機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)之光源篇._圖文

1、 機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中國(guó)大恒中國(guó)大恒(集團(tuán)集團(tuán)有限公司北京圖像視覺(jué)技術(shù)分公司光源篇 為什么要使用光源目的將被測(cè)物體與背景盡量明顯分別,獲得高品質(zhì)、高對(duì)比度的圖像重要性手表玻璃表面劃痕檢測(cè)直接影響處理精度和速度,甚至系統(tǒng)的成敗,錯(cuò)誤圖像 理想圖像 光源的種類理想的光源應(yīng)該是明亮,均勻,穩(wěn)定的視覺(jué)系統(tǒng)使用的光源主要有三種 高頻熒光燈光纖鹵素?zé)鬖ED(發(fā)光二極管光源 光源的種類高頻熒光燈使用壽命約1500-3000小時(shí)優(yōu)點(diǎn):擴(kuò)散性好、適合大面積均勻照射缺點(diǎn):響應(yīng)速度慢, 亮度較暗 光源的種類光纖鹵素?zé)羰褂脡勖s1000小時(shí)優(yōu)點(diǎn):亮度高缺點(diǎn):響應(yīng)速度慢,幾乎沒(méi)有光亮度和色溫的變化 光源的種類LED光源使用壽

2、命約10000-30000小時(shí)LED可以使用多個(gè)達(dá)到高亮度,同時(shí)可組合不同的形狀 響應(yīng)速度快,波長(zhǎng)可以根據(jù)用途選擇 光源的對(duì)比高頻熒光燈鹵素?zé)鬖ED LED光源光源價(jià)格低高中亮度低高中穩(wěn)定性低中高閃光裝置無(wú)無(wú)有使用壽命中低高光線均勻度高中低多色光無(wú)無(wú)有復(fù)雜設(shè)計(jì)低中高溫度影響中低高 LED LED光源的優(yōu)勢(shì)光源的優(yōu)勢(shì)可制成各種形狀、尺寸及各種照射角度;可根據(jù)需要制成各種顏色,并可以隨時(shí)調(diào)節(jié)亮度;通過(guò)散熱裝置,散熱效果更好,光亮度更穩(wěn)定;使用壽命長(zhǎng)(約3萬(wàn)小時(shí),間斷使用壽命更長(zhǎng);反應(yīng)快捷,可在10微秒或更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大亮度;電源帶有外觸發(fā),可以通過(guò)計(jì)算機(jī)控制,起動(dòng)速度快,可以用作頻閃燈;運(yùn)行成

3、本低、壽命長(zhǎng)的LED ,會(huì)在綜合成本和性能方面體現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì);可根據(jù)客戶的需要,進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。 LED LED光源的顏色光源的顏色主要顏色紅色藍(lán)色綠色白色 其他顏色橙色紅外紫外 LED LED光源的光譜光源的光譜每一種類型的LED 都有特別的光譜CCD 攝像機(jī)的靈敏度受光譜的影響 光源對(duì)成像的影響根據(jù)被測(cè)物的特征改變打光方式,可以突出被測(cè)物 光源對(duì)成像的影響根據(jù)被測(cè)物的特征改變光源的顏色,可以得到對(duì)比鮮明的圖像 光波的指向性指向性光的極化、聚焦一般來(lái)說(shuō),在正面光軸方向亮度最大隨著與正面光軸的角度增大,亮度也會(huì)減弱 指向性對(duì)圖像的影響LDR-70A-W和LDR-70A-N的比較 照明技術(shù)的基礎(chǔ)

4、知識(shí)光在真空中呈直線傳播光的反射入射角= 反射角光的折射受到材質(zhì)的影響光的透射材質(zhì)和厚度影響透射率光的波長(zhǎng)越長(zhǎng),對(duì)物質(zhì)的透過(guò)力越強(qiáng)光的吸收形成色差照明技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí) 照射光的種類 直射光 主要來(lái)自于一個(gè)方向的光，可以在亮色和暗色陰影之間產(chǎn)生相 對(duì)高的對(duì)比度圖像。 漫射光（擴(kuò)散光） 各種角度的光源混合在一起的光。日常的生活用光幾乎都是擴(kuò) 散光。 偏光光 在垂直于傳播方向的平面內(nèi)，光矢量只沿某一個(gè)固定方向振動(dòng) 的光。通常是利用偏光板（片）來(lái)防止特定方向的反射。 平行光 照射角度一致的光。太陽(yáng)光就是平行光。發(fā)光角度越窄的LED 直射光越接近平行光。 照明技術(shù)之一 直射光和漫射光 (Regular l

5、ight & Diffused light 明亮、射角窄、會(huì)有光點(diǎn) 較暗、射角寬 無(wú)光點(diǎn)、光斑均勻 照明技術(shù)之一 鏡面反射和漫反射 (Regular reflection & Diffused reflection 表面光滑 表面粗糙 明亮 與照射距離無(wú)關(guān) 與角度有關(guān) 不反映照射物的顏色 較暗 與照射距離有關(guān) 與角度無(wú)關(guān) 反映照射物的顏色 照明技術(shù)之二 明視野和暗視野 (Bright field & Dark field (暗視野 暗視野 暗視野 照明 反射光 (明視野 明視野 明視野 照射平面 散亂光 透射光 (明視野 明視野 明視野 (暗視野 暗視野 暗視野 照明技

6、術(shù)之二 明視野： 用直射光來(lái)觀察對(duì)象 物（散亂光呈黑色） FPQ-75 LWD 90mm 暗視野： 用散亂光來(lái)觀察對(duì)象 物（散亂光呈白色） FPQ-75 LWD 10mm 照明技術(shù)之二案例一塑料飲料瓶肩部OCR 條型照明(直接光 暗視野照明明視野照明 照明技術(shù)之二案例二硬幣鑄造明視野照明暗視野照明 照明技術(shù)之四透射照明(Penetrating light背光的運(yùn)用透射照明,即使光線透射對(duì)象物,并觀察其透射光的照明手法因材質(zhì)和厚度不同,對(duì)光的透過(guò)特性(透明度各異光根據(jù)其波長(zhǎng)之長(zhǎng)短,對(duì)物質(zhì)的穿透能力(穿透率各異波長(zhǎng)越長(zhǎng),對(duì)物質(zhì)的透過(guò)力越強(qiáng)。波長(zhǎng)越短,在物質(zhì)表面的擴(kuò)散率(反射和透射的比率越大擴(kuò)散比率

7、顏色波長(zhǎng)(nm 擴(kuò)散比率紅外9500.23紅660 1.00綠525 2.25藍(lán)470 3.89紫外370 10.12 照明技術(shù)之四案例一讀取塑封帶內(nèi)的TSOP型號(hào)使用紅色照明(660nm使用藍(lán)色照明(470nm照明技術(shù)之四 案例二印刷字檢測(cè)(LDL-42x15-BL 照明技術(shù)之四案例三藥片包裝(LDL-TP-51x51 照明技術(shù)之四 案例四電纜導(dǎo)線的破損檢查使用LFV-70同軸光使用LFL-100平面背光 照明技術(shù)之五顏色和補(bǔ)色紅R 、C ;G 、M ;B 、Y 互為補(bǔ)色藍(lán)綠黃品紅青白光的三原色R 紅G 綠B 藍(lán)色彩的三原色C 青M 品紅Y 黃 照明技術(shù)之五白色光藍(lán)色非發(fā)光物體的顏色 照明技

8、術(shù)之五測(cè)試白光紅光 藍(lán)光綠光 照明技術(shù)之五 照明技術(shù)之五 案例一樹(shù)脂芯片的表面檢測(cè)使用綠光可以檢測(cè)芯片和導(dǎo)線使用紅光單獨(dú)檢測(cè)芯片 照明技術(shù)之五案例二金屬涂層的表面檢測(cè)(銅導(dǎo)線上涂有銀涂層使用藍(lán)光可以檢測(cè)圖層使用紅光可以檢測(cè)基板 照明技術(shù)之五案例三 BGA 焊點(diǎn)檢測(cè)使用藍(lán)光可以單獨(dú)提取焊接點(diǎn)使用紅光出現(xiàn)問(wèn)題:可以看到底部的導(dǎo)線 防外亂光濾鏡(Shape-cut filter 光源配件的應(yīng)用R-64系列 V-44系列 防外亂光濾鏡的應(yīng)用 光源配件的應(yīng)用攝像機(jī) 光源配件的應(yīng)用光線控制薄膜(Light control film排列著微細(xì)遮光線條的塑料薄膜由微細(xì)遮光線條控制光線的方向和指向性將散射光轉(zhuǎn)化為類似平行光光源配件的應(yīng)用光線控制薄膜的使用光線控制薄膜 光源配件的應(yīng)用光線控制薄膜光亮度分布數(shù)據(jù)同軸照明:LFV-50ALFV-50A +LC-薄膜 裝上LC薄膜后同軸照明的發(fā)光面有泛光現(xiàn)象光量下降約40%,但沒(méi)有泛光現(xiàn)象 光線控制薄膜的應(yīng)用螺釘?shù)妮喞獧z測(cè)光源配件的應(yīng)用有光線控制薄膜無(wú)光線控制薄膜 光源配件的應(yīng)用 平行光學(xué)裝置