在机器视觉与工业自动化检测领域,光源的选择直接决定了成像质量与检测算法的成败。面对高反射、复杂轮廓或微型工件的检测难题,传统环形光或条形光往往会产生眩光、阴影或均匀性不足的问题。而日本CCS株式会社(CCS Inc.)作为的机器视觉光源制造商,其推出的TH2系列同轴落射光源,正是为了解决这些难题而生。TH2-27X27BL(蓝色光源)是该系列中一款经典型号,凭借其独特的光学结构和高均匀性的输出,在半导体、电子元件及精密玻璃检测中发挥着重要作用。
产品介绍
TH2-27X27BL 是一款面发光、高均匀性的同轴落射光源。其核心设计理念是通过特殊的分光镜与漫射板结构,将光线转化为与相机光轴同轴的平行或准直光束。
核心结构与原理:
同轴照明光路:光源内部的高亮度蓝色LED发出的光,首先经过高透光率的漫射板,消除LED芯片的点状纹理,转化为均匀的散射光;然后,呈45°角安装的半透半反镜(分光镜)将这束均匀的散射光垂直向下反射,使其通过光源底部的透明窗口,垂直照射到被测物体表面。同时,物体表面反射的光线可以垂直向上穿过分光镜,进入上方的相机镜头成像。这种 “光线去与回共享同一路径" 的设计,使得相机能够接收到的几乎是正反射光,而环境杂散光被有效抑制。
高均匀性与亮度:TH2系列通过精确设计LED阵列的密度和漫射板的雾度,在27mm×27mm的有效发光区域内实现了的照度均匀性(通常可达90%以上),边缘与中心亮度差异极小,避免了图像中间亮、四周暗的“热点"效应。同时,蓝色(BL,波长约470nm)LED具有波长短、衍射效应小、在金属和硅材料上反射率高的特点,特别适用于高分辨率的细节成像。
核心优势:
镜面表面检测利器:对于像晶圆、抛光金属、玻璃镀膜这样的高反光平面,普通光源拍摄会形成刺眼的亮斑或倒影,掩盖真实缺陷。而同轴光垂直照射后,只有垂直于光线的平坦表面会将光线原路反射回相机,呈现明亮均匀的白色;而划痕、凹陷、凸点等缺陷表面不再垂直于光轴,反射光会偏离相机方向,因此在图像中呈现为暗色或黑色的高对比度特征。这使得TH2-27X27BL成为检测镜面工件上的细微划痕、污渍、压印或镀膜瑕疵的理想选择。
消除倒影与阴影:当检测透明玻璃或薄膜覆盖下的物体时(如玻璃下的字符、薄膜下的电路),普通光源会产生玻璃表面的反光倒影,干扰识别。同轴光垂直照射,玻璃表面的直接反射光被相机接收,但玻璃下的物体表面反射的光也能垂直穿过玻璃和分光镜进入相机,从而 “看穿"玻璃,清晰聚焦于下层目标。
结构紧凑,安装灵活:TH2-27X27BL体积小巧,可直接安装在相机和镜头前方,与镜头的同轴连接方式节省了空间,便于集成到精密检测设备中。
技术参数
注:基于CCS TH2系列公开规格,具体以数据表为准。
| 参数项 | 技术指标 |
|---|---|
| 型号 | TH2-27X27BL |
| 发光颜色 | 蓝色 (Blue) |
| 波长 | 峰值波长约 470 nm |
| 有效发光面积 | 27 mm × 27 mm |
| 照度均匀性 | ≥ 90% (中心到边缘) |
| 输入电压 | 24 VDC(典型) |
| 功耗 | 约 5-10 W(取决于亮度设定) |
| 连接器 | 标准SMR系列或M12连接器 |
| 适用镜头口径 | 支持最大外径约 50-60 mm 的镜头 |
| 外形尺寸 | 约 60 mm(宽)× 60 mm(深)× 30-40 mm(高) |
| 重量 | 约 150-200 g |
| 冷却方式 | 自然冷却(铝制外壳散热) |
| 外壳材质 | 铝合金(表面黑色阳极氧化) |
| 使用环境 | 温度:0-40°C;湿度:20-85%RH(无结露) |
| 寿命 | 约 30,000 小时(参考值,取决于使用条件) |
用途与应用场景
TH2-27X27BL 凭借其同轴照明的独特优势,在以下高难度检测任务中表现出色:
1. 半导体与电子制造
晶圆表面检测:在晶圆制造过程中,需要检测光刻胶涂层是否均匀、是否存在划痕、颗粒污染或图案缺陷。晶圆表面如镜面般光滑,TH2-27X27BL 的同轴光能够清晰凸显出微米级的划痕和颗粒(呈现为暗点),而正常区域呈现均匀亮度。
芯片封装检测:检测芯片基板上的金线键合质量、焊球阵列(BGA)的共面性、芯片表面的激光打标字符。蓝色短波长可提升对高密度电路的分辨率。
硅片边缘崩角检测:通过同轴光均匀照亮硅片边缘,崩角或缺块区域会因反射方向改变而呈现明显暗区。
2. 玻璃与平板显示
手机盖板玻璃检测:检测智能手机屏幕玻璃上的划痕、指纹、镀膜不均或内部气泡。同轴光可消除表面反光,让相机清晰捕捉到玻璃内部或表面的微小缺陷。
液晶面板检查:在偏光片贴附前,检测玻璃基板上的灰尘、纤维或电路短路。对于LCD模组中的彩色滤光片,蓝色光有助于增强对比度。
ITO导电玻璃检测:氧化铟锡(ITO)薄膜镀层在玻璃上几乎透明,但同轴光可以使其表面细微的划痕或镀层缺失变得清晰可见。
3. 精密金属加工
抛光金属表面:检测不锈钢、铝、铜等抛光后的金属零件(如手机中框、医疗器械、模具)上的划痕、麻点、抛光纹路。这些反光的工件,只有同轴光才能获得无眩光的高清图像。
轴承与滚珠检测:检测微型轴承的滚道表面、滚珠的表面光洁度。
刻印字符识别:金属表面通过激光或机械雕刻的字符(凹或凸),同轴光可使字符底部(若为凹坑)变暗,与亮色背景形成良好对比,便于OCR识别。
4. 薄膜与包装
透明薄膜下的检测:检测贴附在透明薄膜下的二维码、标签或异物(例如在药品泡罩包装中,检测铝箔下的药片缺失)。同轴光可消除薄膜表面的反光,直达下层。
高反射包装材料:检测铝箔、镀铝膜、金属罐盖上的印刷质量或划痕。
5. 医疗与生命科学
病理切片数字化扫描:对于带有盖玻片和封固剂的病理组织切片,使用同轴光可以减少盖玻片表面的反射光斑,提升扫描图像清晰度。
微流控芯片检测:观察透明微流控芯片内部的通道是否有堵塞或气泡。
使用与选型建议
镜头配合:同轴光源需配合带同轴光接口的远心镜头或普通定焦镜头使用。镜头前端应伸入光源上方的通光孔,并用固定环锁紧,确保光轴重合。
亮度调节:由于同轴光亮度通常低于直射环形光,建议配合CCS的PD2或PD3系列数字控制器进行PWM调光,在保证足够亮度的同时避免过热。
防尘保护:分光镜和底面窗口极易沾染灰尘,灰尘在图像中会显示为固定的黑色斑点。应定期用无尘布和酒精轻轻擦拭,并保持使用环境清洁。
颜色选择:对于检测红色或近红外敏感材料(如某些硅片、PCB基材),蓝色光可提供更高对比度;若要穿透黄色封装的树脂或滤光片,则需选用红色(RED)或红外(IR)版本。
总结
总而言之,CCS光源 TH2-27X27BL 是一款专为高反光、镜面及透明材料检测而优化的小型同轴落射光源。它将光与相机的视角合二为一,以“上帝视角"垂直审视被测物体,让平坦表面的细微形貌变化无所遁形。
它不像环形光那样创造戏剧性的立体效果,也不像背光那样只追求轮廓剪影,而是追求一种平坦与纯净——均匀照亮整个视野,同时抑制一切杂散反射。在半导体工厂的晶圆检测机台里,在玻璃盖板生产线的AOI设备中,在精密金属零件的外观质检站上,TH2-27X27BL 以清澈的蓝光,揭示了那些隐藏在镜面之下的微小瑕疵,守护着制造的品质底线。
选择 CCS TH2-27X27BL,意味着选择了一种攻克高反光检测难题的专业。它体积虽小,却是解决“看不清、看不准"这一工业视觉顽疾的关键钥匙。


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更新时间:2026-05-25
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