曲面上的凹凸瑕疵檢測：電子業應用案例
什麼時候該用3D檢測？
近年漸漸有越來越多使用者考慮用3D檢測取代以下情境的2D檢測：
■ 待測物有圖案或圖形
用灰階的差異檢測表面的凹痕，可能會受圖形干擾導致誤判；但凹痕本身跟表面有高度差，因此用3D檢測可以避免圖案干擾的問題。
■ 易反光的曲面待測物
將光源打上曲面上時，通常有幾個位子的反光會特別強，甚至導致過曝。在AOI系統上，若是瑕疵剛好出現在反光強的地方，那麼演算法就會有漏檢或誤判的可能。
用3D Sensor拍到曲面的凹痕只是第一步，但要怎麼用軟體檢測，仍然是軟體工程師困擾的問題。
在「不知道如何檢測曲面上的凹凸瑕疵？只需1個步驟就解決」的案例中，我們提到Surface curvature correction（曲濾補償)工具，可以在保留瑕疵特徵的前提下，把曲面拉成平面，進而再以Blob找出凹痕或突起瑕疵。
這次我們以滑鼠的瑕疵檢測做為示範案例，使用LMI Gocator 2000系列的線雷射3D Sensor，搭配內建的軟體工具檢測反光曲面上的多種瑕疵。如果您有類似的狀況，此篇範例對您也許會有幫助。
應用案例：怎麼檢滑鼠上的多種瑕疵？
滑鼠上有兩種類型的瑕疵，紅圈的是凹痕跟刮傷，藍圈的是奇異筆的髒污，共三處，我們希望能夠一次把所有的瑕疵檢測出來。
如前文所述，用傳統2D AOI拍攝曲面容易遇到反光問題，例如上圖的照片只是在一般日光燈下，已經可以看到有幾處反光比較強，這些地方在檢測時通常很容易產生過曝。
下圖是實際2D線掃描的影像，光源從產品的正上方往下照射。可以看到上半部的反射較弱，只有70左右的灰階(@8bit)；但是下半部的地方反射較強，已經出現過曝，且瑕疵正好位於過曝區域，導致無法使用2D檢測。
如果用3D Sensor拍攝，就能解決反光問題，清楚拍到凹痕跟刮傷（下圖紅圈處)：
怎麼處理惱人的曲面高度差？
拍到凹痕後，該如何檢出凹痕？一般軟體工程師直覺會想用Blob來找出這些瑕疵，但這些凹痕與刮痕在曲面上，高低位置都不同，導致無法找到合適的高度閥值。
碰到這種情況，使用曲濾補償功能就可解決，比如LMI 3D Sensor的內建軟體GoPxL中就有這個好用的工具。為了方便展示，我們先用Mask工具截取下半部有瑕疵的區域。但即使只截取有瑕疵的區域，曲面還是存在6mm左右的高度差。
接著，我們用Surface curvature correction工具把曲面拉平，過程中完全不會影響原有的瑕疵。拉平後，可以看到滑鼠上的圖案跟凹痕都清晰地保留下來：
最後再用Blob工具，就可以順利找到三個凹痕跟刮傷。值得一提的是，GoPxL內建工具除了Blob的數量，還可以輸出找到的Blob XY座標。
除了Surface Curvature Correction以外，LMI的GoPxL還有內建各種各樣豐富的軟體功能。如果您對於導入3D sensor，或者對3D的各種不同功能有興趣進一步瞭解，歡迎隨時與LINX Taiwan聯繫，由專業的3D團隊為您詳細說明及評估。