紫外线检查检测超小细节

当我们的祖先使用富含胶原蛋白的动物骨骼，蹄子，角和隐藏形成完美的胶粘剂时，胶水加入材料的使用可以追溯到6000多年。早期的人类发明人还发现，鱼鳞和骨骼产生裸眼不可检测的透明粘合剂，并且可能首先用于照相过程。

当制造商引入紫外线（UV）光以立即固化或硬化粘合剂以及油墨和涂层时，闪烁。UV光最终扩展到检查领域，将门打开到机器视觉行业内的新段，不仅可以检测到不可见材料特性，还可以检查超小波长中的物体。

这是一个利基市场，但垂直于药品包装，半导体检查和电子泄漏检测，目前在机器视觉中扩展UV照明和成像的机会。

荧光蓬勃发展
当机器视觉系统设计师决定使用窄频段或广泛的频谱时，它们以非常具体的原因进行。在紫外线的情况下，“UV波长的性质给出了一个重要的物质，这对对象来说是一种重要的，无论是标记，特征还是增加的水平，”机器视觉解决方案总监Greg凹陷说Edmund光学（巴林顿，新泽西州）。

对于涉及UV光谱的大多数机器视觉系统，UV光用于照亮靶点并激发示踪剂或光学活性分子以在可见的可见中发出荧光。这允许系统设计者通过使用更常用和经济高效的可见光摄像机来捕获返回信号。“对于紫外线灯，客户倾向于365纳米和395纳米，”Matt Pinter，设计工程师和Cofounder说智能视觉灯（Miskegon，密歇根州）。“大多数追踪材料都呼出365，因为它是荧光反应的钟曲线的峰值。”

如今，UV荧光最常见的申请继续检查粘合剂。“客户们铺设了胶珠或将几个部分粘在一起，他们想要找到[清晰胶水]的存在，并验证合适的金额是否存在，”Pinter说。“我们看到类似润滑脂的东西，在那里他们确保机器人铺设了油脂的珠子，并且没有间隙或现场足够大。”

通过添加吸收紫外线和荧光的示踪剂化学品，系统设计人员可以使用剪切过滤器，只能允许荧光波长，大大提高胶水/油脂/粘合剂和所有周围材料之间的对比度。

用“隐形”紫外线印刷，最常见于药品包装，是对紫外线机视觉解决方案有很高的需求的另一种应用。“例如，一瓶眼滴看起来像清澈的收缩包裹在它上面，但是当你用紫外线击中它时，它会透光安全密封，”Pinters说。

紫外线墨水也用于类似的应用，其中包括监管控制或防伪/安全措施，以跟踪和保护产品而无需损害包美学的文本或代码。

看看蜂蜜，紫外线缩小了缺陷
除了荧光应用外，在机器视觉检查中使用UV光的另一个重要原因是光的衍射极限。“衍射限制是您可以通过光学系统看到或生产的最小细节的总限制，”Edmund Optics的空洞解释。

紫外线，波长较短的波长，允许某人看到比可见光的较小物体。例如，半导体行业通过采用UV激光器和成像系统来利用这种物理关系来在微芯片上产生越来越小的电路。

“随着半导体特征尺寸继续下降（现在低于65纳米），需要更短的紫外线波长已经上升，”营销通讯经理Rich Dickerson说：“jai公司（加利福尼亚州圣何塞）。“十年前，320-360 nm之间的紫外线敏感性通常充足。现在最新的系统需要紫外线灵敏度低于200nm。“jai制造了多种能够在此范围内成像的摄像机。

在半导体检查中，UV在掩模版检查和内联检查晶片中使用。“这些内联系统主要用于未绘图的晶片表面检查，这些晶片表面检查寻找波兰标记，晶体凹坑，梯形，空隙或其他可能影响在这些晶片上创建的IC器件性能的缺陷，”Dickerson说。

UV系统也用于Darkfield晶片检查，其通常使用来自低角度UV激光器的散射来识别表面图案缺陷的图案化晶片。“而不是先前系统中使用的旧照片乘法器管，这些系统使用具有高倍率光学元件的UV摄像机来提供更好的分辨率和更高的吞吐量 - 大于每秒1千兆像素，”Dickerson解释说。

在汽车空间中，紫外线灯可以检测驱动器组件的划痕或挖掘，延续Dickerson。“这些可以提高这些运动部件的摩擦，从而降低性能，增加磨损和减少操作寿命。”

UV相机还用于检测由电力传动塔的电力泄漏产生的uv电磁波，这可能表明某些东西是电磨损的并且需要修复。检测在125-150nm范围内需要太阳盲相机的传动塔中的电子泄漏。

“The camera relied on intensified tubes to get enough amplification of that signal, but now, it’s commonly done using a solar-blind filter on a standard UV camera, as long as the camera has a reasonably low-end range,” according to Dickerson. “The filter blocks out visible light and the higher UV range as well. All that is left is really low UV, which is known as the corona effect. Even the UV that’s produced by the sun doesn’t get into that low range.

Dickerson说：“它类似于在平板检查中查看电路，其中紫外光谱中的某种发射显示在像素之间的像素之间或在平板显示器的可见层后面的控制电路之间。”

克服紫外线限制
由于传感器上的标准玻璃盖将阻塞UV光，因此UV摄像机需要无斜覆或结晶盖。虽然Crystalline Covers保护传感器免受物理损坏，但Dickerson注意到它们使相机更昂贵。

更重要的是，放置在像素上的岩性涂层可以充当UV放大器。“储层是一种磷光体涂层，其通过在500-650nm范围内发光而使UV光撞击，”Dickerson解释说。“由于UV相机配备了对可见的传感器以及紫外波长，因此具有卵涂层的紫外线的成像器具有uV量子效率（Qe），从该磷光中升高30-50％。”

玻璃不仅用来保护传感器，还用于增加每个像素的光聚集功率。例如，当涉及激光 - 分析应用程序时，“用户愿意牺牲由聚合物微透镜提供的灵敏度的增加，从而增加像素的填充因子，以避免它们正在成像的光源失真，”Dickerson说。“微透镜不抑制UV光线标准覆盖玻璃的方式。他们确实介绍了一些正常的“边缘”效果，这就是为什么激光分析通常需要没有微透镜的成像器。“

使用紫外线成像时的另一个批判考虑因素是较短波长是指UV光的速度比可见光或红外光更能携带。据jai的Dickerson称，紫外线传感器的寿命比处理正常可见光的寿命要短得多。

“实际的寿命取决于UV光的强度，但通常传感器劣化将比可见应用更快地发生左右五倍，”Dickerson估计。

紫外线灯也与自己的一组缺点竞争。其中的关键是效率差。根据智能视觉灯'Pinter，典型的紫外线灯将有50,000小时的寿命，而可见光相比为100,000。

“我们投入的能量进入热量，”Pinter说。“紫外线灯迅速燃烧。无论是胶水还是荧光，人们都无法获得足够的UV光。所以他们会跑灯很难。“

就像机器视觉和微处理器之间的关系一样，机器视觉从粘合剂固化的增长中受益，即使它不能为此目的销售灯。“紫外线固化的增长已经降低了UV LED灯的价格，低于5美元，而四到五年前我们支付了30美元，”Pinter说。

虽然世界尚未开发“杀手应用程序”，但在每种手机中放置UV相机并推动紫外线摄像头的数量，对UV应用有足够的需求，使行业感兴趣。就像微泡仪的出现一样，将IR成像对群众开放，机器视觉行业的一些兴趣可以很长的路要孵育下一代技术，以获得本发明的应用。

因此，虽然UV照明可以代表机器视觉中的利基段，但是由半导体，包装和制药行业的支持，机器视觉设计师仍然询问他们的组件供应商的同一问题：“你能去多么低？”