Роль и меры предосторожности от светодиодных источников света в зрительных системах

Система машинного зрения в основном состоит из трех частей: сбора изображений, обработки и анализа изображений, а также вывода или отображения. Сбор изображений является ядром машинного зрения, а система сбора изображений состоит из трех частей: источника света, объектива и камеры. Разумность выбора и освещения источника света может напрямую влиять как минимум на 30% качества изображения. Поэтому источник света является очень важной частью системы машинного зрения.

1. Освещать цель и увеличивать ее яркость,
2. Выделять измерительные признаки и упрощать алгоритмы обработки изображений;
3. Преодолевать помехи от окружающего света, обеспечивать стабильность изображения и улучшать соотношение сигнал/шум;
4. Повышать точность позиционирования, измерения и распознавания системы технического зрения, а также скорость работы системы;
5. Уменьшать сложность проектирования системы и создавать эффект изображения, наиболее благоприятный для обработки изображений;

Стабильность и качество светодиодных источников света имеют решающее значение для теплоотвода самого светильника. Теплоотвод высокоярких светодиодных источников света, представленных на рынке, часто осуществляется естественным путем, и эффект не идеален. Если светодиодный источник света не может эффективно отводить тепло, это также повлияет на его срок службы. Поэтому при использовании светодиодных источников света следует обращать внимание на следующие моменты:

1. Влияние тепла на высокояркие светодиодные источники света

   Тепло концентрируется в чипе очень малого размера, и температура чипа увеличивается, вызывая неравномерное распределение термических напряжений, снижение световой эффективности чипа и эффективности люминесценции люминофора; когда температура превышает определенное значение, частота отказов устройства экспоненциально возрастает. Статистика показывает, что при каждом увеличении температуры компонента на 2°C надежность снижается на 10%. Когда несколько светодиодных источников света плотно расположены для формирования системы освещения белым светом, проблема теплоотвода становится более серьезной. Решение проблемы управления тепловым режимом стало основным условием применения высокоярких светодиодных источников света.

2. Взаимосвязь между размером чипа и теплоотводом

   Самый прямой способ повысить яркость мощного светодиодного источника света — увеличить входную мощность. Чтобы предотвратить насыщение активного слоя, размер pn-перехода должен быть соответственно увеличен; увеличение входной мощности неизбежно приведет к увеличению температуры перехода, тем самым снижая квантовую эффективность. Увеличение мощности одного кристалла зависит от способности устройства отводить тепло от pn-перехода. При сохранении существующего материала чипа, структуры, процесса упаковки, неизменной плотности тока на чипе и эквивалентных условий теплоотвода, если увеличить только размер чипа, температура перехода будет продолжать расти.

3. Управление тепловым режимом является основной проблемой при применении высокоярких светодиодных источников света.

   Поскольку легирование p-типа нитридами группы III ограничено растворимостью акцептора Mg и высокой начальной энергией дырок, тепло особенно легко генерируется в области p-типа, и это тепло должно проходить через всю структуру для рассеивания на радиаторе; путь теплоотвода светодиодного устройства в основном включает теплопроводность и конвекцию; чрезвычайно низкая теплопроводность сапфирового подложечного материала приводит к увеличению термического сопротивления устройства, что вызывает серьезный эффект самонагрева, который разрушителен для производительности и надежности устройства.