L’éclairage à fond clair utilisant des barres et spots lumineux pour la vision industrielle

Auteurs : Thomas Stard & Rebecca Charboneau

Introduction à l'éclairage à fond clair à l'aide de barres ou spots lumineux

L'éclairage à fond clair est l'une des géométries d'éclairage les plus couramment utilisées en vision industrielle. Il existe deux types d'éclairage à fond clair : le fond clair intégral et le fond clair partiel. Le fond clair intégral utilise une source de lumière diffuse, telle qu'un anneau lumineux, située directement au-dessus de l'objet. Le fond clair partiel est généralement produit par une barre, un spot ou un anneau lumineux orientés entre 90° et 45° par rapport à l'échantillon (Figure 1). Par rapport au fond clair intégral, le fond clair partiel est la technique préférée pour générer plus de contraste et améliorer les caractéristiques de la surface. Les images ci-dessous montrent différents objets (diffus et spéculaires) avec un éclairage à fond clair partiel à l'aide d'une barre ou spot lumineux blancs. 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 par spots 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

Le tableau 1 présente des images prises avec un spot lumineux positionné pour un éclairage partiel à fond clair. L'angle du spot lumineux a été modifié de 90° à 45° en fonction de l'objet à imager afin de limiter les points chauds et les ombres. Les images de la colonne de gauche ci-dessus ont été prises avec l'Objectif à Distance Focale Fixe Série C de 6 mm à une distance de travail de 200 mm tandis que les images de la colonne de droite ont été prises avec l'Objectif à Distance Focale Fixe Série C de 25 mm à une distance de travail de 750 mm. La plus grande distance de travail de l'Objectif à Distance Focale Fixe Série C de 25 mm facilite le positionnement des spot lumineux, car la caméra ne fait pas obstacle.

Lors de l'imagerie d'objets réfléchissants tels que le circuit imprimé (E) ou des objets métalliques (D), un spot lumineux mal orienté peut provoquer des points chauds, rendant difficile la détection de caractéristiques telles que les gravures, les rayures ou les circuits. D'autre part, lors de l'imagerie d'objets diffus comme l'étiquette d'expédition, ce type de géométrie d'éclairage est idéal pour des applications telles que la reconnaissance optique de caractères (OCR) afin de créer un contraste élevé. Bien que les articles avec une finition brillante comme le bouchon (B) et le flacon de médicament (A) peuvent avoir des problèmes avec les points chauds, l'éclairage à fond clair partiel crée un bon contraste sur les caractéristiques topographiques du bouchon.

Analyse d'image et évaluation de l'éclairage à fond clair par barres lumineuses

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

Les images du Tableau 2 ont été prises avec la même caméra et la même configuration d'objectif que précédemment, sauf qu'une barre lumineuse a été utilisée pour produire l'éclairage à fond clair partiel. L'effet d'éclairage de la barre lumineuse est similaire à celui du spot lumineux, comme le montre la similitude des images ci-dessus avec les images précédentes prises avec le spot lumineux. La forme large de la barre lumineuse permet d'éclairer plus facilement des objets plus grands comme l'étiquette (C). Cependant, il est également plus difficile d'imager des zones réfléchissantes sans créer de points chauds dus à des rayures ou à des creusements. La barre lumineuse crée également un motif d'éblouissement différent qui est évident sur le flacon de médicaments (A).

Conclusion : Le principaux enseignements à tirer de l'intégration dans les systèmes de vision d'une barre lumineuse et d'un spot lumineux à fond clair

Cette comparaison de différentes géométries de lumière pour le même type d'éclairage souligne l'importance de comprendre quel type d'objet est imagé et quelles sont les caractéristiques intéressantes qui nécessitent un contraste élevé. Les objets plus diffus bénéficient d'un éclairage à fond clair partiel à l'aide d'une barre ou d'un spot lumineux. Ce type d'éclairage sur des objets diffus rendra très efficaces des applications telles que la reconnaissance optique de caractères ou la détection de défauts à l'aide d'un système de vision industrielle et réduira les erreurs. Les objets réfléchissants ont tendance à créer des points chauds et bénéficieraient d'un éclairage plus diffus, comme un éclairage à fond clair à l'aide d'un éclairage de dôme.

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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 : Barre Lumineuse Blanche Ultra-Haute Intensité MicroBrite d’Advanced Illumination (#18-540) et Spot Lumineux à LED Blanche MicroBrite d’Advanced Illumination (#34-217).