技術(shù)持續(xù)演進(jìn),主要趨勢(shì)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(qiáng)照明,滿足高速、高分辨率檢測(cè)需求。更智能與集成化:光源控制器集成更強(qiáng)大的處理能力和通信協(xié)議(如IO-Link, OPC UA),實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的照明序列控制、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)性維護(hù)和與AI視覺系統(tǒng)的深度協(xié)同。波長(zhǎng)拓展與定制:更多特殊波長(zhǎng)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(fèi)電子產(chǎn)品檢測(cè)),模塊化設(shè)計(jì)便于快速組合與更換。計(jì)算照明(Computational Lighting):結(jié)合可控光源和算法,主動(dòng)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(dòng)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)?;?,高性能光源成本持續(xù)下降,拓寬應(yīng)用范圍。可持續(xù)性:更高能效、更長(zhǎng)壽命、可回收材料設(shè)計(jì)日益重視。這些發(fā)展將推動(dòng)機(jī)器視覺在更復(fù)雜場(chǎng)景(如弱光、強(qiáng)干擾、微觀世界)中實(shí)現(xiàn)更智能、更精細(xì)的感知。半球形均勻光源實(shí)現(xiàn)軸承360°檢測(cè),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(duì)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(shí),傳統(tǒng)的直接照明會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)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(jì)是一個(gè)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(lái)自四面八方的、極其柔和且均勻的漫射光照射到被測(cè)物表面。這種照明方式的精髓在于:它將點(diǎn)光源或小范圍光源擴(kuò)展為一個(gè)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(qiáng)劇烈波動(dòng)。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(shí)清晰地顯現(xiàn)出表面細(xì)微的紋理變化、劃痕、凹坑、異物或字符,而不會(huì)被強(qiáng)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(shí)需關(guān)注穹頂尺寸(匹配視場(chǎng)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(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)較大,可能占用較多空間。蕪湖條形光源遠(yuǎn)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(zhǎng)(顏色)、照明角度、尺寸(覆蓋視場(chǎng))、亮度(考慮環(huán)境光壓制和曝光時(shí)間)、均勻性要求、是否需要頻閃/智能控制。7. 實(shí)物測(cè)試與驗(yàn)證:這是重點(diǎn)的步驟。搭建模擬環(huán)境,使用候選光源實(shí)際照射被測(cè)物(包括合格品和缺陷品),用相機(jī)拍攝圖像。評(píng)估:關(guān)鍵特征是否清晰凸顯?對(duì)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(cè)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(cè)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(hù)等級(jí)等因素。切忌只憑經(jīng)驗(yàn)或產(chǎn)品目錄選擇,實(shí)物測(cè)試是確保成功的關(guān)鍵。
制藥行業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、安全性和可追溯性要求極高,機(jī)器視覺廣泛應(yīng)用于藥品包裝檢測(cè)(泡罩包裝缺粒、漏液、批號(hào)/有效期OCR)、標(biāo)簽檢測(cè)(內(nèi)容正確、位置、有無(wú)、破損)、液體灌裝(液位、異物、封口)、藥片/膠囊檢測(cè)(外觀缺陷、顏色、尺寸、計(jì)數(shù))。光源在此需滿足:嚴(yán)格合規(guī)性:符合GMP(良好生產(chǎn)規(guī)范)要求,如材質(zhì)無(wú)毒、易清潔消毒、無(wú)脫落物風(fēng)險(xiǎn);設(shè)計(jì)應(yīng)無(wú)衛(wèi)生死角,表面光滑(不銹鋼或食品級(jí)塑料外殼)。高可靠性:連續(xù)生產(chǎn)線要求光源長(zhǎng)壽命、低故障率,避免停機(jī)。防護(hù)等級(jí):常用IP65/IP67,防塵防水,耐受清潔劑噴淋。照明方案針對(duì)性:透明容器異物/液位:背光是標(biāo)準(zhǔn)方案;標(biāo)簽檢測(cè):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(cè):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(zhǎng)(如藍(lán)光查細(xì)微裂紋或污點(diǎn))??沈?yàn)證性與文檔:光源參數(shù)(型號(hào)、波長(zhǎng)、亮度設(shè)置)需納入系統(tǒng)驗(yàn)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(wèn)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(cè)0.2mm電子元件焊點(diǎn)。
點(diǎn)光源與光纖導(dǎo)光:精細(xì)聚焦與微距應(yīng)用在機(jī)器視覺中,當(dāng)需要極高亮度、極小光斑或深入狹窄空間進(jìn)行照明時(shí),點(diǎn)光源(SpotLight)結(jié)合光纖導(dǎo)光技術(shù)成為關(guān)鍵解決方案。點(diǎn)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(fù)責(zé)將光線從光源發(fā)生器高效、靈活地傳導(dǎo)至遠(yuǎn)端需要照明的微小區(qū)域。這種組合的重要優(yōu)勢(shì)在于:極高的光強(qiáng)密度:可將強(qiáng)大光能匯聚于微小目標(biāo)點(diǎn);靈活性與可達(dá)性:光纖非常細(xì)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(jìn)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?zé)艋騆ED)可放置在遠(yuǎn)離檢測(cè)點(diǎn)的地方,避免熱量影響敏感的被測(cè)物或光學(xué)元件;光斑形狀可控:通過(guò)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?jí)到亞毫米級(jí))、形狀(圓點(diǎn)、線、方框)和照射角度。點(diǎn)光源光纖照明在微電子(芯片、引線鍵合、焊點(diǎn)檢測(cè))、精密機(jī)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(chǎng)景(如微小劃痕、特定標(biāo)記點(diǎn)檢查)中不可或缺。選擇時(shí)需平衡光強(qiáng)需求、光斑尺寸、光纖長(zhǎng)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(cè)達(dá)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。常州光源AOI
紫外背光模組檢測(cè)PCB板微裂紋,支持小0.05mm缺陷自動(dòng)化報(bào)警。南通環(huán)形低角度光源光柵同軸
選擇合適光源是一個(gè)系統(tǒng)性工程,需遵循科學(xué)步驟:1. 深入分析被測(cè)物:明確關(guān)鍵檢測(cè)特征、材質(zhì)、表面光學(xué)特性、顏色、形狀、尺寸、運(yùn)動(dòng)速度。2. 理解檢測(cè)任務(wù):是定位、測(cè)量、識(shí)別、計(jì)數(shù)還是缺陷檢測(cè)?精度要求如何?3. 評(píng)估環(huán)境約束:安裝空間限制?環(huán)境光強(qiáng)弱?環(huán)境溫濕度?清潔要求?有無(wú)震動(dòng)?4. 確定相機(jī)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(chǎng)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(diǎn)光源/光纖;高速運(yùn)動(dòng):頻閃LED;特殊波長(zhǎng)需求:IR/UV光源。南通環(huán)形低角度光源光柵同軸