3D视觉应用

哪些缺陷

 仅靠2D图像不易发现？

翘曲、凹陷

高度差、装配嵌合不良……

很多缺陷藏在“高度形貌”里，只看颜色、灰度，可能存在漏检风险。

2026年10月27-29日深圳机器视觉展暨机器视觉技术及工业应用研讨会（Vision China Shenzhen）即将开幕，基恩士将携其LJ-S8000系列产品，在展会现场展出，如需评估产线改造可行性，欢迎来现场和工程师深层次探讨。

LJ-S8000系列

全自动扫描3D视觉系统

支持多种全新或改造设备的安装情况：

➤ 回转工作台：在目标物的短暂停止时间内完成检测，无需额外的检测工序，只需安装到现有设备上即可；

➤ 可配备机械手：配备机械手，支持对各种角度及位置进行检测，无须担心机械手的振动及直线性，可稳定检测；

➤ 独立检测：跟踪目标物的位置及倾斜进行检测，用手放置，即可完成检测；

➤ 步进式供料器：在目标物的短暂停止时间内完成检测，在现有设备后续加装，便可轻松导入3D检测；

➤ 最大视野640×640mm可实现各类工件的检测：即便是难以在线化、因多品种小批次而难以实现检测器统一化的课题，也可以利用3D检测来节省工时。通过轮廓检测功能，只需放置进去，即可不易受测量范围内目标物姿态的影响进行检测。

应用场景

锂电场景

焊接反光、BUSBAR翘曲、防爆阀凹陷，用高度做判断，可有效抑制反光干扰。

半导体电子

芯片翘起、封装翘曲、针脚高度异常，同时完成测量+读码，一机多用。

汽车零部件

转向节尺寸、车门间隙段差、卡扣装配、轴承压入状态检测，适配机械手，做大范围扫描。

金刚石晶圆检测应用

随着高功率器件的散热需求提升，金刚石晶圆作为新一代散热衬底逐渐普及，但其超高硬度与脆性也为检测带来了挑战。本文结合实际检测案例，介绍非接触测厚技术如何解决金刚石晶圆的TTV、Warp等参数检测难题，为键合工艺提供精准的数据支撑。

2026年10月27-29日深圳机器视觉展暨机器视觉技术及工业应用研讨会（Vision China Shenzhen）即将开幕，优可测也将携其产品及解决方案来到展会现场，欢迎各行业同仁莅临交流。

先进制程的“钻石”晶圆，

从管控厚度开始？

随着半导体制程不断迈向3nm、2nm的先进节点，晶圆的加工精度要求已经到了微米级甚至纳米级。一片合格的晶圆，从原料到表面加工都充满了对工艺能力的挑战。

目前越来越普及的超薄晶圆，其厚度一旦低于50μm以下，硅片的机械脆性会大幅上升。若是利用硬度高、加工难度大的SiC、GaN等第三代半导体材料制成的晶圆，检测要求只会更严苛，精度要求也会更高。

新一代散热片的检测挑战

金刚石晶圆：

和传统硅晶圆、玻璃晶圆相比，金刚石晶圆具备超高热导率、超高机械强度与硬度、超高电绝缘性，特别是它的超高热导率，和如今超高堆叠率的芯片需求完美契合。

金刚石晶圆作为散热片时，需要和GaN或硅片键合。在键合的过程中，需要把控其Warp和Bow以保证键合界面的贴合度，此外，晶圆TTV也会影响键合片的精度。

传统检测的痛点:

过去，针对这类硬脆晶圆的检测，很多工厂采用的都是接触式测厚方案：通过探针压在晶圆表面，获取单点的厚度数据。但这类方案的缺点明显：

· 样品损伤风险：探针的机械接触，不仅容易刮伤金刚石晶圆表面，对于超薄金刚石晶圆而言，探针的压力还可能导致晶圆碎裂，造成原料损失。

· 效率与数据完整性不足：单点测量的效率低，单晶圆检测往往需要十分钟，且仅能获取少量点位的数据，无法掌握晶圆全表面的厚度与形貌均一性，难以满足先进工艺的质量管控需求。

优可测晶圆测量方案：

高精度、高速度、客制化

优可测接到了客户需求：测量3寸多晶金刚石的TTV、Warp、Bow，精度要求亚微米级。后续，该项目采用了优可测全自动非接触厚度测量仪APS系列进行检测，实测效果如下：

非接触点光谱对射技术，

彻底避免损伤：

优可测采用点光谱对射测量技术，上下两个传感器同步采集晶圆正反表面的高度数据，全程无任何机械接触，彻底避免了检测过程中的样品损伤，同时测量精度可达0.5μm，完美匹配客户的亚微米级精度要求。

定制化载台，

适配不同的应用场景：

针对金刚石窗口片，要保证实际的应用场景，优可测采用三点支撑载台进行测量，测量出窗口片带重力后的形貌，契合实际应用场景。

针对金刚石散热片，优可测采用高精度陶瓷载台支撑，测量晶圆去除重力影响后的翘曲，为键合工艺提供精准的形貌数据，保障键合界面的贴合度。

全参数高效检测，

一次扫描搞定所有数据：

一次扫描即可同步获取晶圆的厚度、TTV、Warp、Bow等全参数，同时生成全表面的厚度 / 形貌分布热力图，客户可以直观掌握全片的均一性情况，检测全程不超过2分钟，检测效率与数据完整性较传统接触式测量提升60%以上！

除金刚石晶圆以外，优可测全自动非接触厚度测量仪APS，一台搞定主流规格晶圆测量：

电池外观检测应用

图源：Vision China 2025（深圳）

在消费类电池自动化产线上，外观检测始终是最容易“卡脖子”的环节。从手机、耳机到可穿戴设备，电池正朝着高能量密度、柔性封装快速迭代——铝塑膜软包、黑膜软包、圆柱电池、纽扣电池同台共线，材质不同、曲面不同、反光特性各异。传统打光方案要么过曝、要么欠曝，要么让缺陷被反光彻底“掩盖”，漏检、误检居高不下，换型调试更是耗时费力。

当“电池颜值”成为安全与品质的第一道关口，一双真正看得清的“智造之眼”，正是产线最需要的答案。东莞市沃德普自动化科技有限公司（简称沃德普）的2.5D光度立体检测方案，以多路时序光学为矛、以形貌重建算法为盾，让软包、纽扣、圆柱电池的表面缺陷，无处遁形

行业痛点：传统打光的五大短板

消费类电池外观缺陷种类多、材质杂，传统光源方案普遍面临五重困境：

■ 材质复杂，一套光源无法通吃：铝塑膜高反光、黑膜低反射、钢壳镜面反射、圆柱曲面漫反射，普通常规光源很难适配全品类。

■ 缺陷微弱，成像对比度不足：褶皱、压痕、浅划痕、微小凹坑、鼓包，在普通光照下几乎“看不见”。

■ 高反光导致过曝，缺陷直接丢失：软包铝塑膜、金属钢壳极易产生镜面高光，把真实缺陷完全掩盖。

■ 无法区分“污渍”与“真实凹凸缺陷”：表面灰尘、油污容易被误判为凹坑、鼓包，造成大量误检。

■ 产线换型成本高：不同电池型号要频繁更换光源、调整角度，效率低、稳定性差。

要让缺陷从“看不见”到“一目了然”，需要的不是更亮的光，而是更“懂”表面的光

什么是2.5D光度立体？

“光度立体=多角度时序打光+表面形貌重建”

➤ 步骤1：

多角度打光：相机不动、产品不动，多路光源依次快速打光，从不同方向采集多张光照图像。

作用：增强二维图，缺陷更清晰、对比度更高，适用于常规外观判读。

➤ 步骤2：

算法重建：系统根据明暗变化，计算出电池表面每一点的法向量与高度信息，让“平面信息”升级为“立体信息。

作用：2.5D形貌图，真实还原表面凹凸，“平面脏污”与“立体缺陷”一眼区分。

⭐ 沃德普技术要点：

多路光源精准时序控制，轻松适配高速产线节拍；

专为电池曲面、软包材质优化光源排布；

同时输出2D增强图+2.5D形貌信息，检测维度翻倍；

自研光源与控制器，方案自主可控；

兼容多材质、多型号电池，一套系统全面覆盖。

解决了哪些关键问题？

· 压制高反光：铝塑膜、钢壳不再过曝，缺陷完整呈现；

·

 提升弱对比度：黑膜、深色表面上的微弱缺陷清晰可见；

· 3D形貌区分真假缺陷：凹坑、鼓包与灰尘、油污不再混淆，误检率大幅下降；

· 曲面全覆盖：圆柱电池周面多角度均匀成像，检测无死角；

· 一机多用，换线零负担：软包 / 圆柱 / 钢壳 / 纽扣全品类兼容，大幅降低换线成本与调试时间；

真实案例：成像效果对比

案例一｜黑膜软包电池

检测需求：褶皱、压痕等表面缺陷检测；

传统痛点：黑膜吸光，图像整体偏暗，微弱缺陷几乎看不见；表面纹理与缺陷难以区分；

光度立体效果：多方向补光增强后，杂乱纹理被有效抑制，微弱划痕、凹坑、褶皱的对比度大幅提升，形貌清晰可见。

➤ 极耳未翻折电池

极耳未翻折电池

案例二｜纽扣电池（CR2032）

检测需求：表面划痕、凹点、压伤、印刷标识完整性、边缘缺陷；

传统痛点：金属壳面高反光，光斑掩盖缺陷；弧面边缘成像不均匀；

光度立体效果：重建表面法向量后，镜面反光被有效消除，细微划痕和凹坑以高对比度呈现；形貌图与最大值融合图可分别提取不同类型缺陷，印刷标识同样清晰可辨。

案例三｜软包圆柱电池

软包圆柱电池 · 产品实拍图

检测需求：包膜鼓包、褶皱、压伤、表面凹坑、划痕；

传统痛点：圆柱曲面光照不均，边缘与弧面成像效果差，鼓包等立体缺陷在传统2D图像中几乎不可见；

光度立体效果：多路光源覆盖圆周，输出最大值、法向量、反射率、灰度融合、曲率、相对高度等六维预处理图像，凹坑和鼓包一目了然。

➤ 六维预处理效果图（表面凹坑）

案例四｜手机钢壳电池

检测需求：极片打皱；

传统痛点：钢壳表面轻微凸起弱缺陷几乎看不见；表面纹理与缺陷难以区分；

光度立体效果：通过算法调整将电池表面轻微凸起以高对比度呈现。

以光为尺

护航每一颗电池的“出厂颜值”

消费电池的品质竞争，从来不只是容量与循环寿命的较量，更是制造细节的角力。当外观缺陷与安全隐患直接挂钩，检测环节早已不是产线上的“减速带”，而是守护品牌口碑的第一道防线。

沃德普2.5D光度立体检测方案，以全面覆盖的成像能力、微米可辨的形貌精度与高效稳定的产线节拍，为消费电池制造企业提供一站式外观检测解决方案——它不只是一套光源与算法，更是智造时代，对“零缺陷”承诺的光学表达。

■ 兼容软包 / 圆柱 / 纽扣 / 钢壳全品类；

■ 同时输出2D增强图+2.5D形貌图，信息维度翻倍；

■ 破解反光、弱对比度、误判三大核心难题；

■ 多路时序精准控制，适配高速产线节拍；

■ 成本远低于激光3D，部署更快、稳定性更强；

■ 自研光源、控制器与算法，服务响应更快。

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