CCS机器视觉光源技术

PSD-1012
light intensity:
40％
Test report
camera:
1/2 CCD
ｌｅｎｓ(with Polarizer filter) 12mm
ring:
0mm
LWD(light~work):
150mm
WD(lens~work):
290mm
light:
LＦＲ-200+LFV-130
（SOLUTION）
Test report
camera:
CCD 1/2
lens
50mm
Ｒiｎg:
15mm
LWD(light~work):
mm
WD(lens~work):
wenku.baidu.com
190mm
light:
LFL-4012（2pcs)
Workpiece:
XG-VS
the field of vision:
13mm
power supply:
但往々将上限固定為最 大値（255）。
照明技術4-1
明視野、暗視野 （Bright field & Dark
field）
予備知識
１．光呈（在真空中）直線前進。
２．入射角＝反射角 ３．光在行進中遇到障害物便屈折、並發生散 乱光。
明視野：
用直射光来観察對 象物整体（散乱光 呈黒色）。
FPQ-75
銅色導線框架上塗有銀色塗層 用藍色照明可清晰地分辨出塗層
金属面の分光反射率
100
90
反射率(%)
80
アルミニウム
銀
70
金
銅
60
50
40
30
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950 1000
波波長長(n(mnm) )
紅
ハンダボール検査
問題:可看到達底部的導線
藍
照明色和色材（対象物）之相性
遗憾的是，没有一个通用的照明系统能够适应各种场 合。针对具体的应用，从诸多可选的方案中选择一个最佳 的照明系统是整个图像处理系统稳定工作的关键。在需要 应用光源的场合中大约20%-30%或以上不能用标准的光 源方案解决，需为用户重新开发光源。显而易见的是，未 来图像处理技术的发展必须依赖于照明技术的同步发展。
LFR- & LKR- 系列
碗状圓拱形方式
LDN-50/90A & PDM-150-15
LDM-50／90
同軸方式
SOLUTION2000 p.29~30
LFV- 系列
LCD字符検査
同 軸 光
LCD／晶片 定位
透射方式①
SOLUTION2000 p.23~24
LDL-TP- & LDL- 系列
穏定均匀的光源極其重要
将被測物与背景尽量明顕区分
◆灯的種類
1.高頻蛍光灯 2.光繊鹵素灯 3.LED灯
傳統光源１．高頻蛍光灯
傳統光源２．光繊鹵素灯
`
ＬＥＤ照明和傳統照明的比較
1.形状的自由度
一个LED光源是由许多单个LED发 光管组合而成的，因而比其他光源可做 成更多的形状，更容易针对用户的情况， 设计光源的形状和尺寸。
CCS公司實験理念： １．留有余地 ２．更緊凑些 ３．更経済些 ４．更理想些
（電圧式専用頻閃電 源）
２回路単独調光 頻閃發光時間：10~990μｓ
ＥＸ．ＬＤＲ－１２０Ｂ（ＤＣ１２Ｖ２４Ｗ紅光）比較例
（１）数碼電源ＰＤ－３０１２的場合
（２）頻閃電源ＰＴＵ－３０１２的場合
明るさ４．８
明るさ１．３
ＥＸ．４．８／１．３≒ ３．６ 倍的亮度
ＥＸ．ＬＤＲ－９０Ｂ－ＳＷ（ＤＣ２４Ｖ１５Ｗ白光）的比較例
（１）数碼電源ＰＤ－３０２４的場合
（２）頻閃電源ＰＴＵ－３０２４的場合
明るさ５．１
明るさ１．８
ＥＸ．５．１／１．８≒ ２．８倍 的亮度
輔助配件的運用
（偏光技術・防外乱光濾波片）
SOLUTION2000 p.45~46
偏光鏡片
偏光板
没有用偏光技術的場合
使用偏光技術後
偏光原理
防外乱光濾波片
ＬＥＤ照明和傳統照明的比較
3. 响应速度快
LED发光管响应时间很短，响应时间 的真正意义是能按要求保证多个光源之间 或一个光源不同区域之间的工作切换。
采用我们的专用电源给LED光源供电 时，达到最大照度的时间小于10s。
ＬＥＤ照明和傳統照明的比較
4. 可自由地選擇顔色
除了光源的形状以外，欲得到稳定图 像输入的另一方面就是选择光源的颜色。 甚至相同形状的光源，由于颜色的不同得 到的图像也会有很大的差别。实际上，如 何利用光源颜色的技术特性得到最佳对比 度的图像效果一直是光源开发的主要方向。
CCS公司 LED照明特性介紹
主要顔色
紅、藍、緑、白
其他 橙色、紅外、紫外
中 心 波 長
光 波 指 向 性
LDR-50A-SWLDR－調50A光-SW ：調M光：MAAXX、5、0%の5輝0度%変化的率比輝較グ度ラフ変化比較曲線
120
100
%
80
60
調光100％ 調光50％
40
20
0 0 72 336 840 1344 1848 2352 2856 3360 3864 4368 4872 5376 5880 6384 6888 7392 7896 8400 8904 9408 9912 10416 10920 11424 11928 12432 時間（H)
色 温： 近い 遠い
画 像： 淡
濃
可単独摂取熔接点的圓球
照明色：Ｒ・Ｇ・Ｂ 色材：Ｃ・Ｍ・Ｙ
淡 Ｍ（紫紅） 濃 濃
Ｒ(紅）
淡 濃 Ｙ（黄色）
淡
Ｂ（藍）
濃 淡 C（青色） 淡
Ｇ（緑）
照明色 對象物的顔色
圖像的深淡程度
啤 酒 瓶 的 王 冠 蓋
紅 白
青 藍
緑
LDR-74LA-RGB
ＰＴＵ系列
二値化処理
255
俗称黒白処理。将 CCD相機所獲取的像素 （pixel:picture element) 的濃淡情報（256輝階）轉 換成二元化的黒白２値 圖像。
由于能大大縮短処理 時間、簡化処理過程而 被広範使用。
0
閾値
255
0
像素
将構成濃淡圖像的 各像素（pixel:picture element)二値化時的基 準値。像素的輝度比此 値大則轉換為白（1）、 比此値小則轉換為黒 閾値等級 （0）。一般多将閾値設 定上下限来処理。
波長
単位： 波長（ｎｍ）
１ｎｍ＝１／1,000,000mm
顔色的反射
白色
紅色以外的顔色－吸収
巧妙地選擇照明色及運用補 色之手法、可使難以摂取的圖像 一挙成功、或能取得更為優質的 画像。
樹脂和晶片的外観検査
用紅光可単独
検出晶片破損
用緑光可同時
検査晶片和導線
銅色導線框架上塗有銀色塗層
用紅色照明可清晰地検測基板 模式
CCS Inc 外観
CCS Inc 内庁
低角度方式
SOLUTION2000 p.13~14
ＬＤＲ－ LA系列 ＆ ＬＤＲ－ LA-1系列
条形方式
集光方式
SOLUTION2000 p.17~18
LN-60 & LN-200
拡散光 低角度方式
平面環形方式
SOLUTION2000 p.21~22
ＬＥＤ照明和傳統照明的比較
2.使用寿命長
为了使图像处理单元得到精确的，重复 性好的测量结果，照明系统必须保证相当 长的时间内能够提供稳定的图像输入。
LED光源在连续工作10,000到30,000小 时后，亮度衰减，但远比其他型式的光源 效果好。此外，用控制系统使其间断工作， 可抑制发光管发热，寿命将延长一倍。
LWD ９０ｍｍ
暗視野：
用散乱光来観察對 象物整体（直射光呈 白色）。
FPQ-75
LWD １０ｍｍ
観 察（１）
観 察 （２ ）
照明技術4-2
照射角度和成像的関係 （Irradiation Angle)
連接挿件内漕的接片間距
照明技術4-3
透射照明 （Penetrating light)
予備知識
Work pice
ｗａｒｄ on
cthaenfield of vision:
110mm
power supply:
PSD-3012
********************************
Wang Yaodong CCS Inc. TEL: 81-75-4158277 FAX: 81-75-4158278 Shimodachiuri-agaru,Karasumadori, Kamigyo-ku,Kyoto,602-8011 Japan
看不到達橡 胶製的尖爪
提落 高射 光照 量明
LFL-
使背 用光
源 1 ０ ０
事例 ４
軟扁電纜導線的破損検査
使用ＬＦＶ－７０同軸 光
使用LFL-100平面背 光
事例 ５
讀取塑封帯内的TSOP的型号
使用紅色照明(660nm)的場合
使用藍色照明(470nm)的場合
ＬＦＶ－５０Ａ ＬＤＬ-ＴＰ-８３ｘ７５
防外乱光濾波片的効果
鋼尺両側輪廓模糊
防外乱光濾波片的効果
鋼尺両側輪廓清晰
防外乱光濾波片的効果
金属工件輪廓模糊
防外乱光濾波片的効果
金属工件輪廓清晰
防止外乱光的原理
CCS公司的服務和価値所在
客戸来公司實験 免費短期出借試用實様 現場實地演示 来様實験、用E-mail發送「報告書」 以LED照明為載体、提供解決方案
・毎天測一次、共一年半
・室温保持在２５℃前後
・輝度100%時約為4,000cd/cm2
一个稳定的、可靠的图像处理系统不能仅仅局限于在 试验室的严格条件下才能应用，而应该在真正的工业制造 环境中，在不断变化的环境光和其他工况条件下，对于不 同的材料、不同的机器都可以实时摄取到高质量、高对比 度的图像。基于这种情况，选择合适的，能够克服这些因 素的光源非常重要。
ＩＲ
950
0.23
Red
660
1.00
GR
525
2.25
BL
470
3.89
UV
370
10.12
事例 １
讀取中国人民幣紙幣的編号
背光源 LFL-100 光量：３０％
背光源 LFL-100 光量：６０％
事例 ２
検査塑封内的薬片之有無
LDL-TP-51X51使用
事例 ３
測検樹脂型材的尺寸（輪廓）
落射照明
１．因材質和厚度不同、對光的透過特性 （透明度）各異。 ２．光根拠其波長之長短、對物質的穿透能 力（穿透率）各異。 ３．光的波長越長、對物質的透過力越強，
光的波長越短、在物質表面的拡散率越大。
４．透射照明、即是使光線透射對象物、並 観察其透過光之照明手法。
拡散比率
LED color 波長nm 相対比率
选择照明的前提信息
*检测内容(application) 外观检查、OCR、尺寸测定、定位
*对象物(sample) 1.想看什麽(异物、伤痕、损缺、敲痕、污染、标识、形状)? 2.表面状态(镜面、糙面、曲面、平面)? 3.立体? 平面? 4.材质、表面颜色? 5.视野范围? 6、动态还是静态(相机快门速度)? *限制条件 1.工作距离(镜头下端到被测物表面的距离) 2.设置条件(照明的大小、照明下端到被测物表面的距离、反射型or透射型) 3.周围环境(温度、外乱光等) 4.相机的种类(面阵or线阵)
ＬＥＤ照明和傳統照明的比較
5. 综合性運轉成本很低 选用低廉而性能没有保证的产品，初 次投资的节省很快会被日常的维护、维修 费用抵消。其他光源不仅耗电是LED光源 的2-10倍，而且几乎每月就要更换，浪费 了维修工程师许多宝贵的时间。而且投入 使用的光源越多，在器件更换和人工方面 的花费就越大，因此选用寿命长的LED光 源从长远看是很经济的。
透射方式②
SOLUTION2000 p.25~26
LFL- 系列
流線方式
SOLUTION2000 p.27~28
LND- 系列
照明技術的基本知識
白黒CCD相機的照明手法
＊摂取圖像時、最重要之處是如何 鮮明地獲得：
被測物与背景的濃淡差
＊目前、在圖像処理領域中最広範 的技術手法是：
二値化（白黒）処理
不
適
合
使
用
透 過
ＬＦＶ－５０Ａ
照
明
LDL-TP-
的
83x75
事
例
照明技術4-４
色（補色、対撮像的影響） （Utilization of color)
光的三原色和色材的三原色之補色関係
光的三原色 R．紅 Ｇ．緑 Ｂ．藍
紅
黄
赤紫
白
色材的三原色 C．青緑 Ｍ．赤紫 Ｙ．黄色
緑
青緑
藍
可視光
780
650 590 570 510 450 420 380