技術應用技術應用

2分鐘學會如何「打光」,提升鏡頭的收光效率

「打光」是設計AOI光學系統最困難的部分,工程師需要累積許多拍攝經驗,才能精確設計出合適的打光架構,而打光的目的可以歸類為以下幾點:

◆ 照亮拍攝物
◆ 提供均勻的照明
◆ 凸顯瑕疵的特徵
◆ 改變拍攝物的顏色(提高對比)

良好的打光除了可以讓相機在最佳的SNR下得到對比鮮明的影像,同時省下光機費用,近幾年光源使用效率的重要性備受重視,設計光機時不再只是一味提高成本購買高燈源亮度,而是盡可能提升鏡頭的收光效率。 

以下是四種線掃描系統常見的基本打光架構:

傾斜架構 :

優點:沒有分光鏡,因此光源不會因為經過分光鏡而大幅衰減。

缺點:只限四線以內的線掃描相機(不適合TDI相機),若拍攝物是透明或表面有較高結構,傾斜拍攝會出現陰影,影響軟體的檢測。 

同軸打光-玻璃分光鏡 :

優點:價格最實惠。

缺點:不適用於高解析度系統上,因為玻璃的厚度會產生像散,太薄又容易破裂及彎曲。 

同軸打光 – 薄膜分光鏡 :

優點:適用於高解析度系統,薄膜分光鏡是厚度約2μm的硝化纖維膜,黏在鋁框上,且不會引入像散。

缺點:維護困難,薄膜表面若是沾到灰塵無法清除,環境濕度變化太大也會讓薄膜失去張力產生皺摺,因此建議在無塵室環境使用。 

同軸打光 – 菱鏡

優點:四種方案中效果最好,成像不會引入像散、菱鏡也很堅固,鏡頭本身自帶的分光鏡皆使用分光菱鏡。

缺點:價格相對昂貴。