機器視覺系統(tǒng)之光源篇匯編

1、光源(gungyun)篇機器(j q)視覺系統(tǒng)中國大恒（集團）有限公司北京圖像視覺技術(shù)分公司主講人：共四十三頁為什么要使用(shyng)光源目的將被測物體與背景盡量明顯分別，獲得高品質(zhì)、高對比度的圖像(t xin)重要性直接影響處理精度和速度，甚至系統(tǒng)的成敗，錯誤圖像理想圖像手表玻璃表面劃痕檢測共四十三頁光源(gungyun)的種類理想的光源應該是明亮，均勻，穩(wěn)定(wndng)的視覺系統(tǒng)使用的光源主要有三種高頻熒光燈光纖鹵素燈LED（發(fā)光二極管）光源共四十三頁光源(gungyun)的種類高頻熒光燈使用壽命約15003000小時優(yōu)點：擴散性好、適合(shh)大面積均勻照射缺點：響應速度慢，亮度較

2、暗共四十三頁光源(gungyun)的種類光纖鹵素燈使用壽命約1000小時優(yōu)點(yudin)：亮度高缺點：響應速度慢，幾乎沒有光亮度和色溫的變化共四十三頁光源(gungyun)的種類LED光源使用壽命約1000030000小時可以使用多個LED達到高亮度，同時可組合(zh)不同的形狀響應速度快，波長可以根據(jù)用途選擇共四十三頁光源(gungyun)的對比高頻熒光燈鹵素燈LED光源價格低高中亮度低高中穩(wěn)定性低中高閃光裝置無無有使用壽命中低高光線均勻度高中低多色光無無有復雜設(shè)計低中高溫度影響中低高共四十三頁LED光源(gungyun)的優(yōu)勢可制成各種形狀、尺寸及各種照射角度；可根據(jù)需要制成各種顏色，并

3、可以隨時調(diào)節(jié)(tioji)亮度；通過散熱裝置，散熱效果更好，光亮度更穩(wěn)定；使用壽命長（約3萬小時，間斷使用壽命更長）；反應快捷，可在10微秒或更短的時間內(nèi)達到最大亮度；電源帶有外觸發(fā)，可以通過計算機控制，起動速度快，可以用作頻閃燈；運行成本低、壽命長的LED，會在綜合成本和性能方面體現(xiàn)出更大的優(yōu)勢；可根據(jù)客戶的需要，進行特殊設(shè)計。共四十三頁LED光源(gungyun)的顏色主要顏色紅色藍色綠色白色其他(qt)顏色橙色紅外紫外共四十三頁LED光源(gungyun)的光譜每一種類型(lixng)的LED都有特別的光譜CCD攝像機的靈敏度受光譜的影響共四十三頁光源(gungyun)對成像的影響根據(jù)被

4、測物的特征改變打光方式(fngsh)，可以突出被測物共四十三頁光源(gungyun)對成像的影響根據(jù)(gnj)被測物的特征改變光源的顏色，可以得到對比鮮明的圖像共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)的基礎(chǔ)知識 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(yngxing) 光的透射材質(zhì)和厚度影響透射率光的波長越長,對物質(zhì)的透過力越強 光的吸收形成色差共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)的基礎(chǔ)知識 照射(zhosh)光的種類直射光主要來自于一個方向的光，可以在亮色和暗色陰影之間產(chǎn)生相對高的對比度圖像。漫射光（擴散光）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散光

5、。偏光光在垂直于傳播方向的平面內(nèi)，光矢量只沿某一個固定方向振動的光。通常是利用偏光板（片）來防止特定方向的反射。平行光照射角度一致的光。太陽光就是平行光。發(fā)光角度越窄的LED直射光越接近平行光。共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之一 直射光和漫射光 (Regular light & Diffused light)明亮、射角窄、會有光點較暗、射角寬無光點、光斑均勻共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之一 鏡面反射和漫反射 (Regular reflection & Diffused reflection)明亮與照射距離無關(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)與角度無關(guān)反映照射物的顏色表面

6、光滑表面粗糙共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之二 明視野(shy)和暗視野(shy) (Bright field & Dark field)照明反射光(明視野)透射光(明視野)照射平面散亂光(暗視野)(暗視野)共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之二明視野：用直射光來觀察對象物（散亂光呈黑色） 暗視野：用散亂光來觀察對象物（散亂光呈白色） FPQ-75 LWD 90mmFPQ-75 LWD 10mm共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之二暗視野照明明視野照明 案例一塑料(slio)飲料瓶肩部OCR條型照明(直接光)共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之二 案例(n l)二硬幣鑄造暗視野照明明視野照

7、明共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之三 折射照明 (Refraction light)光由一種介質(zhì)(jizh)(物質(zhì))斜射到另一種介質(zhì)，傳播方向發(fā)生改變當入射角滿足一定的條件時，不會發(fā)生折射共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之三鉆石 棱角測定共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之四 透射照明 (Penetrating light)背光的運用透射照明，即使光線透射對象物，并觀察其透射光的照明手法因材質(zhì)和厚度(hud)不同，對光的透過特性(透明度)各異光根據(jù)其波長之長短，對物質(zhì)的穿透能力(穿透率)各異 波長越長，對物質(zhì)的透過力越強。波長越短，在物質(zhì)表面的擴散率(反射和透射的比率)越大擴散比率顏色波

8、長(nm) 擴散比率紅外9500.23紅6601.00綠5252.25藍4703.89紫外37010.12共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之四 案例(n l)一讀取塑封帶內(nèi)的TSOP型號使用紅色照明(660nm)使用藍色照明(470nm)共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之四 案例(n l)二印刷字檢測 (LDL-42x15-BL)共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之四 案例三藥片(yopin)包裝 (LDL-TP-51x51)共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之四 案例四電纜導線(doxin)的破損檢查使用LFL-100平面背光使用LFV-70同軸光共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之五

9、顏色和補色(b s)紅藍綠黃品紅青白光的三原色 R 紅 G 綠 B 藍色彩的三原色 C 青 M 品紅 Y 黃R、C；G、M；B、Y互為補色 共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之五照射物白色光(混合色)藍色其它顏色被吸收 非發(fā)光物體(wt)的顏色共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之五 測試(csh)白光紅光藍光綠光共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之五共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之五 案例一樹脂芯片的表面(biomin)檢測使用綠光可以檢測芯片和導線使用紅光單獨檢測芯片共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之五 案例二金屬涂層的表面檢測(jin c)(銅導線上涂有銀涂層)使用藍光可以檢測圖層使

10、用紅光可以檢測基板共四十三頁照明(zhomng)技術(shù)之五 案例三BGA焊點(hn din)檢測使用藍光可以單獨提取焊接點使用紅光出現(xiàn)問題：可以看到底部的導線共四十三頁光源(gungyun)配件的應用 偏光(pin un)器(Polarizer)偏光鏡片偏光板兩者結(jié)合，用來消除照明時產(chǎn)生的泛光共四十三頁 偏光(pin un)技術(shù)的應用光源(gungyun)配件的應用未使用偏光器使用偏光器共四十三頁 防外亂光濾鏡(Shape-cut filter)光源配件(pijin)的應用R-64系列V-44系列共四十三頁 防外亂光濾鏡的應用(yngyng)金屬工件的輪廓檢測光源配件(pijin)的應用由于來自

11、室內(nèi)的光源產(chǎn)生了漫射光，其他不需要的細節(jié)也進入了攝像機添加濾鏡將漫射光濾掉，從而得到對比度良好的對象輪廓共四十三頁 平行光學(gungxu)裝置(Collimated-lighting)光源(gungyun)配件的應用共四十三頁 平行光的應用紐扣電池(dinch)表面的凹陷和劃痕光源配件(pijin)的應用平行光同軸光共四十三頁選擇光源(gungyun)的前提 攝像機的種類 攝像機的視野和工作距離 照明和被測物之間的距離 被測物的形狀、材質(zhì)、紋理(wnl)和顏色等 被測物的運動速度 工作環(huán)境的溫度、外亂光等共四十三頁中國大恒（集團）有限公司北京圖像視覺(shju)技術(shù)分公司謝謝(xi xie)E-mail：共四十三頁內(nèi)容摘要光源篇?？芍瞥筛鞣N形狀、尺寸及各種照射角度。使用壽命長（約3萬小時，間斷使用壽命更長）。運行成本低、壽命長的LED，會在綜合成本和性能方面體現(xiàn)出更大的優(yōu)勢。每一種類型的LED都有特別的光譜。CCD攝像機的靈敏度受光譜的影響(yngxing)。根據(jù)被測物的特征改變打光方式，可以