?UV是波長(cháng)范圍為10-400nm的電磁輻射，分為三個(gè)不同的波段。在300-400nm之間，光譜的波段稱(chēng)為近UV波段，分為UV-A（315-400nm）和UV-B（280-315）子波段。在300nm以下，UV-C波段覆蓋100-280nm的波長(cháng)。在機器視覺(jué)應用中，最常用的是UV-A波段中的波長(cháng)，最常見(jiàn)的是365nm和395nm波長(cháng)。



紫外線(xiàn)可用于機器視覺(jué)應用中，以檢測使用可見(jiàn)光無(wú)法檢測到的特征。由于紫外線(xiàn)被許多材料吸收，因此可以捕獲產(chǎn)品表面的圖像，并且由于它的波長(cháng)比可見(jiàn)光短，因此會(huì )被產(chǎn)品上的表面特征所散射。



光虎視覺(jué)認為紫外線(xiàn)可以以?xún)煞N不同的方式應用于機器視覺(jué)系統。在UV照明反射成像應用中，將UV光施加到對象并使用對UV敏感的單色或彩色相機捕獲。在紫外熒光成像中，對象的表面再次用紫外光照射。在添加了熒光增白劑的產(chǎn)品中，例如油漆，塑料，印刷油墨和染料，這些熒光材料將吸收紫外線(xiàn)輻射，然后再輻射更長(cháng)的擴散波長(cháng)。吸收光譜和發(fā)射光譜的最大譜帶位置之間的波長(cháng)差稱(chēng)為斯托克斯位移（圖1）。







圖1：熒光材料吸收UV輻射并重新輻射更長(cháng)的漫射波長(cháng)。吸收光譜和發(fā)射光譜的最大譜帶位置之間的波長(cháng)差稱(chēng)為斯托克斯位移。



熒光成像應用



BP470、BP505、BP525、BP590和BP635



在UV熒光應用中，所需的光的強度越高越好，因為發(fā)射的光具有更長(cháng)的波長(cháng)，因此比吸收的輻射具有更低的能量。使用僅允許一部分光譜通過(guò)的彩色帶通濾波器是必不可少的。



之所以需要這種帶通濾光片，是因為現在許多基于CCD和CMOS的相機都具有明顯的紫外線(xiàn)敏感性。因此，當用于UV熒光應用時(shí)，UV光源和可見(jiàn)熒光之間可能會(huì )發(fā)生干涉。為了克服這個(gè)問(wèn)題，可以使用濾光片來(lái)防止紫外線(xiàn)干擾相機捕獲所需的波長(cháng)。在典型的熒光應用中，通常會(huì )發(fā)出青色，而470nm或505nm的帶通濾光片將使青色的光或波長(cháng)通過(guò)，并阻擋所有其他波長(cháng)，從而限制了圖像中不需要的顏色和環(huán)境光。紫外線(xiàn)最常見(jiàn)的帶通濾光片是BP470、BP505、BP525、BP590和BP635。在用于機器視覺(jué)的熒光應用中，最常用的是BP470，這是一個(gè)470nm帶通濾光片，當與灰度或彩色相機一起使用時(shí)，可以增強捕獲圖像的對比度。







圖2：光虎視覺(jué)代理的Smart Vision Lights開(kāi)發(fā)了一種色箱測試儀，使設計人員可以用365nm和395nm的照明效果，并觀(guān)察哪種波長(cháng)最有效。



例如，尿布制造商希望檢查縫合是否正確。當縫合線(xiàn)發(fā)熒光時(shí)，盡管彩色圖像無(wú)法顯示縫線(xiàn)（圖3左），但使用365nm波長(cháng)的尿布（圖3中間）照明比使用波長(cháng)為395nm的紫外線(xiàn)（圖3右）提供了更多的對比度。同樣重要的是所使用的紫外線(xiàn)過(guò)濾器的選擇。如果未使用濾鏡，則捕獲的圖像將無(wú)法顯示針跡。但是，通過(guò)使用BP470過(guò)濾器，尿布內的縫線(xiàn)會(huì )暴露出來(lái)。







圖3：尿布制造商希望檢查針跡是否正確應用到產(chǎn)品上。當縫合線(xiàn)發(fā)熒光時(shí)，用于立即產(chǎn)生最高對比度可見(jiàn)光圖像的UV波長(cháng)不是立即可見(jiàn)。盡管彩色圖像無(wú)法顯示出縫線(xiàn)（左），但使用365nm波長(cháng)（中間）照亮尿布比使用波長(cháng)為395nm的UV光（右）提供了更多的對比度。



反射紫外線(xiàn)



反射UV成像也可以發(fā)現產(chǎn)品缺陷



同樣的，反射UV成像也可以發(fā)現產(chǎn)品缺陷。也就是使用紫外光并捕獲反射的紫外光。例如，在用于檢測產(chǎn)品標簽上的氣泡的應用中，可以使用UV照明來(lái)增強可能存在的任何氣泡。







例如，在檢測產(chǎn)品標簽上的氣泡的應用中，反射的紫外線(xiàn)照明可用于增強缺陷并增強可能存在的任何氣泡。



然而，對于某些應用來(lái)說(shuō)，這種打光是不符合成本的。為了突出信封上的膠水，可能需要280nm的紫外線(xiàn)。由于膠水吸收280nm的波長(cháng)，因此它在反射圖像中將顯示為黑色。但是這樣的280nm UV LED是低效的，并且目前每個(gè)LED的成本高達20美元。因此，要產(chǎn)生足夠的光，可能需要數百個(gè)這樣的LED。







例如，要突出信封上的膠水，可能需要280nm的紫外線(xiàn)。由于膠水吸收280nm的波長(cháng)，因此在反射的圖像中它將顯示為黑色。



但許多最新的大電流LED可以在更長(cháng)的波長(cháng)下工作，并具有高達10W的封裝，并且其光輸出增加了前幾代產(chǎn)品的10到30倍。此類(lèi)UV高電流LED也可以選通以增加光輸出——即在高速成像中使用。這種UV高電流LED的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它們可以設計成拋物線(xiàn)形反射鏡和透鏡，以產(chǎn)生集中的聚焦光圖案，因此可以在更長(cháng)的工作距離上使用。



文章來(lái)源： 中國機器視覺(jué)網(wǎng)

原文鏈接：https://www.xianjichina.com/special/detail_483984.html
來(lái)源：賢集網(wǎng)
著(zhù)作權歸作者所有。商業(yè)轉載請聯(lián)系作者獲得授權，非商業(yè)轉載請注明出處。