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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↟╃◕✘:535

  • 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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