照明選擇基礎

照明的理論知識

圖像處理是通過計算像素濃度數(shù)據(jù)的變化進行檢測的處理，要實現(xiàn)穩(wěn)定檢測，需要拍攝清晰的圖像。照明的選擇是決定圖像處理檢測性能的重要因素。本資料對選擇正確的照明所需的基礎知識進行講解。

選擇照明的三個步驟

選擇照明的方式（鏡面反射光、漫反射光、透射光等）

觀察檢測部位的特點（損傷、形狀、有無等）。

觀察表面（平面、曲面、是否有凹凸不平等）加以決定。
選擇照明的方法*形狀

根據(jù)工件條件、設置條件等加以決定。
環(huán)形光、低角度光、同軸光、碗光等。
選擇照明的顏色（波長）

根據(jù)工件和背景的材料、顏色等加以決定。
藍色、紅色、白色等。

照明器材的典型形狀及照射方式（LED）

同軸入射照明
CA-DX
低角度照明
CA-DL
直接環(huán)照照明
CA-DR
背光照明
CA-DS
圓頂照明
CA-DD
條形照明
CA-DB

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選擇照明：第一步（鏡面反射、漫反射與透射）

LED 照明種類繁多，大體上可以分為如下三種。

鏡面反射型：

鏡頭接收的光線是來自拍攝對象的鏡面反射光線。
漫反射型：

避開來自拍攝對象的鏡面反射光，而接收整體、均一的光線。
透射型：

接收來自拍攝對象背景的光線。是一種檢測輪廓的照明方式。

(1)鏡面反射圖像例金屬表面的刻印缺印檢查

刻印不明顯
刻印邊緣明顯

需要強調(diào)平坦的金屬表面與凹凸不平的刻印部分之間的反差。

金屬表面容易反射光線，因此最好是利用鏡面反射光來強調(diào)表面與刻印之間的反差。

(2)漫反射圖像例透明膠帶內(nèi)部的晶片刻印檢查

薄膜反射光線
不受薄膜的影響

需要防止產(chǎn)生光暈，以強調(diào)晶片表面與刻印字符之間的反差。

透明帶不會產(chǎn)生鏡面反射，因此可以選擇斜向照射的漫反射光。

(3)透射圖像例無紡布異物檢查

異物不明顯
異物陰影明顯

異物與工件色調(diào)相似，從表面上看難以判別，因此需要強調(diào)異物與工件表面之間的反差。

雖然利用反射光難以觀察到異物，但是只要異物的厚度、顏色與工件之間存在差異，則可以通過采用來自工件背面的透射光使異物的黑色陰影顯現(xiàn)出來。

要點

選擇照明的第一步是根據(jù)工件的形狀及檢查目的，確定鏡面反射、漫反射、透射等照明方式。下一步是選擇照明的尺寸及光線顏色，以確保所得到的圖像適于檢查目的。

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選擇照明：第二步（確定照明方法與光線形狀）

(1)鏡面反射圖像例玻璃端面欠缺檢查

僅使用反射光的情況下

照明光線通過鏡面反射隨機映射在玻璃表面

【根據(jù)工件及檢查目的選擇照明】

玻璃表面會映射照明光線。
需要強調(diào)玻璃與背景之間的反差。
建議使光線垂直照在工件上。
應確保工件上方有一定空間。

因此選擇同軸入射照明是最適宜的

采用同軸入射照明后
玻璃表面成像均勻

(2)漫反射檢查例橡膠密封圈欠缺檢查

僅使用反射光的情況下

不能看到圓周上的欠缺

【根據(jù)工件及檢查目的選擇照明】

工件是用黑色橡膠制成的，因此不會發(fā)生鏡面反射。
欠缺部分也是黑色的，同樣不會發(fā)生鏡面反射。
如果采用某種鏡面照射角度，使欠缺部分發(fā)生鏡面反射，則可以達到檢查目的。
可使光源接近工件。

因此選擇低角度照明是最適宜的

(3)透射檢查例引腳形狀檢查

僅使用反射光的情況下

邊緣部分不明顯

【根據(jù)工件及檢查目的選擇照明】

工件是金屬材料制成的，表面凹凸不平，不能產(chǎn)生均勻的鏡面反射。
如使用透射光，則可以去除表面凹凸不平的影響，從而實現(xiàn)邊緣檢查。
工件背面可以設置光源。

因此選擇面光（背光）是最適宜的

采用背光照明后
復雜的輪廓變得清晰了。

要點

在選擇了鏡面反射、漫反射或透射等照明方式后，根據(jù)檢查目的、背景、周圍環(huán)境等確定照明類型。
一般說來，鏡面反射可選擇同軸入射照明、環(huán)形照明或條型照明，漫反射可選擇低角度照明、環(huán)形照明或條型照明，透射可選擇面照明或條型照明。其中環(huán)形照明及條型照明的設置距離更加靈活，因此應用范圍更廣。

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