2023-02-16 09:25:29, 韵翔光电 江阴韵翔光电技术有限公司
图1:主光线平行于光轴的远心度示例
图2a:远心照明器射出的平行光线
图2b:标准背光源产生的漫反射
远心照明器 工作原理是利用优良光学玻璃镜片使光纤光导或 LED 射灯的光线保持平行。从光源射出的发散光线进入多镜片组件,因此平行且高度集中。几乎所有进入远心照明器的光线(忽略背向反射和各个光学镜片的光线吸收)都会照射到被检测物体上。此外,许多远心照明器都带有虹膜,用于控制所提供照明的强度。
与 LED 图形投影仪和十字线相结合时,标准远心成像镜头可以用作远心照明器. 与典型远心照明器一样,通过远心成像镜头的光线是准直的,在形成物体轮廓时消除漫反射。然而,与远心照明器不同的是,使用远心成像镜头时,LED 投影仪上的缺陷可能会被检测出来.
理解远心照明的理论 是重要的开端。接下来是分析这种精确照明几何的实际应用,以理解为什么在机器视觉应用中需要它。远心照明的优点适合高速成像、工厂自动化、显示轮廓以及缺陷和边缘检测等各种应用。
其中一个例子是测量和检测不锈钢柱中的螺纹直径。检测物体小(10mm),需要测量螺距,这都会妨碍视觉分拣。这种应用最初采用的检测系统是 640 x 480 像素电荷耦合相机,然后在相机的0.6X TECHSPEC® SilverTL™ 远心镜头#56-675前方加装标准 LED 背光源。包装机器人将零件从生产转盘移动至视觉系统进行图像采集。然后拣货机器人利用从图像采集中收集的信息,指定零件前往合格或不合格产品收集桶。
虽然设计精巧,但标准背光系统无法检测小于 10mm 的零件,且检测限值为 10ppm,而新生产流程需要达到 40ppm。此外,发散的 LED 背光源产生的光强度低,需要长达 2.5 毫秒的曝光时间;新生产线速度只允许在 800 微秒内捕捉到清晰图像。一个简单的解决方法是提高相机增益设置,缩短曝光时间。但这会增大系统信噪比,导致测量准确性降低。
图3a:远心照明系统在接杆上的成像螺纹直径
图3b:标准背光系统在接杆上的成像螺纹直径
图4a:远心照明系统产生的边缘清晰的轮廓
图4b:标准背光系统产生的模糊边缘轮廓
图5a:使用远心照明系统的高对比度
图5b:使用标准背光系统的对比度
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