用于機器視覺中的LED數(shù)碼管光學檢測方案
加入技術交流群
傳統(tǒng)的led生產線上的產品質量控制主要依靠經過訓練過的技師通過目視來實現(xiàn)，由于人眼的主觀性，很難對產品的質量進行精確、穩(wěn)定地控制。與人眼相比，機器視覺系統(tǒng)具有高速度、精確性、可重復性、長期工作的穩(wěn)定性。因此將機器視覺技術應用在led的光學檢測上可在很大程度上提高產品質量控制的精度及速度。
2 led數(shù)碼管檢測對ccd的要求
待檢產品為七段led數(shù)碼管如圖1所示：
用ccd檢測產品亮度不均勻程度，提高生產效率，減少人為因素。對于“8”字產品（如圖1）就是量測每段（segment）的相對亮度，判斷每段之間的相對亮度差值（指亮度不均勻比率、泄光率是否在合理范圍內，以此來判斷產品是否為良品。同樣地對于點陣產品判斷是每個點）。
（2） 產品條件限制
分兩種情況，一是指極端型產品;另一是指普通型產品：
極端型產品情況：“8”字產品段之間最小間隔（d）0.3mm，段面積a=2×0.6=1.2mm2（如圖2），段最低亮度值0.1mcd;普通型產品情況：“8”字產品段之間最小間隔（d）0.3mm，段面積a=4×0.8=3.2mm2，段最低亮度值0.8mcd。
?。?） 判斷亮度差值標準
亮度不均勻比率1:1.3，指每段（或點）之間亮度值比率;
泄光率1:0.2，指點亮段（或點）與不點亮段（或點）亮度值比率。
在（2）、（3）項目條件下，要求ccd最小判斷段數(shù)（或點數(shù)）應不少于64個，其次，一次測完64段（或點）時間不大于3s。
3 硬件方案
硬件系統(tǒng)系統(tǒng)由ccd相機、鏡頭、相機支架、圖像采集卡、遮光罩、計算機、結果輸出單元等組成，如圖2所示。
本系統(tǒng)相機選用日本jai公司的cv-a1 ccd相機。此相機的主要參數(shù)列表如附表。
附表 cv-a1主要性能參數(shù)
名稱 參數(shù)
象元尺寸 4.65′4.65mm2
有效象元數(shù) 1392′1040
最大滿幀輸出 1380′1035
象元時鐘 28.64mhz
行頻 17.127khz（1672/line）
掃描方式 逐行掃描
幀頻 16fps
靈敏度 0.3lux（max gain， 50% video）
信噪比 50db
快門 1/16-1/20000
增益 -0.3-12db（手動）
輸出格式 1vpp/75w
譜段 0.4-1.0mm（黑白）
尺寸 29′44′66mm3
重量 150g
功耗 3w/12v
數(shù)量 1臺
對于要檢測的led產品，尺寸為60×40mm，對分辨率為1392×1040的jai相機，按照5％的無效象素的原則，有效成像的分辨率為1300×1000，則系統(tǒng)可以達到的最大象素當量為：
水平方向：60mm/1300pixel≈0.04mm/pixel;
垂直方向：40mm/900pixel ≈0.04mm/pixel。
?。?） 鏡頭
選用computar公司百萬象素級1214-mp鏡頭。該款鏡頭是針對高分辨力或高像質需求設計，適用對象為1k′1k至2k′2k的相機，應用于本系統(tǒng)可以獲得很好的圖像清晰度。它的特點是：適用于兆級象素相機的成像;高分辨力超大變倍鏡頭;在整個屏幕范圍內都具有高對比度和高清晰度的圖像;緊湊式設計;低變形率。
由于對工作距離沒有特殊的要求，因而選用12mm的鏡頭就可以保證獲得全幀圖像。
評論