技術(shù)持續(xù)演進,主要趨勢體現(xiàn)在:更高亮度與效率:LED芯片技術(shù)(如倒裝芯片、COB封裝、新材料如GaN-on-Si)不斷提升光效(lm/W),在更小體積/功耗下提供更強照明,滿足高速、高分辨率檢測需求。更智能與集成化:光源控制器集成更強大的處理能力和通信協(xié)議(如IO-Link, OPC UA),實現(xiàn)更復(fù)雜的照明序列控制、狀態(tài)監(jiān)測、預(yù)測性維護和與AI視覺系統(tǒng)的深度協(xié)同。波長拓展與定制:更多特殊波長LED(深紫外DUV、特定紅外波段)商業(yè)化,滿足新興應(yīng)用;定制化光譜輸出成為可能。微型化與模塊化:光源尺寸持續(xù)縮小以適應(yīng)緊湊空間(如內(nèi)窺鏡、微型傳感器、消費電子產(chǎn)品檢測),模塊化設(shè)計便于快速組合與更換。計算照明(Computational Lighting):結(jié)合可控光源和算法,主動優(yōu)化照明模式(如結(jié)構(gòu)光變種、自適應(yīng)照明)以比較好方式揭示特定特征,超越被動照明。多模態(tài)融合:光源與其他傳感技術(shù)(如熱成像、3D激光掃描)集成,提供更覆蓋的信息。成本優(yōu)化:隨著技術(shù)成熟和規(guī)?;咝阅芄庠闯杀境掷m(xù)下降,拓寬應(yīng)用范圍??沙掷m(xù)性:更高能效、更長壽命、可回收材料設(shè)計日益重視。這些發(fā)展將推動機器視覺在更復(fù)雜場景(如弱光、強干擾、微觀世界)中實現(xiàn)更智能、更精細的感知。半球形均勻光源實現(xiàn)軸承360°檢測,漏檢率低于0.5%。南通環(huán)形低角度光源光柵同軸
同軸漫射光源(DomeLight):解決高反光表面的利器面對具有鏡面或高度反光表面(如金屬、拋光塑料、鍍層、玻璃、光滑芯片)的物體時,傳統(tǒng)的直接照明會產(chǎn)生強烈的眩光(HotSpot),淹沒關(guān)鍵特征信息。同軸漫射光源,常被稱為穹頂光(DomeLight),是解決這一挑戰(zhàn)的有效方案。其重要設(shè)計是一個半球形的漫射內(nèi)腔,內(nèi)壁密布LED。光線經(jīng)半球內(nèi)壁的多次漫反射后,形成來自四面八方的、極其柔和且均勻的漫射光照射到被測物表面。這種照明方式的精髓在于:它將點光源或小范圍光源擴展為一個大面積的、近乎理想的“面光源”,突出減小了物體表面法線方向微小變化引起的光強劇烈波動。結(jié)果是,即使是高度反光的表面,也能呈現(xiàn)均勻的灰階,有效抑制眩光,同時清晰地顯現(xiàn)出表面細微的紋理變化、劃痕、凹坑、異物或字符,而不會被強烈的反射光斑掩蓋。穹頂光特別適用于檢查金屬加工件(車削、銑削、沖壓)、光滑注塑件、電子元件(芯片、連接器)、鏡片、珠寶等。選擇時需關(guān)注穹頂尺寸(匹配視場和工作距離)、開口大小、漫射材料均勻性以及光源亮度。其缺點是結(jié)構(gòu)相對較大,可能占用較多空間。蕪湖條形光源遠心平行同軸漸變照明凸顯曲面0.1mm高度差,誤判率降低18%。
6. 確定關(guān)鍵參數(shù):波長(顏色)、照明角度、尺寸(覆蓋視場)、亮度(考慮環(huán)境光壓制和曝光時間)、均勻性要求、是否需要頻閃/智能控制。7. 實物測試與驗證:這是重點的步驟。搭建模擬環(huán)境,使用候選光源實際照射被測物(包括合格品和缺陷品),用相機拍攝圖像。評估:關(guān)鍵特征是否清晰凸顯?對比度是否足夠且穩(wěn)定?背景干擾是否被抑制?圖像是否滿足算法處理要求?測試不同樣品、不同位置、不同光源參數(shù)(亮度、角度)。8. 優(yōu)化與終選擇:根據(jù)測試結(jié)果調(diào)整光源類型、位置、角度、參數(shù)或組合方案??紤]成本、供貨、防護等級等因素。切忌只憑經(jīng)驗或產(chǎn)品目錄選擇,實物測試是確保成功的關(guān)鍵。
制藥行業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量、安全性和可追溯性要求極高,機器視覺廣泛應(yīng)用于藥品包裝檢測(泡罩包裝缺粒、漏液、批號/有效期OCR)、標簽檢測(內(nèi)容正確、位置、有無、破損)、液體灌裝(液位、異物、封口)、藥片/膠囊檢測(外觀缺陷、顏色、尺寸、計數(shù))。光源在此需滿足:嚴格合規(guī)性:符合GMP(良好生產(chǎn)規(guī)范)要求,如材質(zhì)無毒、易清潔消毒、無脫落物風險;設(shè)計應(yīng)無衛(wèi)生死角,表面光滑(不銹鋼或食品級塑料外殼)。高可靠性:連續(xù)生產(chǎn)線要求光源長壽命、低故障率,避免停機。防護等級:常用IP65/IP67,防塵防水,耐受清潔劑噴淋。照明方案針對性:透明容器異物/液位:背光是標準方案;標簽檢測:環(huán)形光、同軸光或低角度條形光(查氣泡/褶皺/印刷缺陷);泡罩檢測:常需高亮度背光或特定角度前光穿透鋁箔/塑料;藥片外觀:可能需要多角度照明或特定波長(如藍光查細微裂紋或污點)。可驗證性與文檔:光源參數(shù)(型號、波長、亮度設(shè)置)需納入系統(tǒng)驗證文檔(IQ/OQ/PQ),證明其符合預(yù)期用途并穩(wěn)定可靠。制藥行業(yè)的光源選擇不僅是技術(shù)問題,更是質(zhì)量體系和法規(guī)符合性的關(guān)鍵組成部分。微距同軸光源集成顯微鏡頭,檢測0.2mm電子元件焊點。
點光源與光纖導(dǎo)光:精細聚焦與微距應(yīng)用在機器視覺中,當需要極高亮度、極小光斑或深入狹窄空間進行照明時,點光源(SpotLight)結(jié)合光纖導(dǎo)光技術(shù)成為關(guān)鍵解決方案。點光源通常指能產(chǎn)生高度匯聚光束的光源單元,而光纖(如玻璃光纖束或液體光導(dǎo)管)則負責將光線從光源發(fā)生器高效、靈活地傳導(dǎo)至遠端需要照明的微小區(qū)域。這種組合的重要優(yōu)勢在于:極高的光強密度:可將強大光能匯聚于微小目標點;靈活性與可達性:光纖非常細小柔韌,可輕易伸入設(shè)備內(nèi)部、深孔、縫隙或復(fù)雜結(jié)構(gòu)周圍進行照明,不受空間限制;熱隔離:光源發(fā)生器(常為高功率鹵素燈或LED)可放置在遠離檢測點的地方,避免熱量影響敏感的被測物或光學(xué)元件;光斑形狀可控:通過在光纖輸出端加裝微型透鏡或光闌,可精確控制光斑的大?。◤暮撩准壍絹喓撩准墸?、形狀(圓點、線、方框)和照射角度。點光源光纖照明在微電子(芯片、引線鍵合、焊點檢測)、精密機械(鐘表零件、微型齒輪)、生物醫(yī)學(xué)(內(nèi)窺鏡輔助)、科研顯微以及需要局部高亮照明的場景(如微小劃痕、特定標記點檢查)中不可或缺。選擇時需平衡光強需求、光斑尺寸、光纖長度(光損)和光源的穩(wěn)定性。高顯色光源還原食品包裝色彩,色差檢測達行業(yè)標準。常州光源AOI
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。南通環(huán)形低角度光源光柵同軸
選擇合適光源是一個系統(tǒng)性工程,需遵循科學(xué)步驟:1. 深入分析被測物:明確關(guān)鍵檢測特征、材質(zhì)、表面光學(xué)特性、顏色、形狀、尺寸、運動速度。2. 理解檢測任務(wù):是定位、測量、識別、計數(shù)還是缺陷檢測?精度要求如何?3. 評估環(huán)境約束:安裝空間限制?環(huán)境光強弱?環(huán)境溫濕度?清潔要求?有無震動?4. 確定相機與鏡頭參數(shù):傳感器類型(CMOS/CCD)、分辨率、感光度、是否配濾鏡?鏡頭工作距離、視場角。5. 基于以上信息初選光源類型:突出輪廓/尺寸:背光;抑制反光/均勻照明:穹頂光、漫射環(huán)形光;突顯紋理/劃痕:低角度條形光;通用檢查:環(huán)形光;微小區(qū)域/深孔:點光源/光纖;高速運動:頻閃LED;特殊波長需求:IR/UV光源。南通環(huán)形低角度光源光柵同軸