了解奇特的机械视觉照明要领

　　图1：在线照明很是适合检查半导体晶片和其他镜面或半镜面物体。

　　正确的照明关于机械视觉应用的乐成至关重要。差别的用例需要 差别的照明类型以Z大化性能。本文介绍了几种奇特的机械视觉照明要领的优点，缺点和用例，例如在线，远心和散射轴向照明。

　　串联或同轴照明(图1)通常使用分束器将光源(例如光纤光导或LED源)直接合并到成像镜头系统的光学系统中。这是一种明场照明，这意味着镜面反射将返回到透镜中，因为反射的入射角小于透镜的视场。与其他明场照明技术一样，在线照明会导致图像在黑暗配景下具有明亮的物体。

　　图2：远心成像镜头具有集成的在线照明功效。

　　与使用其他类型的照明(例如漫射轴向照明)的系统相比，在线照明通；岬贾率泳跸低掣舸。理想情况下，用于行内照明的光源(图2)应足够大以被认为是漫射的，因为这可以避免光源自己从物体的镜面反射回成像系统。

　　图3：使用暗场照明(左)和在线照明(右)捕获的CCD图像的比较标明，在线照明会导致;A：导线与CCD其余部分之间的比照度更明显，B：面板上的芯片看起来暗而不是光，C：均匀比照度下的照明均匀，而暗场照明导致整个图像上的比照度纷歧致。

　　在线照明的光路使其很是适合检查镜面或半镜面物体，例如半导体或CCD传感器。图3比较了使用在线照明捕获的CCD传感器的图像和使用暗场照明捕获的同一CCD传感器的图像。尽管在线照明提供均匀的照明，并且在镜面物体的精细特征之间具有一致的比照度，但其主要缺点是杂散光和低比照度。一部分光线会从分束器的外貌反射回来，并返回到相机而没有抵达物体，从而导致图像整体被“冲洗掉”。这也可能在图像中心引起热点，因为大大都杂散光将降落在相机传感器的中间。

　　图4：古板的背光照明器爆发漫反射(a)，远心照明器爆发准直光(b)。

　　远心照明是背光的一种特殊情况，其中光源是准直的，而不是漫射的。来自照明器任何场点的光线将与全其他照明光线平行(图4)。远心照明器不是将镜面物体反射回成像镜头中，而是由远心镜头组件和对物体进行背光照明的LED源组成的独立？。

　　离开照明器的准直光线在不撞击面向成像系统的外貌的情况下使物体形成轮廓，而通例的背光照明器的光线会从锐角入射，并撞击到物体的前面并散射回成像镜头。这会导致边沿特征变亮，并且在通例背光中失去比照度(图5)。

　　图5：在比较通例背光(a)和远心照明(b)时，很明显远心照明会爆发更大的边沿比照度。

　　远心照明器的主要优点是准直度高，可提高边沿比照度，使其成为精确丈量和计量应用的理想选择。这些高比照度轮廓允许对小缺陷进行精彩的识别和丈量，提高丈量的可重复性和准确性，并能够缩短照明器与物体之间的距离。通例背光源需要在照明器和物体之间有更大的距离，以减少险要角度的光线散射。

　　远心照明器还具有很高的均匀性。可是，远心照明器通常比市场上提供的其他照明选项更大且更腾贵。前透镜元件的尺寸决定了照明点的直径，从而导致更大的系统尺寸和重量。远心照明器对镜头和光源之间的瞄准也很敏感。

　　图6：在这种典范的漫射轴向照明设置中，成像镜头通太过束器视察，该分束器将来自外部漫射源的光引入到朝向工具的光路中。

　　在漫反射轴向照明中，透镜通太过束器寓目，该分束器将来自外部漫射源的光引入光路，朝向物体(图6)。照明和透镜在分束器之后是同轴的，类似于串联照明。然而，在明场和暗场照明要领的组合中，漫射轴向照明以多种差别角度将光投射到工具上。

　　漫反射轴向照明可爆发很是均匀且漫反射的照明，从而减少了由高光和漫反射物体引起的眩光和亮点。可是，与轴向照明相比，漫射轴向照明往往更大并且更无法装置。它还具有有限的事情距离规模，并且吞吐量相对较低？赡苄枰喔龉庀斯庠匆蕴峁┦实钡恼彰。像在线照明一样，光源的大面积会导致任何镜面反射将足够大的光源图像反射回相机，从而不会形成单个热点。镜面物体将被均匀照明。

　　在全情况下，没有一种照明要领是Z佳选择。被成像的物体和检查的目标会影响差别照明技术的U效性，从而使照明的选择高度依赖于应用程序。远心照明有利于对物体轮廓进行高度精确的丈量，而对空间受限的镜面物体(如半导体晶圆)的检查将受益于在线或漫射轴向照明。了解可用照明的差别类型将确保您选择适当的照明要领，以Z大化系统的性能。