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マシンビジョンのライティングの基本-1
レンズの選択には、既に確立された設計の法則が存在します。
照明のためのこのような法則は数が少なく、それでも適切な照明を使用することは、有用な画像を獲得するために、
適切なレンズを使用することと同等に重要です。
画像の中に対象物の特徴を捉えるため、光が照明装置から発せられ、対象物から反射し、レンズで集光されます（図17.11 を参照）。
光線に含まれる光が照明装置からのものでなければ、その光線は画像の一部とはなりません。
図17-11 物体のライティング
日々の経験において、私達は周囲の環境の光を利用しています。
マシンビジョンアプリケーションにおいては、予期せぬ変化をする周囲環境の光は好ましくありません。
対象物の特徴を強調し、混乱を招く画像を最小にするためのコントロールされた光を使用する必要があります。
照明装置と映像用光学系は、1 つのシステムとして設計されるのがベストです。
照明装置は、画像の一部としてレンズで集められる全ての光線を発しなければなりません。
同時に、画像の一部とならない光線を発してはなりません
（例えば、レンズのFOV 外への光線）。これらの余分の光線は、ぎらつきの原因となるだけで、画像のコントラストを減少させます。
照明装置と映像用光学系が同時に設計されない限り、これらの調和をとることは困難です。
反射のタイプ
物体からの光の反射には、2 つの種類があります。鏡面における反射では入射される光線は一方向に反射され、
プリント配線基盤やミラーは鏡面反射を呈します（図17.12 を参照）。
拡散反射においては出射角度の範囲にわたって散乱し、コピー用紙はこの拡散反射体の1 つです。
図17-12 反射のタイプ
実際には、物体は鏡面反射から拡散反射の間のいずれかの振舞いを呈します。
機械加工された金属表面は狭い角度に光を拡散し、加工の際の傷痕により水平か垂直の反射の方向が異なります。
強いランプの下で本を読もうとした誰もが知るように、紙は若干の反射の特性を呈します。
多くの物体は、特性の異なる反射をする部分で構成されています。
電気接続用のコネクタは、光る（鏡面のような）金属製のピンと、光沢の鈍い（拡散する）プラスチック製の部品からできています。
鏡面反射
鏡面反射の場合、反射の強度が光源の強度に相当するので、反射光は明るくなります。
多くの場合、鏡面反射はカメラを飽和させます。
鏡面反射では、照明、物体、およびレンズの若干の角度変化により反射光を完全に見失うことがあるため、信頼性がありません。
これらの角度が保持されない限り、鏡面反射の使用は避けることがベストです。
鏡面を持つ部品の最良の照明方法は、拡散照明を使用することです（図17.13 を参照）。
照明の大きな立体角は、反射角度が変わっても、像がほとんど一定のままである事を意味します。
図17-13 拡散光による鏡面物質の観察
拡散反射
拡散反射の強度は、光源の強度に対して1/10 から1/1000 に減少しますが、安定はしています（図17-14を参照）。
拡散表面には拡散照明またはポイント照明のいずれも使用する事ができますが、物体の表面が鏡面であるか、
もしくは凹凸による影が生じるかにより、照明の方法を検討する必要があります。
図17-14 ポイント光源による拡散物質の照明
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