Jak Zvolit Správné Osvětlení Pro Fotoaparáty

Výsledky zkoušek v aplikaci s kamerovým senzorem jsou z velké části určeny osvětlením. Vzhledem k velkému počtu různých světelných technologií dostupných pro kamerové senzory je však často obtížné zvolit řešení pro konkrétní aplikaci: jak pro dopadající osvětlení (zde je zdroj světla umístěn nad úrovní objektu), tak pro osvětlení procházejícího světla (zdroj světla je umístěn pod jedním) Úroveň objektu) existuje celá řada řešení, pro která je k dispozici také několik osvětlovacích technologií.

Osvětlení dopadajících světel a jejich možné použití

Pro dopadající světlo jsou obecně k dispozici následující osvětlovací techniky:

Obrázková galerie

Fotogalerie s 13 obrázky

• směrové koaxiální osvětlení (např. kruhové osvětlení, kupolové osvětlení)
• difúzní koaxiální osvětlení (např. prstencové světlo s difuzorem, plochá kupole)
• telecentrické osvětlení
• Osvětlení tmavého pole (plochá prstencová, liniová nebo bodová světla)

Tip semináře

Zpracování obrazu je klíčovou průmyslovou technologií. Seminář „Vstup do průmyslového zpracování obrazu“přináší potřebné znalosti k tomu, aby se dostal k tématu.

Směrové koaxiální osvětlení

Při směrovém koaxiálním osvětlení se světlo promítá na objekt rovnoběžný s osou optiky kamery. Pojem „koaxiální“popisuje ekviaxiální záření světla na optiku kamery. Zdroj světla je proto do jisté míry uspořádán kolem optiky kamery, např. B. kruhové osvětlení.

Protože světelné zdroje nyní sestávají téměř výhradně z LED nebo LED polí, světelná technologie použitá pro dopadající světlo někdy integruje difuzor ve formě rozptylné obrazovky nebo matného krytu, aby se dosáhlo co nejhomogennějšího možného rozložení světla na testovací ploše. Vycházející světlo je emitováno přímo na úroveň objektu (obr. 1).

Potenciální oblasti použití: Zejména testujte objekty s rovným, hladkým, reflexním nebo lesklým povrchem, jako jsou podložky (např. Testování průměru objektu) nebo elektronické komponenty, na kterých například B. měla by být zkontrolována úplnost kontaktů (obr. 2).

Kupolové osvětlení s koaxiálním světelným zdrojem

Podle technik směrového koaxiálního osvětlení umožňuje osvětlení kopule extrémně rovnoměrné osvětlení testovaného objektu. Protože optika kamery umístěná nad kopulí vyžaduje otvor pro záznam roviny objektu, tmavá oblast, ze které se světlo neodráží, by normálně byla vidět na obrazu kamery ve středu roviny objektu. Aby se tomu zabránilo, vysoce kvalitní kupolové osvětlení obvykle integruje světelný zdroj instalovaný na stranu optiky kamery, který směruje světlo k rovině objektu pomocí děliče paprsků (obr. 3).

Potenciální oblasti použití: Složitější odrazné objekty, jako je B. fólie, uzávěry lahví nebo datové nosiče, jako jsou modré paprsky, CD, DVD.

Setkání uživatelů s bezpečností stroje

Bezpečnost strojů je důležitým tématem: je třeba brát v úvahu správné normy a musí být splněny požadavky směrnice o strojních zařízeních. Setkání uživatelů bezpečnosti strojů podporuje vývojáře a designéry pro zajištění funkční bezpečnosti strojů a systémů.

Více informací

Difuzní koaxiální osvětlení

Difuzní koaxiální osvětlení (obr. 4) může např. B. realizujte rozptýleným krytem na prstencovém světle. Vycházející světlo vyzařuje nepřímo nebo silně rozptýleným způsobem na úroveň objektu. Touto osvětlovací technologií se vytváří rozptýlené a tedy velmi homogenní, tj. Rovnoměrně rozložené světlo.

Potenciální oblasti použití: Ideální pro reflexní předměty s nerovnými povrchy, např. B. pro zkoušení trubek, přičemž nejen jejich vrchol, ale také periferní oblasti jsou zřetelněji rozpoznatelné lepším rozdělením světla, a tak vystupují jasněji nebo s vysokým kontrastem z pozadí.

Difuzní koaxiální osvětlení: plochá kupole

Takzvaná plochá kupole (obr. 5) představuje zvláštní formu difúzního koaxiálního osvětlení a poskytuje nepřímé světlo, které je rovnoměrně rozloženo na povrchu objektu. Aby se dosáhlo hodnotitelných výsledků, musí být osvětlení přiblíženo k povrchu objektu.

Potenciální oblasti použití: Lesklé, nerovné povrchy předmětů, které se mohou během testu také měnit v poloze.

robotika

Roboti s kamerovým systémem sledují vše během montáže

Telecentrické osvětlení

Na rozdíl od směrového nebo difúzního koaxiálního osvětlení nemají světelné paprsky úhel otevření s telecentrickým nebo kolimovaným osvětlením (obr. 6). Místo toho dopadají světelné paprsky na testovací objekt rovnoběžný s optikou kamery, například pomocí speciální směrové optiky.

Potenciální oblasti použití: Vyšetření škrábanců, hran nebo povrchových struktur pomocí dopadajícího světla.

Jasné pole / částečné osvětlení jasného pole

Dosavadní světelné techniky lze označit jako osvětlení jasných polí nebo částečné osvětlení jasných polí s ohledem na směr osvětlení. Používají se k vyhodnocení přímého odrazu světelných paprsků od testovaného objektu nebo z povrchu předmětu. Přísně vzato, „skutečné“jasné pole může být generováno pouze pomocí technologie telecentrického osvětlení v odraženém světle, protože zde se paprsky světla odrážejí hlavně od povrchu objektu ve směru k optice fotoaparátu. Množství odrazeného světla je velmi silně závislé na povrchové struktuře, ideálně má za následek vysoce kontrastní obrazy povrchové struktury.

Zpracování obrazu

Oko stroje

Světla temného pole

Techniky osvětlení pro generování tmavého pole jsou obvykle umístěny ve velmi krátké vzdálenosti od testovaného objektu. Osvětlení v tmavém poli se může skládat například z plochých kruhových, liniových nebo tzv. Bodových světel (obr. 8).

Světlo odrazené od testovaného objektu je v případě osvětlení tmavého pole dopadajícím světlem do značné míry nasměrováno do oblastí mimo optiku kamery. Optika kamery detekuje pouze odrazy světelných paprsků od podjednotek objektu, takže chyby, defekty nebo specifické vlastnosti objektu v obraze kamery lze rozeznat jako světlé oblasti.

Potenciální oblasti použití: Ideální pro detekci defektů na povrchu objektů (např. Škrábance nebo značky) nebo pro kontrolu rytin (obr. 8).

Iluminátory procházejícího světla a jejich možná použití

U osvětlení procházejícího světla nebo pozadí se rozlišuje mezi následujícími světelnými technologiemi:

• telecentrické osvětlení
• Osvětlení procházejícím světlem procházejícím světlem (difúzní nebo směrové světlo procházejícím světlem)
• Osvětlení přenášené tmavým polem
• transmisivní osvětlení

Telecentrické osvětlení

V procházejícím světle poskytují technologie telecentrického osvětlení přesný obraz testovaných objektů, většinou bez difrakčních efektů (obr. 9). Pokud je naproti tomu objekt osvětlen zezadu standardním osvětlením procházejícím světlem, změní se jeho silueta nebo silueta testované oblasti se zvyšující se vzdáleností mezi osvětlením a předmětem (obr. 9). Silueta již není jasně ohraničena kvůli vychýlení nebo ohybu světelných paprsků na okraji objektu. Čím telecentrické je světlo (kolimovaný paprsek), tím je tento efekt slabší.

Potenciální oblasti použití: Pro přesné měření na zkušebních tělesech v procházejícím světle. B. pro hluboké díry (obr. 10).

Chytrý fotoaparát

Chytrý fotoaparát řídí kvalitu při vysoké rychlosti

Osvětlení procházející světlem

S touto osvětlovací technologií je testovaný objekt osvětlen zespodu nebo zespodu, takže paprsky světelného zdroje směřují k optice kamery (obr. 11). Tím se vytvoří určitý druh siluety testovaného objektu, ve kterém lze pozadí objektu vnímat jako světelnou oblast v obraze kamerového senzoru.

Potenciální oblasti použití: Zkontrolujte, zda jsou na objektech například nějaké specifické rysy (např. Děrované otvory nebo otvory), ale bez kladení vysokých rozměrových požadavků na výsledek zkoušky. V závislosti na požadavcích zkušebního úkolu by měly být použity světelné zdroje s rozptýleným nebo směrovým osvětlením. Klasická aplikace je testování vstřikovaných plastových dílů, přičemž stíny obsažené zkušebními předměty v obraze kamery se používají ke kontrole, zda určité oblasti produktu chybí nebo se liší od požadovaného tvaru.

Hluboké učení

Specializujte funkce senzorů pomocí hlubokého učení

Osvětlení přenášené tmavým polem

Pomocí této technologie osvětlení lze velmi dobře zvýraznit určité specifické povrchové vlastnosti průhledných objektů. B. škrábance na plexi. Při osvětlení světla procházejícím tmavým polem jsou škrábance na povrchu objektu jasně rozeznatelné jako světlé oblasti v obraze kamery, které kontrastují a tak jasně vystupují ze zbytku plexiskla (na obrázku je zobrazena jako tmavá oblast) (obr. 12).

Prostupné osvětlení

Transmisní světlo je speciální forma světla procházejícího tmavým polem, protože touto technikou je světlo prakticky vstřikováno do průhledného objektu (obr. 13). Zkoušené zařízení má tedy roli světlovodu, kterým může světlo procházet.

Christian Fiebach, generální ředitel, ipf electronic GmbH

Potenciální oblasti použití: Kontrola průhledných předmětů, například prasklin, rýhování, poškrábání, ale také deformací. Takové vady lze na snímku kamery vidět velmi dobře, protože se od nich světlo láme, přičemž paprsky světla se odrážejí k optice fotoaparátu.

* Christian Fiebach je generálním ředitelem společnosti ipf electronic GmbH