标准光源选型_精品文档.ppt

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1OPT光源选型技术要点光源选型技术要点2目录目录lOPT公司简介公司简介l光源的重要性光源的重要性l打光的基础知识打光的基础知识lOPT光源的照射方式光源的照射方式lOPT非标光源非标光源l选择光源的步骤选择光源的步骤3OPT公司简介公司简介lOPT公司2005年开始专业从事机器视觉光源设计/生产/销售.l设有对客户开放的视觉实验室l国内有13家合作伙伴l美国/新加坡/以色列等国有代理商l超过12000个实验案例l平均每周设计2款新光源l公司产品具有20多项专利4OPT产品线产品线5光源的重要性光源的重要性l机器视觉系统的核心部分：

图像的采集（如何得到一幅好的图片）和图像的处理（如何找到最有效率、最准确的算法）l所有的信息均来源于图像之中，图像质量对整个视觉系统极为关键。

l目前视觉行业中用于图像处理的软件，大多是一些图像处理软件公司所提供的软件包，如德国MVTec公司的HALCON，美国Cognex的VisionPro，美国NI公司的LabVIEW等。

在处理软件性能差异很微小的情况下，如何稳定、连续的获取好的图片将直接决定系统的稳定性。

l获取好的图片的途径：

根据工件的特性和现场的环境，通过打光实验，进行正确的光源选择，进而保证获取图片的稳定性和连续性。

61.定位2.找圆心3.求圆心到角端的距离4.判断距离1.定位2.二值化3.判断7光源的作用光源的作用l凸显出缺陷和背景的差异，提高图像对比度（图一）；l形成最有利于图像处理的成像效果（图一、二）；l照明目标，提高目标亮度，克服环境光干扰，保证图像的稳定性（图三）；l在我司几千个实验案例中，纯粹依赖于打光效果的项目占到50%以上。

图一图一图二图二图三图三8什么是好的的图像效果什么是好的的图像效果l均匀性好：

图像的均匀性要好，整幅图像的背景的灰度值不能有过大的差异。

l针对反光很强的工件，打光一般有两个方向：

全部反光，或是全部不反光；l烟盒表面镭射反光很强，全反光会覆盖烟盒表面的字符；l图像不均匀，影响处理效果。

右边图片整个背景灰度值相近，处理起来相对左边要简单的多。

打光不均匀理想效果9l对比度好：

图像中需要提取的特征和背景的灰度值差值要大（针对于黑白相机所采集的图像）。

字符和背景对比度不高，字符很难看清。

字符和背景黑白对比非常明显，字符轻易可见。

均匀性和对比度是我们评判一幅图像质量好坏的基本准则，我们是否选择了正确的光源也是看图片达到以上所述的好的效果。

10打光的基本知识打光的基本知识光的反射定律：

反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。

l光的反射定律光的反射定律反射定律的一些应用11l反射定律的应用反射定律的应用示例：

硬币表面示例：

硬币表面凸起的字符检测凸起的字符检测。

银币凹凸部分被照亮，呈白色。

银币光滑部分被照亮，呈白色。

12l光在真空中呈直线传播l光的折射：

受到材质的影响l光的透射：

材质和厚度影响透射率l光的波长越长,对物质的透过力越强l光的吸收：

形成色差瓶子边缘较薄，透过力较强，相对中间部分要亮许多。

波长较长的红外光穿透皮肤，能清晰看到手掌里的血管。

示例：

瓶身检测，瓶子示例：

瓶身检测，瓶子的厚度影响到透射率的厚度影响到透射率示例：

手掌血管检测，示例：

手掌血管检测，波段对物质的透过力波段对物质的透过力l光的特性光的特性白光照射手掌，血管无法看清。

13不同波长的光线呈现不同的颜色。

波长决定特定颜色的特征，如容易透射（红光-波长较长）、容易散射（蓝光-波长较短）。

l光的颜色光的颜色14黑白相机，红色光源照明示例：

下面的图像比较透过透明薄膜获取输送带中芯片上的印刷图案。

使用红色照明获得的对比度高于使用蓝色照明，因为前者透过性更好（散射率更低）.l使用波长进行检测使用波长进行检测黑白相机，蓝色光源照明彩色相机，红色光源照明彩色相机，蓝色光源照明15示例：

红绿蓝三色图案检测用绿色光源滤掉绿色，和背景混淆在一起。

用红色光源滤掉红色，绿色和蓝色变成黑色。

用蓝色光源滤掉蓝色，蓝色已经难以找到。

什么是互补色？

互补色是色环中正好相对的颜色，也称为对比色。

使用互补色光线照射物体时，物体呈现的颜色将接近黑色。

如果希望更鲜明地突出某些颜色，则选择对比色是最佳选择。

l色环的应用色环的应用PCB板绿色背景，用白光照射，MARK点对比度不够高，容易和背景混淆在一起，难以分辨。

16PCB伴采用红色光源照射，使背景更黑，MARK点更白，提高图像对比度。

示例：

PCBMARK点定位17OPT光源的照射方式光源的照射方式类别类别型号代码型号代码特点与应用特点与应用环形光环形光RI多种照射角度可选多种照射角度可选条形光条形光LI高亮度，可作前光和背光使用高亮度，可作前光和背光使用线形光线形光LS线阵相机专用光源线阵相机专用光源同轴光同轴光CO同轴照明同轴照明点光点光PI同轴镜头专用，同轴照明，高亮度同轴镜头专用，同轴照明，高亮度面光面光FL适合作为背光或需要光线柔和的前光场合适合作为背光或需要光线柔和的前光场合组合条形光组合条形光LIM多种照射角度可调多种照射角度可调碗状光碗状光RID视场内光线均匀，任意颜色可调视场内光线均匀，任意颜色可调AOI专用光源专用光源RIARGB三色组合，体现工件表面坡度信息三色组合，体现工件表面坡度信息18环形光高角度照射方式环形光高角度照射方式产品特点：

l高角度光源提供高角度照射、不同颜色组合，更能突出物体的物体表面信息l高密度LED阵列，高亮度l多种紧凑设计，节省安装空间l解决对角照射阴影问题l可选配漫射板导光，光线均匀扩散应用领域：

lPCB基板检测lIC元件检测l显微镜照明l液晶校正l塑胶容器检测l集成电路印字检查无缺损工件，图像为宜完整的无阴影圆形亮环。

缺损工件，缺损处无反射光线进入相机，圆环内出现阴影。

示例：

玻璃管口缺损检测19环形光低角度照射方式环形光低角度照射方式产品特点：

l90角度光源提供低角度照射、更能突出物体的物体表面轮廓l多种紧凑设计，节省安装空间应用领域：

lIC元件检测l塑胶容器检测l集成电路印字检查普通光源照射无法体现IC表面的字符90光源照射能够很清晰的看到字符信息示例：

检测IC字符20条行光源照射方式条行光源照射方式产品特点：

l条形光源是较大方形结构被测物体的首选光源l颜色可根据要求搭配，自由组合l照射角度与安装随意可调应用领域：

l金属表面检测l图像扫描l表面裂痕检测lLCD面板检测等低角度圆柱两头打光，直接反光无法进入镜头，但表面的异常（字符、划伤）由于反光程度不一样，可以呈现与背景不同的灰度。

示例：

电池盖子字符检测21PI点光源照射方式点光源照射方式产品特点：

l大功率LED，体积小，发光强度高l光纤卤素灯的替代品，尤其适合作为镜头的同轴光源l高效散热装置，大大提高光源的使用寿命应用领域：

l适合远心镜头使用l用于芯片检测，Mark点定位l晶片及液晶玻璃底基校正普通光源配合同轴远心镜头，对比度未达到最佳效果。

点光配合同轴远心镜头，平行光效果使得图像对比度提高。

示例：

工件表面缺陷22同轴光源的照射方式同轴光源的照射方式产品特点：

同轴光源可以消除物体表面不平整引起的阴影，从而减少干扰部分采用分光镜设计，减少光损失，提高成像清晰度均匀照射物体表面。

应用领域：

l此系列光源最适宜用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测芯片和硅晶片的破损检测lMark点定位针对反光强的工件，其他光源能作出一定的效果，但是感觉对比度不够高。

利用反光，同轴光源在此实验中能很清晰的看到Mark点，对比度很高，效果一目了然.示例：

胶膜MARK点定位23背光照明背光照明产品特点：

l用高密度LED阵列面提供高强度背光照明，能突出物体的外形轮廓特征，尤其适合作为显微镜的载物台l红白两用背光源、红蓝多用背光源，能调配出不同颜色，满足不同被测物多色要求应用领域：

l机械零件尺寸的测量，电子元件、IC的外形检测，胶片污点检测，透明物体划痕检测等。

检测物体轮廓使用前光，物体细节部分难以凸现出来，边缘感觉模糊，难以确定真正的边缘。

使用背光检测物体轮廓信息是最佳选择，边缘不但清晰明了，就连物体上细小的孔都能很明白的看清楚。

示例：

手机按键检测24普通背光配合远心镜头效果，漫射光使边缘有眩光产生，边缘不准确。

器件透视尺寸检测器件透视尺寸检测平行光配合远心镜头效果。

避免了扩展漫射面光源引起的边缘发虚现象，测量精度和稳定性大幅提高。

25LIM条形组合光源条形组合光源产品特点：

l四边配置条形光，每边照明独立可控l可根据被测物体要求调整所需要照明的角度l适用性广应用领域：

lPCB基板检测，IC元件检测l焊锡检查，Mark点定位l显微镜照明，包装条码照明l球形物体照明等示例：

遥控器按键检测组合条形光源尺寸可根据工件所需随意组合，是大视场检测比较理想的光源。

环形光源内径太小，不适合大视场的打光。

出现漏灯现象。

26RID球积分照明球积分照明产品特点：

l具有积分效果的半球面内壁，均匀反射从底部360发射出的光线，使整个图像的照度十分均匀。

应用领域：

l适合于曲面，表面凹凸，弧形表面检测l金属、玻璃表面反光较强的物体表面检测喷锡PCB板，焊盘表面呈轻微凹凸状，普通环形光照射，焊盘图像呈现轻微阴影。

采用球积分无影光照射，焊盘图像无阴影，整幅图像对比度高。

示例：

喷锡PCB板检测27球积分打光，方向和广度都十分均匀，键盘字符很清晰背景形状基本全部滤掉，没有影响。

反光极强的易拉罐底部成球面状，球积分光源正好可以形成一个均匀的球面对它打光。

使得表面看起来非常均匀且字符清晰可见。

示例：

手机字符检测示例：

易拉罐底部字符检测28线性光源照明方式线性光源照明方式产品特点：

l超高亮度l采用柱面透镜聚光l适用于各种流水线连续检测场合应用领域：

l线阵相机照明专用l印刷，钢材等流水线上lAOI专用线性光源检测，亮度已能满足其要求，整个视场也非常均匀。

烟丝和背景对比度高普通光源检测时，亮度不够，大视场的情况下难以把整个幅面做的均匀，背景和烟丝难以分辨示例：

烟丝检测难点：

烟草行业工件运行速度快，视场大，而且要求非常均匀，对光源亮度要求非常高。

29RIAAOI光源光源产品特点：

l不同角度的三色光照明，将目标上不同倾斜角度显示为不同颜色，从而凸显焊锡三维信息，通过一定算法，还原工件表面三维特征。

l外加漫射板导光，减少反光lRIM不同角度组合应用领域：

l专用于电路板焊锡检测元件焊点示例：

PCB板焊锡检测实验难点：

用三色二维图像显示焊锡的三维信息，均匀性要求非常高。

AOI光源特定的三种光源角度，在PCB板上形成鲜明的三色图像，通过一定算法，还原出工件的三维信息。

30非标光源案例非标光源案例案例一：

RIU80W光源特点：

光线从圆锥形发光表面的各个角度照射，均匀照射物体表面而没有阴影。

普通打光会在边缘地带形成一个光圈，字符难以辨认，对比度不够高。

示例：

电容字符检测实验难点：

电容表面光滑，反光极强，且中间凹陷下去，字符轻微凸出。

RIU80W光源漫射性效果好，能消除边缘的亮环，适当打光不会在工件表面形成光环，且能凸显工件表面信息。

使得工件表面打光非常均匀，字符清晰可见。

31案例二：

RIH118W光源特点：

低角度漫射照明，可在不产生LED反光的情况下，均匀照射物体表面。

RIH118W光源能均匀的照射工件表面，不会形成倒影，且从四面打光过来，不会出现缺陷检测不到的情况。

实验难点：

手机表面反光，视场稍大，高角度打光会在表面出现倒影，无法辨认缺陷。

低角度打光会把工件表层的灰尘照射出来，影响处理效果。

示例：

手机屏表面划伤检测背光源从一侧打光，通过镜面反射能看出表面划伤，但是对比度不够，而且具有局限性，有些缺陷不能体现。

32案例三：

LLJ71B光源特点：

同轴平行光源，光线平行垂直照射，均匀照射物体表面，清晰凸出凹凸物体表面图像。

同轴平行光源方向性较强，瓶盖曲面对其影响不大，字符信息正好凸现，蓝色正好滤掉背图案的干扰。

示例：

啤酒瓶盖检测字符实验难点：

瓶盖表面凹凸不平，中间高，四周低，表面有图案。

此实验打光非常难，既要克服凹凸现象，又要克服背景图案影响。

普通光源照射工件表面，无法消除背景图案影响，