What Makes Lighting Technology Crucial in Industrial Machine Vision?
Machine Vision illumination is a fundamental component for creating contrast for efficient image processing. Without light there is no way for a camera to “see” the features to be inspected. Using LED illumination in the correct way will create black on white contrast that allows an image to be processed with a high throughput. The brightness of the lighting is also critical for Machine Vision. With a higher intensity of light, the image processing will be more robust and repeatable.
More power enables to …
• … reduce the exposure time, thus eliminating motion blur and limiting the impact of ambient light.
• … close the aperture which results in a bigger depth of field.
• … reduce the exposure time, thus eliminating motion blur and limiting the impact of ambient light.
• … close the aperture which results in a bigger depth of field.
What Is Light?
Illumination technology emits light in several wavelengths of varying intensity. The radiation emitted from the sun comes in a huge range of wavelengths from ultraviolet light through to infrared. Machine Vision illumination comes in a range of wavelengths mostly in the visible spectrum.
For example, a red light illumination can have its peak at about 630 nm, as can be seen in the chart. The red light emitted from an LED has a wide spectrum where the intensity across the spectrum falls off from the peak.
The human eye is particularly sensitive to color variations. Two products with the same color may appear differently to the eyes of the user. However, a strict bin sorting in the selection of LED’s used in wenglor illumination products ensures that the maximum variation of the peak wavelength does not exceed 10 nm. The image chip of a camera or a barcode scanner has different sensitivities to different wavelength ranges specified in the respective operating instructions. For optimal brightness conditions, both the image chip sensitivity and the type of light must be matched to each other. External blocking filters can be used to avoid extraneous light. In some cameras, a filter is already installed.
The human eye is particularly sensitive to color variations. Two products with the same color may appear differently to the eyes of the user. However, a strict bin sorting in the selection of LED’s used in wenglor illumination products ensures that the maximum variation of the peak wavelength does not exceed 10 nm. The image chip of a camera or a barcode scanner has different sensitivities to different wavelength ranges specified in the respective operating instructions. For optimal brightness conditions, both the image chip sensitivity and the type of light must be matched to each other. External blocking filters can be used to avoid extraneous light. In some cameras, a filter is already installed.
How to Choose the Right Illumination Color?
Color Machine Vision allows the detection of color differences similar to the human eye. These differences cannot be recognized with the 256-level gray scale of monochrome cameras. Processing times therefore increase slightly when using color cameras due to the large amount of information.
In combination with monochrome cameras, however, the use of colored light sources is crucial to define the desired gray scale values of specific features to create contrast. Thus, for example, red and neighbouring green objects appear in different shades of gray in the captured image. However, good contrast can be achieved when the background color is chosen in the complementary color of the illuminated object. This increases the inspection stability of the Machine Vision system.
In combination with monochrome cameras, however, the use of colored light sources is crucial to define the desired gray scale values of specific features to create contrast. Thus, for example, red and neighbouring green objects appear in different shades of gray in the captured image. However, good contrast can be achieved when the background color is chosen in the complementary color of the illuminated object. This increases the inspection stability of the Machine Vision system.
Polarizasyon Filtresi Kullanmanın Etkisi Nedir?
Polarizasyon filtresi, parlamaları ve istenmeyen yansımaları azaltarak kontrastı iyileştirmeye yönelik ışıklar ve kameralar için bir aksesuardır. Genellikle parlak veya şeffaf malzemeleri içeren uygulamalar için kullanılır. Polarizasyonun avantajları, ışık üzerinde lineer bir polarizasyon filmi ve kameraya yerleştirilmiş bir polarizasyon filtresi kullanılarak elde edilebilir.
Polarizasyon Filtresiz
Polarizasyon Filtreli
UV ışığı nedir?
Ultraviyole (UV) ışık, insan gözü tarafından görülmeyen 280 ile 400 nm spektral aralığındaki dalga boylarına sahip elektromanyetik bir ışındır. UV aydınlatma bir lüminofor ile kombine edildiğinde, lüminofordan yayılan ışık görünür hale gelir. Bu işleme UV ışığının uyarılmasına tepki olarak ışığın yayıldığı floresan adı verilir.
UV ışınlarına maruz kalan floresan maddeler bu ışınları emer ve genellikle mavi (470 nm) veya yeşil (525 nm) renklerde görünür, uzun dalgalı ışınlar olarak yayar. Bu yayılan ışık daha sonra görsel inceleme için kullanılabilir.
UV ışınlarına maruz kalan floresan maddeler bu ışınları emer ve genellikle mavi (470 nm) veya yeşil (525 nm) renklerde görünür, uzun dalgalı ışınlar olarak yayar. Bu yayılan ışık daha sonra görsel inceleme için kullanılabilir.
UV ışığı nasıl kullanılır?
Ultraviyole ışık tıbbi, endüstriyel ve ticari alanlarda çok çeşitli uygulamalarda kullanılır. Dezenfeksiyon, hijyen kontrolü ve güvenlik mürekkeplerinin ve floresan, sahteciliğe karşı korumalı ambalaj özelliklerinin algılanması için kullanılır. UV floresan güvenlik işaretleri, 2D kodlar, barkodlar, alfanümerik kodlar, resimler ve grafiklerle markaların sahteciliğe karşı mücadelesi ve kimlik doğrulaması için kullanılır. Bu işaretler, ürünlerin orijinalliğini sağlar ve tedarik zincirinde izlenebilirliği destekler. UV işaretlerinin floresan etkisi, kullanılan mürekkebin türüne bağlıdır. Bazı mürekkepler geniş bir UV dalga boyu spektrumu boyunca floresan oluştururken, bazıları daha spesifik dalga boylarına yansır.
Işık Yüzeye Vurduğunda Ne Oluyor?
Bir Machine Vision sistemi kurulurken, ışık fotonlarının bir yüzeye çarptığında nasıl tepki verdiği dikkate alınmalıdır. Işığın kameraya nasıl ulaşacağını belirlemek önemlidir. Işık genel olarak beş şekilde tepki verebilir: refleksiyon, iletim, absorpsiyon, floresans ve difüzyon. Bununla birlikte, aynı anda çok sayıda efekt ortaya çıkar.
Işık Farklı Yüzey Malzemelerine Nasıl Tepki Verir?
Parlak Bir Yüzeyde Işık Refleksiyonu
Işık parlak yüzeyleri ışınladığında, ışık fotonlarının çoğu aynı geliş açısında yansır. Bununla birlikte, çok parlatılmış bir ayna bile üstten aydınlatmanın yaklaşık %95'ini yansıtır.
Parlak ve Mat Arasındaki Yüzeyde Işık Davranışı
Işık, ne çok parlak ne de aşırı pürüzlü yüzeyleri ışınladığında ışık fotonlarının çoğu farklı açılarda saçılır. Saçılmaya rağmen, ışık yoğunluğunun çoğu yansıyan geliş açısını takip eder.
Mat Yüzeyde Işık Dağılımı
Işık çok pürüzlü veya mat yüzeyleri ışınladığında, ışık fotonları saçılır. Teorik olarak ideal bir dağınık yüzey ışığı mümkün olan tüm yönlerde yansıtır. Bu durumda en yüksek ışık yoğunluğu yüzeye normali (90°) takip eder.
Farklı Yüzey Şekilleri Işığı Nasıl Yansıtır?
İncelenen objenin biçimi, kontrast oluşturmak için ışığın kameraya ulaşma şekli için belirleyicidir. Diyagramlarda, ışık çıkışı basitleştirilmiş ve aydınlatılan yüzeyin mükemmel bir ayna olduğu varsayılmıştır. İncelenen girintiler, nokta vuruşlu bir kodu temsil eder, ancak tek bir oluğa düşürülerek basitleştirilmiştir.
Noktalı mavi çizgiler, kameraya ulaşan ve görüntüde beyaz olarak görülen ışık yansımasını gösterir. Noktalı gri çizgiler ışığın kameraya ulaşmadığını gösterir, bu da görüş alanında ışık olmamasına neden olur.
Noktalı mavi çizgiler, kameraya ulaşan ve görüntüde beyaz olarak görülen ışık yansımasını gösterir. Noktalı gri çizgiler ışığın kameraya ulaşmadığını gösterir, bu da görüş alanında ışık olmamasına neden olur.
Düz Yüzeyde Özellik
Kamerayı aydınlatmanın yansıyan geliş açısına yerleştirerek ışık fotonlarının çoğu kameraya ulaşır. Girintiler, yüzey özelliğini iyi bir kontrastla gösteren ışık kesintilerine neden olur.
Kavisli Yüzeyde Özellik
Kavisli bir yüzeyde, ışık fotonlarının çoğu kameraya ulaşmaz. Bu nedenle, kavisli yüzeye sahip uygulamalar normalde daha büyük bir ışık veya objenin etrafında birçok yönden gelen bir ışık gerektirir.
Aydınlatmamı Kameraya Göre Nereye Yerleştirmem Gerekiyor?
Farklı çalışma modlarını kullanmanın etkisi nedir?
Continuous Light
Continuous mode is when the light is turned on constantly or for a time much longer than the exposure time of the camera. As an example, the light may be switched on two seconds before image capture and then switched off two seconds after.
The most important advantage of continuous mode is the comfort for people in the environment.
The most important advantage of continuous mode is the comfort for people in the environment.
Strobe Light
Strobing the light means that the LEDs from the product will be switched on and off via an external signal, typically from a PLC/SPS or directly from the camera. When using a light in strobe mode, the light is turned on for the time the camera takes to acquire the image. This means the light is fully illuminated over the entire exposure time.
The main advantage of strobe mode is an increased LED life time due to less heat building up in the product. In some cases, especially for applications with large illumination installations, energy consumption can be reduced significantly.
In addition to the advantages of strobe mode listed above, the higher current enables a higher brightness which enables a lower exposure time and a reduced aperture for the camera.
The main advantage of strobe mode is an increased LED life time due to less heat building up in the product. In some cases, especially for applications with large illumination installations, energy consumption can be reduced significantly.
Strobe Overdrive Mode
Strobe overdrive mode is a term used for LED lights that allow a higher current to be put through the LEDs with respect to a defined duty cycle. All wenglor overdrive LED products contain an internal controller to enforce the duty cycle; this way, the product is protected.In addition to the advantages of strobe mode listed above, the higher current enables a higher brightness which enables a lower exposure time and a reduced aperture for the camera.
