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1、1,上海孚根自动化科技有限公司-专注于机器视觉光源。,2,机器视觉系统,-光源篇,主讲人：陈静平,3,机器视觉基础,典型的机器视觉系统 - 采用CCD照相机将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统如PC机，采集部分根据像素分布和亮度 颜色等信息，转变成数字信号； -图像软件系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如：面积，长度，数量，位置等; -最后，根据预设的容许度和其他条件输出结果，如：尺寸，角度，偏移量，个数，合格/不合格，有/无等，便于后续工序。,4,光源,稳定均匀的光源尤其重要,目的 将被测物体与背景尽量明显分别，获得高品质、高对比度的图像 重要性 直接影响处理精度和
2、速度，甚至系统的成败。 灯的种类 1.高频荧光灯 2.光纤卤素灯 3.LED光源,错误图像,理想图像,手表玻璃表面划痕检测,5,传统光源高频荧光灯,高频荧光灯 使用寿命约15003000小时 优点：扩散性好、适合大面积均匀照射 缺点：响应速度慢，亮度较暗,6,传统光源光纤卤素灯,光纤卤素灯 使用寿命约1000小时 优点：亮度高 缺点：响应速度慢，几乎没有光亮度和色温的变化,7,LED光源 使用寿命约1000030000小时 可以使用多个LED达到高亮度，同时可组合不同的形状 响应速度快，波长可以根据用途选择,8,3.LED 光源环形，条形，同轴等二十多个系列,9,10,11,LED光源 使用寿
3、命约1000030000小时 可以使用多个LED达到高亮度，同时可组合不同的形状 响应速度快，波长可以根据用途选择,12,照明和传统照明的比較,1.形状的自由度,一个LED光源是由许多单个LED发光管组合而成的，因而比其他光源可做成更多的形状，更容易针对用户的情况，设计光源的形状和尺寸。,13,照明和传统照明的比較,2.使用寿命長,为了使图像处理单元得到精确的，重复性好的测量结果，照明系统必须保证相当长的时间内能够提供稳定的图像输入。 LED光源在连续工作10,000到30,000小时后，亮度衰减，但远比其他型式的光源效果好。此外，用控制系统使其间断工作，可抑制发光管发热，寿命将延长一倍。,1
4、4,照明和传统照明的比較,3. 响应速度快,LED发光管响应时间很短，响应时间的真正意义是能按要求保证多个光源之间或一个光源不同区域之间的工作切换。 采用我们的用电源给LED光源供电时，达到最大照度的时间小于10s。,15,照明和传统照明的比較,4. 可自由地选择顔色,除了光源的形状以外，欲得到稳定图像输入的另一方面就是选择光源的颜色。甚至相同形状的光源，由于颜色的不同得到的图像也会有很大的差别。实际上，如何利用光源颜色的技术特性得到最佳对比度的图像效果一直是光源开发的主要方向。,16,照明和传统照明的比較,5. 综合性成本很低,选用低廉而性能没有保证的产品，初次投资的节省很快会被日常的维护、
5、维修费用抵消。其他光源不仅耗电是LED光源的2-10倍，而且几乎每月就要更换，浪费了维修工程师许多宝贵的时间。而且投入使用的光源越多，在器件更换和人工方面的花费就越大，因此选用寿命长的LED光源从长远看是很经济的。,17,光源的对比,18,LED光源的优势,可制成各种形状、尺寸及各种照射角度； 可根据需要制成各种颜色，并可以随时调节亮度； 通过散热装置，散热效果更好，光亮度更稳定； 使用寿命长（约5万小时，间断使用寿命更长）； 反应快捷，可在10微秒或更短的时间内达到最大亮度； 电源带有外触发，可以通过计算机控制，起动速度快，可以用作频闪灯，抗干扰性能强； 运行成本低、寿命长的LED，会在综合
6、成本和性能方面体现出更大的优势； 可根据客户的需要，进行特殊设计，便于安装。,19,光源对成像的影响,根据被测物的特征改变打光方式，可以突出被测物,20,光源对成像的影响,根据被测物的特征改变光源颜色，可以得到对比鲜明的图像,21,照明技术的基础知识,照射光的种类 直射光 主要来自于一个方向的光，可以在亮色和暗色阴影之间产生相对高的对比度图像。 漫射光（扩散光） 各种角度的光源混合在一起的光。日常的生活用光几乎都是扩散光。 偏光光 在垂直于传播方向的平面内，光矢量只沿某一个固定方向振动的光。通常是利用偏光板（片）来防止特定方向的反射。 平行光 照射角度一致的光。太阳光就是平行光。发光角度越窄的
7、LED直射光越接近平行光。,22,照明技术之一,直射光和漫射光 (Regular light & Diffused light),23,照明技术之一,镜面反射和漫反射 (Regular reflection & Diffused reflection),24,照明技术之二,明视野和暗视野 (Bright field & Dark field),25,照明技术之二,26,照明技术之二,案例一 塑料饮料瓶肩部OCR条型照明(直接光),27,照明技术之二,案例二 硬币-实例,28,照明技术之三,钻石 棱角测定,29,透射照明 (Penetrating light)背光的运用 透射照明，即使光线透射对
8、象物，并观察其透射光的照明手法 因材质和厚度不同，对光的透过特性(透明度)各异 光根据其波长之长短，对物质的穿透能力(穿透率)各异 波长越长，对物质的透过力越强。 波长越短，在物质表面的扩散率(反射和透射的比率)越大,照明技术之四,30,照明技术之四,案例一读取塑封带内的TSOP型号,31,照明技术之四,案例二印刷字检测 (WLDL-5015-B),32,照明技术之四,案例三药片包装 (WLTD-5050-R),33,照明技术之四,案例四电缆导线的破损检查,34,780 650 590 570 510 450 420 380,可視光,単位：波長（）,波長,1,000,000mm,35,照明技术
9、之五,颜色和补色,36,啤酒瓶的王冠蓋,37,38,照明技术之五,案例一树脂芯片的表面检测,39,照明技术之五,案例二金属涂层的表面检测(铜导线上涂有银涂层),40,照明技术之五,案例三BGA焊点检测,41,光源配件的应用,偏光器(Polarizer),42,光源配件的应用,偏光器的工作原理,43,偏光技术的应用,44,平行光学装置-世界一流。,光源配件的应用,+光学透镜,发现更多细节,45,光源配件的应用,46,平行光的应用 纽扣电池表面的凹陷和划痕,光源配件的应用,47,平行光的应用 扬声器是否焊穿测试。-实例样品展示。,光源配件的应用,48,同轴光源的应用 汽车喷油嘴的检测,光源的应用,
10、49,光源配件的应用,通过多角度照射可 以很好的解决掉，机器视觉行业里一直解决不了的难题，球面检测。,多角度光学装置-桶状灯,50,多角度光学装置-桶状灯,光源配件的应用,51,环形漫反射光源 WLDR-A190-W,52,选择照明的前提信息,*检测内容(application) 外观检查、OCR、尺寸测定、定位 *对象物(sample) 1.想看什麽(异物、伤痕、损缺、敲痕、污染、标识、形状)? 2.表面状态(镜面、糙面、曲面、平面)? 3.立体? 平面? 4.材质、表面颜色? 5.视野范围? 6、动态还是静态(相机快门速度)? *限制条件 1.工作距离(镜头下端到被测物表面的距离) 2.设置条件(照明的大小、照明下端到被测物表面的距离、反射型or透射型) 3.周围环境(温度、外乱光等) 4.相机的种类(面阵or线阵),53,Q&A Thanks！ E-MAIL:,
