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