机器视觉之棱镜专项

棱镜是一种实心的玻璃光学材料，是透明材料（如玻璃、水晶等）经磨砂和抛光而成的多面体，在光学仪器中应用很广，按照性质和用途，棱镜主要分为4种：色散棱镜、偏转或反射棱镜、旋转棱镜和偏移棱镜。

偏转、偏移和旋转棱镜常用于成像应用。扩散棱镜专用于色散光源，因此不适合用于要求优质图像的任何应用。

色散棱镜

根据棱镜基片的波长和反射率，棱镜色散取决于棱镜的几何及其折射率色散曲线。较常用的是等边三棱镜。

偏转/反射/旋转棱镜

偏转光线路径的棱镜，或将图像从其原始轴偏移，在很多成像系统中很有帮助。光线通常在45°、60°、90°和180°角度偏转。

其中，机器视觉中比较常用的是直角棱镜。它一般用于弯曲图像路径或将光路转折90°。

直角棱镜

直角棱镜是一种采用90°度概念设计而成的棱镜。直角棱镜可产生翻转或回转的左旋性图像，这取决于棱镜的方向。将两个直角棱镜结合在一起也可以合成图像、偏移光束。

核心功能：将光的方向偏转90°或180°，用于图像/光束的旋转或偏移。

核心作用：用以解决狭小空间里相机以及光源安装干涉的问题。

应用场景：多个棱镜可对检测物侧边进行图像的90°转角，实现一个相机可以环产品四周成像的作用。

1、采用全反射原理，当光从棱镜任意一个直角面入射时，光束会在直角棱镜的斜面上发生全反射，反射光线从另一个直角面出射，实现90°反射。

2、当入射光从棱镜的斜面入射时，光会在直角面发生全反射，在经过下一个直角面时发生第二次全反射，最后从斜面反射出去，反射光线方向与入射光线平行，光线发生180°偏转，且与入射角无关。

3、在直角棱镜的斜边上镀一层反射膜，则可称之为直角棱镜反射镜，此时，光束入射至斜边将被反射膜反射，而不是由于全反射。这种反射棱镜可以减少材料对光束的吸收等影响。

应用案例

检测产品:芯片正面二维码及侧面焊点有无检测

产品表面金属材质，高反光，机构限制，既要坚持正面二维码，还要同时检测侧面焊点有无，不加棱镜，只能看到正面，无法检测4个侧面。

光学方案

使用低角度光源搭配4个直角棱镜，将产品侧面转角90°，可以将侧面的焊点给打清晰，同时还能兼顾二维码检测，符合机构要求，便于检测。