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作者：埃賽力達科技有限公司（Excelitas Technologies Corp.） 在新的“d.fine HR”產(chǎn)品系列中，Qioptiq可提供高分辨率LINOS d.fine HR 2.4/128mm 3.33x鏡頭，它適用于要求嚴苛的線(xiàn)傳感器和區域傳感器。由于具有非常高的發(fā)光強度，因此它能提供較高的掃描速度，非常適合工業(yè)制造中的高端檢測任務(wù)。當分束器與鏡頭完美匹配時(shí)，可實(shí)現最佳的同軸線(xiàn)路照明，這使得線(xiàn)傳感器可獲得高對比度的清晰圖像。此外，其可選區域模塊（d.fine HR 區域掃描模塊）也使得這款高分辨率檢測鏡頭非常適合與二維區域傳感器一起使用。 
圖1：Qioptiq的質(zhì)量保證：工業(yè)制造中的高分辨率檢測也需要合適的精密光學(xué)元件 工業(yè)生產(chǎn)中越來(lái)越小的公差范圍對光學(xué)檢測和質(zhì)量保證提出了越來(lái)越高的要求。除了具有更大、更高分辨率圖像傳感器的工業(yè)相機外，這也適用于所需的工業(yè)鏡頭。為了充分利用現代化相機系統的高分辨率傳感器，需要采用專(zhuān)業(yè)制造商如Qioptiq提供的高性能光學(xué)元件。Excelitas Technologies的這家德國子公司擴大了其現有的產(chǎn)品范圍，現可提供具有出色成像性能和較高性?xún)r(jià)比的高分辨率鏡頭。 完美組合 鑒于機器視覺(jué)領(lǐng)域的要求較高，每個(gè)單獨組件的生產(chǎn)都是一大挑戰。然而，更為關(guān)鍵的是組件、裝配技術(shù)和調整系統之間的相互作用，整個(gè)生產(chǎn)工藝鏈必須完美協(xié)調，從特定的玻璃，到結合機械設計的光學(xué)設計，再到安裝和測量技術(shù)。多年來(lái)，Qioptiq在這種相互作用方面積累了豐富的經(jīng)驗。其新的LINOS d.fine HR 2.4/128mm 3.33x鏡頭基于熔合計算(meltfit calculation)；這意味著(zhù)所使用的每塊玻璃都需經(jīng)過(guò)測量，然后根據特定的玻璃熔體來(lái)調整光學(xué)設計。這是必要的步驟，因為即使是玻璃制造商提供的最嚴格的公差等級也太大了，無(wú)法保證批量生產(chǎn)中始終保持高成像質(zhì)量。此外，必須極其精確地調整每個(gè)單鏡頭元件的位置，以實(shí)現傾斜、居中和定位。Qioptiq為此開(kāi)發(fā)了自主的裝配技術(shù)，遠遠超過(guò)了通常標準鏡頭的安裝精度。 非常適合全自動(dòng)檢測系統 LINOS d.fine HR 2.4/128mm 3.33x 鏡頭面向圖像處理系統和全自動(dòng)檢測設備制造商。作為標準產(chǎn)品提供，它可以縮短下一代檢測系統的上市時(shí)間，因為不需要考慮定制鏡頭額外的開(kāi)發(fā)時(shí)間。Qioptiq還為該鏡頭提供了配套的配件：d.fine HR棱鏡模塊，可確保線(xiàn)掃描應用中同軸照明最佳耦合。還有，d.fine HR 區域掃描模塊，可與區域傳感器一起使用。此外，d.fine HR標準系統能夠精確對焦，并適用于帶有M72、M90和M95螺紋的工業(yè)相機。鏡頭和棱鏡模塊的總長(cháng)度可控制在177.1 mm，帶區域掃描模塊的鏡頭總長(cháng)度可限制為 146 mm。 這款新鏡頭的光學(xué)性能超過(guò)了市場(chǎng)上得到廣泛認可的inspec.x L鏡頭系列。HR鏡頭提供高分辨率、清晰的圖像，在整個(gè)圖像場(chǎng)中具有均勻的高對比度，因此非常適用于進(jìn)一步的電子處理。
圖2：例如，它有用于檢查晶片上最精細電路結構的完美分辨率 其應用領(lǐng)域包括晶圓、平板屏幕、OLED、印刷電路板和玻璃生產(chǎn)中的質(zhì)量控制。此處必須在短周期內對大面積進(jìn)行掃描，其公差在微米范圍內。由于具有大光圈，這款新的d.fine HR鏡頭已成為這類(lèi)應用的理想選擇，即使是在快速應用中，也能為傳感器提供充足的光線(xiàn)。該鏡頭的焦距為128毫米，放大率為3.33x，可滿(mǎn)足工業(yè)要求，并能取代inspec.x L 4/105 3.5x。此外，其工作距離相對較大，達60 mm，這為集成到各種系統和應用提供了靈活性。
圖3：帶有棱鏡模塊的d.fine HR鏡頭用于耦合同軸照明，確保使用16k/5μm和 16k/3.5μm線(xiàn)傳感器獲得最高的成像質(zhì)量 有限衍射和無(wú)失真 LINOS d.fine HR 2.4/128mm 3.33x可實(shí)現極高的分辨率，在物體中每毫米高達 300 線(xiàn)對。它針對82mm的像圈進(jìn)行了優(yōu)化，因此成為長(cháng)線(xiàn)傳感器（16k/32k）和中畫(huà)幅大面積傳感器（101MP/151MP）的理想選擇。此外，它還具有出色的色彩校正功能，可確保直達邊緣的高成像性能。在82 mm的大成像圈中幾乎不存在失真。其標稱(chēng)值小于0.1%，因此無(wú)需軟件校正功能。 2.4的高光圈與3.33x的放大率相比，以及由此產(chǎn)生的0.13的物測數值孔徑，將衍射極限向上推，從而提供了高分辨率和光強度。這有助于縮短曝光時(shí)間并加速生產(chǎn)過(guò)程，從而提高產(chǎn)量。這就是基于衍射限制設計的新鏡頭的優(yōu)勢所在。比較來(lái)看，inspec.x L 系列鏡頭的光圈為 f/3.5 或 f/4。 德國精密制造 d.fine HR鏡頭是LINOS機器視覺(jué)鏡頭系列中第一款在放大率大于1的情況下支持低至3.5μm像素尺寸的鏡頭。相較而言，inspec.x-L鏡頭對5μm的像素尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，理論上在傳感器上實(shí)現了50 LP/mm的最大成像性能，在420-680 nm的光譜分布下對比度為38%。 而新的d.fine HR鏡頭在整個(gè)82 mm的大像場(chǎng)內以72 LP/mm的速度也能實(shí)現這些數值。為了在批量生產(chǎn)中保持這種高質(zhì)量，必須使用對裝配和測量技術(shù)有高要求的穩定的生產(chǎn)工藝。 Qioptiq采用各種專(zhuān)有的裝配技術(shù)，確保了光學(xué)元件精確對準、居中并固定位置，以滿(mǎn)足嚴苛的公差。Qioptiq 擁有最先進(jìn)的實(shí)驗室和測量設施，以開(kāi)發(fā)和制造高質(zhì)量的檢測鏡頭。除了計量行業(yè)知名制造商的 MTF 系統外， Qioptiq還開(kāi)發(fā)了自主的 MTF 系統，以展示如何滿(mǎn)足檢測鏡頭的特殊要求并支持產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。在2010年德國慕尼黑附近費爾德基興建立的新工廠(chǎng)內，研發(fā)、原型制造、系列組裝和認證工作正在齊頭并進(jìn)地進(jìn)行中。鏡頭的精密光學(xué)元件在巴伐利亞林山的Regen采用了最新工藝進(jìn)行精確制造、鍍膜和測試。這座超現代化的工廠(chǎng)在 2006 年建成投產(chǎn)。
圖 4: MTF (調制傳遞函數) d.fine HR 2.4/128 3.33x 72 LP/mm 與圖5相比
圖 5: MTF inspec.x L 4/105 3.5x 棱鏡50 LP/mm 100% 酸性測試 所有鏡片在交付前都要經(jīng)過(guò)100%的MTF測試，并按照以下ISO測試程序進(jìn)行環(huán)境要求認證。 溫度: DIN ISO 9022-10-05-1 / 9022-11-05-1 / 9022-14-03-1 抗沖擊性: DIN ISO 9022-31-01-0 抗震性: DIN ISO 9022-36-07-1 這確保了Qioptiq的工業(yè)鏡頭堅固耐用，能在運輸和存儲過(guò)程中保持完好無(wú)損，并在惡劣的工業(yè)環(huán)境中長(cháng)期穩定地發(fā)揮作用。 當然，LINOS d.fine系列也符合現代工業(yè)產(chǎn)品的環(huán)保要求，符合RoHS和 REACH標準。 讓Qioptiq更很自豪的是，自 2021 年起它被認證為碳中和公司，為創(chuàng )新、可持續發(fā)展做出貢獻。
圖 6: Qioptiq在德國費爾德基興和雷根擁有最先進(jìn)的機器視覺(jué)鏡頭制造和測試設施（此處：新HR鏡頭的MTF測量） 完美協(xié)調的模塊 Qioptiq提供的HR鏡頭可與棱鏡模塊或區域掃描模塊相組合。分光棱鏡為配置鏡頭和照明組成的完整光學(xué)系統帶來(lái)極大便利，因為它能為線(xiàn)掃描相機的同軸照明提供光耦合。這對于具有高反射率的表面（例如顯示器或晶圓）來(lái)說(shuō)尤為重要。鏡頭和分光棱鏡須組成一個(gè)光學(xué)單元，且組件之間必須完美匹配。對棱鏡的高光學(xué)要求和安裝技術(shù)在此處也很關(guān)鍵。這些組件共同實(shí)現了最佳的有限衍射成像性能。通過(guò)V型槽可以完成鏡頭與相機和棱鏡的安裝與連接。這使得棱鏡和鏡頭的方位能保持完美對齊，并對照明進(jìn)行精確調整。 如果不需要通過(guò)棱鏡模塊進(jìn)行線(xiàn)狀照明，就需要對棱鏡塊的玻璃厚度進(jìn)行補償，這在鏡頭設計中已經(jīng)考慮到了。區域掃描模塊可以解決這個(gè)問(wèn)題。其最大的優(yōu)點(diǎn)在于，根據附加的模塊，同一個(gè)鏡頭可用于同軸照明的線(xiàn)傳感器和區域傳感器。 用于工業(yè)圖像處理的鏡頭取景器 Qioptiq可提供MachVi軟件來(lái)幫助用戶(hù)選擇合適的鏡頭，可通過(guò)www.excelitas.com/product/machvis-lens-configurator下載免費軟件，根據物體尺寸、工作距離、傳感器尺寸和相機支架等四個(gè)規格來(lái)計算所有必要的光學(xué)參數，并從 LINOS 機器視覺(jué)系列中選擇合適的鏡頭和必要的機械組件。 總結 憑借LINOS機器視覺(jué)鏡頭，Qioptiq符合當前工業(yè)鏡頭的最高標準。傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展推動(dòng)用戶(hù)對分辨率鏡頭提出更高的要求。傳感器越來(lái)越大，像素尺寸卻在不斷減小，從而滿(mǎn)足更高要求的測量任務(wù)。這也提高了用戶(hù)對光學(xué)元件的要求，它必須保證在整個(gè)像場(chǎng)中具有相應的高分辨率。通過(guò)LINOS d.fine HR 2.4/128mm 3.33x，Qioptiq為市場(chǎng)提供了一款能完美滿(mǎn)足當前需求的鏡頭。更多資訊，可發(fā)送郵件至inspection@excelitas.com |
