5가지 일반적인 머신 비전 조명을 선택하는 방법
머신 비전 조명기법은 라이트가 타겟을 기준으로 물리적으로 배치되는 방식을 설명합니다. 일반적인 비전 조명 기술에는 링 조명, 백라이트, 지향성 조명(명시야 및 암시야), 저각 링 조명 및 동축 조명의 5가지가 있습니다.
1. 링 조명
링 조명은 비전 조명의 검증된 표준으로, 일반 비전 검사에 가장 자주 사용됩니다. 표준 링 라이트는 카메라 또는 비전 센서에 직접 장착되며 편의를 위해 두 부품을 일체형으로 장착할 수 있습니다. 링 라이트는 카메라 바로 앞 영역을 밝게 비추며 작은 부품을 검사할 때 특히 유용합니다.
2. 백라이트
백라이트를 사용하면 광원(일반적으로 균일한 고휘도의 빛을 제공하는 특수 백라이트)이 물체 뒤에 위치하여 카메라에 직접 비춥니다. 백라이트는 사용 가능한 가장 높은 대비 조명 기술로, 처리하기 쉬운 이진 이미지를 생성합니다.
불투명 오브젝트의 경우 백라이트는 부품의 어두운 그림자(실루엣)를 표시하는 이미지를 만듭니다. 그런 다음 실루엣의 크기와 모양이 적절한지 검사할 수 있습니다. 백라이트를 사용하여 생성된 고대비 이미지는 정밀 측정, 소형 부품 게이지, 구멍 유무 감지, 부품 배치 및 방향 확인과 같은 고정밀 응용 분야에 이상적입니다.
반투명 물체의 경우 백라이트는 결함을 찾거나 반투명도를 감지할 때 일반적인 기술입니다. 백라이트는 표면 색상이나 질감을 감지하는 데 적합한 기술이 아닙니다.
3. 디렉셔널 라이팅
방향성 조명은 그림자를 만들어 깊이의 변화를 감지하고, 특정 표면 각도를 비추며, 렌즈에서 멀어지는 각도로 향할 때 반사 표면의 눈부심을 방지합니다. 방향성 조명은 명시야 또는 암시야일 수 있습니다.
명시야 방향성 조명에서 광원은 물체에 다소 수직으로 빛나도록 배치되어 물체가 밝게 보이도록 합니다. 물체 표면의 특징은 보이지만 대비가 뚜렷하지는 않습니다. 그러나 명시야조명은 반사율이 높은 표면에 눈부심과 핫스팟을 생성할 수 있으며 표면 질감을 표시하지 못할 수 있습니다.
암시야 방향성 조명에서는 광원이 낮은 각도로 배치되어 빛이 카메라에서 멀리 떨어진 물체에서 반사됩니다. 암시야 조명은 전체 이미지를 더 어둡게 만들지만 표면 결함, 돌출된 형상 및 텍스처는 밝게 나타나고 대상의 나머지 부분과 차별화됩니다. 암시야 조명은 눈부심을 줄여 반짝이는 물체를 검사하는 데 이상적이며, 이 기술은 쉽게 측정할 수 있는 그림자를 만들어 높이 변화를 측정하는 데에도 사용할 수 있습니다.
영역 조명, 스포트라이트 및 막대 조명은 방향 조명을 제공하는 일반적인 광원입니다. 에어리어 라이트와 스포트라이트는 집중된 영역에서 균일한 조명을 제공하며 비전 센서의 광축과 관계없이 기존 검사 내에 장착할 수 있습니다. 사용자는 조명기를 추가하거나 검사한 부품을 재정렬하지 않고도 향상된 광학 대비를 위해 빛의 방향이나 거리를 변경할 수 있습니다.
한편, 선형 어레이 조명이라고도 하는 바 조명은 더 높은 강도의 조명을 제공하여 먼지, 안개 및 때를 제거하면서 넓은 영역을 비춥니다. 바 라이트는 깨끗하고 밝으며 균일한 조명을 제공하여 더 먼 거리에서 더 큰 물체를 신뢰할 수 있고 정확하게 검사하는 데 필요한 광학 대비를 생성합니다.
4. 로우 앵글 링 조명
암시야 조명의 한 형태인 로우 앵글 링 라이트는 LED가 링에 장착되어 카메라의 시야 방향에 거의 수직인 부분을 가리킵니다. 로우 앵글 링 조명은 그림자와 밝은 점을 만들어 깊이와 표면 질감의 변화를 감지합니다. 저각 링 조명은 표면 결함, 에칭 및 엠보싱 마크를 검사하는 데 이상적입니다.
5. 동축 조명
명시야 조명의 한 형태인 동축 조명은 빔 스플리터를 사용하여 카메라의 광축을 따라 빛의 초점을 맞추어 반사 표면을 눈부심 없이 밝게 만드는 직접 및 확산광을 제공합니다. 카메라는 위에서 동축 조명을 통해 아래 대상 부분까지 내려다봅니다.
이 기술은 그림자를 제거하거나, 반짝이는 물체를 검사하거나, 표면 질감 차이를 감지하는 데 사용할 수 있습니다. 동축 조명과 낮은 각도의 조명은 특징이 어둡고 밝게 나타나는 측면에서 반대 이미지를 생성합니다.
올바른 빛의 파장 선택
올바른 조명 기법을 선택하는 것 외에도 다양한 파장의 빛을 사용하여 추가 대비를 생성하거나, 관심 있는 특징을 끌어내거나, 중요하지 않은 특징의 가시성을 줄일 수 있습니다.
빛의 색
다양한 색상의 조명을 사용하여 추가 대비를 만들어 특정 기능을 모호하게 하거나 그릴 수 있습니다. 일반적으로 광원이 부품과 색상이 비슷하면 부품이 더 밝게 보입니다. 예를 들어, 빨간색 링 조명으로 조명된 빨간색 부분은 이미지에서 빨간색 부분을 밝게 보이게 합니다.
반대로 광원 색상이 부품의 색상과 다르면 부품이 더 어둡게 나타납니다. 예를 들어 동일한 빨간색 부분이 녹색 조명으로 켜지면 빨간색 부분이 어둡게 나타납니다.
자외선(UV)
자외선(UV)은 부품의 투명 접착제 구슬과 같이 배경과의 대비가 거의 없을 때 관심 있는 특징을 그리는 데 사용할 수 있습니다. 접착제에 UV 광선을 비추면 발광 효과(형광)가 생성되어 접착제가 배경에서 선명하게 눈에 띄게 될 수 있습니다. 이를 통해 비전 시스템은 접착제가 누락되거나 잘못 도포된 경우를 보다 쉽게 식별할 수 있습니다.
적외선(IR)
적외선(IR)은 특정 물체의 대비를 줄여 중요하지 않은 특징을 숨기는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 가시 스펙트럼에서 어둡게 보이는 일부 유형의 잉크는 많은 양의 IR 빛을 반사합니다. 이러한 경우 회색 음영 이미지에서 잉크가 사라질 수 있으며, 이 효과는 중요하지 않은 특정 기능을 숨기는 데 사용할 수 있습니다. IR 조명은 반짝이는 물체를 검사할 때 눈부심과 반사를 줄이는 데에도 사용할 수 있습니다.
1. 링 조명
링 조명은 비전 조명의 검증된 표준으로, 일반 비전 검사에 가장 자주 사용됩니다. 표준 링 라이트는 카메라 또는 비전 센서에 직접 장착되며 편의를 위해 두 부품을 일체형으로 장착할 수 있습니다. 링 라이트는 카메라 바로 앞 영역을 밝게 비추며 작은 부품을 검사할 때 특히 유용합니다.
2. 백라이트
백라이트를 사용하면 광원(일반적으로 균일한 고휘도의 빛을 제공하는 특수 백라이트)이 물체 뒤에 위치하여 카메라에 직접 비춥니다. 백라이트는 사용 가능한 가장 높은 대비 조명 기술로, 처리하기 쉬운 이진 이미지를 생성합니다.
불투명 오브젝트의 경우 백라이트는 부품의 어두운 그림자(실루엣)를 표시하는 이미지를 만듭니다. 그런 다음 실루엣의 크기와 모양이 적절한지 검사할 수 있습니다. 백라이트를 사용하여 생성된 고대비 이미지는 정밀 측정, 소형 부품 게이지, 구멍 유무 감지, 부품 배치 및 방향 확인과 같은 고정밀 응용 분야에 이상적입니다.
반투명 물체의 경우 백라이트는 결함을 찾거나 반투명도를 감지할 때 일반적인 기술입니다. 백라이트는 표면 색상이나 질감을 감지하는 데 적합한 기술이 아닙니다.
3. 디렉셔널 라이팅
방향성 조명은 그림자를 만들어 깊이의 변화를 감지하고, 특정 표면 각도를 비추며, 렌즈에서 멀어지는 각도로 향할 때 반사 표면의 눈부심을 방지합니다. 방향성 조명은 명시야 또는 암시야일 수 있습니다.
명시야 방향성 조명에서 광원은 물체에 다소 수직으로 빛나도록 배치되어 물체가 밝게 보이도록 합니다. 물체 표면의 특징은 보이지만 대비가 뚜렷하지는 않습니다. 그러나 명시야조명은 반사율이 높은 표면에 눈부심과 핫스팟을 생성할 수 있으며 표면 질감을 표시하지 못할 수 있습니다.
암시야 방향성 조명에서는 광원이 낮은 각도로 배치되어 빛이 카메라에서 멀리 떨어진 물체에서 반사됩니다. 암시야 조명은 전체 이미지를 더 어둡게 만들지만 표면 결함, 돌출된 형상 및 텍스처는 밝게 나타나고 대상의 나머지 부분과 차별화됩니다. 암시야 조명은 눈부심을 줄여 반짝이는 물체를 검사하는 데 이상적이며, 이 기술은 쉽게 측정할 수 있는 그림자를 만들어 높이 변화를 측정하는 데에도 사용할 수 있습니다.
영역 조명, 스포트라이트 및 막대 조명은 방향 조명을 제공하는 일반적인 광원입니다. 에어리어 라이트와 스포트라이트는 집중된 영역에서 균일한 조명을 제공하며 비전 센서의 광축과 관계없이 기존 검사 내에 장착할 수 있습니다. 사용자는 조명기를 추가하거나 검사한 부품을 재정렬하지 않고도 향상된 광학 대비를 위해 빛의 방향이나 거리를 변경할 수 있습니다.
한편, 선형 어레이 조명이라고도 하는 바 조명은 더 높은 강도의 조명을 제공하여 먼지, 안개 및 때를 제거하면서 넓은 영역을 비춥니다. 바 라이트는 깨끗하고 밝으며 균일한 조명을 제공하여 더 먼 거리에서 더 큰 물체를 신뢰할 수 있고 정확하게 검사하는 데 필요한 광학 대비를 생성합니다.
4. 로우 앵글 링 조명
암시야 조명의 한 형태인 로우 앵글 링 라이트는 LED가 링에 장착되어 카메라의 시야 방향에 거의 수직인 부분을 가리킵니다. 로우 앵글 링 조명은 그림자와 밝은 점을 만들어 깊이와 표면 질감의 변화를 감지합니다. 저각 링 조명은 표면 결함, 에칭 및 엠보싱 마크를 검사하는 데 이상적입니다.
5. 동축 조명
명시야 조명의 한 형태인 동축 조명은 빔 스플리터를 사용하여 카메라의 광축을 따라 빛의 초점을 맞추어 반사 표면을 눈부심 없이 밝게 만드는 직접 및 확산광을 제공합니다. 카메라는 위에서 동축 조명을 통해 아래 대상 부분까지 내려다봅니다.
이 기술은 그림자를 제거하거나, 반짝이는 물체를 검사하거나, 표면 질감 차이를 감지하는 데 사용할 수 있습니다. 동축 조명과 낮은 각도의 조명은 특징이 어둡고 밝게 나타나는 측면에서 반대 이미지를 생성합니다.
올바른 빛의 파장 선택
올바른 조명 기법을 선택하는 것 외에도 다양한 파장의 빛을 사용하여 추가 대비를 생성하거나, 관심 있는 특징을 끌어내거나, 중요하지 않은 특징의 가시성을 줄일 수 있습니다.
빛의 색
다양한 색상의 조명을 사용하여 추가 대비를 만들어 특정 기능을 모호하게 하거나 그릴 수 있습니다. 일반적으로 광원이 부품과 색상이 비슷하면 부품이 더 밝게 보입니다. 예를 들어, 빨간색 링 조명으로 조명된 빨간색 부분은 이미지에서 빨간색 부분을 밝게 보이게 합니다.
반대로 광원 색상이 부품의 색상과 다르면 부품이 더 어둡게 나타납니다. 예를 들어 동일한 빨간색 부분이 녹색 조명으로 켜지면 빨간색 부분이 어둡게 나타납니다.
자외선(UV)
자외선(UV)은 부품의 투명 접착제 구슬과 같이 배경과의 대비가 거의 없을 때 관심 있는 특징을 그리는 데 사용할 수 있습니다. 접착제에 UV 광선을 비추면 발광 효과(형광)가 생성되어 접착제가 배경에서 선명하게 눈에 띄게 될 수 있습니다. 이를 통해 비전 시스템은 접착제가 누락되거나 잘못 도포된 경우를 보다 쉽게 식별할 수 있습니다.
적외선(IR)
적외선(IR)은 특정 물체의 대비를 줄여 중요하지 않은 특징을 숨기는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 가시 스펙트럼에서 어둡게 보이는 일부 유형의 잉크는 많은 양의 IR 빛을 반사합니다. 이러한 경우 회색 음영 이미지에서 잉크가 사라질 수 있으며, 이 효과는 중요하지 않은 특정 기능을 숨기는 데 사용할 수 있습니다. IR 조명은 반짝이는 물체를 검사할 때 눈부심과 반사를 줄이는 데에도 사용할 수 있습니다.
