Hoogwaardige beelden bij grote vergrotingen: snelle lenzen met hoge resolutie voor grote lijnsensoren en gebiedssensoren

Update: 2 juli 2023

In de nieuwe productreeks “d.fine HR” kan Qioptiq LINOS met hoge resolutie leveren® d.fine HR 2.4/128mm 3.33x lens, welke geschikt is voor veeleisende lijnsensoren en oppervlaktesensoren. Door zijn zeer hoge lichtsterkte kan hij een hogere scansnelheid leveren, wat zeer geschikt is voor hoogwaardige inspectietaken in de industriële productie. Wanneer de bundelsplitser en de lens perfect op elkaar zijn afgestemd, kan de beste coaxiale lijnverlichting worden bereikt, waardoor de lijn sensor om een ​​helder beeld met hoog contrast te verkrijgen. Bovendien is het optionele gebied module (d.fine HR area scanning module) maakt deze inspectielens met hoge resolutie ook zeer geschikt voor gebruik met een tweedimensionaal gebied sensor.

Figuur 1 De kwaliteitsborging van Qioptiq: hoge resolutie inspectie in industriële productie vereist ook geschikte optische precisiecomponenten

De steeds kleinere tolerantiebereiken in de industriële productie stellen steeds hogere eisen aan optische inspectie en kwaliteitsborging. Naast industriële camera's met grotere beeldsensoren met een hogere resolutie geldt dit ook voor de benodigde industriële lenzen. Om optimaal te kunnen profiteren van de sensoren met hoge resolutie van moderne camerasystemen zijn hoogwaardige optische componenten van professionele fabrikanten zoals Qioptiq vereist. De Duitse dochteronderneming van Excelitas Technologies heeft haar bestaande productassortiment uitgebreid en biedt nu lenzen met hoge resolutie met uitstekende beeldprestaties en hoge kostenprestaties.

Perfecte combinatie

Gezien de hoge eisen op het gebied van machine vision is de productie van elk afzonderlijk onderdeel een grote uitdaging. Belangrijker is echter de interactie tussen componenten, assemblage technologie en verstelsystemen. De gehele keten van het productieproces moet perfect op elkaar zijn afgestemd, van specifiek glas, tot optisch ontwerp gecombineerd met mechanisch ontwerp, tot installatie- en meettechniek. Door de jaren heen heeft Qioptiq een rijke ervaring opgebouwd in deze interactie. Het is een nieuwe LINOS® d.fine HR2.4/128mm 3.33x lens is gebaseerd op meltfit-berekening; dit betekent dat elk gebruikt stuk glas moet worden gemeten, en vervolgens wordt het optische ontwerp aangepast aan de specifieke glassmelt. Dit is een noodzakelijke stap omdat zelfs de strengste tolerantieniveaus van glasfabrikanten te groot zijn om een ​​hoge beeldkwaliteit bij massaproductie te garanderen. Bovendien moet de positie van elk afzonderlijk lenselement uiterst nauwkeurig worden aangepast om kanteling, midden en positionering te bereiken. Qioptiq heeft hiervoor een eigen montagetechniek ontwikkeld, die de montagenauwkeurigheid van de gebruikelijke standaardlens ruimschoots overtreft.

Zeer geschikt voor volautomatisch inspectiesysteem

LINOS® d.fine HR 2.4/128mm 3.33x lens is bedoeld voor fabrikanten van beeldverwerkingssystemen en automatische inspectieapparatuur. Het wordt geleverd als standaardproduct en kan de time-to-market voor het inspectiesysteem van de volgende generatie verkorten, omdat er geen rekening hoeft te worden gehouden met de extra ontwikkelingstijd voor op maat gemaakte lenzen. Qioptiq levert ook bijpassende accessoires voor deze lens: d.fine HR-prismamodule, die kan zorgen voor de beste koppeling van coaxiale verlichting in lijnscantoepassingen. Ook kan de d.fine HR gebiedsscanmodule worden gebruikt met gebiedssensoren. Bovendien kan het d.fine HR-standaardsysteem nauwkeurig scherpstellen en is het geschikt voor industriële camera's met M72-, M90- en M95-schroefdraad. De totale lengte van de lens- en prismamodule kan worden ingesteld op 177.1 mm, en de totale lengte van de lens met gebiedsscanmodule kan worden beperkt tot 146 mm. De optische prestaties van deze nieuwe lens overtreffen de algemeen erkende inspec.x L-lensserie op de markt. De HR-lens zorgt voor heldere beelden met een hoge resolutie en een gelijkmatig hoog contrast in het gehele beeldveld, waardoor hij zeer geschikt is voor verder gebruik elektronisch processing.

Figuur 2 Het heeft bijvoorbeeld een perfecte resolutie voor het inspecteren van de fijnste Circuit structuren op een wafel

De toepassingsgebieden omvatten kwaliteitscontrole in wafers, platte schermen, OLED's, printplaten en glasproductie. Hierbij moet in korte tijd een groot gebied worden afgetast met een tolerantie in het micrometerbereik. Dankzij het grote diafragma is deze nieuwe d.fine HR-lens een ideale keuze geworden voor dergelijke toepassingen, zelfs bij snelle toepassingen kan hij voldoende licht leveren voor de sensor. De lens heeft een brandpuntsafstand van 128 mm en een vergroting van 3.33x, wat aan industriële eisen kan voldoen en inspec.x L 4/105 3.5x kan vervangen. Bovendien is de werkafstand relatief groot, tot 60 mm, wat flexibiliteit biedt voor integratie in verschillende systemen en toepassingen.

Afbeelding 3 De d.fine HR-lens met prismamodule wordt gebruikt om coaxiale verlichting te koppelen om de hoogste beeldkwaliteit te garanderen met 16k/5μm en 16k/3.5μm lijnsensoren

Beperkte diffractie en geen vervorming

LINOS® d.fine HR 2.4/128mm 3.33x kan een extreem hoge resolutie bereiken, tot 300 lijnparen per millimeter in het object. Het is geoptimaliseerd voor de beeldcirkel van 82 mm, dus het is een ideale keuze voor lange-lijnsensoren (16k/32k) en middelgrote sensoren met groot oppervlak (101MP/151MP). Bovendien heeft het ook een uitstekende kleurcorrectiefunctie om hoge beeldprestaties tot aan de rand te garanderen. In de grote beeldcirkel van 82 mm is er bijna geen vervorming. De nominale waarde is minder dan 0.1%, dus er is geen softwarecorrectiefunctie nodig.

Het grote diafragma van 2.4 vergeleken met de vergroting van 3.33x, en het resulterende numerieke diafragma van 0.13, duwt de diffractielimiet naar boven, waardoor een hoge resolutie en lichtintensiteit wordt geboden. Dit helpt de belichtingstijd te verkorten en het productieproces te versnellen, waardoor de opbrengst toeneemt. Dit is het voordeel van de nieuwe lens gebaseerd op diffractie beperkt ontwerp. Ter vergelijking: het diafragma van de inspect.x L-serie lens is f/3.5 of f/4.

Duitse precisiefabricage

De d.fine HR-lens is de eerste lens in de LINOS machine vision-lenzenserie die een pixelgrootte van slechts 3.5 μm ondersteunt wanneer de vergroting groter is dan 1. Ter vergelijking: de inspec.xL-lens optimaliseert theoretisch de pixelgrootte van 5 μm behaalt een maximale beeldprestatie van 50 LP/mm op de sensor en heeft een contrastverhouding van 38% onder de spectrale distributie van 420-680 nm. De nieuwe d.fine HR-lens kan deze waarden ook bereiken met een snelheid van 72 LP/mm in het gehele 82 mm-beeldveld. Om deze hoge kwaliteit bij massaproductie te behouden, moet een stabiel productieproces met hoge eisen aan assemblage- en meettechnologie worden gebruikt. Qioptiq maakt gebruik van een verscheidenheid aan eigen assemblagetechnieken om ervoor te zorgen dat de optische componenten nauwkeurig worden uitgelijnd, gecentreerd en op hun plaats worden gefixeerd om aan strikte toleranties te voldoen. Qioptiq beschikt over de meest geavanceerde laboratoria en meetfaciliteiten om hoogwaardige inspectielenzen te ontwikkelen en te produceren. Naast het MTF-systeem van bekende fabrikanten in de metrologie-industrie heeft Qioptiq ook een eigen MTF-systeem ontwikkeld om te laten zien hoe aan de speciale eisen van inspectielenzen kan worden voldaan en om de productontwikkeling te ondersteunen. In de nieuwe fabriek die in 2010 in Feldkirchen bij München, Duitsland, werd opgericht, verlopen onderzoek en ontwikkeling, prototypeproductie, serieassemblage en certificering parallel. De optische precisiecomponenten van de lens zijn nauwkeurig vervaardigd, gecoat en getest met behulp van de nieuwste technologie in Regen in het Beierse Woud. Deze ultramoderne fabriek werd in 2006 opgeleverd en in productie genomen.

Afbeelding 4 MTF (modulatieoverdrachtsfunctie) d.fine HR 2.4/128 3.33x (links) 72 LP/mm

Afbeelding 5 MTFinspec.x L 4/105 3.5x prisma 50 LP/mm

Vergeleken met figuur 5

100% zuurtest

Alle lenzen moeten voor levering 100% MTF-getest zijn en gecertificeerd voor milieueisen in overeenstemming met de volgende ISO-testprocedures.

Temperatuur: DIN ISO 9022-10-05-1 / 9022-11-05-1 / 9022-14-03-1

Slagvastheid: DIN ISO 9022-31-01-0

Trillingsbestendigheid: DIN ISO 9022-36-07-1

Dit zorgt ervoor dat de industriële lenzen van Qioptiq stevig en duurzaam zijn, intact kunnen blijven tijdens transport en opslag en langdurig stabiel functioneren in zware industriële omgevingen.

Natuurlijk, LINOS® De d.fine-serie voldoet ook aan de milieubeschermingseisen van moderne industriële producten en voldoet aan de RoHS- en REACH-normen. Wat Qioptiq nog trotser maakt, is dat het sinds 2021 gecertificeerd is als een COXNUMX-neutraal bedrijf dat bijdraagt ​​aan innovatie en duurzame ontwikkeling.

Afbeelding 6 Qioptiq heeft de meest geavanceerde productie- en testfaciliteiten voor machinevisielenzen in Feldkirchen en Regen, Duitsland(Hier: MTF-meting van de nieuwe HR-lens)

Perfect op elkaar afgestemd Modules

De HR-lens van Qioptiq kan worden gecombineerd met een prismamodule of een gebiedsscanmodule. Het bundelsplitserprisma biedt veel gemak bij de configuratie van het complete optische systeem dat bestaat uit de lens en de verlichting, omdat het optische koppeling kan bieden voor de coaxiale verlichting van de lijnscancamera. Dit is vooral belangrijk voor oppervlakken met een hoge reflectiviteit, zoals displays of wafels. De lens en het dichroïsche prisma moeten een optische eenheid vormen en de componenten moeten perfect op elkaar zijn afgestemd. Ook hier zijn de hoge optische eisen en installatietechniek van het prisma doorslaggevend. Samen zorgen deze componenten voor de beste beperkte diffractiebeeldvormingsprestaties. De installatie en aansluiting van de lens, camera en prisma kan worden voltooid door de V-vormige groef. Hierdoor kan de oriëntatie van het prisma en de lens perfect worden uitgelijnd en kan de verlichting nauwkeurig worden aangepast.

Als het niet nodig is om lineaire verlichting door de prismamodule uit te voeren, is het nodig om de glasdikte van het prismablok te compenseren, waarmee rekening is gehouden in het lensontwerp. De gebiedsscanmodule kan dit probleem oplossen. Het grootste voordeel is dat, afhankelijk van de extra module, dezelfde lens kan worden gebruikt voor lijnsensoren en oppervlaktesensoren voor coaxiale verlichting.

Lenszoeker voor industriële beeldverwerking

Qioptiq kan MachVi-software leveren om gebruikers te helpen bij het kiezen van de juiste lens. Door gratis software te downloaden, kunnen alle noodzakelijke optische parameters worden berekend volgens de vier specificaties van objectgrootte, werkafstand, sensorgrootte en camerabeugel, en uit de LINOS machine vision-serie Kies de juiste lens en de benodigde mechanische componenten.

Samenvatten

Met LINOS machine vision lenzen voldoet Qioptiq aan de hoogste eisen van de huidige industriële lenzen. De voortdurende ontwikkeling van sensortechnologie dwingt gebruikers om hogere eisen te stellen aan lenzen met resolutie. Sensoren worden steeds groter, maar de pixelgrootte neemt voortdurend af, om aan veeleisendere meettaken te voldoen. Dit verhoogt ook de eisen van de gebruiker aan optische componenten, die ervoor moeten zorgen dat deze een overeenkomstige hoge resolutie in het gehele beeldveld hebben. Met LINOS® d.fine HR 2.4/128mm3.33x voorziet Qioptiq de markt van een lens die perfect kan voldoen aan de huidige behoeften.


Steekwoorden:

'); (window.slotbydup=window.slotbydup || []).push({ id: '3303971', container: s, grootte: '20,5', display:'inlay-fix' }); })();