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图志更新

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机器视觉系统介绍

  机器视觉的定义

  机器视觉系统就是利用机器代替人眼来作各种测量和判断。机器视觉检测系统采用CCD机将被检测的目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号,图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,如面积、数量、、长度,再根据预设的允许度和其他条件输出结果,包括尺寸、角度、个数、合格/不合格、有/无等,实现自动识别功能。

  机器视觉应用介绍

  机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度,在一些不适合于人工作业的工作或人工视觉难以满足要求的场合,常用机器视觉来替代人工视觉;同时在大批量工业生产过程中,用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高,用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成,是实现计算机集成制造的基础技术。

  机器视觉系统用计算机来分析一个图像,并根据分析得出结论,然后给出下一步工作指令。

  现今机器视觉系统有两种应用:

  1、机器视觉系统可以探测目标(、检测与控制);

  2、机器视觉用来创造一个部件,即运用光学器件和软件相结合直接指导制造过程(虚拟制造)。

  无论那种应用,通常机器视觉系统由如下的子系统或其中部系统构成:传感检测系统、光源系统、光学系统,采集系统,图像处理系统,图像测控系统,系统,通讯 / 输入输出系统,执行系统,警报系统等。

  机器视觉系统具体可分解成产品群:

  1) 传感系统:传感器以及与其配套使用的传感控制器等;

  2) 光源系统:光源以及与其配套使用的光源控制器等;

  3) 光学系统:、镜头及光学接口等;

  4) 采集系统:数码相机、CCD、CMOS、红外相机、超声探头等;

  5) 图像处理系统:图像采集卡、数据控制卡等;

  6) 图像测控系统:图像采集、图像处理、图像分析、自动控制等软件;

  7) 系统:器;

  8) 通讯/输入输出系统:通讯链或输入输出设备;

  9) 执行机构:机械手及控制单元;

  10) 警报系统:警报设备及控制单元;

  11) 根据具体行业需要所形成的具有某种特殊功能的机器视觉系统设备。

  这些产品群中具有机器视觉系统产品典型特征的是:光源、光学、相机、采集卡、测控板卡、嵌入系统、软件、芯片、机械手、根据具体行业应用而形成的机器视觉系统设备等。

  机器视觉功能介绍

  从功能上讲,机器视觉系统主要具有四大类功能:尺寸测量、缺陷检测、模式识别、视觉定位。

  1,尺寸测量

  尺寸测量的功能被广泛应用到高精度要求的产品生产中,可实现被测物件的宽度、高度、直径和间距等测量,并满足多个产品同时检测,确保生产的准确性。

  工件尺寸自动测量程序演示:

  应用案例:光学晶体外观尺寸测量、磁材外观尺寸测量、轴承内外径尺寸测量

  2,缺陷检测

  系统基于采集被检物的现有缺陷特征,并进行分析,建立不良缺陷特征库;可检测被检物表面的斑点、凹坑、划痕、缺损等多种缺陷。

  滤光片表面缺陷自动检测程序演示:

  应用案例:触摸屏玻璃外观缺陷检测、手机摄像头模组检测设备、滤光片表面缺陷检测设备

  3,模式识别

  机器视觉模式识别功能,广泛应用于印刷字符读取、一维码或二维码读取等。

  一维码识别程序演示:

  应用案例:汽车轮毂型号识别、生产日期识别、OCR字符检测

  4,视觉定位

  对于高速生产线的检测、机器人抓取等应用,视觉定位功能是机器视觉成功的关键。视觉定位能识别和确定零件准确的和方向。结果直接传输到搬运物体的设备或用来定位其他的检测工具。

  零件定位程序演示:

  机器视觉技术助力安防智能化发展

  随着行业发展的需要,为高清智能化的视频市场带来了巨大的发展空间。智能化已经成为未来的发展方向,未来IP摄像机会根据不同行业识别不同的特征,满足不同的需求,比如在银行和超市,可以识别人脸,并与人脸数据库对应起来;高速公会对车牌照进行识别。现在的IP主要是在银行、智能交通、小区上使用,并逐步向电力部门渗透。

2016-4-22 16:44 Friday Comments:0标签: 机器视觉
机器视觉中的LED光源控制器

  仪器是如何将DLP技术从显示拓展到工业领域的

  。越来越细分的新品 2015年,TI针对如上应用陆续推出了DLP9000X、DLP9000UV以及DLP7000UV芯片组方案。 DLP9000X芯片组由DMD、控制器和PROM组成,是目前3D打印、3D机器视觉和数字DLP产品中速度最快分辨率最高的芯片组,配备400万个微...

  类别:综合资讯标签:DLP

  机器视觉空瓶检测案例设计

  1 引言机器视觉是利用光电成像系统采集被控目标的图像,经计算机或专用的图像处理模块进行数字处理,根据图像的像素分布、亮度和颜色等信息,进行尺寸、形状、颜色等的识别。这样,就把计算机的快速性、可重复性,与人眼视觉的高度智能化和抽象能力相结合,大大提高了生产的柔性和自动化程度。2机器视觉空瓶检测系统附图是基于pc的机器视觉系统在啤酒生产线上空瓶检测系统中的...

  类别:工业电子标签:

  机器视觉电子电设计图集锦

  功能等,在系统中加入了LIN 总线接口,可使该系统能够与汽车内部其他电子控制系统共享数据与控制信息,极大地提高了系统的灵活性与安全性、节约了系统空间、降低了生产成本,将会在汽车电子领域具有较广的应用前景。解读视觉疲劳消除器系统电设计电工作原理该视觉疲劳消除器电由脉冲发生器、计数分频器和显示电组成,如图所示。电中,脉冲发生器...

  类别:汽车与工业标签:集锦

  机器人技术电设计图集锦

  。由于嵌入式微处理器对实时任务具有很强的支持能力,能够完成多任务并且具有较短的中断响应,因此在设计过程中选用以嵌入式微处理器ARM9为核心的控制器,其内部采用哈佛结构,每秒可执行一亿一千万条机器指令。本设计还设置了 4PWM控制信号输出端口,用以驱动4大功率直流电机,实现对转速的精确调节;此外,还设置了7Do数字输出端口,用以驱动伺服电机、蜂鸣器、继电器、发光二极管等...

  类别:电源设计标签:

  基于STM32F103的贴片机控制系统的设计与实现

  俯视PCB板。1.2机器视觉系统设计方案本方案采用两台CCD相机、环形光源及图像处理设备组成。其中一台CCD相机安装在贴片机Z轴上。与贴装头一起运动,用于俯视PCB板,采集各定位点坐标信息,计算X—Y轴运动偏移量,辅助定位。另外一台CCD相机固定在工作台上,向上仰视。当贴装头吸取原件后,运动至相机上方,相机采集元器件图像。计算旋转角度偏移量及X—Y轴运动偏移量...

  类别:ARM单片机标签:

  凌华创新发布搭载Intel® Atom™四核处理器的工业级智能型相机

  。NEON-1040适用于3D导引视觉机器人、食品包装检测、药品包装检测等高速机器视觉应用。优越的计算性能,实现高速高精度的图像处理 凌华科技工业级智能相机-NEON-1040不仅搭载高端全局快门(global shutter)图像采集传感器,且搭载新一代Intel® Atom™ E38451.91GHz四核处理器,同时仅需要10瓦的功耗,因此...

  类别:综合资讯标签:智能型相机

  肖特宋纲纲:生产设备的光源和镜头对产品很重要

  制造商们也大多不会在质检设备的光源和镜头上下功夫。“我们的产品与那些商用产品并不相同。在生产设备中,对于光源和镜头的选材、寿命和照明控制器都有非常高的要求,并不是随便的光源和镜头就能够满足这些要求。想要做出好的产品,提高生产效率,必须有过硬的镜头和光源。”宋纲纲表示。肖特和MRITEX展位展出的用于透明物体内部缺陷的检测(远心镜头+白色平行背光)MORITEX的...

  类别:综合资讯标签:

  机器视觉在汽车制造业中的应用

  原有的工作模式。在这种新颖仪器中,作为运动导轨的Z轴、X轴和C(回转)轴内,分别装有直线光栅和圆光栅,被测刀具沿转台中心线(即C轴)0安装。机器视觉传感器位于叉形支架两侧,也就是跨越转台的中心线。支架的一端安放光源,而另一端是摄像头,被测刀具的图像由摄像头读取。对工件表面缺陷的检测对表面缺陷的探测在批量生产的汽车、摩托车、内燃机等行业,迄今基本都采用人工目测方法。这样...

  类别:汽车电子标签:精密测量

  数字化LED光源控制器设计

  STM32F107VCT6 为核心,通过即插即用,传输速度高的USB接口与Pc机进行通信,实现Pc端应用软件对光源控制器参数的实时设定。利用STM32片内定时器实现PWM数字调光,以及脉冲频率,占空比的大范围调节,并通过定时器之间的协同工作精确定时。此外,该控制器实现了三种照明模式,分别是普通模式、频闪模式和外部触发模式。这种设计能够灵活适应机器视觉检测系统在不同场合应用中的需要。1...

  类别:综合资讯标签:光源

  基于机器视觉的葡萄糖药液质量检测系统设计

  。在医学上机器视觉还被应用在一些医药产品的检测,医学的一些科学研究中,比如葡萄糖药液检测,染色体检测,红细胞检测等[1]。为了有效解决现代医药生产线上的产品实时检测问题,本文针对葡萄糖药液的质量检测设计了一套检测试验系统。设计目标就是:利用机器视觉技术,使用多台CCD摄像机、专用光源、工性能的工业计算机来取代人工,实现葡萄糖质量的自动检测。本实验系统的设计为研制高精度...

  类别:嵌入式系统标签:

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  机器视觉中的LED光源控制器立即下载

  摘要:主要是研究机器人视觉中的光源控制器,即基于单片机的恒流源控制器。该恒流源以AT89S51为控制核心,采用了集成运放负反馈型的场效应管恒流源的基本结构。它的整体设计思是运用负反馈原理,使整个闭环反馈系统处于动态的平衡中,从而达到稳定输出电流的目的。出于对背光源和场效应管的,系统中添加了短和过流电。系统采用了12位的A/D 芯片MAX197和l2位的D/A 芯片...

  类别:电源技术2014年03月05日标签:机器视觉中的LED光源控制器

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  STM32F7英雄联盟设计大赛-智能摄像头(欢迎众网友提)

  兼容性 Cortex-M7向下兼容Cortex-M4指令集 STM32F7系列与STM32F4系列引脚兼容拥有多个DMA通道,及DMA专用通道二、项目可行性分析(泛泛空谈,做一个贴近实际的项目)项目方案图1、用于摄像头Chrom-ART图形加速器的专用DMA系统中的另一个AHB总线控制器Chrom-ART图形加速器是专用的图形显示处理DMA。它能够将源图像的...

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  EE下载中心3月精华推荐--《爱上制作》--DIY爱好者的终极参考宝典(30+2册)

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  单片机系统常用电子元器件知识简析

  0.6IFm以下;应让可能出现的反向电压VR0。6VRm。被广泛用于种电子仪器和电子设备中,可作为电源灯、电平或微光源之用。红外发光管常被用于电视机、机等的遥控器中。?(1)利用高亮度或超高亮度发光二极管制作微型手电的电如图5所示。图中电阻R限流电阻,其值应电源电压最高时应使的电流小于最大允许电流IFm。 (2)图6(a)、(b)、(c)分别为直流电源...

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  单片机系统外围电中的电子器件选型简单指南

  + VINIGND 关系式的第一部分是调整管的功耗;第二部分是电控制器部分的功耗。有些稳压器的接地电流,特别是那些用饱和双极型晶体管作调整管的稳压器,会在上电期间达到峰值。确保LDO动态稳定性 适合普通应用的传统LDO稳压器设计存在稳定性问题。这个问题是由于反馈电的性能、多种可能的负载、环中元件的变化和难于获得具有一致性参数的精密补偿...

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  2008年英特尔杯大学生电子设计竞赛—嵌入式系统专题邀请赛一等作品

  下的目标,已经有大量的成熟的研究,但是对于前景和背景都是运动情况下的目标的研究还处于起步阶段,尚没有成熟的技术来解决此问题。本作品是对计算机视觉技术的一次大胆应用,采用多传感器协同工作的方式,尝试解决摄像头运动情况下的目标,取得了不错的效果。为了充分发挥开发平台的双核优势,本作品中还加入了基于OpenMP标准的双核多线程优化技术,使作品的鲁棒性和实时性得到了提高。另外...

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  【每日签到】领芯币(本帖至此结帖,请点击论坛页面右上角【打卡签到】)

  ;公司开始裁员了,心里有点不安 11.12 晴朗的一天,心里却在下雨了! 昨天没来 今天来签到了 看来格式写错了, 重写:2008年11月12:每来一次论坛,每看一帖,每看一次贴中的附件资料,相信 相关的知识就必然会增加一点 11.12繁忙的一天又开始了; 11.12快乐而又繁忙的一天又过去了...

  1268329次浏览聊聊、笑笑、闹闹标签:color

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  助您快速开发机器视觉应用视频

  本演示介绍如何使用NI 交互式的机器视觉开发软件VBAI,快速构建机器视觉系统。无需编程,配合NI新款智能相机或基于PC的图像采集卡,即可实现图像采集、处理到发布的全过程。并自动成LabVIEW代码,从而扩展含机器视觉功能的工业自动化应用。...

  标签:VBAI

  具备有源 PFC 功能的离线隔离型反激式 LED 控制器

  LT®3799/-1 是一款具备有源功率因数校正 (PFC) 功能的隔离型 LED 控制器,专为在 24V 至 480V+ 的宽输入范围内驱动 LED 而设计。该器件非常适合于需要 4W 至 100W 以上的 LED 功率之 LED 应用。LT3799/-1 的独特电流感测方案能在不使用光耦合器的情...

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  60V 可驱动LED的降压-升压控制器 IC

  LED 正变得越来越普及,而且功能也越来越强大。1A、2A、3A 以及更高电流的 LED 串被广泛应用于车辆、广告牌、工业照明和其他多种用途,它们需要由 DC/DC 转换器准确和有效地进行驱动。在很多情况下,由于 LED 串和输入电源的电压变化,需要采用一种升压-降压拓扑结构。在本案例当中,一个四开...

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  60V 大电流降压型 LED 驱动器控制器

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  标签:高功率

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2016-4-22 16:44 Friday Comments:0标签: 机器视觉LED光源
机器视觉光源对比及成像优化方案

  LED光源中最为常见的又有同轴光源、条形光源以及零度角光源三种类型。这三种类型的光源都具有自身的特性,也因此适用于不同的应用领域。同轴光源设计巧妙,最大的特性是均匀度高,解决了成像过程中的反光问题,因此极适合作为反射度极高的金属表面以及玻璃的照射光源,尤其在镜面加工工业中,具有不可替代的作用。在配置过程中,需要特别注意调节凸透镜和半透半反玻璃的。

  条形光源最具灵活性,可以从多个角度采集图像,获得全方位的图像信息。对于需要获得全面的表面特征的物体,如检测被测物体是否有光泽,是否有表面纹时,条形光源通常是最佳选择。

  零角度光源最大的特性就是物体的边缘轮廓显示得非常清晰,特别适用于检查金属边缘的破损情况。但需要注意的是,这种低角度方式照明对光源的散热要求相对较高。

  光源成像优化方案

  整个

  机器视觉系统由光源、工业相机、图像处理软件等几个部分组成,每个组件都对最终成像的品质有着决定性的影响。对于光源,主要可以从颜色与滤光镜两个方面入手进行优化,增加系统高品质成像的可能性。

  第一,滤光镜。消除不必要的数据和噪声可以加快有用信息的处理速度,而滤光镜就是一个简单的进入相机光线的技术。常见的滤光镜有偏光镜、波通镜和阻隔镜,它们的作用类似滤波器,滤掉符合一定条件的信号。

  第二,颜色。由于在对目标物体进行成像时,物体本身并不发光,相机能够捕捉到的物体信号主要依赖于物体对光源的发射。用一种颜色照射它相对的颜色,所呈现的是黑色;照射其它颜色,物体亮度则会依次增加;而照射同样的颜色,则可以得到最大的亮度。 因此,光源颜色的选择直接影响着图像的对比度,影响着机器视觉技术图像采集环节的准确全面性。

2016-4-22 16:43 Friday Comments:0标签: 机器视觉LED光源
基于机器视觉技术的液晶玻璃面板检测系统

  消费电子产品市场规模的不断扩大,液晶面板的应用领域也在不断扩展,除液晶电视、pc笔记本、手机等主要应用领域外,设备、单反相机等也成为液晶面板的新兴应用领域。诸多的利好因素表明,未来液晶面板的市场依然看好。液晶面板在很大程度上决定电子产品显示器的亮度、对比度、色彩、可视度等,它的外观质量直接决定了电池产品外观和使用性能。

  如何液晶面板的外观质量,传统的检测依靠人工目视,每条产品线都配备一定数量的质检人员进行人工检测。即使这样,由于人为因素导致误检或漏检不可避免,不合格产品流向市场,给企业带来严重后果。人工检测的主观性、速度慢和人工疲劳导致质量下降等原因使得人工检测无法适应大规模生产。

  机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分 CMOS 和CCD 两种)将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,得到被摄目标的形态信息,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。。

  基于机器视觉技术的MVC液晶玻璃面板检测系统是通过机器模拟大脑视觉和分辨能力,可以对产品表面缺陷精准识别,准确率高、速度快,实现缺陷的统计分析,找出常见缺陷。可以判断面板缺陷的存在性,缺陷形状、面积、以及缺陷级别等信息。从而有效低成本的提升产品质量,对于企业来说是摆脱人工投入和现代化管理的必要工具。

  MVC液晶玻璃面板检测系统由创视新科技设计研发,国内首创,其关键技术核心为视觉智能识别技术--图像分类识别软件,它通过对目标被测物的图像采集,图像处理,图像分析,检出定位,检测报表管理等,实现了计算机智能识别的目标目标物品。

  对于普通缺陷采用线阵扫描先进和TDI相机配合高均匀的LED光源,采集到灰度均匀、清晰,缺陷成像明显高质量图像,针对Panel的边缘、角及非边缘的气泡缺陷的检出。

  由于线扫描相机及普通面阵相机对Bubble/Dent类型缺陷几乎难以成像,我们创新的提出了一种利用TDI高速相机与特种平行光源相结合的方案。该方案利用TDI相机具有极高帧频的特点,在一个Panel周期中拍摄2500幅图像,用先进的图像处理技术将所有图像拼接为一副完整的Panel图像。

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  -1){this.style.display=none;} />无锡创视新科技有限公司成立于2008年,是为制造生产、自动化领域提供在机视觉在线检测和表面质量检测系统的设备提供商,同时也是国内领先的机器视觉解决方案提供商。无锡创视新科技“MVC视觉检测系统”旨在帮助企业提高产品质量、发现生产错误、节约人力、降低制造成本,从而生产出价格低廉、质量可靠的产品来提高企业竞争力。“MVC视觉检测系统”主要应用于带钢、薄膜、纸张、无纺布、玻璃等板卷材行业,主要功能包括缺陷识别、缺陷定位、系统报警、信号反馈。无锡创视新科技有限公司“MVC视觉检测系统”已经成熟运用于国内诸多生产型企业,我们奉行“进取求实严谨团结”的方针,不断开拓创新,以技术为核心、视质量为生命、奉用户为,竭诚为您提供性价比最高的[详细]

2016-4-22 16:43 Friday Comments:0标签: 机器视觉
投影显示激光荧光色轮与激光LED混合光源的发展对比

  【摘要】2010年开始,激光光源在投影领域的应用呈现出快速发展的势头。经过三年余时间的努力,形成了纯激光光源、激光荧光色轮(激光荧光体)光源和激光LED光源等三种主要产品形态,分别满足高端工程机和普及型投影机产品的“新光源”应用需求。

  【关键字】激光,激光光源,激光投影

  投影光源一直都是行业追求改变的方向。以往,用户买得起投影机,但不一定用得起投影机,因为投影灯泡寿命太短,后期更换费用太贵。就像打印机一样,千元左右可以买一台打印机,但是还需要硒鼓墨盒才能使用,耗材的费用远远大于机器售价。LED、激光、固态光源接踵而来,投影光源寿命超2万小时以上、实质的性能、易用的产品,投影机光源正正开始改变了。但是,却又有让人思考的问题,LED、激光、固态光源谁是未来投影光源的赢家?

  2010年开始,激光光源在投影领域的应用呈现出快速发展的势头。经过三年余时间的努力,形成了纯激光光源、激光荧光色轮(激光荧光体)光源和激光LED光源等三种主要产品形态,分别满足高端工程机和普及型投影机产品的“新光源”应用需求。

  其中,以满足普通家用、商务和教育投影机应用为主的激光荧光色轮和激光LED混合光源的发展,关系着占据投影机市场8成以上应用领域的产品演进方向,是目前激光光源投影市场最受关注的技术之一。探讨二者的发展前景和规律,对于深入了解激光光源在投影机产业的市场价值,具有积极重要的意义。

  激光光源兴起的原因

  在投影机产品上,光源的重要性几乎和光阀一样:他们都在根本上决定了投影机产品的应用品质。好的光源未必等于好的投影机:毕竟投影机是一个复杂的设备体系;但是坏的光源却绝对意味着一台糟糕的产品。因此,自现代数字投影机产品诞生以来,投影厂商从未放弃,对先进光源技术的追求。

  光源产品在投影机的实际性能上,可以决定产品的亮度、色彩、寿命、稳定性、周期和全寿命使用成本。传统的汞灯光源,虽然自身成本低、亮度高,但是色彩、寿命、稳定性表现不好,尤其是高亮度正投应用的周期非常短,全寿命成本也很高(需要不断更换新灯泡)。此后发展出的卤素灯等,多种改良型的汞灯产品,虽然在色彩表现上得到了很大提升,但是对于汞灯的其它缺点并没有很好的改善。

  投影机光源第一个具有意义的产品是LED固态光源。这种产品除了在亮度上不及汞灯外,其他方面都具有显著的优势。尤其是在稳定性和光源寿命上,优势非常突出。目前在DLP拼接墙等主流背投产品上,LED光源已经占据多一半的市场份额,成为了真正的当家花旦。但是在正投影产品上,LED光源更低的亮度,成为了致命缺陷:不仅无力进入工程投影市场,甚至连基本的家用、教育和商用市场都不能满足。

  因此,LED光源,虽然已经有六七年的时间,却只是在背投拼接墙这一个窄众领域,完成了“一半”的。在更广阔的投影应用中,新光源依然被着。这就为激光光源产品的问世奠定了基础。

  以高性能半导体激光器为基础,激光光线耦合技术为关键支撑,在不考虑成本的情况下,激光光源几乎可以满足各种亮度显示产品的应用需求。同时,激光光源在色彩、寿命、稳定性、周期等性能方面,也具有或多或少的优势。这使得,激光光源在工程投影机,这等对成本相对不的领域,率先得到了很好的应用。截止目前,工程投影市场,所有类型和亮度的应用中,都可以找到适合的激光光源产品。工程市场,激光光源大行其道已经箭在弦上。

  但是,工程投影市场毕竟也是一个如同DLP拼接墙一样的小众领域,投影机光源技术,真正要解决的是占据市场绝对大头的“通用廉价产品”市场的需求。因此,开发廉价的、成本更为低廉的激光显示方案,成了业内最急迫的工作。这就促进了激光LED混合光源和激光荧光色轮光源的诞生。

  为低成本而生:激光荧光色轮与激光LED混合光源

  激光光源的高亮度是怎么实现的呢?答案是光纤耦合。激光光源具有极强的汇聚性,因此,可以利用光纤将很多个激光器的光纤汇聚成一个均匀的、直径极小的光束。这一技术虽然能有效解决激光光源的亮度问题:比如用于工程投影机,或者超厚金属板材的切割和焊接。但是,由于受制于单个半导体激光器的发光量仅在100mW水平,只能对应20lm左右的最终投影亮度,因此,高亮的投影机必须加大采用半导体激光器的数量,这会增加系统成本。而且亮度越高系统成本越高。

  在激光投影这类视觉系统中,需要的是红绿蓝三原色的激光光源。如果对画面影像质量具有特殊需求,也可以加入、墨绿色等更多的原色光源,不过红绿蓝三原色是最基本的需求。这就使得,如果只是简单的全部使用激光器实现三原色光源,投影机的成本就会再次大幅提升。

  那么有没有折中的方案呢?日本卡西欧公司,率先实现了激光LED混合光源的使用。用激光实现绿色,用LED实现红色和蓝色。这样既避免了单独LED光源,在绿色发光产品上的瓶颈,又减少了激光器的使用数量,降低了系统成本。

  在红绿蓝三原色中,如果合成白色效果,绿色光源的能量是需求的最多的。这就是说,如果简单的使用同等数量的红绿蓝激光或者LED光源实现白光,那么就要求绿光部分的组件能够发出更强的光。这意味着材料学上更高的门堪。同时工作电压、电流更大的绿光部分也会成为整个系统,色彩漂移、系统寿命和间隔的瓶颈。

  而采用LED实现红色和蓝色,可以减低系统的成本;使用激光实现绿色可以突破系统在绿色部分的门槛。可谓之LED和激光,两大冷光源珠联璧合之作。但是,在这一系统中,激光实现绿色部分依然面临着和LED光源同样的问题:高性能绿色激光光源成本更高。因此,激光LED混合光源,采用了另一项降低成本的技术激光荧光技术。

  LED激光混合光源中,绿色部分由激光实现:但是,采用的不是昂贵、体积更大、稳定性也最差的绿色激光器,而是成本最低、体积小巧、驱动电压最低、稳定性最好的蓝色激光器。蓝色激光经过蓝绿转换荧光粉转换成绿色。虽然荧光转换后有20%左右的能量损失,但是综合亮度成本依然更低。

  也就是说,激光和LED混合光源的每一步设计,都是在使用长效固态冷光源的需求下,最大程度节约成本的产物。这种设计思维也是激光荧光色轮的想法。

  与激光和LED混合光源应用于三片式LCD和LCOS投影和单片式DLP投影不同,激光荧光色轮技术是为单片DLP投影机定制的另一种节约成本的方法。

  单片DLP投影机的三原色采用时序分布,是时间复用彩色技术。自身就需要一个分光色轮,以实现光源系统在不同的时间段输出指定的单色光源。激光荧光色轮系统,用不同颜色的荧光粉取代传统色轮的彩色滤光层,用激光光源中最容易实现高亮度的蓝色激光器作为输入光源。蓝色激光经过透明、蓝绿、蓝红或者其它荧光粉后,成系统需要的单一蓝色、绿色、红色,或者其它颜色光源。

  这一系统最大的好处是,节约了激光器的数量,避开了昂贵的绿色激光器:这和激光LED混合光源是一样的。同时,这一系统还彻底省略了LED光源部分,用荧光转换代替了红色LED,并直接使用蓝色激光光源:这是比激光LED混合光源更为精简的系统部分。但是,利用蓝色激光实现三原色的荧光,需要更多种类的荧光粉,这是增加了系统复杂性的部分不同种类的荧光粉的效率和寿命对系统寿命和色彩偏移的影响也更为复杂。

  在另一方面,激光荧光色轮与激光LED混合光源技术也是可以结合到一起的技术:例如,不仅利用蓝色激光转换绿色光源,而且直接利用蓝色激光成像,将蓝色激光、红色和蓝色LED的混合结构,变成蓝色激光、蓝绿荧光和透明色轮、红色led的混合结构这就结合荧光色轮和混合光源技术的特点;再例如蓝色激光加荧光色了、以及传统三片式投影分光系统构成的,为三片式投影系统设计的激光荧光色轮产品(索尼产品)等。但是,无论技术如何变种,都离不开混合光源和荧光色轮两个基本概念。

  无论是激光荧光色轮与激光LED混合光源技术,其初衷都是实现更为廉价的激光光源系统,实现激光光源在高明亮度的廉价投影机市场的普及应用。但是,二者也各有优缺点,因此,其在市场上的产品表现也有很大差别。

  激光荧光色轮与激光LED混合光源各自适应不同领域

  激光荧光色轮技术,可以称为单片DLP投影机的定制技术。他最大程度的上保持了原来投影机产品的基本设计和架构。巧妙的利用了色轮分光这一工作环节,实现了激光技术低成本的应用。

  激光荧光色轮技术与单片DLP投影技术结合的优点是,系统光源只有一个、整体系统更为简洁、完全融入原有产品系统。但是,这一方案也有他的缺点:第一是,采用至少两种荧光材料,对荧光粉产业的技术依赖增强;第二是,DLP单片投影机,采用时序色彩混合方式成像,这意味着单一原色获得的时间片段,比较应用激光LED混合光源、采用三片光阀成像的LCD或者LCOS投影,更短。也就是说,实现相同的最终输出亮度,不考虑光阀和其它光学部件的效率,激光荧光色轮产品,需要亮度更高的蓝色激光器组件(激光LED混合光源应用于单片DLP投影时,没有这一需求)。

  与此比较,激光LED混合光源,虽然也可以应用在DLP投影的单片方案中,但是却也更能适应三片LCD或者LCOS投影系统是一种更能够普遍应用的系统方案。但是,激光LED混合光源的结构比较负责,这自然会降低系统的稳定性。尤其是蓝色激光、蓝色LED、红色led和蓝绿荧光粉四个环节的亮度和功效衰退曲线不一致,产生的色彩偏移问题,要比激光荧光色轮仅有蓝绿和蓝红两种荧光粉产生的色彩偏移问题更为严重。

  同时,由于采用两种光源技术,激光LED混合光源在光源的供电、驱动方面也面临更为复杂的设计。虽然这部分的稳定性比较强、成本也比较低,不会成为系统瓶颈,但是这也是激光LED混合光源的缺点之一。

  从产业演进看,无论是激光器产品价格的下降、绿色激光器产品性价比的再次突破,还是绿色LED产品亮度的突破,都会成为激光LED混合光源的“噩梦”因为,这种综合两种光源优势的复杂技术,成立的前提是两种光源的瓶颈都不能被突破。相比之下,激光荧光色轮技术,对激光成本的降低是喜闻乐见的:这将更有助于这种技术下的产品的普及。同时,即便是激光光源产品成本降低到,三原色产品可以大量普及,激光荧光色轮技术也依然是最低成本的方案,其存在的市场价值不会彻底消失。因此,激光荧光色轮技术的可能的产业“噩梦”,只有LED光源亮度全面突破这一个。所以,激光荧光色轮与激光LED混合光源的不同还应该包括,激光荧光色轮产业风险更小这个优势。

  综上所述,激光荧光色轮与激光LED混合光源显然各有千秋。二者在市场竞争上很难表现出谁替代谁的问题。尤其是由于激光荧光色轮技术实际上是DLP投影的定制技术,所以激光荧光色轮与激光LED混合光源的竞争,根本上表现为DLP投影和LCD/LCOS投影阵营的竞争。

  在高亮度廉价纯激光光源和高亮度廉价纯LED光源难以突破的背景下,DLP单片式投影机,在相对低端市场,可以选择激光荧光色轮与激光LED混合光源两套技术方案,产品可选择性和丰富性更好。而廉价三片式LCD/LCOS投影最好的选择是激光LED混合光源方案:如果选择激光荧光色轮方案,将比DLP的光学系统复杂很多三片式系统的分光结构和单片DLP必须的色轮结构同时存在,必将提升成本,这将成为DLP投影机在激光时代的一个先手优势。

  廉价性固态光源投影机的技术前景依然不明

  激光荧光色轮与激光LED混合光源的目的,包括上文提到的荧光色轮和混合光源的混合技术,荧光色轮和三片式投影的分光系统混合技术的目的,都仅仅是在获得高亮固态光源的前提下,实现低成本经济性。

  投影市场有这样的技术性需求的前提是:激光光源很贵,和,高亮度LED光源依然困难或者也很昂贵。如果这两个前提,有一个彻底消息,现在这些面对节约成本的需求而开发的技术,都会失去市场价值。这是一个多领域技术进步的不确定性问题:而且这些领域并不属于投影行业的范畴。

  或者说,在新光源市场上,各种创新技术的投影机产品能够存活、或者存活多久,并不取决于投影产业的技术,而是依赖于行业外的光源和材料学技术进步。这是投影产业为什么对新光源产品的反应总是亦步亦趋的原因:投影机厂商必须谨慎对待,那些自己完全不了解的行业。这就构成了以下这些基本事实:

  虽然,2014年,激光投影已经非常火爆,而LED投影也在不断进步。但是这些新技术的应用,更多的体现在“优势领域”:如激光在工程机上的使用、LED在背投拼接和微型投影上的使用因为这三个领域,没有其它更好的方案,或者多种方案可以选择。而选择余地最大的廉价的商务、教育和家用市场,投影厂商依然比较保守,处于尝试状态。何时市场能真正明朗依然未可知。

  尝试但不完全信赖现有的激光和LED光源在廉价投影市场的创新,保持多种选择的可能性和余地。这是现在大多数投影厂商,在家用、商用和教育市场所做的事情。也是激光荧光色轮与激光LED混合光源所面临的最基本的行业和市场规律。在加上,这类产品成本较高、价格较高,现在谈论类似产品的普及,显然还为时尚早。不过,综合比较,处于产业风险洼地的激光荧光色轮技术已经更受青睐,虽然这一技术会增加三片式投影系统的复杂性。

  激光光源投影机,作为2012年杀入投影市场的新光源投影机,未来的发展被更多的人看好,但最能让激光投影机大有作为的,还属超高亮度工程投影市场;在LED光源投影占领个人移动演示,与激光光源投影冲击高端工程投影市场的两极化状态下,LED+激光混合光源投影机,成为中端商务和教育市场中最有市场的竞争者,更加合理的价格、较为大众化的主流演示性能,将快速成为投影市场中的中流砥柱。

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2016-4-22 16:43 Friday Comments:0标签: 机器视觉LED光源
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