L’éclairage à fond clair à l’aide d’éclairages à dôme pour la vision industrielle

Auteurs : Thomas Stard & Rebecca Charboneau

Introduction à l'éclairage à fond clair à l'aide d’éclairages de dôme

Les éclairages de dôme sont un type de géométrie d'éclairage coaxial qui se définit par une lumière centrée sur l'axe optique de la caméra. Comme le montre la Figure 1 ci-dessous, la lumière de l’éclairage de dôme est projetée dans de multiples directions. Il en résulte un éclairage diffus qui fournit un éclairage uniforme pour les objets spéculaires présentant des caractéristiques incurvées, tels que les cartes de circuits électroniques et les pièces automobiles. Les images ci-dessous montrent différents objets (diffus et spéculaires) éclairés avec un éclairage de dôme. Les images ont été prises avec l'Objectif à Distance Focale Fixe Série C 6 mm et l'Objectif à Distance Focale Fixe Série C 25 mm à l'aide du capteur IMX540 qui a été redimensionné au format 2/3" pour les Objectifs à Distance Focale Fixe Série C.

Analyse d'images et évaluation de l'éclairage de dôme à fond clair

Objectif à Distance Focale Fixe Série C, 6 mm	Objectif à Distance Focale Fixe Série C, 25 mm
A	A
B	B
C	C
D	D
E	E

Le tableau 1 présente des images prises avec un éclairage de dôme blanc pour un éclairage complet à fond clair. Les images de la colonne de gauche ci-dessus ont été prises avec l'Objectif à Distance Focale Fixe Série C, 6 mm à une distance de travail de 200 mm (veuillez noter que le large champ de vision angulaire a provoqué la présence d'une partie de la lumière de l’éclairage de dôme dans l'image, les images ont donc été rognées) tandis que les images de la colonne de droite ont été prises avec l'Objectif à Distance Focale Fixe Série C, 25 mm à une distance de travail de 750 mm. La différence de distance de travail a permis à chaque objectif d'avoir un grossissement similaire et le même f/# a été utilisé pour les deux objectifs.

Comme les éclairages de dôme sont généralement utilisées pour les objets réfléchissants, l’éclairage de dôme a permis d'éclairer le circuit imprimé (PCB, E). Il a également permis d'obtenir un éclairage homogène avec les deux objectifs pour l'étiquette d'expédition (C) avec une faible perte de contraste sur le texte. En raison de la géométrie, du matériau et de la texture des objets des paires d’images A, B, et C, il s'est avéré plus difficile d'obtenir un contraste adéquat à l'aide d'un éclairage de dôme. Par exemple, le capuchon de l’image B ne présentait pas un grand contraste sur le numéro de série, ce qui pourrait constituer un défi pour les applications de reconnaissance optique de caractères (OCR). Il est également important de prendre en compte la taille de l’éclairage de dôme par rapport au champ de vision angulaire de l'objectif d'imagerie. Comme on l'a vu avec l'objectif de plus courte focale, l’éclairage de dôme a été imagé lorsque le même grossissement a été maintenu par rapport à l'objectif de plus longue focale. En règle générale, le diamètre intérieur de l’éclairage de dôme doit être 50% plus grand que l'objet à éclairer.

Conclusion : Les principaux enseignements à tirer pour l'intégration dans les systèmes de vision des éclairages de dôme à fond clair

Dans les applications de vision industrielle, l'utilisation d'un éclairage de dôme est essentielle lorsqu'il s'agit de surfaces complexes, telles que des surfaces brillantes, incurvées ou hautement réfléchissantes. Son éclairage diffus et uniforme élimine les ombres dures et les reflets spéculaires, ce qui permet une acquisition d'images plus cohérente et des résultats d'inspection fiables. Lorsque l'on cherche à optimiser les performances d'un système de vision dans des scénarios d'éclairage difficiles, l'intégration dans les systèmes d'un éclairage de dôme est une solution pratique et efficace qui améliore à la fois la qualité de l'image et la robustesse du système.

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Liste des matériaux

• Caméra utilisée : Caméra Monochrome LUCID Vision Labs Triton2™ TRT245S-MC, Sony IMX540, 24,5 MP TRT245S-MC) (#28-874)
• Objectifs utilisés : Objectif à Distance Focale Fixe EO 6 mm Série C (#67-709), Objectif à Distance Focale Fixe EO 25 mm Série C (#59-871).
• Lumière utilisée : Éclairage de Dôme Medium DL097 d’Advanced Illumination