このアプリケーションに求められるもの
マシンビジョン システムは、制御する光と制御しない光の違いを中心に構築されています。 LED バー、リング ライト、レーザー ライン、または定義された波長の構造化パターンなどの照明は既知であり、それ以外はすべてノイズです。フィルターの役割は、最初の光を通過させ、2 番目の光を拒否することであり、光軸上だけでなく視野全体にわたってこれを行う必要があります。
そこから 3 つの要件が導き出されます。まず、通過帯域は、生成の広がりや熱シフトによってピークが押し出されないよう十分なマージンを持って光源の波長上になければなりません。第 2 に、作業現場には日光、蛍光灯のちらつき、高温部品からの赤外線が含まれるため、検出器の残りの感度範囲全体にわたってブロッキングが十分に深くなければなりません。第三に、フィルターは、通過帯域がドリフトすることなく、レンズが提供する円錐角を受け入れる必要があります。そして、この最後の点が、多くの既製フィルターが静かに失敗する場所です。
弊社が推奨する仕様
| コンポーネント | 代表的な仕様 | なぜ |
|---|---|---|
| バンドパスフィルター | 照明を中心とした FWHM 10 ～ 40 nm、検出器範囲全体で OD4 までブロック | 温度に応じて光が変化しても光源を切り取らずに分離します。 |
| ハードコートフィルター | 染色ガラスではなく高密度の誘電体スタック | 安定した中心波長と連続照明下での漂白なし |
| 保護窓 | 広帯域 AR を備えたホウケイ酸塩または溶融シリカ、60 ～ 40 スクラッチ - ディグ | 画像経路に無視できる程度の反射を加えながらレンズを保護します |
| レンズカバーガラス | 薄い AR コーティングされたガラス、平行度 10 秒角未満 | カバーの両面からのゴーストを防止します。 |
設計の対象となる障害モード
ビジョン システムにおける最も一般的な視野の問題は、角度によるスペクトルのシフトです。法線入射で指定されたフィルターが収束ビーム内に配置され、有効通過帯域が青に向かって移動します。光源が狭帯域 LED である場合、不一致により、システム設計の目的である S/N 比が静かに低下します。当社では、単一の公称角度ではなく、実際の角度範囲にわたってスタックを設計しています。そのため、波長だけではなくレンズの口径と作動距離を要求します。
2つ目はゴースティングです。 2 つの平行な表面はそれぞれ信号のごく一部を反射し、結果として生じる二重像は焦点の問題と誤解されることがよくあります。平行度および両面の AR コーティングを指定すると、平行度が削除されます。
よくある質問
染色ガラスフィルターまたはハードコートフィルターを使用する必要がありますか?
ほぼすべてのマシンビジョンケースでハードコートされています。染色ガラスは安価ですが、エッジが広く、安定性が低く、継続的な高強度の照明の下では色褪せる可能性があります。
通過帯域はどれくらい狭ければよいでしょうか?
周囲の光を遮断するのに十分な狭さですが、温度による光源の波長の変化を許容するのに十分な広さがあります。ほとんどの LED システムでは、20 ～ 40 nm が現実的な妥協点です。レーザーラインの用途はさらに狭い可能性があります。