远心镜头的核心组件(2)--光源类型

作者:山东菲涅尔光电科技有限公司 浏览: 发表时间:2020-07-24 08:37:53


众所周知,目前高端智能检测设备,对于远心镜头的使用日益广泛,那远心镜头的核心组件都有哪些?成像品质的好坏都取决于哪些方面呢?菲涅尔光电科技有限公司从事光学事业20年,根据其光学知识和经验,在此跟大家分享远心镜头的核心组件 -- 光源类型

光源的类型目前已经有非常多的种类,在如今的机器视觉应用中,选择了不恰当的照明系统会造成各种图像问题,合适的照明对于图像成像至关重要,例如热点、模糊、阴影以及非均匀性。此外,阴影还会导致测量时边缘计算的错误,产生错误的测量值。不良的照明也会导致低信噪比。特别是不一致的照明,会危害信噪比,致使您无法取得合适的影像效果。

为了确保在集成系统时配备最佳照明,我们要清醒地认识到每个核心组件在成像中扮演的角色。每一个组件都会影响传感器采光的光量,从而影响整个系统的最终图像质量。成像透镜的孔径(f/#)的大小决定了射入传感器的光量,所以当透镜孔径的直径越来越小时,(请注意,此处f/#特别强调“直径”越来越小,而不是数值,因为f/#值越小,直径越大。)照明就需要增大通光量。高倍率的远心镜头通常需要更多的照明,因为FOV(视野)小,反射回透镜的光就越少。相机的敏感度也是决定系统所需最小光量的重要因素。

目前在机器视觉领域中,种类繁多的照明方式应用,比如内部同轴照明、外部同轴照明、环形照明、背光照明、多角度光源照明、拱顶照明、远心照明等等,在此跟大家浅谈一下;

内部同轴照明和外部同轴照明:

首先我们先来聊一聊两个同轴照明系统,如上图所示,分别是内部同轴照明和外部同轴照明,为什么要它们一起来聊,因为它们两者的作用是相同的,只是在架构和安装位置上有些区别。内置于远心镜头中的照明系统,我们称之为内部同轴照明,外部同轴理所当然就是外置于远心镜头的照明系统;

优点:非常均匀和扩散、大量减少阴影、极少的炫光;

缺点:内部同轴的通光量较低、功率值偏小;外部同轴系统尺寸难安装、尺寸有局限性、有限的工作距离;

应用:检查测量亮度高的物体。

背光照明:

背光照明指的是从后面照亮物体。一般用于显示不透明物体的轮廓,或者穿透透明或者半透明物体成像。

优点:高对比度,边缘清晰

缺点:无法消除表面细节,边缘锐利度不够

应用:不透明物体的边缘检测、标版和测试图样、测量半透明物体和分类半透明彩色物体。

  

     环形照明、多角度光源照明、拱顶照明,这三类照明系统有非常相同的共同点,它们都是安装在镜头底端,跟镜头成为一体。它们都属于环形照明的架构。

     

环形照明:

     优点:利用柔性版和不同LED颗粒可以作出不同发光角度和不同颜色的光源,更能突出被测物体信息;光源亮度均匀;

     缺点:发光角度不同、容易产生眩晕和杂光;

     应用:检测BGA焊点、集成芯片SOP、印刷电路板部件有无、IC印签等

     

     多角度光源照明:

     优点:以不同角度及不同颜色照射被测物体,能够准确反映物体表面坡度信息或三维信息

     缺点:对于照明产品本身安装角度要求极高、需专门定制

     应用:检测电路板原件焊接质量、PCB焊锡缺陷、印刷字符检测

 

拱顶照明:

     优点:大范围均匀照射、可减少耀斑

     缺点:需求空间大、安装难度高

                     








     应用:主要应用于检测闪光曲面物体以及表面有光泽、凹凸的物体等等














      远心照明:

      优点:与远心镜头搭配,能有效规避散射型背光产生的图像边界模糊,产生极其锐利的图像;

      缺点:尺寸限制、固定的工作距离;

      应用:工件的外形测量精度。

 

以上所述的这几个照明系统,都是在光学系统里面比较常见的,希望同僚们多多提出意见和建议,如有不恰当和不正确的地方请及时给予指出,我们也能多向同僚们多多学习,承蒙指点。除了照明系统对于成像的影响有很重要的作用外,还有相机的设置,例如增益、快门速度等都会影响成像效果。

多谢各路大神腾出时间翻阅我们的文章!









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