Filtres, polariseurs et prismes en vision par ordinateur

I. Filtres : Amélioration du contraste des caractéristiques et filtration de l'interférence lumineuse ambiante

Un filtre, en termes simples, est un composant optique qui restreint le passage de la lumière dans des plages de longueurs d'onde spécifiques. Il est monté devant l'objectif d'une caméra afin de contrôler le type de lumière entrant dans la caméra. Plus professionnellement, les filtres peuvent bloquer les composantes spectrales indésirables, ne laissant passer que la lumière de longueurs d'onde spécifiques. Cela élimine efficacement les interférences dues à la lumière ambiante.

Par exemple, lors des tests avec un rétroéclairage rouge, la surface du produit peut être affectée par des sources lumineuses externes, provoquant des réflexions ou un excès d'éclairage qui nuisent à la précision de la détection. Dans de tels cas, l'installation d'un filtre devant l'objectif peut bloquer toute la lumière sauf la lumière rouge. En conséquence, les contours de l'image deviennent plus nets, et le contraste des caractéristiques est nettement amélioré. Cette approche permet non seulement d'éviter efficacement les interférences de la lumière de fond, mais aussi d'améliorer la visibilité des caractéristiques de l'objet cible, rendant la détection visuelle plus précise.

II. Polariseurs et Lentilles Polarizantes : Éliminant les Reflets et Améliorant l'Inspection de Surface

Dans certains cas, l'éblouissement peut sérieusement affecter l'extraction des caractéristiques de surface des produits. Cela est particulièrement vrai pour les surfaces métalliques, en verre ou autres surfaces très réfléchissantes, où un défi courant se présente : bien que l'appareil photo puisse capturer une image, la surface lisse réfléchit une grande quantité de lumière ambiante, produisant ainsi une image sans contours de caractéristiques clairs. Une solution à ce problème consiste à utiliser une combinaison de polariseurs et d'objectifs polarisants.

Les polariseurs peuvent modifier la direction de polarisation de la lumière entrant dans l'objectif, réduisant ainsi ou éliminant l'impact de la lumière réfléchie sur l'image. En ajustant le bouton de l'objectif polarisant, la direction de polarisation de la lumière peut être modifiée, permettant efficacement de supprimer les reflets.

Par exemple, supposons que nous inspectons la surface d'une feuille d'électrode. En raison de la nature hautement réfléchissante de la surface de l'électrode, les contours d'origine peuvent être complètement noyés dans des reflets brillants. Ici, la combinaison de polariseurs et de lentilles polarisantes peut aider à éliminer l'excès de lumière réfléchie, rendant les détails de la surface du produit plus nets. En fin de compte, l'image traitée présente des caractéristiques plus marquées et des contours clairement visibles, améliorant considérablement la précision de détection.

III. Prismes : Rediriger la lumière pour surmonter les contraintes spatiales

Dans certains environnements d'inspection industrielle compacts, les contraintes d'espace peuvent empêcher la caméra et le produit d'être placés en position idéale. Dans de tels cas, les prismes deviennent des accessoires optiques très utiles. Les prismes peuvent rediriger le trajet de la lumière de 90 degrés, résolvant ingénieusement les défis spatiaux entre la caméra et l'objet inspecté.

Par exemple, lors de l'inspection des soudures sur les quatre côtés d'une puce, la prise d'images directe de chaque côté peut être limitée par l'espace existant entre la caméra et la puce. En utilisant plusieurs prismes, il est possible d'obtenir un retournement d'image à 90 degrés, permettant ainsi à la caméra de capturer les images des côtés de l'objet. De cette manière, la caméra n'a besoin de prendre qu'une seule photo pour obtenir des images de plusieurs côtés de l'objet, créant un effet dit « une caméra, cinq côtés ». Cela permet non seulement d'économiser du temps et de l'espace, mais améliore également l'efficacité et la précision des inspections.

Filtres, polariseurs, lentilles polarisantes et prismes — ces accessoires optiques jouent un rôle essentiel en vision industrielle en permettant de répondre efficacement aux interférences lumineuses ambiantes, aux problèmes de réflexion, et en optimisant l'agencement spatial des inspections. Ils rendent l'acquisition d'images plus efficace et précise, s'avérant indispensables dans les inspections rapprochées ainsi que dans d'autres applications de détection visuelle.