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光源篇 机器视觉检测的基础知识(二)

上期沙龙介绍了颜色相关的基础知识。今天接着上期内容,就视觉检测中最常用的几类光源作一个简单介绍。

一,环形光源

最常见的LED光源之一,提供基本的照明作用。

随着光源距离产品的工作距离LWD变化而产生的亮度分布,如下图暖色表示亮;冷色表示暗。
同时该图示是针对特定一款大小的环形光源的数据(下同)。

二,条形光源

最常见的LED光源之一,可对长尺区域进行均匀照射,
同时通过角度改变可以完成多种照明效果。

比如安装为斜向照射,以漫反射光进行拍摄、辨别,从而避免产生引起光晕的镜面反射光。此外,还可将 CCD 与照明呈相同角度倾斜,以获取镜面反射光,从而突显出刻印等的边缘成分。

单个条形光源直接照明的亮度分布:

凸显边缘的应用实例:

连接器行业,给产品的端子头部照明,可以获得很好的效果。

经过组合,还可以做成如下图的可以调整照射角度的照明搭配。

三,碗形光源

常见的LED光源,可以实现照明效果是均匀的无影光。

发光原理和亮度分布如下图:

应用实例

四,同轴光源

常见的LED光源,其突出特点是具备高对比度,在检测镜面、光泽面或希望以光泽差异进行辨别时非常有效。

照射原理如下图:

同轴光源从侧面将光线发射到半反射镜上,反射镜再将光线反射到工件上。镜面反射光可以返回到 CCD,而工件表面如刻印伤痕等凹凸不平的部分产生的漫反射光则不能接受到。这样就使得工件的边缘点形成了对比度。而且,来自工件的光线越远,不能接受到的漫反射光就越多,形成更大的图像对比度和清晰度。

亮度分布如下

应用实例

五,低角度光源

和同轴光源的平行照射的理念正好相反,通过从小角度或几乎平行的角度照射LED,可仅突出边缘,轮廓或者表面的缺陷划伤。
通常检测工件的边缘或表面上的瑕疵对于标准的直接照明都很困难。但低角度光源从很小的角度将光线直接照射到工件上,由于光的方向几乎与表面平行,所以表面高度的任何变化都会改变到CCD 的光路,从而突出变化。

应用实例

六,点光源

最大特点是节省空间,同时可以实现小范围高亮度照明。

此外,可以与C接口长焦镜头配合使用,在没有空间安装的地方,实现远距离照明。

同时,如果和远心镜头配合,还可以作为平行光源使用。

七,多角度光源

更加柔和的照明,以及放在不同高度可以实现不同的效果。

应用实例

八,背光光源

以上介绍的所有通用照明的相同点是:光源位于相机和工件之间,使用正面打光,通过获取工件表面的反光而获得工件的表面信息。
背光源与通用照明的不同之处是:通常情况下使用时工件位于背光和镜头之间,通过工件阻挡光线通过,获取工件的轮廓信息。

背光光源通常情况下的安装图

应用实例

以上介绍的即为常用的LED光源标准品类型。当然对于特殊的应用,也有很多种尺寸和形状的定制光源,有配合线扫描相机的线性光源,配合2.5D相机的多方向发光光源,配合贴片检测的多色AOI光源等等。市面上专业的光源供应商有日本的CCS,国内的V-light,OPT,CST等。

以上内容,希望对大家有所启发。

如果您对此类不良的检测有进一步的问题和兴趣,欢迎与基恩士联系。

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