環(huán)形光源:通用性設(shè)計及其應(yīng)用要點(diǎn)環(huán)形光源(RingLight)是機(jī)器視覺中應(yīng)用更大量的基礎(chǔ)照明形式之一,其LED陣列呈環(huán)形排布,圍繞鏡頭同軸或成一定角度安裝。這種設(shè)計提供了均勻、對稱的照明場,特別適用于檢測具有平面或規(guī)則曲面的物體,如PCB板、精密零件、瓶蓋、標(biāo)簽等。其重要優(yōu)勢在于能有效減少陰影,提供良好的整體均勻性。根據(jù)光線照射角度,環(huán)形光可分為:直射環(huán)形光(光線直射物體,對比度高,但可能產(chǎn)生鏡面反光);漫射環(huán)形光(光線經(jīng)漫射板柔和化,減少眩光,表面適應(yīng)性更好);低角度環(huán)形光(光線近乎平行于被測面,突出微小高度差、劃痕、凹陷或雕刻字符)。選擇環(huán)形光的關(guān)鍵參數(shù)包括環(huán)的直徑(需匹配鏡頭工作距離和視場大?。?、照明角度、漫射程度以及LED顏色。它尤其擅長解決物體定位、表面缺陷初檢、字符識別等通用性問題。然而,對于深凹槽內(nèi)部、具有復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)或極度反光的物體,可能需要結(jié)合其他照明方式(如條形光、同軸光或穹頂光)才能獲得理想效果。高均勻面光源檢測OLED壞點(diǎn),靈敏度0.05cd/m2。北京高亮大功率環(huán)形光源無影低角度環(huán)形
機(jī)器視覺光源:精細(xì)成像的幕后導(dǎo)演在機(jī)器視覺系統(tǒng)中,光源絕非簡單的“點(diǎn)亮”環(huán)節(jié),而是決定成像質(zhì)量的重要變量。它如同一位精密的燈光導(dǎo)演,通過科學(xué)的光影調(diào)度,將目標(biāo)對象的物理特征轉(zhuǎn)化為高對比度、低噪聲的數(shù)字圖像,為后續(xù)的算法識別奠定無可替代的基礎(chǔ)。光源的重要使命在于主動塑造視覺信息——通過精確控制光的波長、角度、強(qiáng)度與均勻性,使待檢特征(如微米級劃痕、亞像素邊緣或透明材質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu))在復(fù)雜背景中清晰“躍出”,同時有效抑制環(huán)境光干擾、反射眩光等成像干擾源。從電路板上微米級焊點(diǎn)的自動復(fù)檢,到藥瓶標(biāo)簽印刷質(zhì)量的飛速甄別,再到汽車零件裝配完整性的在線判斷,光源默默奠定著每一次可靠“看見”的基礎(chǔ)。在高速三維掃描中,結(jié)構(gòu)光光源甚至能主動投射編碼圖案,為深度感知提供關(guān)鍵信息??梢哉f,在機(jī)器視覺的慧眼背后,正是光源這束“智慧之光”在精細(xì)描繪世界的細(xì)節(jié),無聲驅(qū)動著自動化與智能化的車輪滾滾向前。包頭光源遠(yuǎn)心平行同軸多光譜光源切換波長,實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料分層缺陷智能判別。
光源在半導(dǎo)體與電子制造業(yè)的關(guān)鍵應(yīng)用半導(dǎo)體和電子制造業(yè)(SMT,PCB組裝,芯片封裝)是機(jī)器視覺應(yīng)用只密集、要求只嚴(yán)苛的領(lǐng)域之一,光源在其中解決諸多關(guān)鍵檢測難題:焊點(diǎn)檢測(AOI-AutomatedOpticalInspection):需要多角度照明(如環(huán)形光不同角度、穹頂光)揭示焊錫的光澤、形狀、潤濕角、橋接、虛焊等特征。特定波長(如藍(lán)光)對微小缺陷敏感。元件存在/缺失、極性、錯件:通用環(huán)形光、同軸光提供清晰整體圖像。引線鍵合(WireBonding):高倍顯微下,點(diǎn)光源/光纖照明精細(xì)照亮微小焊點(diǎn)與金線,查斷線、弧度、位置偏移。晶圓(Wafer)檢測:表面缺陷(劃痕、顆粒、沾污):高均勻性明場(同軸光、穹頂光)或暗場照明(低角度光突顯微小凸起);圖案(Pattern)對準(zhǔn)/缺陷:高分辨率同軸光或特定波長照明;薄膜厚度測量:利用干涉或光譜反射,需要特定波長光源。PCB缺陷(斷路、短路、蝕刻不良):高分辨率背光查線路通斷、線寬;表面照明查阻焊、字符、污染。BGA/CSP球柵陣列:X光更常用,但光學(xué)上可用特殊角度照明觀察邊緣球。小型化趨勢:推動微型、高亮度、高均勻性光源(如微型環(huán)形光、同軸光)發(fā)展。光源的穩(wěn)定性、均勻性、波長精確性和可控性對微電子檢測至關(guān)重要。
在某些實(shí)踐中,工程師們掌握著豐富的光源“調(diào)色板”:環(huán)形光源: 提供均勻柔和照明,是元件定位、外觀檢測的通用利器。背光源: 創(chuàng)造高對比度輪廓,專精于尺寸量測、透光材料雜質(zhì)篩查。同軸光源: 通過特殊光學(xué)設(shè)計實(shí)現(xiàn)“垂直”照明,是光滑平面字符識別、劃痕檢測的比較好法門。穹頂光源: 多角度漫射光包裹復(fù)雜曲面,徹底消除反光死角,為球狀或多面體零件檢測提供無影環(huán)境。條形光源組合: 靈活布局應(yīng)對大視野或特殊方向特征增強(qiáng)需求。漸變照明凸顯曲面0.1mm高度差,誤判率降低18%。
凍結(jié)高速運(yùn)動與提升信噪比頻閃(Strobbing)是機(jī)器視覺中用于凍結(jié)高速運(yùn)動物體和在連續(xù)運(yùn)動中獲取清晰圖像的重要照明技術(shù)。其原理是讓光源在極短的時間內(nèi)(微秒至毫秒級)爆發(fā)出遠(yuǎn)高于其額定連續(xù)功率的瞬時超高亮度脈沖。這個脈沖的開啟時間(脈寬)與相機(jī)的曝光時間嚴(yán)格同步。關(guān)鍵優(yōu)勢在于:消除運(yùn)動模糊:極短的閃光時間(遠(yuǎn)小于物體在像面上移動一個像素所需時間)有效“凍結(jié)”了高速運(yùn)動的物體,獲得清晰圖像;提高有效信噪比(SNR):在極短曝光時間內(nèi)提供超高瞬時亮度,使相機(jī)傳感器收集到足夠光子,克服了短曝光時間導(dǎo)致的光子不足問題;降低功耗與熱負(fù)荷:光源大部分時間處于關(guān)閉或低功率狀態(tài),只在需要時瞬間高功率工作,平均功耗和發(fā)熱明顯低于連續(xù)高亮照明;抑制環(huán)境光干擾:在黑暗或低環(huán)境光條件下,頻閃是主要光源,環(huán)境光貢獻(xiàn)極?。辉诿髁镰h(huán)境下,可通過提高頻閃亮度與環(huán)境光競爭。實(shí)現(xiàn)頻閃需要快速響應(yīng)光源(LED是理想選擇)和精確的同步控制器??刂破鹘邮諄碜跃幋a器或傳感器的觸發(fā)信號,精確控制頻閃的起始時刻、持續(xù)時間(脈寬)和強(qiáng)度,確保閃光覆蓋相機(jī)整個曝光窗口。頻閃廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)線上的高速檢測(如瓶罐、包裝、電子元件組裝)和運(yùn)動物體跟蹤。紫外背光模組檢測PCB板微裂紋,支持小0.05mm缺陷自動化報警。宿遷光源紫外
可編程RGB光源校準(zhǔn)汽車內(nèi)飾色差,ΔE值小于0.8。北京高亮大功率環(huán)形光源無影低角度環(huán)形
環(huán)形光源因其結(jié)構(gòu)的對稱性和應(yīng)用的**性,成為機(jī)器視覺領(lǐng)域更常用。其基本構(gòu)造是將多顆LED燈珠均勻地排列在一個環(huán)形電路板上,這個環(huán)可以緊密地安裝在相機(jī)鏡頭周圍,從而提供一種直接、均勻且無影的照明效果。環(huán)形光源的重點(diǎn)價值在于其能夠為平面或輕微曲面的物體提供整體均勻的照明,非常適合用于一般的定位、尺寸測量、粗糙的表面缺陷檢測以及簡單的字符識別應(yīng)用。根據(jù)光線出射角度的不同,環(huán)形光源可以進(jìn)一步細(xì)分為多種類型以滿足特定需求:直射型環(huán)形光光線直接照射物體,能產(chǎn)生較高的對比度,但對于高反光表面容易形成耀斑;漫射型環(huán)形光則在LED前增加了漫射板,使光線變得柔和均勻,能有效減少鏡面反射,更適合于光滑表面的檢測;低角度環(huán)形光則將LED安裝成使其光線以極低的角度掠射物體表面,這種設(shè)計能夠 dramatically地凸顯出物體表面的微小起伏、劃痕、刻印字符或紋理,因為這些微小的不平整會散射光線進(jìn)入相機(jī)鏡頭,從而在暗背景下形成明亮的特征圖像。選擇環(huán)形光源時,需要仔細(xì)考慮其直徑、照射角度、是否漫射以及LED的顏色。盡管環(huán)形光源非常通用,但對于具有深孔、復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)或極端反光的物體,可能需要與其他類型的光源組合使用才能達(dá)到理想的效果。北京高亮大功率環(huán)形光源無影低角度環(huán)形