用于精密检测的大孔径双远心光学系统设计

为了满足光通信玻璃管内径检测对机器视觉提出的高精度要求,以及解决照明不均匀对检测精度的影响,本文在四组元结构设计理论基础上,通过像差平衡和优化设计,设计了一种具有同轴照明的大孔径高分辨率双远心光学系统。该系统由球面透镜及分光棱镜组成,放大倍率为6×,F数为8,物方数值孔径为0.3759,适配于6500万像素的大面阵工业相机。设计结果表明,系统的成像质量接近衍射极限,光学调制传递函数在奈奎斯特频率156 lp/mm处大于0.1,最大畸变小于0.1%,物像方远心度均小于0.1°,系统分辨率高达1μm。

大面阵高分辨率三变倍双远心光学设计

针对芯片在塑封工艺中的表面缺陷检测,设计一款大面阵高分辨率三变倍双远心光学系统。通过远心理想模型分析和像差优化,得到一款大视场、高精度、可变倍、低畸变的双远心光学系统。该系统采用6500 W像素的大面阵工业相机,由13片球形透镜组成,工作波长在可见光范围内,F数为7,放大倍率为-0.305^(x)、-0.427^(x)和-0.500^(x),系统总长小于362 mm。设计结果表明,不同倍率下的全视场调制传递函数在奈奎斯特频率156 lp/mm处都大于0.1,最大畸变不超过0.2%,物方远心度小于0.2°,该光学系统成像质量良好,在工业表面缺陷检测光学设计领域有着一定的参考价值。