在機器視覺檢測設計(ji)中,最重(zhong)要的是获得较高的圖(tu)像對比度。正確(que)地選擇照明方式、孔(kong)径大小和镜头性能,都可(ke)以增加圖像對比度及提高系統性能。虽然設計師可能會為了增加系統性能而考虑升級照(zhao)明及镜头(tou),但这種做法會导致系統的成本顯著(zhu)增加。但是如果設計(ji)師評估被成像物體(ti)的光谱特性便會发現,只需要使用不同的滤光片,就能以很低(di)的价格大大提高成像品質(zhi),同時最大限度地降低(di)對其他設計元素的影響。
根據系統結構和光谱透過(guo)率曲線(xian),有一系列(lie)的滤光片可供選擇。长(zhang)波通滤光(guang)片設計用於截止短波光線,透射长波光線。短波通滤光片則設計用於透射短波光線,截止(zhi)长波光(guang)線。带通滤光片透(tou)射中心波长光線,截止长(zhang)波和短波光線。陷波滤光片則與其相(xiang)反,截止某特定中心波长的光(guang)線,並透射(she)长波和短波光(guang)線。
彩色(se)玻璃滤光片為視覺檢(jian)測提供了廉价的、適用(yong)於許多應用的對比度改善解決方(fang)案,但这仅是在很宽的光谱範围中區分物體特征,如區分橙色與紫色物體(ti)。
干涉滤光片也透射特定波长範围(wei)的光線,但较彩色玻璃滤(lv)光片更為精確(que)。干(gan)涉滤光片可提供納米級別的精準控製以透射及截止不同波(bo)长範围的光線。中性密度滤光片(pian)和偏振滤光片也可為特定成像場景提高(gao)性能。
彩色玻璃滤光片
彩(cai)色玻璃滤光片所能透射的光谱(pu)範围與其製作過程中所添加的掺雜物相關,不同的(de)掺雜物以及所掺雜(za)的程度,都將決定能透(tou)射的光谱範围以及该滤光片的(de)衰减密度。加入(ru)掺雜(za)物后,其余的(de)製作過程都與標準光學玻璃的製(zhi)造流程一致。
彩色玻璃滤光片是宽光谱應用最具成本(ben)效(xiao)益的解決方案,且性能独立於光線(xian)的入射(she)角度,即使應用於廣角镜头或與系統光轴呈倾斜角度,其光(guang)學傳(chuan)輸都不會改變。不過,一般來(lai) 說彩色玻璃滤光片的透射率曲線较镀膜干涉(she)滤光(guang)片浅,带通範围的(de)透射率也不如干(gan)涉滤光片,截止與透(tou)射波长(zhang)之間的過渡十分缓慢(圖1)。
圖1:彩色玻璃滤光片一般的透射率(lv)曲線较镀膜干(gan)涉滤光片浅,截止與透(tou)射波长(zhang)之間的過渡十分缓慢。
虽然彩色玻璃設計與概念都较為(wei)簡單(dan),但(dan)卻能大力改善(shan)圖像質量。它們能够有效(xiao)地縮小視覺檢(jian)測所能看见的波长範围,且价(jia)格也比類似(shi)的干涉滤光片便宜。彩色玻璃(li)滤光片是截止不被納入彩色轉盘之(zhi)内顏色的理想之選。
干涉滤光片
如果您只(zhi)是單純希望辨別黄色(se)與紫色平板,您只需使用玻璃滤光(guang)片(pian)即可。但如(ru)果您的應用(yong)要求识別十分細微的顏色差异,那麼您將需要(yao)干涉(she)滤光片,其(qi)截止與透射波长之間的過渡十(shi)分迅速。
干涉滤(lv)光片一般具有较高的(de)光學密度,可以有效截止特定範围的(de)光線。虽然高光學密(mi)度可提高系統的(de)能力,但許(xu)多機器視覺應用都不(bu)需要这般精確度。一般而言,光密度高於4的(de)滤光片就非常精確,更高只會带來额(e)外的不必要的成本(ben)。
在視覺檢測應用(yong)系統中多次使用滤光(guang)片,降低客戶使(shi)用(yong)成本,現已成功開发出药粒胶囊缺(que)陷檢測、瓶盖視覺檢測、冲壓件檢測、字(zi)符視覺檢測、CNC校(xiao)正引导、智能(neng)視(shi)覺點胶、元器件平整度檢測、OPC鼓芯缺陷視覺(jue)檢測等(deng)多套視覺檢測系統,應用範(fan)围涉及包(bao)裝印刷、電子、紡織、汽车製造、煙草、半导體、医疗製药、現代物流、交通安防等领域(yu)。




