序号问答&问:机器视觉光源是如何分类的?1 答:机器视觉光源按照形状可以分为以下几个类型1).条形(条状)光源;2).环形光源(圆形)光源;3).同轴光源;4).背光源(面光源)5).线型光源(线扫描光源);6).穹顶光源(碗状光源、DOME光源)7).点光源;8).平行光源9).冷光源(卤素灯)10).特殊光源(如:同轴碗状光源、半圆柱光源、条形组合光源、AOI专用光源等)机器视觉光源按照颜色可以分为以下几种白色、红色、蓝色、绿色、IR红外光源、UV紫外光源、点光源还有紫色、黄色等可选。
问:机器视觉光源的参数都有哪些?2 答: 1. 辐射效率和发光效率2. 光谱功率分布;3. 空间光强分布;4. 光源的色温 ;5. 光源的颜色;6. 光源的寿命 ;问:为什么在机器视觉检测中必须要用光源?3 答:机器视觉系统的核心是图像采集和处理。
所有信息均来源于图像之中,图像本身的质量对整个视觉系统极为关键。
而光源则是影响机器视觉系统图像水平的重要因素,疑问它直接影响输入数据的质量和至少30%的应用效果通过适当的光源照明设计,使图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离,可以大大降低图像处理算法分割、识别的难度,同时提高系统的定位、测量精度,使系统的可靠性和综合性能得到提高。
反之,如果光源设计不当,会导致在图像处理算法设计和成像系统设计中事倍功半。
因此,光源及光学系统设计的成败是决定系统成败的首要因素。
在机器视觉系统中,光源的作用至少有以下几种:1>. 照亮目标,提高目标亮度;2>. 形成最有利于图像处理的成像效果;3>. 克服环境光干扰,保证图像的稳定性;4>. 用作测量的工具或参照;由于没有通用的机器视觉照明设备,所以针对每个特定的应用实例,要设计形影的照明装置,以达到最佳效果。
机器视觉系统的光源的价值也正在于此问:如何判断一个光源的好坏?4 答:判断光源品质的优劣可以从以下几个方面来评比1. 对比度;对比度的意思是在特征与其周围的区域之间有足够的灰度量区别。
好的照明光源应该能够保证需要检测的特征突出于其他背景。
2. 鲁棒性;鲁棒性就是对环境有一个好的适应。
好的光源需要在实际工作中与其在实验室中有相同的效果。
3. 亮度;选择两种光源的时候,最佳的选择就是选择最亮的哪一个。
光源的亮度不够,必然要加大光圈,从而减小了景深。
4. 均匀性;均匀性好的光源能使系统工作稳定。
5. 可维护性;可维护性主要指光源易于安装,易于更换。
6. 寿命及发热量;光源的亮度不易衰减过快,这样会影响系统的稳定,增加维护的成本。
发热量大的光源亮度衰减快,光源的寿命也会受到很大的影响。
问:如何利用光源来增强图像的对比度?5 答:使用相同颜色的光或者相近颜色的光源照射可以使被照射部分变亮;使用相反颜色的光或者反色系的光源照射可以使被照射部分变暗;不同的波长,对物体的穿透力(穿透率)不同,波长越长,对物体的穿透力越强,波长越短,对物质表面的扩散率愈大。
问:选择光源的技巧有哪些?6 答:如果检测中需要前景与背景有更大的对比度的话,可以考虑用黑白相机与彩色光源;如果有环境光的问题,可以尝试用单色光源,配一个滤镜;有散光曲面的话,可以考虑用散射圆顶光;如果被测物表面是平的反光,且表面粗糙的话,可以尝试用同轴散射光;检测表面形状的话,可以考虑用暗视场(低角度)如果被测物是塑料的话,可以尝试用紫外光源或者红外光源如果检测反光表面的特征的话,可以尝试用低角度光源(暗视场);如果单个光源不能有效解决问题时候,可以考虑用组合光源;频闪光源能够产生比常亮照明20倍强的光。
问:光源从不同角度照射,会产生不一样的效果吗?7 答: 1. 选择高角度照射的话,图像整体较亮,适合表面不反光的物体;2. 选择低角度照射的话,图像背景为黑,特征为白,可以突出被测物轮廓及表面凹凸变化;3. 选择多角度照射的话,图像整体效果比较柔和,适合曲面物体的检测;4. 选择背光照射的话,图像效果为黑白分明的被测物轮廓,常用语尺寸测量;5. 选择同轴光照射的话,图像效果为明亮背景上的黑色特征,用于反光厉害的平面物体检测。
问:机器视觉检测中,如何选择光源的形状和尺寸?8 答:光源主要分为条形,圆形,方形灯几种,通常情况下选择与被测物形状相同的光源,最终光源形状还是要以测试效果为准。
选择光源的尺寸时,一定要保障整个检测视野内光线均匀,略大于视野为佳。
问:什么时候该选用漫射光源?9 答:如果被测物体表面发光,最好选用漫反射光源。
多角度的漫射照明使得被测物表面整体亮度均匀,图像背景柔和,检测特征不受背景干扰。
问:什么是卤素灯?10 答:卤素灯也叫光纤光源,因为光线是通过光纤传输的,适合小范围的高亮度照明。
卤素灯真正发光的是卤素灯泡,功率很大,可以达到100多瓦。
卤素灯又称冷光源,因为通过光纤传输之后,出光的这一头是不热的。
适合对环境温度比较敏感的场合,但卤素灯的缺点就是卤素灯泡的寿命只有2000小时左右。
问:什么是高频荧光灯?11 答:高频荧光灯的发光原理和日光灯类似,只是灯管是工业级产品,并且采用高频电源,也就是光源闪烁的频率远高于相机采集图像的频率,从而消除图像的闪烁。
高频荧光灯适合大面积照明,亮度高,且成本较低。
国外的高频荧光灯最快可以做到60KHz. 问:线扫描光源主要应该在哪些方面?12 答:1、大幅面印刷品表面缺陷检测、大幅面尺寸精密测量。
2、PCB印制质量检测、键盘检测。
3、烟盒形状与外观丝印检测、邮件包裹的分拣。
4、冰箱、洗衣机等大型家电包装纸箱印刷字符检测。
5、最理想的情况是同线扫描相机一起使用,可以达到高分辨率和高速度处理问:机器视觉中,LED点光源主要应用在哪里?13 答:在机器视觉检测中,LED点光源主要应用在以下几个方面1、适用于各种芯片检测,Mark点定位等微小缺陷检测;2、晶片及液晶玻璃底基校正;3、适配于远心镜头。
问:背光源主要应用在哪些场合?14 答:背光源也称面光源,是采用高亮度、长寿命的LED发光管组成,能充分突出测量或检测物体的轮廓信息背光源主要应用为:轮廓检测、电子元件的外部检测、检测透明胶片等的污点、SOP和CSP检测、液晶文字的检查、小型电子元件及QFP,SOP的尺寸和外形、轴承的外观和尺寸检查、半导体引线框的外观和尺寸检查等问:条形光源主要应用在什么场合?15 答:条型光源适合较大被检测物体的表面照明,可以从任何角度提供配合物体的斜射照明,在条形结构中具有高亮度的分布,广泛应用于金属表面检查、表面裂缝检查、胶片和纸张包装破损检测、管脚平整度、LCD破损检测,定位标记检测、LED缺陷检查等。
问:组合条形光源适合在什么场合下使用?16 答:组合条形光源在四边配置条形光,每边可独立控制照明及角度,适应不同高度的应用,实现高精度的照明。
主要用于LCD面板标签检测、陶制封装件的外部和裂缝检测、QFC,SOP检测、金属板表面检查等。
问:穹顶光源主要应用在哪些方面的照明?17 答:穹顶光源又称无影光源和DOME光源或者碗状光源,LED所发出的光线通过半球型内壁的漫反射板多次反射,实现全空间区域的漫射光照明,对于凹凸不平表面检测起到特殊作用,可以完全消除阴影,主要用于球型或曲面物体缺陷检测、金属、镜面或玻璃等具有光泽物体的表面检测。
问:同轴光源的主要应用范围?18 答: 同轴光源为反射度极高的表面提供对位及表面检查照明,如金属表面、薄膜、晶片、胶片及玻璃等的划伤检查、芯片和硅晶片的破损检测、玻璃板的表面损伤、PC母板的图谱检测、印刷版的图形检查等。
问:红外光源有哪些特性和参数,主要应用在哪些方面?19 答:红外光源也称IR光源是一种特殊的光源,红外光源具有以下特性:当对象在可视光范围内很难检查时,提供高对比度影像检查;对于可视光有化学反应的原料也十分有效;与红外光拍照相机一起使用更能特显效果;反射率在500nm和850nm金(Au)时,约提高1.7倍。
红外光源应用领域:检查金属线;塑料樽内部检查(薄膜)等。
问:紫外光源有哪些特性和参数,主要应用在哪些方面?20答:紫外光源也称为UV 光源是LED 光源中一种特殊光源,具有以下特性: 当对象在可视光范围内很难识别时,提供高对比度影像检查,捕捉影像表面清晰度可能相比于可视光大大提高;如使用有紫外特性的CCD 拍照相机便能支持外光光范围内影像;对于现实玻璃上的污物及灰尘在CCD 设备商非常有效;波长最高点365nm. 紫外光源应用领域:仔细检查金属表面;浮现荧光物料等。
问:对位光源有哪些特点21答:对位速度快; 视场大; 精度高; 体积小,便于检测集成;亮度高,可选配辅助环形光源。
对位光源的应用领域对位光源主要应用在全自动电路板印刷机对位的照明。
问:机器视觉光源对整个机器视觉系统来说重要吗?22答:机器视觉光源对机器视觉应用成功与否至关重要,它应是系统设计时首要考虑的问题。
完善的照明方案将会带来更佳的系统性能,而且能在长期使用中节省时间、精力和费用。
机器视觉光源应使用特征对比最大化,同时将其他部分对比降至最小,使得相机清晰“看见”零件或标记。
高对比度特征可简化视觉系统的集成工作量,并同时提高可靠性;较差对比度和照明不均匀的图片需要占用系统更多的资源,从而增加处理时间。
理想的照明配置取决于待检查零件的大小、表面特征和零件几何特性以及系统需求。
由于具有各种颜色波长、视场(大小)和几何(形状)选型,可根据具体的应用要求定制机器视觉光源。
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问:什么是明场照明?23答:光源的明场照明通俗的讲就是光线反射进入相机,通过下图可以直观的理解明场照明。
在上图中将光源放置于“W"型之内就是明场照明,明场照明有利于形成高对比度,但会在反光表面形成镜面反射。
如果采用明场照明的话,光源范围应该在相机透镜处视场的两倍位置。
问:什么是暗场照明?24答:暗场照明通俗的讲就是光线反射离开相机,通过下图可以很直观的来理解暗场照明暗场照明是将光源放置于”W"型之外,漫射光被反射进入相机,镜面光背反射离开相机,除了有纹理的表面和凸高变化的地方外,光线被反射离开相机。
问:频闪照明与外触发照明区别在哪里?25 答:在机器视觉系统中,“频闪照明”和“外触发照明”两个概念经常被混为一谈。
其实在正常工作中,两种照明方式都是受外部触发信号控制的,都能延长LED 光源的使用寿命,但其本质区别在于:1. 使用频闪控制的频闪照明方式可成倍提高光源亮度,而普通触发照明方式则不具备这个能力,并不能改变光源亮度。
2. 频闪控制器在收到外部触发信号后,会按照预置脉冲宽度(比如100μS)点亮光源后,随即自动关断光源,直至下一个脉冲到来;而在普通照明方式下,其控制器在收到外部触发信号后,光源即处于关闭(或导通)状态,直至触发信号取消后光源方回复常态; 这使得在检测运动的物体时,频闪照明具有无可比拟的优势。