在機(jī)器視覺與工業(yè)自動(dòng)化檢測(cè)領(lǐng)域,光源的選擇直接決定了成像質(zhì)量的上限。面對(duì)高反光、高曲率或復(fù)雜紋理的檢測(cè)對(duì)象,常規(guī)光源往往陷入“局部過曝"與“邊緣暗區(qū)"并存的困境。CCS(China)推出的 HLDR3-100 SW-DF-W 是一款集成了環(huán)形無影光與低角度直射光特性的光源產(chǎn)品。作為HLDR系列的重要成員,這款尺寸為100mm級(jí)別的白色光源(-W后綴),通過獨(dú)特的光學(xué)結(jié)構(gòu)與發(fā)光單元布局,成功實(shí)現(xiàn)了“柔光均勻化"與“定向增強(qiáng)"的平衡,為精密檢測(cè)提供了全新的照明方案。
一、 產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念與結(jié)構(gòu)特性
HLDR3-100 SW-DF-W 的產(chǎn)品命名中蘊(yùn)含著其核心技術(shù)密碼?!癏L"代表高亮度(High Luminance),“DR"暗示了其兼顧 Dome(穹頂/無影)與 Ring(環(huán)形)的特性。其中,“DF"則是 “Dark Field"的縮寫,指代暗場(chǎng)照明技術(shù)。這并非普通的正面補(bǔ)光,而是一種專門用于突顯微小劃痕、邊緣凹陷或透明體內(nèi)部缺陷的特殊照明方式。
該光源的外形設(shè)計(jì)遵循了機(jī)器視覺光源的黃金尺寸比例(100mm外徑),便于集成于常見的工業(yè)相機(jī)與鏡頭組合中。物理結(jié)構(gòu)上,它采用了 多角度 LED 陣列布局:
中央至外環(huán)區(qū)域:布置了大面積、高密度的漫射板與散射層。這部分光源通過特殊涂層的內(nèi)壁進(jìn)行多次反射,發(fā)出均勻的漫射光,類似于穹頂光源的效果。
最外緣或特定傾斜角度:集成了獨(dú)立的、經(jīng)過精密準(zhǔn)直的光學(xué)透鏡組。這些LED發(fā)出的光線以極低的掠射角(接近平行于被測(cè)物表面)投射,形成暗場(chǎng)照明效果。
這種“內(nèi)外有別"的結(jié)構(gòu),使得 HLDR3-100 SW-DF-W 在同一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)內(nèi),同時(shí)具備了兩種典型的光線特性:頂部的均勻無影光與邊緣的低角度刺激性光。
二、 核心功能與適用場(chǎng)景
憑借著獨(dú)特的復(fù)合發(fā)光角度,HLDR3-100 SW-DF-W 主要解決了以下三類檢測(cè)難題:
1. 高反光表面的劃痕與凹陷檢測(cè)
這是 DF(暗場(chǎng))功能的核心應(yīng)用。對(duì)于拋光的金屬件、晶圓、鍍鉻零件或玻璃面板,如果使用傳統(tǒng)環(huán)形光或條形光,光滑表面會(huì)像鏡子一樣直接反射出光源的形狀,導(dǎo)致成像中一片慘白,而表面的微小瑕疵(如指紋、淺劃痕、針孔)則被掩蓋。
HLDR3-100 SW-DF-W 利用了“暗場(chǎng)"原理:低角度的光線照射到平滑的鏡面區(qū)域時(shí),光線被反射到相機(jī)視野之外,成像呈現(xiàn)深黑色背景;而當(dāng)光線遇到劃痕、凸起或凹陷的邊緣時(shí),會(huì)發(fā)生漫反射,有部分光線恰好進(jìn)入相機(jī)鏡頭,使得“缺陷"在黑色背景下呈現(xiàn)出明亮的白色或彩色亮點(diǎn)。這種 “亮缺陷-暗背景" 的超高對(duì)比度,是軟件算法識(shí)別缺陷的理想狀態(tài)。
2. 透明/半透明物體的邊緣提取與內(nèi)部異物檢測(cè)
針對(duì)玻璃瓶、塑料透鏡、薄膜或膠水涂層,普通穿透光難以顯示細(xì)微的輪廓變化。HLDR3-100 SW-DF-W 的漫射光部分提供了均勻的背景照明,消除了透明材邊緣的“黑邊效應(yīng)";而其暗場(chǎng)部分則專門用于突出內(nèi)部的微小氣泡、雜質(zhì)顆?;虿痪鶆虻暮穸茸兓?。例如,在檢測(cè)手機(jī)鏡頭保護(hù)玻璃時(shí),該光源能同時(shí)清晰顯示玻璃的輪廓邊界以及表面附著的微米級(jí)灰塵。
3. 高亮度金屬與電子元件的字符識(shí)別
傳統(tǒng)上,金屬表面凸起的壓印字符或蝕刻碼往往難以讀取,因?yàn)橹鄙涔鈺?huì)在字符的棱邊產(chǎn)生強(qiáng)烈陰影,導(dǎo)致字符斷裂或重影。HLDR3-100 SW-DF-W 的 “漫射光主導(dǎo)" 模式可以柔和地覆蓋凹凸不平的表面,消除高光點(diǎn),使字符與背景的灰度差異穩(wěn)定且平滑,從而顯著提高 OCR(光學(xué)字符識(shí)別)的讀取成功率。
4. 3D 輪廓與焊點(diǎn)檢測(cè)
在 SMT 貼裝工藝中,檢測(cè)焊錫的形態(tài)(少錫、連錫或虛焊)需要光線從多角度切入。該光源的多角度特性能夠從不同方向照亮焊點(diǎn)的弧面,呈現(xiàn)焊錫的立體質(zhì)感。搭配相機(jī)的傾斜拍攝,可以構(gòu)建出具有三維陰影效果的圖像,判斷焊點(diǎn)高度是否符合要求。
三、 綜合性優(yōu)勢(shì)與解決痛點(diǎn)
在實(shí)際應(yīng)用中,HLDR3-100 SW-DF-W 解決了工程師面臨的一個(gè)典型矛盾:“要看清缺陷,需要硬光(低角度),但為了覆蓋整個(gè)視野,又需要柔光(穹頂光)。"
消除中心暗區(qū):普通的低角度環(huán)形光在照射深孔或杯狀零件時(shí),中心區(qū)域往往黑暗。HLDR3-100 SW-DF-W 頂部集成的漫射光可以有效填充這一區(qū)域,確保全視場(chǎng)亮度均勻。
抑制眩光:對(duì)于曲面工件(如軸承滾珠、透鏡),單一光源容易產(chǎn)生光斑眩光。該光源通過漫反射層對(duì)光線進(jìn)行了“軟化",使光場(chǎng)過渡自然,保護(hù)了操作人員的視覺體驗(yàn),也減少了相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍壓力。
四、 白色(-W)版本的特殊適用性
型號(hào)后綴的 -W 代表白色光。相比紅、藍(lán)、綠等單色光,白光包含了全光譜成分。這意味著在使用彩色工業(yè)相機(jī)進(jìn)行檢測(cè)時(shí),HLDR3-100 SW-DF-W 能夠還原物體最真實(shí)的色彩信息。它特別適用于需要根據(jù)顏色分揀的場(chǎng)合,例如:檢測(cè)塑料件上的色差、印刷標(biāo)簽的偏色、或電路板上不同材質(zhì)的區(qū)分(如銅與金)。同時(shí),寬光譜的白光對(duì)于全波長(zhǎng)的缺陷(如細(xì)微裂紋對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收差異)具有更高的普適性。
總結(jié)
CCS HLDR3-100 SW-DF-W 并非一款簡(jiǎn)單的“環(huán)形燈",而是一臺(tái)結(jié)構(gòu)緊湊、集成了穹頂無影技術(shù)與暗場(chǎng)增強(qiáng)技術(shù)的復(fù)合光源。它打破了“均勻"與“高對(duì)比度"不可兼得的常規(guī)限制。無論是檢測(cè)金屬表面的發(fā)絲劃痕,還是獲取玻璃基板上的微塵圖像,亦或是穩(wěn)定讀取高反光零件上的二維碼,這款光源都能通過其獨(dú)特的光學(xué)特性提供清晰、穩(wěn)定、高對(duì)比度的成像環(huán)境。它是自動(dòng)化檢測(cè)產(chǎn)線上解決“疑難雜癥"成像問題的利器,尤其適用于對(duì)表面質(zhì)量要求的精密制造業(yè)。
