Diffusore coassiale compatto per spazi di integrazione ristretti
- Un divisore di Fascio interno a 45 gradi reindirizza la luce dei LED laterali verso il basso attraverso la parte inferiore.
- Offre una diffusione equivalente a quella di una cupola in un pacchetto di alluminio sottile e a basso profilo.
- La telecamera guarda verso il basso attraverso una finestra superiore trasparente lungo lo stesso asse coassiale dell’Illuminatore.
- Ideale per celle di ispezione ristrette in cui non è possibile ottenere un’apertura verticale completa della cupola.
- Il Divisore di Fascio introduce una penalizzazione del flusso di fotoni di circa 4×, compensata da una maggiore densità di LED o dal funzionamento stroboscopico.
- Combina con la polarizzazione incrociata per metalli rivestiti altamente lucidi e laminati ad alta brillantezza.
Gli Illuminatori a Cupola Piatta sono un’alternativa compatta all’illuminazione a cupola emisferica, in grado di fornire un’equivalente Illuminazione Diffusa Coassiale da un apparecchio a basso profilo adatto a celle di ispezione ristrette. Combinando un divisore di Fascio semi-riflettente con array di LED a emissione laterale all’interno di un sottile corpo in alluminio, la cupola piatta riproduce l’effetto nuvoloso di una cupola piena su superfici piane o moderatamente curve senza lo spazio verticale richiesto da una cupola emisferica.
Principio di funzionamento degli Illuminatori a Cupola Piatta
Una cupola piatta è costruita attorno a un Divisore di Fascio in vetro o polimero semi-riflettente a 45 gradi, alloggiato all’interno di un sottile involucro rettangolare. I LED sono montati su una o più pareti interne del corpo e dirigono la loro emissione sul diffusore, che riflette una parte della luce verso il basso sul bersaglio ispezionato e trasmette la frazione rimanente in modo innocuo al lato inattivo. La telecamera guarda attraverso il Divisore di Fascio dall’alto, osservando il bersaglio lungo lo stesso asse dell’Illuminazione Diffusa discendente.
L’effetto geometrico è simile a quello di una cupola emisferica: la luce arriva al bersaglio da un’ampia gamma di angoli e la luminosità apparente di ogni punto della superficie dipende principalmente dalla sua riflettanza diffusa, non dal suo orientamento. Rispetto a una cupola piena, la cupola piatta copre un angolo solido leggermente inferiore, il che la rende più efficace su bersagli piatti o debolmente curvi. Su bersagli speculari fortemente curvi o tridimensionali, la cupola piena rimane preferibile.
Qualità del Divisore di Fascio e perdita di immagine
Il Divisore di Fascio introduce una perdita di trasmissione di circa il 50% in entrambe le direzioni: metà dell’emissione del LED viene persa sul lato inattivo e metà del segnale dell’immagine viene persa durante il percorso di ritorno dal bersaglio alla telecamera. Questa penalizzazione di 4x del flusso deve essere compensata da una maggiore densità di LED, da tempi di esposizione più lunghi o dal funzionamento stroboscopico. Divisori di Fascio di alta qualità con rapporti di divisione ottimizzati possono ridurre questa penalizzazione regolando il bilanciamento riflessione-trasmissione per favorire il percorso di emissione dei LED, al costo di una contaminazione speculare dell’immagine leggermente superiore.
Applicazioni industriali tipiche
Gli Illuminatori a Cupola Piatta sono essenziali per l’ispezione di superfici piane riflettenti in celle ristrette dove non è possibile installare una cupola completa: controllo di qualità di lamiere stampate, celle fotovoltaiche e circuiti stampati; OCR (Riconoscimento Ottico dei Caratteri) e lettura di codici su etichette lucide e imballaggi in rilievo; ispezione di componenti metallici lucidi come lame di rasoio, strumenti chirurgici e monete; verifica di prodotti rivestiti e laminati; controllo di qualità di parti in plastica rifinite a specchio; e applicazioni in cui più stazioni di ispezione devono essere strettamente imballate e lo spazio verticale è limitato. La famiglia di Illuminatori LED a cupola piatta è stata progettata appositamente per questa geometria.
Criteri di selezione e considerazioni sul design
L’area attiva della cupola piatta deve ospitare l’intero campo visivo dell’obiettivo della telecamera con un margine adeguato per garantire un illuminamento uniforme in tutto il campo di ispezione. La distanza verticale tra il Divisore di Fascio e l’obiettivo determina l’angolo solido apparente dell’illuminazione sulla superficie: distanze inferiori producono una diffusione più simile a una cupola, mentre distanze maggiori riducono l’angolo solido effettivo e spostano la configurazione verso un’illuminazione coassiale standard.
Combinazione con la polarizzazione
Le cupole piatte sono spesso combinate con filtri polarizzati incrociati per sopprimere ulteriormente i riflessi speculari residui sulle superfici molto lucide. Un polarizzatore lineare viene posizionato all’interno del corpo tra i LED e il Divisore di Fascio, mentre un analizzatore incrociato viene montato sull’obiettivo della telecamera. Questa configurazione offre un’Illuminazione Diffusa coassiale con una reiezione attiva dell’abbagliamento, particolarmente efficace su metalli rivestiti e laminati lucidi.
Integrazione e limiti
Il basso profilo degli Illuminatori a Cupola Piatta li rende particolarmente interessanti per le celle di ispezione multistazione, per le telecamere dei robot e per tutte le applicazioni con vincoli meccanici stringenti. L’integrazione è generalmente semplice: la cupola piatta viene avvitata al supporto della telecamera e la telecamera guarda attraverso l’apertura dedicata.
La principale limitazione ottica è la penalizzazione del flusso di fotoni introdotta dal Divisore di Fascio, che rende le cupole piatte meno adatte all’ispezione ad alta velocità di obiettivi a bassa riflettanza. Il secondo limite è l’angolo solido di illuminamento ridotto rispetto a una cupola piena, che può lasciare riflessi speculari residui visibili su obiettivi fortemente curvi. In questi casi, si dovrebbe prendere in considerazione una cupola piena o un’attrezzatura combinata con cupola e coassiale. Le cupole piatte eccellono su obiettivi piatti e debolmente curvi, dove la loro compattezza e la facilità di integrazione offrono il miglior compromesso pratico.
Illuminatori LED a cupola piatta Roder Vision
Roder Vision produce una linea dedicata di illuminatori diffusi coassiali compatti progettati per l’ispezione industriale di obiettivi piatti riflettenti in celle ristrette. La gamma comprende dimensioni standard per l’ispezione generale e configurazioni specifiche per l’integrazione OEM (Produttore di Apparecchiature Originali).
- Illuminazione diffusa coassiale compatta per bersagli piatti riflettenti – Illuminatori LED a cupola piatta
- Cupola emisferica completa per obiettivi fortemente curvi dove la cupola piatta non è sufficiente – Illuminatori LED personalizzati
- Pannello frontale diffuso come alternativa per geometrie non coassiali – Illuminatori LED a pannello
Per le linee di ispezione ad alta velocità che richiedono un funzionamento stroboscopico sincronizzato per compensare la penalizzazione del flusso del Divisore di Fascio, il catalogo RODER comprende driver LED e controller elettronici dedicati, nonché cavi industriali e sistemi di fissaggio compatibili con i sistemi di Visione Artificiale.