L’éclairage à fond clair utilisant des anneaux lumineux pour la vision industrielle

Auteurs : Thomas Stard & Rebecca Charboneau

Introduction à l'éclairage à fond clair à l'aide d’anneaux lumineux

Les anneaux lumineux à fond clair conviennent le mieux lorsqu'un éclairage uniforme avec peu d'ombres est nécessaire, en particulier lorsque la distance de travail est relativement courte et que l'espace est un facteur important. Ils se montent à proximité ou sur l'objectif d'imagerie et fournissent une lumière coaxiale dans un facteur de forme relativement compact. Étant donné que les anneaux lumineux à fond clair projettent leur lumière à un angle aigu vers l'objet (Figure 1.), les surfaces réfléchissantes peuvent provoquer un éblouissement circulaire. En outre, les textures de surface ou les défauts de surface fins peuvent présenter un faible contraste en raison de l'éclairage uniforme de l'anneau lumineux au-dessus de l'objet. Les images ci-dessous montrent différents objets (diffus et spéculaires) avec un éclairage à fond clair à l'aide d'un anneau lumineux à LED blanche. Les images ont été prises avec l'Objectif à Distance Focale Fixe Série C 6 mm, l'Objectif à Distance Focale Fixe Série C 25 mm et l'Objectif Télécentrique CobaltTL 0,69X 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 par anneau lumineux 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

La colonne de gauche du Tableau 1 montre des images qui ont été capturées à l'aide de l'Objectif à Distance Focale Fixe Série C, 6 mm à une distance de travail de 200 mm. Lors de l'imagerie d'objets réfléchissants tels que le circuit imprimé (PCB, E) et le flacon de médicaments (A), un anneau de LED peut être observé sur la surface de ces objets. Cet éblouissement pourrait interférer avec le traitement de l'image du système. Pour le bouchon (B), l'étiquette d'expédition (C) et l'engrenage métallique (D), la lumière uniforme est idéale pour éclairer les surfaces de ces objets moins réfléchissants. Les images de la colonne de droite du Tableau 1 ont été capturées avec l'Objectif à Distance Focale Fixe Série C de 25 mm à une distance de travail de 750 mm pour maintenir le même grossissement et le même champ de vision que l'Objectif à Distance Focale Fixe Série C de 6 mm. L'éblouissement causé par les LED de l'anneau lumineux sur la surface de la carte de circuit imprimé et le flacon de médicament est toujours visible, mais comme la distance de travail est plus longue pour l'Objectif à Distance Focale Fixe Série C de 25 mm, l'éblouissement n'est pas aussi évident. Cela démontre l'importance de définir non seulement la géométrie de l'éclairage, mais aussi de considérer comment la distance de travail et le champ de vision affectent l'uniformité de l'éclairage du système d'imagerie.

Objectif Télécentrique CobaltTL 0,69X
A
B
C
D
E

Le Tableau 2 montre des images des mêmes pièces capturées avec l’Objectif Télécentrique CobaltTL 0,69X. Par rapport aux images précédentes prises avec des objectifs à focale fixe, l'objectif télécentrique a un champ de vision (FOV) beaucoup plus petit, de sorte que seules des régions spécifiques d'intérêt des objets de l'échantillon sont montrées. À ce petit champ de vision, les effets de l'éblouissement sont réduits et il apparaît que l’anneau lumineux à fond clair éclaire efficacement tous les objets ci-dessus. Des points chauds mineurs peuvent encore être observés sur les parties réfléchissantes en fonction de la topographie de l'objet, comme on peut le voir sur les points de soudure incurvés du circuit imprimé.

Conclusion : Les principaux enseignements à tirer de l'intégration dans les systèmes de vision des anneaux lumineux à fond clair

Dans l'ensemble, l'éclairage à fond clair à l'aide d'un anneau lumineux est bien adapté aux objets diffus et doit être utilisé avec précaution pour l'imagerie d'objets très réfléchissants. Cette configuration à fond clair fournit un éclairage uniforme et minimise les ombres, ce qui la rend idéale pour l'inspection de surfaces planes, mates ou modérément réfléchissantes. Lorsque l'on recherche une détection fiable des bords et une clarté des caractéristiques sans avoir recours à des configurations d'éclairage complexes, un anneau lumineux constitue une option rentable et facile à intégrer qui permet d'obtenir des performances d'imagerie constantes.

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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) et Objectif Télécentrique EO 0,69X CobaltTL (#15-872).
• Lumière utilisée : Anneau Lumineux de Haute Intensité d’Advanced Illumination, Blanc, 2,95" (#88-484)