡有更高的视觉效率 。从绿色技术的角度来看 ，两者都比白炽灯好得多 。

 

5.寿命长 ，维护成本低

LED的寿命通常被引用在约50000小时 。相比之下 ，一个40瓦的白炽灯有一个预期寿命为1000小时 。一个17 - 36瓦的荧光灯的额定平均寿命为2880至7200小时 ，比白炽灯 ，但不如一些目前的LED 。这也可以取决于荧光灯单元是如何打开和关闭的 。然而 ，LED输出可以降低缓慢 ，如果在更高的温度下操作 ，将降低速度稍快 ，但仍然是可以使用很长一段时间。比较表建议大大降低长期使用LED光源的成本比荧光灯和白炽灯光源 。

总之 ，LED的性能继续增长约相同的速率作为半导体器件的性能和面积增加 。

 

技术提示

LED照明被广泛应用于许多领域 ，如机器视觉传感 、汽车 、交通灯 、照相机闪光灯 、数字显示 、手电筒 、室内照明和视觉检查 。

它可以产生更多的可见光 ，对于一个给定的电功率 ，比传统的降低更换成本和维护费用 ，如白炽灯和荧光灯 。

LED的持续增长 ，在照明 ，机器视觉 ，传感等应用表现出的改进提供了强大的经济动机 。