In the realm of industrial automation, glass and transparent materials represent the « final frontier » of machine vision. Unlike opaque objects, transparent substrates do not simply reflect light; they transmit, refract, and polarize it. Achieving a 100% quality hit rate requires more than just a high-resolution camera—it requires a sophisticated understanding of Vision Lighting for Glass and Transparent Material Inspection.
Des flacons pharmaceutiques aux pare-brise automobiles, la bonne stratégie d’éclairage fait la différence entre détecter un défaut critique et un produit non conforme livré au client.
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Les défis spécifiques de l’inspection du verre et des matériaux transparents
La difficulté principale de l’inspection du verre tient à ses propriétés optiques. Le verre est par nature conçu pour laisser passer la lumière, ce qui rend les techniques d’éclairage frontal standard quasi inutiles.
Les ingénieurs sont confrontés à trois obstacles principaux :
- Réflexion spéculaire : les surfaces très polies créent des « hotspots » qui aveuglent les capteurs de caméra.
- Faible contraste : les défauts tels que les bulles transparentes ou les rayures ont la même couleur que l’arrière-plan.
- Réfraction : la nature courbée de nombreux objets en verre (comme les bouteilles) dévie la lumière, créant des distorsions optiques qui peuvent être confondues avec des défauts.
Mode en transmission : rétroéclairage pour la détection de défauts internes
The most common and effective setup for transparent materials is Transmission Mode. By placing a uniform LED backlight, such as the RODER BL3 Series, directly behind the object, the system operates on the principle of light occlusion.
When the light passes through the glass, any internal impurity—such as a stone, a metallic inclusion, or a large bubble—blocks or scatters the light. This creates a high-contrast dark spot against a bright white field, allowing the vision software to trigger a « Fail » result instantly. This is the gold standard for verifying liquid fill levels and checking for contaminants in the food and beverage industry.
Mode en réflexion : détection des revêtements de surface et des rayures
While transmission looks through the glass, Reflection Mode looks at the surface. This technique is essential for inspecting specialized coatings (like anti-reflective or hydrophobic layers) and detecting fine surface scratches that do not penetrate the thickness of the material.
By angling the light source at a specific incidence, the camera captures the light bouncing off the surface. Any disruption in the coating or a physical scratch will alter the reflection pattern, making the defect visible as a bright glint or a dark void.
H3 : éclairage darkfield pour inclusions et microbulles
When defects are smaller than 0.1mm, standard backlighting may « wash out » the flaw. This is where Darkfield Illumination shines. In a darkfield setup, the light source is positioned at a low angle, so the light does not directly enter the camera lens.
In a perfect piece of glass, the camera sees a black image. however, if a micro-bubble or a tiny inclusion is present, it scatters the light into the lens. The result is a brilliant, glowing defect against a pitch-black background. This method is unparalleled for high-precision optical component inspection.
H3 : techniques d’éclairage latéral pour panneaux de verre plat
For large, flat glass panels, Edge Lighting (or Side-lighting) is a highly efficient technique. Light is injected into the thickness of the glass from the sides. Due to Total Internal Reflection (TIR), the light remains trapped within the « sandwich » of the glass.
If there is a crack, a chip, or a laser-etched mark on the surface, the TIR is « frustrated, » and the light escapes at that specific point. This causes the defect to illuminate brightly, making it easy for the vision system to identify structural cracks that could lead to catastrophic breakage.
H3 : SWIR pour l’inspection en transmission dans le proche infrarouge
Sometimes, the most dangerous defects are invisible to the human eye and standard CMOS sensors. Short-Wave Infrared (SWIR) lighting and imaging allow for inspection in the 900nm to 1700nm range.
Le SWIR est particulièrement utile pour :
- Inspecter des plastiques opaques qui sont transparents dans le spectre IR.
- Détecter l’humidité ou les niveaux de liquide à travers des verres sombres.
- Identifier des revêtements chimiques spécifiques qui ne réagissent qu’aux longueurs d’onde infrarouges.
H3 : lumière polarisée pour l’analyse de la biréfringence sous contrainte
Glass is a « frozen liquid. » If it is cooled too quickly or handled improperly, internal stresses develop. These stresses are invisible under normal light but can cause the glass to shatter spontaneously.
By using Polarised Light, manufacturers can perform Stress Birefringence Analysis. By placing the glass between two crossed polarizers, internal stress patterns appear as colorful « fringes » or rainbow patterns. This allows quality controllers to reject components with high structural tension before they reach the assembly line.
Solutions RODER Vision pour l’inspection du verre et des composants optiques
At RODER, we understand that every glass inspection challenge is unique. Our Vision BL3 Series and specialized optical illuminators are engineered to provide the uniformity, stability, and spectral purity required for high-speed industrial environments.
Qu’il s’agisse de mesurer la précision dimensionnelle d’une lentille à ±0,05 mm ou de détecter des bulles de 0,3 mm dans des flacons médicaux, nos solutions d’éclairage fournissent la base d’un système de vision robuste et « zéro défaut ».
Produits et technologies
Contacts et informations
Contact pour informations générales : info@roder.it
Partenaire d’intégration de systèmes et de capteurs : www.roder.it
Division Vision Artificielle de RODER : www.rodervision.com
Division Instruments de RODER : www.innovacheck.com
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