格栅光源

 

一、应用背景

电泳等反射率相对较低的漆面缺陷动态检测场景，具有高亮度高对比度，适用于内板动态成像。光源能够凸显缺陷的局部缺陷特征。图一为透射式条纹光源和高对比度条纹光源成像的差别。

备注：由于透射式条纹光是面光源，而检测表面光洁度较低，散射后条纹模糊不清，因此透射式条纹光(液晶显示器、透射膜条纹光）不适合做ED缺陷检测，需要单独设计光源进行缺陷成像。

Demo目前效果如图2所示：

由于投射式条纹光属于平面光无法控制杂散光和光的方向，表面漫反射。

 

 图1： 左：栅格式条纹光       右：透射式条纹光

磨砂表面的缺陷成像需要测试验证

 

二、格栅条纹光源光学设计

（一）光学设计原理

设计原理如图2所示

 

图2

n 当2D*TAN(θ)≥（W1+W2），亮条纹边缘之间就会出现重叠(如图2中D2距离处的蓝色区域)，这样导致图像对比度降低，边缘模糊。

n 当2D*TAN(θ)＜（W1+W2），亮条纹边缘之间则不会出现重叠(如图2中D1处则没有重叠。

其中:θ(最大出射角) D(光槽深度） W1(亮条纹槽的宽度） W2(暗条纹槽的宽度)

（二）设计要点：

ü 减小亮条纹重叠区域，或者是消除重叠区域。

ü 消除多次反射杂散光（内部涂覆材料吸光性要好）。

（三）条形光源参数设计

参数	数值
D（mm)）	8.4
W1(mm)	10
W2(mm)	7
工作距离（D1、D2、D3）	D1 = 250 D2 = 300 D3 =500

 

理想情况: TAN(θ)＜0.034 ➩  θ < 2º  深度D ≈ 150mm

（四）结论及优化方向：

由于移动式光源的设计需要考虑重量和体积，如果深度太深，体积较大，需考虑其它优化方法。

 

图3: 1 LED灯珠2 电路基板 3 非球面透镜

   

          左：无透镜                    右：有透镜