检测背光字符的亮度、色度及缺陷时同步生产

话题:
作者:
Anne Corning

1927年5月,Charles Lindbergh完成了首次跨大西洋飞行,创造了新的历史。当时,他驾驶一架名为“圣路易斯精神号”的飞机,从纽约长岛飞到法国巴黎,总计耗时14小时25分钟。这架飞机只有一个简单的驾驶舱,配有一些基本仪表和控制台以及用于切换燃料箱的旋钮,无任何照明装置。自那时起直到今天,95年过去了,飞机驾驶舱的设计和照明配置已经取得了长足进步。现在,一架标准喷气式飞机包含多种发光字符和控制台、显示屏以及内部和外部照明装置。

Spirit of St. Louis instrument panel

Ryan NYP N-X-211 圣路易斯精神号飞机上的仪表板和燃料歧管(图片: © Donald A. Hall Photograph & Document Collection)

背光标识和字符现已成为确保航空安全的关键组成部分之一,并且在汽车、公共场所标识、医疗设备、工业控制面板和发光计算机键盘等多种应用中也已变得司空见惯。

backlit applications composite

背光符号应用示例,顶排从左到右:设备控制装置和键盘、仪表板和航空电子设备、计算机键盘;中排:汽车仪表板(左)、中控台(中)和 LED背光灯条和图案(右);底排从左到右:汽车后视镜盲点指示灯、飞机安全符号、发光标识。

在航空和汽车行业,背光照明通常用于聚光照亮关键按钮和控制装置,发光符号则为操作人员提供关键信息,比如警示灯。在这些受到严格监管的行业中,不同的背光元件必须遵循明确的外观规范要求。发光元件必须满足亮度(照度)、颜色(色度)、清晰度和形状方面的严格标准,以确保在任何环境照明条件下,并且无论是白天还是夜间,飞行员或驾驶员都能够看到和辨认发光元件。

Boeing cockpit_night_backlit

现代飞行员高度依赖于波音客机驾驶舱内的一系列背光指示灯和控制装置以及不同类型显示器。

背光符号和标识的质量问题

背光符号通常是通过在光源(比如LED阵列)前面放置特定的材料层(比如不透明薄膜)制成。然后在顶层进行模板印刷(例如使用激光切割技术),形成字母、图标和形状。所形成的符号可能会因切割错误而导致某些缺陷,比如缺少元素(排除)、出现额外元素(夹杂)、形状奇怪的元素或者位置或方向错误(旋转)的符号。制造商们必须仔细检测背光面板,以纠正这些类型的错误。

dashboard_backlit_warning symbols

虽然没有司机会希望在驾驶期间看到这些背光符号(指示油位低、检查引擎),但我们都应该感谢其提供的清晰预警,可有效防止车辆损坏或故障。

为符合安全要求,背光面板和薄膜制造商们还必须确保面板或标识的所有区域满足严格的亮度和色度公差。在生产中,这意味着必须对通过覆盖层看到的背光的任何变化进行测试。质量问题可能是由照明阵列引起的,比如LED亮度值不符合要求,或者整个标识上或不同符号之间的色度不一致。

通过检测确保符合监管标准

瑞淀的亮度和色度测量系统可用于确保公共标牌、航空舱、方向和信息指示面板及设备控制装置所使用的背光标识和薄膜的均匀性。瑞淀的VIP™ (视觉检测软件包)TrueTest™软件将亮度测量功能与缺陷检测相结合,以识别夹杂、排除及其他符号完整性问题。我们的成像技术可以同时测试多个区域,相比人工检测员或点式测量设备,能够更快速、更一致地采集和处理数据。

VIP inspection images

瑞淀的 VIP™ (视觉检测软件包) 软件检测出的夹杂和排除缺陷示例。

通过将瑞淀的VIP软件与ProMetric® I 成像色度计搭配使用,用户能够测量每个带颜色区域的平均亮度、最小和最大亮度点、每个区域的色度均匀性及主波长。制造商们可以确保发光图标、文本和形状的可见性和清晰易读性,获取亮度和色度的精确测量值,并检测背光符号、按钮、开关、指示灯和灯条上的不均匀性。

Exit sign analysis_VIP

瑞淀VIP软件可通过成像系统采集的单个图像进行响应式符号配准、提供用户定义的用于亮度测量(亮度、色度等)的无限关注点(POI)、进行夹杂、排除及其他形状变形等缺陷的自动化检测。

机器视觉 + 亮度测量功能 = 完整解决方案

凭借VIP软件,瑞淀提供首款完整的背光符号检测解决方案。该解决方案可同时对光线和颜色执行亮度测量,并基于机器视觉进行配准和缺陷检测。VIP软件将这两种功能整合在单套系统中,极大地提高了产品开发实验室和生产线检测的测量效率。VIP软件可帮助制造商们满足汽车、航空航天等行业标准中概述的组件质量和性能要求。

瑞淀的VIP解决方案充分利用机器视觉软件功能,并结合应用瑞淀TrueTest™软件的亮度分析工具,对亮度(cd/m2)、色度(CIE xy、u'v')及图标、文本等独特形状和其他背光组件的精确配准区域内的其他值进行分析。VIP解决方案可帮助制造商们确保瞄准的测量区域不存在因不准确的激光蚀刻或覆盖层、滤色层或其他基板层中的错误引起的夹杂或排除缺陷。

VIP color space analysis

用户可以针对VIP软件配准区域内测得的亮度和色度值设置通过/未通过公差范围,包括特定的关注点(POI)。在此示例中,侧面指示灯(右)上的四个关注点根据其色度(xy)坐标绘制在CIE颜色空间(左)上。CIE颜色空间上由用户定义的椭圆根据测得的POI颜色坐标设置通过/未通过的色度公差范围。

动态配准

在量产检测应用中,瑞淀的VIP解决方案提供一种高效解决方案,可对单个测量图像中采集的多种符号和形状快速进行配准,并将经过训练的配准区域按序列快速应用于所检测的多种组件。配准区域可以在全局范围内(涵盖多种符号)应用,以确保相对符号位置、大小、方向和纵横比的准确性;也可以在局部范围内(逐个符号)应用,动态配准每个符号,以进行测量和缺陷检测。

VIP解决方案可自动定位和配准新方向的符号(随着组件移动或旋转),同时在每个配准区域内维持自定义关注点(POI)的相同相对位置。这种动态配准功能可确保基于相同的POI位置一致地测量一系列组件中的所有符号,用户无需维持精确的治具公差,也无需为每个被测组件重新应用配准区域或关注点(POI)。

VIP rotated shape

VIP软件将保存每个配准区域的POI位置,确保每个图标或形状(比如该航空公司的“系好座椅安全带”图标)的一致测量,包括在组件出现移动或旋转的情况下。

如需了解更多有关汽车行业背光符号检测注意事项的信息,以及亮度测量与机器视觉功能相结合如何能够解决以前视为复杂的视觉检测挑战,请阅读瑞淀发表在Vision Spectra杂志上的以下文章:“将机器视觉与亮度测量系统相结合以解决车载背光符号的检测。”
 

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