視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)

選擇照明的三個(gè)步驟

選擇照明的方式（鏡面反射光、漫反射光、透射光等）

觀察檢測(cè)部位的特點(diǎn)（損傷、形狀、有無等）。

觀察表面（平面、曲面、是否有凹凸不平等）加以決定。

選擇照明的方法*形狀

根據(jù)工件條件、設(shè)置條件等加以決定。環(huán)形光、低角度光、同軸光、穹頂光等。

選擇照明的顏色（波長(zhǎng)）

根據(jù)工件和背景的材料、顏色等加以決定。藍(lán)色、紅色、白色等。

選擇照明：第一步（鏡面反射、漫反射與透射）

LED 照明種類繁多，大體上可以分為如下三種。

1.鏡面反射型：

2.漫反射型：

3.透射型：

鏡頭接收的光線是來自拍攝對(duì)象的鏡面反射光線。

避開來自拍攝對(duì)象的鏡面反射光，而接收整體、均一的光線。

接收來自拍攝對(duì)象背景的光線。是一種檢測(cè)輪廓的照明方式。

(1)鏡面反射圖像例 金屬表面的刻印缺印檢查

需要強(qiáng)調(diào)平坦的金屬表面與凹凸不平的刻印部分之間的反差。

金屬表面容易反射光線，因此最好是利用鏡面反射光來強(qiáng)調(diào)表面與刻印之間的反差。

(2)漫反射圖像例 透明膠帶內(nèi)部的晶片刻印檢查

需要防止產(chǎn)生光暈，以強(qiáng)調(diào)晶片表面與刻印字符之間的反差。

透明帶不會(huì)產(chǎn)生鏡面反射，因此可以選擇斜向照射的漫反射光。

(3)透射圖像例 無紡布異物檢查

異物與工件色調(diào)相似，從表面上看難以判別，因此需要強(qiáng)調(diào)異物與工件表面之間的反差。

雖然利用反射光難以觀察到異物，但是只要異物的厚度、顏色與工件之間存在差異，則可以通過采用來自工件背面的透射光使異物的黑色陰影顯現(xiàn)出來。

要點(diǎn)：

選擇照明的第一步是根據(jù)工件的形狀及檢查目的，確定鏡面反射、漫反射、透射等照明方式。下一步是選擇照明的尺寸及光線顏色，以確保所得到的圖像適于檢查目的。

選擇照明：第二步（確定照明方法與光線形狀）

(1)鏡面反射圖像例 玻璃端面欠缺檢查

【根據(jù)工件及檢查目的選擇照明】

玻璃表面會(huì)映射照明光線。

需要強(qiáng)調(diào)玻璃與背景之間的反差。

最好使光線垂直照在工件上。

應(yīng)確保工件上方有一定空間。

因此選擇同軸入射照明是最適宜的

(2)漫反射檢查例 橡膠密封圈欠缺檢查

【根據(jù)工件及檢查目的選擇照明】

工件是用黑色橡膠制成的，因此不會(huì)發(fā)生鏡面反射。

欠缺部分也是黑色的，同樣不會(huì)發(fā)生鏡面反射。

如果采用某種鏡面照射角度，使欠缺部分發(fā)生鏡面反射，則可以達(dá)到檢查目的。

可使光源接近工件。

(3)透射檢查例 引腳形狀檢查

【根據(jù)工件及檢查目的選擇照明】

工件是金屬材料制成的，表面凹凸不平，不能產(chǎn)生均勻的鏡面反射。

如使用透射光，則可以去除表面凹凸不平的影響，從而實(shí)現(xiàn)邊緣檢查。

工件背面可以設(shè)置光源。

因此選擇面光（背光）是最適宜的

要點(diǎn)：

在選擇了鏡面反射、漫反射或透射等照明方式后，根據(jù)檢查目的、背景、周圍環(huán)境等確定照明類型。一般說來，鏡面反射可選擇同軸入射照明、環(huán)形照明或棒型照明，漫反射可選擇低角度照明、環(huán)形照明或棒型照明，透射可選擇面照明或棒型照明。其中環(huán)形照明及棒型照明的設(shè)置距離更加靈活，因此應(yīng)用范圍更廣。

選擇照明：第三步（決定光線顏色及波長(zhǎng)）

利用補(bǔ)色進(jìn)行檢測(cè)

為了檢測(cè)紙箱中是否有紅色包裝的點(diǎn)心，分別使用了白色、紅色及黑色的 LED 光源。下圖所示為三種光源造成的對(duì)比度差異。

利用波長(zhǎng)進(jìn)行檢測(cè)

透過包裝薄膜拍攝晶片上的刻印文字。與藍(lán)色相比，選擇薄膜透射率更高（散射率較低）的紅色光源可以產(chǎn)生更好的反差。

波長(zhǎng)不同的光線具有不同的顏色、透射率（例如波長(zhǎng)較大的紅色光線具有較高的透射率）、散射率（例如波長(zhǎng)較小的藍(lán)色光線具有較大有散射率）等特性。

照明的理論知識(shí) 總結(jié)

選擇適宜的光源可以得到良好的拍攝效果，從而有利于提高視覺系統(tǒng)效果。選擇光源時(shí)有一定的規(guī)律可循。一般說來，可按照下列步驟選擇最理想的光源。

決定鏡面反射、漫反射、透射

決定光源形狀（制式）和尺寸

決定光源顏色（波長(zhǎng)）