LED亮度，均匀性改进打开新应用

发光二极管(led)比白炽灯产生更多的每瓦特流明的电能，同时持续时间更长。由于LED是半导体产品，可以通过设计产生特定范围的“光”，从紫外线(UV)到红外(IR)。这些优点使得led对机器视觉行业具有吸引力。

Despite the fact that the low-volume machine vision industry isn’t large enough to drive LED development, the vision industry is leveraging LED developments to its own end to improve brightness, uniformity, and color selection, while adding smart optical and electronics designs to make these miniature lights more effective for machine vision applications. “Higher brightness with better uniformity is opening up new application areas in biomedical devices, solar and other application areas,” says Dr. Scott Kittelberger, Chief Operating Officer of Volpi USA (Auburn, New York).

亮度和均匀性

第一个LED被引导装置，密封，无需很多关注散热，因此这些器件产生了一些磨机瓦特。表面安装设备（SMD）很快遵循，但也缺乏用于散热的手段。这些器件主要用作电子设备的指示灯。高亮度LED出现，提供足够的光线，用于背光电子显示屏，汽车尾灯，标牌和其他应用。这些高亮度器件包括散热通道到主体PCB板;然而，它们非常大，侧面尺寸可达1英寸。这限制了制造商能够紧密地将LED打包在一起，这降低了封装的照明器的均匀性。用这些装置产生的光有“热点”或来自LED的扇形光比其他地方更亮的区域。

随着所有机器视觉工程师都知道，在图像处理算法上不一致的光源在图像处理算法中损坏。“用这些设备制作统一的轻场很难，”高级照明执行副总裁John Merva解释道（佛蒙特州罗切斯特）。“这就像看一束斑点灯。新的高亮度SMD封装允许您在同一区域包装六个，十二个或更多表面贴装设备。“

另一种封装方法，称为板上芯片(COB)，将数十个LED芯片紧密地放在基于铝的pcb上，而不是封装每个芯片或几个芯片在自己的密封封装，然而，这成倍地增加了热量的产生。Advanced illumination的Merva解释说:“不幸的是，你必须购买非常大的数量才能在裸LED芯片上获得一个价格折扣，除了照明、显示器和标识之外，很少有公司需要这样的数量。”“裸led芯片的成本与smd类似，但它们仍然必须进行包装和定制。这提高了成本，并将COB的使用限制在更少、要求更高的应用程序上。”

LED灯制造商为机器视觉进一步使用特殊薄膜和低成本定制光学来提高亮度和均匀性。例如，高级照明，施加最初为平板的分散和准直薄膜直接显示在LED窗口上，以提高光输出的同时提高均匀性。Schott North America（Southbridge，Massachusetts）现在能够使用简单的聚碳酸酯镜头而不是复杂的准直镜头，从新的LLS光纤光源中收集和直接LED光线。因此，与LED封装的持续进步相结合，LLS现在比机器Vision的业务经理Carl Vandommelen的业务经理，现在，LLS比仅在18个月前生产的单位更明亮。与此同时，Volpi的Kittelberger使用丙烯酸和其他经济高效的光学材料来花费大部分时间为OEM LED照明应用定制光学器件。“您不需要映像光学器件来指导光线，如果您使用它们，应用程序无法提供额外的费用，”Kittelberger解释说。

然而，需求最终重塑市场和Navitar（纽约州）新产品开发总监，Bill Bridson表示，塑料光学制造商正在探索目录解决方案的LED。“某些塑料镜片制造商正在赞助，以允许捕获LED输出的独特，经济形状，”Bridson说。

最后，机器视觉照明公司正在开发新的、高性价比的LED驱动电子产品，以提高LED的亮度、稳定性和寿命。先进照明公司的Merva解释说:“由于LED是一种可变正向电压设备，领先的制造商一直提供电流驱动能力，而不是电压驱动能力。“当你加大驱动力度时，结的温度会发生变化，正向电压降也会发生变化。在过去，添加电阻来控制电压是不贵的，但这会导致亮度不稳定，并且增加了散热问题。电流驱动源将电阻从LED电路中取出，从而使灯运行得更凉爽，并增加了稳定性。如今，我们现在的资源成本是35美元，而过去的资源成本是数百美元。”

白色王牌红，紫外线胜利

最亮，最常见的LED灯用来生产红灯。早期的红色LED占主导地位，因为制造商拥有更多使用砷化镓（GaAs）的经验，这可以设计成产生大部分可见光和一些红外光谱，而不是氮化物，其产生蓝色可见光进入紫外线（UV）。红色LED也可用于泵送电信网络中使用的光纤激光器。“回到后，红外LED是最亮的，但现在它们更难以获得，因为大多数发展都进入了更多的行人应用而不是高科技和机器的愿景，”Schott的Vandommelen解释说。

随着蓝色LED的出现，制造商能够将多个芯片组合给蓝色LED，以产生来自单个照明器的白色LED，在照明，显示，标牌和汽车中开放消费者应用世界。这种发展是机器视觉行业的双边剑。

VanDommelen解释说:“我们发现，最近有很多人对用于特定太阳能电池检测应用的UV和IR led感兴趣。”“客户经常问我们是否可以建造一个红外或UV LED阵列，当然答案是，‘可以’，但输出强度和寿命无法与我们从可见LED得到的相比，而且它将更昂贵。不幸的是，由于我们购买的数量相对较少，机器视觉市场并没有推动LED市场。”