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各类视觉光源的打光效果

作 者:康耐德智能 关注:162 发表时间:2019-09-06 09:17:12 来源:网络资源

[视觉光源]从大类上可分为普通自然光和人造光源,由光照强度、色温及光源的几何形状来描述。在不锈钢表面缺陷检测系统中,为使采集到的图像达到高质量的要求,需要依据待检测目标的颜色、材质和形状,考虑所需光源的强度、光路和光谱等特性。在实际应用中,应优先选择明场照明方式,从而可以抑制自然光源及外界环境的干扰。


视觉光源在使用过程中除了具有波长特性,还与物体具有色相性。在光学中,将两种色光以适当的比例混合而能产生白光时,则称这两种颜色为“互补色”。补色并列时,将会引起视觉上更强烈的对比感受,会感到红的更红、绿的更绿。如果希望提高缺陷颜色上的对比度来突出缺陷特征,则可以通过选择色环上相对应的互补颜色(如下图),这样可以明显地提高缺陷与背景的对比度。


根据视觉光源与物体颜色相关性原理,合理运用互补色可以过滤掉干扰项的影响。当图像采集设备为黑白相机时,对于特定颜色的背景,可以采用与特定颜色相近或者相远的视觉光源来提高或者降低背景的亮度。例如表面背景为红色时,在明视场,若要凸显出缺陷与背景的差异,可以选择与红色相近的紫红色或橙色光源。暗视场拍摄图像,就需要选择与红色相差较远的青色光源。如果被测目标颜色背景比较复杂,且需要获取目标的颜色信息,则需要选择白色光源。不管选择何种颜色的光源,其根本目的都是提高待检测物体表面缺陷与背景的对比度。



光照方式


视觉光源是影响机器视觉图像质量的重要因素,照明对输入数据的影响至少占到30 %。好的打光方式可以准确捕捉物体特征,提高物体与背景的对比度。常见的打光方式有以下几种:前面打光法后面打光法结构光打光法混合多方式照明特殊式



高角度照射

特点:在一定工作距离下,光束集中、亮度高、均匀性好、照射面积相对较小。常用于液晶校正、塑胶容器检查、工件螺孔定位、标签检查、管脚检查、集成电路印字检查等(30456075等角度环光)



低角度照射

特点:对表面凹凸表现力强。适用于晶片或玻璃基片上的伤痕检查(90度环光,90度条光)



垂直照射

特点:照射面积大、光照均匀性好、适用于较大面积照明。可用于基底和线路板定位、晶片部件检查等(0角度环光、面光源)。



背光照射

特点:光源安置在与相机同轴且位于被测物体的后面。 背光方式用来突出显示不透明物体的外形轮廓, 所以这种照明方式只适用于待测目标需要的信息可以从其轮廓中获得的场合。例如尺寸测量、形状判断等。(背光源、平行背光源)



多角度照射

特点:RGB三种不同颜色不同角度光照,可以实现焊点的三维信息的提取。适用于组装机板的焊锡部份、球形或半圆形物体、其它奇怪形状物体、接脚头(AOI光源)



半球积分照明

特点:360度底部发光,通过碗状内壁发射,形成球形均匀光照。用于检测曲面的金属表面文字和缺陷。(球积分光源,通常也叫圆顶光)



同轴光照明


特点:类似于平行光的应用,光源前面带漫反射板,形成二次光源,光线主要趋于平行。用于半导体、PCB板、以及金属零件的表面成像检测,微小元件的外形、尺寸测量。(同轴光源,平行同轴光源)



其他视觉光源及其照射方式

护照检测:同轴光,条形光,环形光,组合使用,以适应各种缺陷

对位装置:环形光,同轴光,既能实现Mark点定位,又能实现检测功能

多色组合光源:应轻松应对不同颜色的工件


辅助手段

机器视觉系统是一门应用性很强的系统工程,不同的工厂,不同的生产线,不同的工作环境对光源亮度,工作距离,照射角度等的要求差别很大。有时受限于具体的应用环境,不能直接通过光源类型或照射角度的调整而获取良好的视觉图像,我们就常常需要借助于一些特殊的辅助光学器件。



常见的辅助光学器件有:


反射镜:反射镜可以简单方便的改变优化光源的光路和角度,从而为光源的安装提供了更大的选择空间。


分光镜:分光镜通过特殊的镀膜技术,不同的镀膜参数可以实现反射光和折射光比例的任意调节。机器视觉光源中的同轴光就是分光镜的具体应用。


棱镜:不同频率的光在介质中的折射率是不同的,根据光学的这一基本原理可以把不同颜色的复合光分开,从而得到频率较为单一的光源。偏振片:光线在非金属表面的反射是偏振光,借助于偏振片可以有效的消除物体的表面反光。同时,偏振片在透明或半透明物体的应力检测上也有很好的应用。漫射片:漫射片是机器视觉光源中比较常见的一种光学器件,它可以使光照变得更均匀,减少不需要的反光。


光纤:光纤可以将光束聚集于光纤管中,使之想水流一样便于光线的传输,为光源的安装提供了很大的灵活性。



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