Fondata nel 1983 Focalizzati sull’Ottica e sistemi di visione Sviluppiamo sistemi per Imaging Ingegnierizziamo guide di luce per imaging Partnership with: D.V.srl and Gold Elettronica Engineered Lighting Engineered Lighting For Vision For Vision
Mar 31, 2016
Fondata nel 1983 Focalizzati sull’Ottica e sistemi di visione Sviluppiamo sistemi per Imaging Ingegnierizziamo guide di luce per imaging Partnership with: D.V.srl and Gold Elettronica
Engineered Lighting Engineered Lighting For VisionFor Vision
La nostra missione
Essere un riferimento per coloro che richiedono sistemi di visione e di illuminazione tecnica
Vinci Fine Instruments La ditta Vinci sviluppa produce e commercializza strumentazione
scientifica per la visione e l’aquisizione di immagini e segnali nella ricerca scientifica e l'industria.
La nostra linea di prodotti è costituita da componenti, strumentazione e soluzioni basate su tecnologie uniche e allo stato dell'arte.
Uno dei settori particolarmente innovativi, è rappresentato da soluzioni e sistemi che vedono l’impiego delle fibre ottiche.
Sin dal 1983 la VINCI fine instruments è diventata un riferimento in Italia, come manifattura di fibre ottiche per applicazioni di sensoristica, componenti per la trasmissione di luce di dati e controlli elettronici.
Noi serviamo altrettanto bene industrie e laboratori di ricerca come i
settori medico e farmaceutico.
Vinci Fine Instruments Oggi Sistemi di illuminazione ingegnierizzati per
Visione e Spectroscopia Componenti e sistemi Ottici innovativi Disponibili a tempo pieno Specialisti in guide di luce in fibra ottica Laboratori di Imaging chiavi in mano Soluzioni customizzate
Visione e Illuminazione
Arte o Scienza?
Topics Luce e caratteristiche della superfice Luce ottimizzata per la visione Misura della luce ambientale Fondamenti della geometria dell illuminazione Tecniche di illuminazione Sorgenti di luce Accessori per l’illuminazione Selezionare una luce
Light Characteristics La luce è energia e viene misurata in Lunghezza d’onda
(Misurata in nanometri)
Angstrom = 1/100,000,000 Centimeter Nanometer = 10 Angstroms = 0.000001 mm
X-RAYS ULTRAVIOLET VISIBLE NEAR-INFRARED MID-INFRARED FAR-INFRARED
450-700 nm
Caratteristiche della Luce Diffusa - Illuminazione da direzione multipla Diretta - Illuminazione da una sola direzione
Luce diffusa Luce diretta
Caratteristiche della superfice Una superfice diffondente riflette la luce in modo diffuso.
Una superfice speculare riflette la luce con uno specifico angolo.
Una superfice che assorbe non riflette la luce
Considerazioni fondamentali Caratteristiche della superficie del campione Geometria Dimensione Regione di Interesse ( ROI ) Movimento o stazionario Area & Restrizioni Ambiente
Luce Ottimizzata Per La Visione Massimo contrasto su gli elementi di interesse Minimo contrasto su gli elementi non interessanti Massima energia luminosa
– Aumentare la profondita di campo ( DOF )– Aumentare il rapporto S/N– Minimizzare gli effetti della luce ambiente
Minima sensibilità alle variazioni di condizioni ambientali
key point - Vision is analyzing reflected light
Measuring the Light Environment Cosa Intendiamo per:
– Geometria– Percentuale di copertura– Intensità (lumens)– Uniformità (6-Sigma)
Measuring the Light Environment Sorgente puntiforme
– <1% di copertura– Fortemente angolare– Fortemente asimmetrica
Sorgente anulare– <15% Copertura– Fortemente angolare– Radialmente simmetrica
Measuring the Light Environment Ring Light With Diffuser
– 15-30% Copertura– Angolare– Radialmente simmetrica
Continuous Diffuse Illumination– 90-100% Copertura– Non-Angolare– Radialmente simmetrica
Measuring the Light Environment
Ring Lite Continuous Diffuse Illumination
The Ball Bearing Test
Lighting Geometry
Height of Light Height of Lens
Field of View
Lighting Geometry
Height of Light
Surface Angle
Lighting Geometry
Solid Angle Of Illumination
L’angolo solido di illuminazione ha influenza sulla percezione delle Ombre da parte della camera
Bright-Field
Field Of View
Dark-Field
Bright-Field & Dark-Field
Dark-Field
Tecniche di illuminazione Back Light (Transmessa) - Opposta alla Camera Incidente – Stesso lato della camera
– Bright-Field – Elevato angolo di illuminazione– Dark-Field – Piccolo angolo di illuminazione– Axial – Coincide con l’asse ottico della camera– Structured – A geometria controllataContinuous Diffused –Ambiente illuminato in
modo Completamente uniforme– Multi-axis
Back-Light ( retroilluminazione )
DiffusaDiretta Collimata
Results of Back-Light Il contorno della parti risulta meglio
definito Le superfici delle parti opache
perderanno risalto Le parti opache verranno binarizzate Traslucenza e misurabile
Back-Light Images
Lamp filament with ring light Lamp filament with back light
Back-Light Applications Stampa su contenitori trasparenti P.I.V. ( velocimetria di particelle ) Locazione di filamenti in lampade Locazione di oggetti per la guida di robot Translucenza dei materiali
General Purpose Lighting
Ring Illuminator (bright-field)– La più comunemente usata (low-cost)– Buona per superfici diffondenti
General Purpose Lighting
Spot Illuminator (bright or dark-field)– Illuminazione molto comune (low-cost)– Buona per creare ombre o riflessioni– Superfici diffondenti
On-Axis Illumination
Light source
Object
Diffuser
BeamSplitter
On-Axis Illumination
Result of Diffuse On-Axis La superficie speculare perpendicolare
alla Camera Riflette uniformemente Le superfici che assorbono Appaiono
scure Le superfici speculari angolate appaiono
scure
On-Axis Lighting Images
Lead frame with fluorescent ring light Lead frame with diffuse on-axis light
DOAL Applications( Diffuse On Axis Light )
Circuiti stampati– Posizionamento delle piste– Rilevamento di tracce– Ispezione di saldature– Posizione di componenti
Crepe e fessurazioni-graffi Ispezione di rivestimenti trasparenti
( colle-vernici )
Light source (on-axis)
Object
Light source(off-axis)
BeamSplitter
Continuous Diffuse Illumination
Continuous Diffuse Illumination
Una superfice riflettente ma irregolare verrà normalizzata dalla camera
Superfici assorbenti appariranno scure Superfici trasparenti verranno ignorate La definizione della superfice potrebbe
perdersi
Result of Continuous Diffuse Illumination
CDI Lighting ImagesContinuos Diffuse Light
Wrinkled foil with ring light Wrinkled foil with CDI
CDI Lighting Images
Encapsulated gum with ring light Encapsulated gum with CDI
CDI Applications Compact Discs Data/Lotto su lattine di bibite-carte
metallizate Inspezione attraverso contenitori
trasparenti– Glass Tubes– Pharmaceutical Blisters
Stampa su superfici molto speculari
DOAL Non-Uniformity
Object
Light source
Diffuser
BeamSplitter
Square Continuous Diffuse Illumination
Square Continuous Diffuse Illumination
Stesso effetto del CDI, Eccetto che gli angoli di superfice saranno ridotti (La luce ridurrà l’angolo solido di illuminazione)
Result of Square Diffuse Illumination
SCDI Images
HASL Board with Ring Lite HASL Board with SCDI
SCDI Applications( Square Continuos Diffuse Illumination ) Circuiti stampati
– Con componenti– Con saldature
Tappi di bottiglia– Integrità della tenuta– Contaminazioni
L’applicazione di illuminazione DOAL e sempre consigliata quando e richiesta uniformità di illuminazione
Dark-Field Illumination
Light sourceLight source
Result of Dark-Field Light Le porzioni di superfice non
perpendicolari alla camera riflettono molta più luce verso la camera stessa.
Il contorno e la geometria della superfice viene accentuato
Dark-Field Lighting Images
Wrench with ring light Wrench with dark field ring
Dark-Field Lighting Images
BGA Ball Inspection and Placement
Dark-Field Lighting Images
Data Matrix on Lead Frame
Dark-Field Applications Porosità dei circuiti stampati Integrità delle guarnizioni sui coperchi Scritte incise Posizione dei pin sui connettori Irregolarità delle superfici
Multi-Axis Illumination
Light source
Object
BeamSplitter
Structured Light
CCD Camera
Lens & Interference Filter
Laser
Light Plane
Light Stripe OnWorkpiece
Cylindrical Lens
Result of Structured Light Superfici poste a diversa distanza dalla
camera rifletteranno la luce con differente locazione su una CCD 2D
Structured Lighting Images
Hex wrenches with line light
Structured Lighting Images
Metal surface with on-axis light Metal surface with line light
Structured Light Applications Controllo di profili Misura dell’altezza degli oggetti Misura del diametro di cilindri
Applicazione di Imaging Integrata
Un applicazione di Imaging integrata deve possibilmente prevedere
Attenzione agli spazi operativi Facilità di integrazione Minimizzare gli interventi dell’operatore F.O.V. e Distanza di lavoro fissi
Considerazioni sulle sorgenti di luce
Proprietà Spettrali (Wavelength) Efficienza (Heat and Energy) Vita e invecchiamento della sorgente Costi e Reperibilità Dimensione
Spectral Response of CCD ArraysRelative Spectral Response
CCD Array
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
CCDIR Cut Filter
Spettro della luce solare
Relative Luminous Intensity of LEDsNER LEDs (623nm)
Relative Luminous Intensity
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
590 600 610 620 630 640 650 660 670 680 690
Spettri di emissione caratteristici
deuterio
Hg
Xenon led
Typical Light Sources Incandescente
– Vantaggi= Costo, Reperibilità, Spectralmente, Conducibile tramite fibre ottiche, non fluttua
– Svantaggi= Calore, cambia nel tempo, Filamento Fluorescente
– Vantaggi= Costo, Reperibilità, Spectrali, Diffusa– Svantaggi= Non-Uniforme nel tempo, Fluttua
Typical Light Sources Light Emitting Diodes (LED)
– Vantaggi= Costo, reperibilità, Vita molto lunga, Facilmente collocabili, basso consumo
– Svantaggi= Limitata efficienza dello spettro, Poca luce emessa (ma stanno migliorando)
Xenon Strobe– Vantaggi=Molto intensa, Luce bianca, Facile
da usare con le fibre ottiche– Svantaggi= Costo, Complessità
Illumination Accessories Fiber Optics Diffusers Filters Polarizers Beam-Splitters Prisms, Mirrors Lenses
Scegliere L’illuminazione Considerare le caratteristiche della
superficie e gli obiettivi di visione Scelta della tecnica di illuminazione
Generale (Ring, Spot) – Applicazioni non critiche Strutturata – Analisi e misure di superfici Dark Field – Sperfici assorbenti ma piatte Back Light – analisi di contorni, sostanze trasparenti DOAL ( Diffuse On Axis Light ) – superfici speculari piane SCDI ( Square Cont.Diff.Ill ) – Superfici irregolari CDI ( Continuos Diff.Ill. ) – Superfici particolarmente
irregolari
Determinare la dimensione
Scegliere L’illuminazione Selezionare La Posizione della Sorgente Selezionare il tipo di sorgente
Light Emitting Diode Fluorescent Halogen Strobe Other
Scegliere gli accessori Lenses Fiber Optics Diffusers Beam Splitters
Infine Interpellare VINCI per gli acquisti
Ho finitoHo finitoGrazie e arrivederciGrazie e arrivederci
Il prossimo relatore : Ing. Pellegrino Costa ( Consulente )Argomento : Elementi di Ottica e di microscopia