淺談工業(yè)線掃相機的照明技術

2022-07-27 10:59:30 精質視覺

　　線掃相機被定義為獲取圖像一維(1D)信息的相機。從根本上說，線掃相機不同于面陣相機，因為它有一個由傳感器組成的線性陣列，而不是二維(2D)矩陣。通過系統(tǒng)的一維攝像機獲得二維圖像，圖像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，攝像機和照明設備的布置方式應使攝像機處于照明設備的反射角(入射角=反射角)。以這種方式，盡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(qū)域顯示為明亮，黑暗的區(qū)域為黑暗。如果表面結構的角度不適合對齊而是傾斜，則它們在相機圖像中也會顯得很暗。表面的刮痕或傾斜的相位等在圖像中具有較深的灰色陰影。

　　暗場照明

　　線掃描相機也可以用于實現(xiàn)暗場效果。為此，照明不會以反射角度對準組件，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，高程或浮雕由于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，測試對象就在它們之間，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并可以測量組件。透明物體(例如玻璃和金屬箔等)的這種方法可用于使材料中的氣泡或裂紋或邊緣碎屑可見。

　　穩(wěn)定實現(xiàn)線掃相機照明的條

　　高亮度

　　由于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，都是處于高速運轉狀態(tài)，所以相機的曝光時間通常需要調至非常低的狀態(tài)，例如Alkeria線掃相機N4K-7的曝光值能低到1.3μs，那么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(fā)光強度，通常我們所使用的日光燈的發(fā)光強度在12,000cd/m²，太陽的發(fā)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圖像時產生明暗交錯的效果，對于需要進行二值化處理和邊緣處理的圖像會產生無法避免的誤差，數(shù)據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件補正明暗誤差，但是如果能從根源解決產生明暗交錯的現(xiàn)象顯然是更優(yōu)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。