光源基础培训(新增)

1、内容内容简介简介光源分类光源分类机器视觉光源品种机器视觉光源品种光源特性光源特性照明技术照明技术为什么要使用光源为什么要使用光源v Garbage in，garbage out光源镜头相机图像采集图像处理报警处理检测日志检测目标运动机构CPC接口v 视觉系统工作流程为什么要使用光源为什么要使用光源v 目的：鲜明地获得目标和背景的浓淡差n目前在图像处理领域最重要的是二值化（黑白）处理v 光源直接影响输入数据的质量和至少 30% 的应用效果。v 不同的光源及照明方式，形成的光照效果大不相同，好的光源能有效摄取有效信息，减少干扰v 高亮度 ：高速扫描、高速成像，要求曝光时间短的场合v 高均匀性：表面

2、检测、缺陷检测，利用灰度差异进行检测的场合；v 低功耗 ：移动设备、便携检测系统；v 长寿命：任何场合，节约成本和维护费用；v 光谱特性 ：利用光谱单色性检测的场合；机器视觉光源要求机器视觉光源要求光源分类光源分类v传统光源传统光源:亮度高亮度高, , 寿命短寿命短(1)(1)高频荧光灯光纤卤素灯高频荧光灯光纤卤素灯光源分类光源分类v传统光源传统光源:亮度高亮度高, , 寿命短寿命短(2)(2) 光纤卤素灯光纤卤素灯光源分类光源分类v发光二极管发光二极管(LED)光源光源亮度相对较低，寿命长亮度相对较低，寿命长, , 形状颜色可调，反应速度形状颜色可调，反应速度快快, ,运转成本低运转成本低光

3、源特性光源特性v中心波长中心波长光源特性光源特性v照明半峰值：光源纯度照明半峰值：光源纯度光源特性光源特性v光谱分布光谱分布: 光功率在不同频率上的分布光功率在不同频率上的分布1. 1.线谱线谱( (非连续光谱非连续光谱) 2.) 2.连续光谱连续光谱v色温：色温：光源发射光的光谱成分与绝对黑体在某一温光源发射光的光谱成分与绝对黑体在某一温度下辐射光谱相同（或最相近）时，绝对黑体的温度下辐射光谱相同（或最相近）时，绝对黑体的温度就称为该光源的色温。度就称为该光源的色温。v光功率：光功率：单位时间内光源辐射出各波长光能量总合。单位时间内光源辐射出各波长光能量总合。v照度场特性照度场特性 ：包括入

4、射光的方向（角度）及强弱包括入射光的方向（角度）及强弱分布。分布。照明技术照明技术1v直接照明与散射照明直接照明与散射照明直接照明直接照明散射照明散射照明明亮明亮直反射直反射漫反射漫反射较暗较暗平面平面&光洁光洁表面粗糙表面粗糙v反射照明反射照明照明技术照明技术2v明场照明明场照明(明视野明视野)与暗场照明与暗场照明(暗视野暗视野)照明技术照明技术2v明场照明与暗场照明明场照明与暗场照明明明场场照明照明暗暗场场照明照明明視野照明明視野照明暗視野照明暗視野照明塑料饮料瓶肩部塑料饮料瓶肩部OCROCRv明场照明与暗场照明明场照明与暗场照明照明技术照明技术3v透射照明透射照明扩散比率扩散比率

5、LEDcolor波長nm扩散比率9500.23Red6601.00GR 5252.25BL 4703.89UV 370 10.12照明技术照明技术3案例1 读取塑封带内芯片型号使用使用红色红色照明照明(660nm)(660nm)使用使用蓝色蓝色照明照明(470nm)(470nm)照明技术照明技术3案例2 读取人民币编号光量光量30%30%光量光量60%60%照明技术照明技术3案例3 柔性电缆导线检查使用同轴光源使用同轴光源使用背光源使用背光源照明技术照明技术3v各种照明方式应用各种照明方式应用明场照明：明场照明：用于大多数视觉照明场合用于大多数视觉照明场合暗场照明：暗场照明：用于检测表面污染、

6、划伤和小的凸起特征。用于检测表面污染、划伤和小的凸起特征。同轴照明：同轴照明：用于检测平坦的、光滑的表面较深的特征，消除阴影用于检测平坦的、光滑的表面较深的特征，消除阴影背光照明：背光照明：用于检查透明物体的透过率和不透明物体的轮廓用于检查透明物体的透过率和不透明物体的轮廓照明技术照明技术4-颜色颜色v颜色的反射颜色的反射照明技术照明技术4-颜色颜色v补色对成像的影响补色对成像的影响紅紅藍藍緑緑白白黄黄青緑青緑赤紫赤紫色材的三原色色材的三原色C C青青绿绿赤紫赤紫黄色黄色光的三原色光的三原色R R红红绿绿蓝蓝颜色影响颜色影响v补色对成像的影响补色对成像的影响照明技术照明技术v颜色照明案例颜色照

7、明案例用用红光红光可单独照出晶片破损可单独照出晶片破损用用绿光绿光可同时检查晶片和导线可同时检查晶片和导线铜色导线框架上涂有银色涂层用红色照明可清晰地检测基板模式 照明色和色材（照明色和色材（对象对象物）之相性物）之相性色温：色温：近遠近遠图图像：像：淡淡 浓浓照明技术照明技术v偏振照明偏振照明照明技术照明技术v偏振照明偏振照明未使用偏振光使用偏振光机器视觉光源品种机器视觉光源品种环形光源环形光源v一般角度环形光一般角度环形光机器视觉光源品种机器视觉光源品种环形光源环形光源v应用应用保险丝盖文字外形检测机器视觉光源品种机器视觉光源品种环形光源环形光源v垂直照射环形光垂直照射环形光金属齿轮外形检

8、查、尺寸定位金属齿轮外形检查、尺寸定位机器视觉光源品种机器视觉光源品种环形光源环形光源v低角度照射环形光低角度照射环形光机器视觉光源品种机器视觉光源品种环形光源环形光源v低角度环形光源低角度环形光源烧酒瓶盖印字检测机器视觉光源品种机器视觉光源品种环形光源环形光源v低角度环形光应用低角度环形光应用机器视觉光源品种机器视觉光源品种环形光源环形光源v无影环形光无影环形光机器视觉光源品种机器视觉光源品种环形光源环形光源v无影环形光无影环形光机器视觉光源品种机器视觉光源品种环形光源环形光源v平面照射环形光应用平面照射环形光应用机器视觉光源品种机器视觉光源品种环形光源环形光源v平面照射环形光应用平面照射环

9、形光应用机器视觉光源品种机器视觉光源品种条形光源条形光源v条形光源条形光源机器视觉光源品种机器视觉光源品种条形光源条形光源v条形光源应用条形光源应用机器视觉光源品种机器视觉光源品种同轴光源同轴光源v同轴光源同轴光源机器视觉光源品种机器视觉光源品种同轴光源同轴光源v同轴光源应用同轴光源应用机器视觉光源品种机器视觉光源品种同轴光源同轴光源v同轴光源应用同轴光源应用机器视觉光源品种机器视觉光源品种同轴光源同轴光源v同轴光源应用同轴光源应用机器视觉光源品种机器视觉光源品种背光源背光源v背光源背光源机器视觉光源品种机器视觉光源品种背光源背光源v背光源背光源机器视觉光源品种机器视觉光源品种背光源背光源v背

10、光源背光源机器视觉光源品种机器视觉光源品种背光源背光源v背光源背光源机器视觉光源品种机器视觉光源品种点光源点光源v点光源点光源机器视觉光源品种机器视觉光源品种点光源点光源v点光源点光源机器视觉光源品种机器视觉光源品种点光源点光源v点光源点光源机器视觉光源品种机器视觉光源品种穹顶光源穹顶光源v穹顶光源穹顶光源机器视觉光源品种机器视觉光源品种穹顶光源穹顶光源v穹顶光源穹顶光源机器视觉光源品种机器视觉光源品种红外光源红外光源v红外光源红外光源使用可见光背光照明时，不能透过wafer使用红外背光源能透过wafer，观察到网格和边缘等机器视觉光源品种机器视觉光源品种红外光源红外光源v红外光源红外光源机器

11、视觉光源品种机器视觉光源品种紫外光源紫外光源v紫外光源紫外光源v 红外光源与紫外光源红外光源与紫外光源 红外光源 紫外光源光源种类及照明方式的选择光源种类及照明方式的选择根据目标及背景特性的区别，一般选择光源的种类及照明方式按照如下几个步骤进行：v确定照明的类型(直射、漫射、透射光)p 确定要检测目标的内容(缺陷、外观检查、尺寸测定、有无、OCR、定位)n通过表面的反射检测微小物体表面的形状，可以使用暗场照明n检查透明物体的透过率和不透明物体的轮廓，可以使用背光照明n检测平坦的、光滑的表面较深的特征，消除阴影，可以使用同轴照明p 检查表面状态（镜面、糙面、曲面、平面、立体）：n闪光曲面，考虑用

12、散射圆顶光n闪光，平的，但粗糙的表面，尝试用同轴散射光光源种类及照明方式的选择光源种类及照明方式的选择v确定照明光源的外形及尺寸(环形光源、低角度、同轴光源、穹顶光源)p检查目标的尺寸(照明的大小、照明下端到被测物表面的距离)n条形光源可灵活安装，照明面积较大，适合较大目标的拍摄；n 一般环形光源照射面积较大，可安装位置较高；n 低角度环形光源照射面积较小、安装位置距离目标很近；n 同轴光源照明面积有限；穹顶光源安装位置距离目标较近，适合拍摄较小的目标p安装环境(温度、外乱光等) ：n如果有环境光影响造成晕光现象，尝试用单色光源，配一个滤镜p视场范围、动态还是静态(相机快门速度)：n当单个光源不能有效解决问题时可考虑使用组合光源n 对于有频闪的光源，其曝光的频率和相机的采集频率需要匹配，频闪光源能产生比常亮照明强20倍的光光源种类及照明方式的选择光源种类及照明方式的选择v确定照明光源的颜色(波长)p检查目标及背景的颜色和材料特性n为了加大 前景与背景更