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行业大咖的机器视觉光源实践! High VisionCon2019 !

2019-12-10
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    “先进成像技术”和“系统与应用”方面,机器视觉有哪些焦点值得挖掘?行业领域又有哪些最新产品和技术解决方案?
       6月21日,VisionCon2019(苏州站)余韵依然缭绕,很多议题引起读者兴趣,会议技术旋风的影响仍在发酵!本期记者探会的内容,我们一起走近机器视觉光源,看一看沃德普是如何跟踪光源发展趋势,将产品与光源特性紧密结合的?
演讲嘉宾苏海龙,2005年7月至2014年12月任东莞市沃德普仪器有限公司副总经理,2014年12月至今创立并担任东莞市沃德普自动化科技有限公司副总经理。2017年沃德普在苏州设立办事处,是机器视觉光源制造商及光源控制器的生产制造商。

苏海龙
东莞市沃德普自动化科技有限公司副总经理

       在赴VisionCon2019(苏州站)会议前一周,苏总刚在杭州和浙大的一些大牛交流过光源的特性。“关于光源的特性,远远不止所说的这些”,苏总在现场谦虚地说:“自己只是在实际当中‘摸爬滚打’!”我们看到,现场PPT罗列出光路、角度、均匀性、光谱、偏振和频闪控制等光源的不同特性,而沃德普有针对和侧重的系列产品,恰好让大家在光源的选择上有更多选择余地和空间。

          01 
         光路:
        准直&漫射光——

     “以前教材里面只有直射光和漫射光,而现在我们的视觉环境则远远不止这两种!”直射光,灯珠直接照射产品,适用于指向性要求高的场景;漫射光,灯珠经特殊材料间接照射产品,减少光斑,适用于均匀性要求高的场合。
现场大屏幕PPT展示的光路准直光源不同应用场景效果给我们更直觉的对比。比如,对于继电器针脚平整度检测,使用光路准直光源,可快速定位针脚位置,便于算法处理;LCD表面灰尘检测,可凸显灰尘,快速识别灰尘。
比如,泛面板AOI检测,使用定制平行光源,可见凹凸点、折痕等缺陷。散射光的均匀性非常高,会牺牲一定的亮度,但是对于镜面反射的材料更均匀的发光面,可以有效地避免被测物表面的灯珠影。

【沃德普产品】

高平行度线性光源,可以配合线阵相机应用的同轴光,采用标准模具成型、保证结构稳定,光源亮度均匀性达90%。主要应用于手机玻璃盖板外观检测,LCD基板玻璃AOI检测,PCB裸板AOI检测,手机钢片/石墨片外观检测,膜材类外观检测等。

      02
      角度——
       有时候,我们需要检测的地方与不需要检测的地方并不是相同的表面,有的地方漫反射,有的地方镜面反射。这时候,就需要引入明场照明和暗场照明的概念。明场照明就是用光源直接照射被测物来观察,暗场照明则是通过其它被测物反射或者衍射的光线来观测,形成两种截然不同的打光方式。
明视野照明、暗视野照明与背光照明三种典型的照明方式。在直射照明中,很多由于被测物材料的不同,导致表面特征信息的丢失。而背光源就可以让透光和不透光的地方区分开来,透光的地方呈白色,不透光的地方呈黑色。背光源在使用时,应尽量使用保证照射出的光线是平行的,以保证不同强度的光照不会引起被测物轮廓的变化,从而提高整体检测的精度。
比如手机盖板玻璃丝印前检测项目,使用多角度光源,可清晰检测出划伤等缺陷。其原理就是,采用前向暗场照明方式,通过很多个非球面反射的方式来实现透明工件划伤的检测。

【沃德普产品】

      已申请实用新型外观专利。主要应用于手机玻璃盖板外观检测、LCD基板玻璃AOI检测、PCB裸板AOI检测,更多行业应用正在发掘!

      03
     均匀性——

     1.使用不同大小高均匀背光,可用于检测不同尺寸的mura缺陷。
     2.使用高均匀线形光源,可检测均匀性要求高的产品,可作背光成像。

【沃德普产品】

       配合线阵相机应用的线形光源,采用标准模具成型,保证结构稳定,光源亮度均匀性达90%。主要应用于手机玻璃屏表面缺陷检测、铝箔表面划伤检测、钢板表面缺陷检测等。

现场展示结果,光源发光长500mm,其中450mm区域内亮度均匀性达90%。

       04
       光谱——

       互补色是色环中正好相对的颜色。使用互补色光线照射物体时,在黑白相机内物体呈现的颜色将接近黑色。我们根据色环,用相反的颜色照射,可以达到最高级别的对比度。如,用冷色光照射暖色光的物体,光被吸收,颜色会变暗;用冷色光照射冷色光的物体,颜色则会变亮。使用彩色照相机时,通常选择白色。现场我们也看到,对于PCB字符检测,蓝色光全反射,背景呈白色,无字符;红色光被吸收,背景呈现黑色。很明显,使用特定光谱的光源,可以提升特征的对比度。
金属分光反射率。在波长600nm以下的波长领域里,金和铜的分光反射率很低。使用波长短的(如蓝光)LED照明,金属画面像会较暗;使用波长长的(如红光)LED照明,金属面图像相对较亮。比如焊点检测,使用蓝色的光源,可以提升焊点的对比度,过滤铜线的干扰。
       红外线。采用1300nm红外线光,利用红外穿透力强的特性,配合红外线阵相机使用,使肉眼不可见的隐裂成为可见。如饮料罐的侧面划痕检测,用普通光照明,纹路干扰;用红外光照明,波长长,穿透饮料罐表面的纹路。红外光可以忽略产品的颜色及部分纹路造成的影响。
      紫外光。比如,防伪标签检测,利用紫外(荧光)特性,可见防伪标签;使用紫外光源检测透明薄膜,因为紫外光散射能力高,散乱在物体表面,能有效观察物体表面,可以看到透明薄膜表面的ITO。

        05
        偏振——

       偏光镜+偏光光源,可以消除反光材料一个方向的反光光斑,快速读取信息。因此,若产品存在反光,可优先考虑使用偏振光源。
       偏振镜会导致2-3倍的光线损失,这样一来,相机便会因为得不到足够的光线而无法使用高速快门,在光线稍不充足的情况下,甚至容易因为相机抖动而拍出模糊的照片来。因此,偏振镜是个好东西,但绝不是可以一直安在镜头上的,我们只有在必要时才会请它出马!

        06
       频闪控制——
      高速频闪新技术!

     目前,沃德普控制器可配合外设控制光源高速频闪。未来方向,使用智能控制器,配合公司高速频闪光源,实现高速频闪拍照。
     与普通控制器对比,增亮模块控制器可瞬间提高光源亮度3倍以上;通过外部触发功能及高低电平切换,使光源频闪发光,发光时间可设定在0-999us。
     频闪控制的亮点在于,响应延时短!PBT4频闪发光时间可调(0-999us),触发延迟时间可调(0-999us),光源延迟发光时间可调(0-999us)。以上时间,步进为1us。此外,可以外部触发和内部触发(频率1-20Hz可调,不能常亮,便于在调试时,设置好的参数,直接用于测试)。触发端口,内部采用双向光耦,触发输入,接线不分正负;触发输出端口,直接连接相机。

   “科技之光,共创未来!”沃德普勇于感知行业难题,敏锐捕捉行业机会,整合协同,致力于解决客户关键需求,持续打造前瞻性光源产品和完善光源应用服务,拓宽自动化设备未来应用空间。
 

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