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淺談線掃相機的照明技術

  • 作者▩↟◕↟:

  • 來源▩↟◕↟:光虎光電科技(天津)有限公司

  • 訪問量▩↟◕↟:356

  • 釋出時間▩↟◕↟:2022-07-27 09:45:08

線掃相機是什麼│↟·◕?線掃相機被定義為獲取影象一維(1D)資訊的相機↟▩↟。從根本上說✘☁••,線掃相機不同於面陣相機✘☁••,因為它有一個由感測器組成的線性陣列✘☁••,而不是二維(2D)矩陣↟▩↟。透過系統的一維攝像機獲得二維影象✘☁••,影象在目標運動時逐行建立↟▩↟。

線掃相機的三種照明方式

  • 明場照明

明場照明是使用線掃描相機進行表面檢查的標準方法✘☁••,攝像機和照明裝置的佈置方式應使攝像機處於照明裝置的反射角(入射角=反射角)↟▩↟。以這種方式✘☁••,儘可能多的入射光被檢測到↟▩↟。這在反射材料的情況下特別有效↟▩↟。以這種方式✘☁••,明亮的區域顯示為明亮✘☁••,黑暗的區域為黑暗↟▩↟。如果表面結構的角度不適合對齊而是傾斜✘☁••,則它們在相機影象中也會顯得很暗↟▩↟。表面的刮痕或傾斜的相位等在影象中具有較深的灰色陰影↟▩↟。

  • 暗場照明

線掃描相機也可以用於實現暗場效果↟▩↟。為此✘☁••,照明不會以反射角度對準元件✘☁••,而是明顯更平整↟▩↟。直接反射的光不會入射到相機上✘☁••,因此像場顯得很暗✘☁••,因此相機只能檢測到微弱的雜散光↟▩↟。該技術需要大量的光↟▩↟。刮痕✘☁••,縫隙✘☁••,高程或浮雕由於其表面不平整而在散射光時顯得明亮↟▩↟。檢測光滑材料表面缺陷的理想方法↟▩↟。

  • 背光照明

在這種照明情況下✘☁••,相機和照明彼此正好相對✘☁••,測試物件就在它們之間✘☁••,以這種方式可以看到不透明材料的輪廓✘☁••,可以檢測到邊緣碎裂並可以測量元件↟▩↟。透明物體(例如玻璃和金屬箔等)的這種方法可用於使材料中的氣泡或裂紋或邊緣碎屑可見↟▩↟。

穩定實現線掃相機照明的條件

  • 高亮度

由於線掃相機在同一時間內只能夠捕捉寬度為1pixel的一行畫素✘☁••,所以針對物體的照明需要一條明亮的光線來進行打光處理↟▩↟。

由於線掃相機所拍攝的物體大部分是高速運動的✘☁••,例如紙張▩▩↟、箔▩▩↟、薄膜✘☁••,都是處於高速運轉狀態✘☁••,所以相機的曝光時間通常需要調至非常低的狀態✘☁••,例如Alkeria線掃相機N4K-7的曝光值能低到1.3μs✘☁••,那麼就需要足夠亮的光源來進行打光成像↟▩↟。

法國Phlox的Bar light線性光源能夠達到1,000,000cd/m²的發光強度✘☁••,通常我們所使用的日光燈的發光強度在12,000cd/m²✘☁••,太陽的發光強度在1✘☁••,500✘☁••,000✘☁••,000cd/m²↟▩↟。所以使用Bar light就能夠達到一個很高的亮度來針對高速運動物體進行照明↟▩↟。


  • 高均勻度

線掃相機的照明不只需要高亮度照明✘☁••,照明的均勻度也是重要的考慮因素↟▩↟。不均勻的照明會導致線掃相機在拍攝影象時產生明暗交錯的效果✘☁••,對於需要進行二值化處理和邊緣處理的影象會產生無法避免的誤差✘☁••,資料處理時間也將大大增加↟▩↟。

雖然Alkeria的線掃相機可以進行平場校正來軟體補正明暗誤差✘☁••,但是如果能從根源解決產生明暗交錯的現象顯然是更優的選擇↟▩↟。法國Phlox的Bar light光源能夠在產生高亮度的同時✘☁••,擁有90%以上的照度均勻度✘☁••,使用該款線性光源就能夠很好的解決光源的均勻性問題↟▩↟。


【來源▩↟◕↟:光虎光學內部培訓資料】


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