Hình ảnh chất lượng cao ở độ phóng đại lớn: thấu kính nhanh, độ phân giải cao cho cảm biến dòng lớn và cảm biến khu vực

Cập nhật: 2/2023/XNUMX

Trong dòng sản phẩm “d.fine HR” mới, Qioptiq có thể cung cấp LINOS độ phân giải cao® Thấu kính d.fine HR 2.4 / 128mm 3.33x, phù hợp với các cảm biến dòng và cảm biến khu vực. Do cường độ sáng rất cao, nó có thể cung cấp tốc độ quét cao hơn, rất thích hợp cho các nhiệm vụ kiểm tra cao cấp trong sản xuất công nghiệp. Khi bộ tách chùm và thấu kính khớp hoàn toàn, có thể đạt được độ chiếu sáng đường đồng trục tốt nhất, cho phép đường truyền cảm biến để có được hình ảnh rõ nét với độ tương phản cao. Ngoài ra, khu vực tùy chọn của nó mô-đun (mô-đun quét khu vực d.fine HR) cũng làm cho ống kính kiểm tra có độ phân giải cao này rất phù hợp để sử dụng với khu vực hai chiều cảm biến.

Hình 1 Đảm bảo chất lượng của Qioptiq: kiểm tra độ phân giải cao trong sản xuất công nghiệp cũng yêu cầu các bộ phận quang học chính xác phù hợp

Phạm vi dung sai ngày càng nhỏ trong sản xuất công nghiệp đặt ra yêu cầu ngày càng cao về kiểm tra quang học và đảm bảo chất lượng. Ngoài các máy ảnh công nghiệp có cảm biến hình ảnh lớn hơn, độ phân giải cao hơn, điều này cũng áp dụng cho các ống kính công nghiệp bắt buộc. Để tận dụng tối đa các cảm biến có độ phân giải cao của hệ thống camera hiện đại, cần phải có các bộ phận quang học hiệu suất cao do các nhà sản xuất chuyên nghiệp như Qioptiq cung cấp. Công ty con của Excelitas Technologies tại Đức đã mở rộng phạm vi sản phẩm hiện có của mình và hiện cung cấp các ống kính có độ phân giải cao với hiệu suất hình ảnh tuyệt vời và hiệu suất chi phí cao.

Sự kết hợp hoàn hảo

Do yêu cầu cao trong lĩnh vực thị giác máy, việc sản xuất từng bộ phận riêng lẻ là một thách thức lớn. Tuy nhiên, quan trọng hơn là sự tương tác giữa các thành phần, lắp ráp công nghệ và các hệ thống điều chỉnh. Toàn bộ chuỗi quy trình sản xuất phải được phối hợp hoàn hảo, từ kính cụ thể, đến thiết kế quang học kết hợp với thiết kế cơ khí, đến công nghệ lắp đặt và đo lường. Trong những năm qua, Qioptiq đã tích lũy được kinh nghiệm phong phú trong hoạt động tương tác này. LINOS mới của nó® Thấu kính d.fine HR2.4 / 128mm 3.33x dựa trên tính toán tan chảy; điều này có nghĩa là mọi mảnh thủy tinh được sử dụng cần phải được đo, và sau đó thiết kế quang học được điều chỉnh theo độ chảy thủy tinh cụ thể. Đây là một bước cần thiết vì ngay cả những mức dung sai nghiêm ngặt nhất do các nhà sản xuất kính cung cấp cũng quá lớn để đảm bảo chất lượng hình ảnh cao trong sản xuất hàng loạt. Ngoài ra, vị trí của từng thành phần thấu kính phải được điều chỉnh cực kỳ chính xác để đạt được độ nghiêng, trung tâm và định vị. Qioptiq đã phát triển công nghệ lắp ráp của riêng mình cho mục đích này, vượt xa độ chính xác lắp đặt của ống kính tiêu chuẩn thông thường.

Rất thích hợp cho hệ thống kiểm tra hoàn toàn tự động

LINO® Ống kính d.fine HR 2.4 / 128mm 3.33x nhắm đến các nhà sản xuất hệ thống xử lý hình ảnh và thiết bị kiểm tra tự động. Được cung cấp như một sản phẩm tiêu chuẩn, nó có thể rút ngắn thời gian đưa ra thị trường đối với hệ thống kiểm tra thế hệ tiếp theo vì không cần phải xem xét thời gian phát triển bổ sung cho các ống kính tùy chỉnh. Qioptiq cũng cung cấp các phụ kiện phù hợp cho ống kính này: mô-đun lăng kính d.fine HR, có thể đảm bảo sự kết hợp tốt nhất của hệ thống chiếu sáng đồng trục trong các ứng dụng quét dòng. Ngoài ra, mô-đun quét vùng HR d.fine có thể được sử dụng với các cảm biến vùng. Ngoài ra, hệ thống tiêu chuẩn d.fine HR có thể lấy nét chính xác và phù hợp với các máy ảnh công nghiệp có luồng M72, M90 và M95. Tổng chiều dài của ống kính và mô-đun lăng kính có thể được kiểm soát ở mức 177.1 mm và tổng chiều dài của ống kính với mô-đun quét vùng có thể được giới hạn ở mức 146 mm. Hiệu suất quang học của ống kính mới này vượt quá dòng ống kính L kiểm tra được công nhận rộng rãi trên thị trường. Ống kính HR cung cấp hình ảnh có độ phân giải cao, rõ ràng với độ tương phản cao đồng nhất trong toàn bộ trường hình ảnh, vì vậy nó rất thích hợp để chụp thêm điện tử Chế biến.

Hình 2 Ví dụ, nó có độ phân giải hoàn hảo để kiểm tra những gì tốt nhất Circuit cấu trúc trên tấm wafer

Các lĩnh vực ứng dụng của nó bao gồm kiểm soát chất lượng trong tấm wafer, màn hình phẳng, OLED, bảng mạch in và sản xuất thủy tinh. Ở đây, một khu vực rộng lớn phải được quét trong một khoảng thời gian ngắn với dung sai trong phạm vi micromet. Do khẩu độ lớn, ống kính d.fine HR mới này đã trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng như vậy, ngay cả trong các ứng dụng nhanh, nó có thể cung cấp đủ ánh sáng cho cảm biến. Ống kính có tiêu cự 128 mm và độ phóng đại 3.33x, có thể đáp ứng yêu cầu công nghiệp và có thể thay thế inspec.x L 4/105 3.5x. Ngoài ra, khoảng cách làm việc của nó tương đối lớn, lên tới 60 mm, giúp linh hoạt trong việc tích hợp vào các hệ thống và ứng dụng khác nhau.

Hình 3 Thấu kính HR mịn với mô-đun lăng kính được sử dụng để kết hợp hệ thống chiếu sáng đồng trục nhằm đảm bảo chất lượng hình ảnh cao nhất với các cảm biến dòng 16k / 5μm và 16k / 3.5μm

Nhiễu xạ hạn chế và không bị biến dạng

LINO® d.fine HR 2.4 / 128mm 3.33x có thể đạt được độ phân giải cực cao, lên đến 300 cặp dòng trên milimét trong đối tượng. Nó được tối ưu hóa cho vòng tròn hình ảnh 82mm, vì vậy nó là lựa chọn lý tưởng cho cảm biến đường dài (16k / 32k) và cảm biến diện tích lớn định dạng trung bình (101MP / 151MP). Ngoài ra, nó còn có chức năng hiệu chỉnh màu sắc tuyệt vời để đảm bảo hiệu suất chụp ảnh cao đến tận góc cạnh. Hầu như không có sự biến dạng trong vòng tròn hình ảnh lớn 82 mm. Giá trị danh nghĩa của nó nhỏ hơn 0.1%, do đó không cần chức năng sửa chữa phần mềm.

Khẩu độ cao 2.4 so với độ phóng đại 3.33x và kết quả là khẩu độ số 0.13, đẩy giới hạn nhiễu xạ lên trên, do đó cung cấp độ phân giải và cường độ ánh sáng cao. Điều này giúp rút ngắn thời gian phơi và đẩy nhanh quá trình sản xuất, do đó tăng năng suất. Đây là ưu điểm của ống kính mới dựa trên thiết kế hạn chế nhiễu xạ. Để so sánh, khẩu độ của ống kính Sê-ri L-S là f / 3.5 hoặc f / 4.

Sản xuất chính xác của Đức

Thấu kính d.fine HR là thấu kính đầu tiên trong loạt thấu kính thị giác máy LINOS hỗ trợ kích thước điểm ảnh thấp đến 3.5μm khi độ phóng đại lớn hơn 1. Trong khi đó, thấu kính verifyec.xL tối ưu hóa kích thước điểm ảnh 5μm, về mặt lý thuyết đạt được hiệu suất hình ảnh tối đa là 50 LP / mm trên cảm biến và có tỷ lệ tương phản là 38% trong phân bố quang phổ 420-680 nm. Ống kính HR d.fine mới cũng có thể đạt được các giá trị này ở tốc độ 72 LP / mm trong toàn bộ trường ảnh 82 mm. Để duy trì chất lượng cao này trong sản xuất hàng loạt, phải sử dụng quy trình sản xuất ổn định với yêu cầu cao về công nghệ lắp ráp và đo lường. Qioptiq sử dụng nhiều kỹ thuật lắp ráp độc quyền để đảm bảo rằng các thành phần quang học được căn chỉnh chính xác, căn giữa và cố định ở vị trí để đáp ứng các dung sai nghiêm ngặt. Qioptiq có các phòng thí nghiệm và cơ sở đo lường tiên tiến nhất để phát triển và sản xuất thấu kính kiểm tra chất lượng cao. Ngoài hệ thống MTF của các nhà sản xuất nổi tiếng trong ngành đo lường, Qioptiq cũng đã phát triển hệ thống MTF của riêng mình để chỉ ra cách đáp ứng các yêu cầu đặc biệt của thấu kính kiểm tra và hỗ trợ phát triển sản phẩm. Trong nhà máy mới được thành lập ở Feldkirchen gần Munich, Đức vào năm 2010, công việc nghiên cứu và phát triển, sản xuất nguyên mẫu, lắp ráp hàng loạt và chứng nhận đang được tiến hành song song. Các thành phần quang học chính xác của ống kính được sản xuất, tráng và kiểm tra chính xác bằng công nghệ mới nhất tại Regen thuộc Bavarian Forest Hills. Nhà máy cực kỳ hiện đại này được hoàn thành và đi vào sản xuất năm 2006.

Hình 4 MTF (chức năng truyền điều chế) d.fine HR 2.4 / 128 3.33x (trái) 72 LP / mm

Hình 5 Lăng kính MTFinspec.x L 4/105 3.5x 50 LP / mm

So với Hình 5

100% thử nghiệm axit

Tất cả các thấu kính phải được kiểm tra MTF 100% trước khi giao hàng và được chứng nhận về các yêu cầu môi trường theo các quy trình kiểm tra ISO sau đây.

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

Chống va đập: DIN ISO 9022-31-01-0

Chống rung: DIN ISO 9022-36-07-1

Điều này đảm bảo rằng ống kính công nghiệp của Qioptiq chắc chắn và bền, có thể vẫn còn nguyên vẹn trong quá trình vận chuyển và lưu trữ, và hoạt động ổn định trong thời gian dài trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

Tất nhiên, LINOS® Dòng d.fine cũng đáp ứng các yêu cầu bảo vệ môi trường của các sản phẩm công nghiệp hiện đại và tuân thủ các tiêu chuẩn RoHS và REACH. Điều khiến Qioptiq tự hào hơn nữa là nó đã được chứng nhận là công ty trung hòa carbon từ năm 2021, đóng góp vào sự đổi mới và phát triển bền vững.

Hình 6 Qioptiq có cơ sở sản xuất và thử nghiệm ống kính thị giác máy tiên tiến nhất ở Feldkirchen và Regen, Đức(Đây: Đo MTF của ống kính HR mới)

Phối hợp hoàn hảo Modules

Thấu kính HR do Qioptiq cung cấp có thể được kết hợp với mô-đun lăng kính hoặc mô-đun quét vùng. Lăng kính tách chùm mang lại sự tiện lợi tuyệt vời cho cấu hình của hệ thống quang học hoàn chỉnh bao gồm thấu kính và đèn chiếu sáng, vì nó có thể cung cấp khớp nối quang học cho sự chiếu sáng đồng trục của camera quét đường. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các bề mặt có hệ số phản xạ cao, chẳng hạn như Hiển thị hoặc bánh xốp. Thấu kính và lăng kính lưỡng sắc phải tạo thành một đơn vị quang học và các thành phần phải hoàn toàn khớp với nhau. Các yêu cầu quang học cao và công nghệ lắp đặt của lăng kính cũng rất quan trọng ở đây. Kết hợp với nhau, các thành phần này đạt được hiệu suất hình ảnh nhiễu xạ hạn chế tốt nhất. Việc lắp đặt và kết nối ống kính, máy ảnh và lăng kính có thể được hoàn thành thông qua rãnh hình chữ V. Điều này cho phép hướng của lăng kính và thấu kính được căn chỉnh hoàn hảo và có thể điều chỉnh độ chiếu sáng một cách chính xác.

Nếu không cần thực hiện chiếu sáng tuyến tính qua mô-đun lăng kính, thì cần phải bù độ dày thủy tinh của khối lăng kính, điều này đã được xem xét trong thiết kế thấu kính. Mô-đun quét khu vực có thể giải quyết vấn đề này. Ưu điểm lớn nhất của nó là, tùy thuộc vào mô-đun bổ sung, cùng một ống kính có thể được sử dụng cho cảm biến dòng và cảm biến khu vực để chiếu sáng đồng trục.

Kính ngắm ống kính để xử lý hình ảnh công nghiệp

Qioptiq có thể cung cấp phần mềm MachVi để giúp người dùng lựa chọn ống kính phù hợp. Bằng cách tải xuống phần mềm miễn phí, tất cả các thông số quang học cần thiết có thể được tính toán theo bốn thông số kỹ thuật là kích thước vật thể, khoảng cách làm việc, kích thước cảm biến và giá đỡ máy ảnh, và từ dòng máy LINOS, chọn ống kính phù hợp và các thành phần cơ học cần thiết.

Tóm tắt

Với thấu kính thị giác máy LINOS, Qioptiq đáp ứng các tiêu chuẩn cao nhất của thấu kính công nghiệp hiện nay. Sự phát triển không ngừng của công nghệ cảm biến đẩy người dùng đặt ra những yêu cầu cao hơn về ống kính có độ phân giải. Các cảm biến ngày càng lớn hơn, nhưng kích thước pixel liên tục giảm để đáp ứng các tác vụ đo lường khắt khe hơn. Điều này cũng làm tăng yêu cầu của người dùng đối với các thành phần quang học, phải đảm bảo rằng nó có độ phân giải cao tương ứng trong toàn bộ trường ảnh. Với LINOS® d.fine HR 2.4 / 128mm3.33x, Qioptiq cung cấp cho thị trường một ống kính có thể đáp ứng hoàn hảo nhu cầu hiện tại.


Từ khóa:

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