基于光切法的表面粗糙度检测的图像处理研究

介绍了表面粗糙度的检测方法,阐述了利用视频化改造后的9J型光切显微镜,基于光切法的表面粗糙度检测的数字图像处理方法,利用Canny算子进行边缘检测和保持连通的边缘细化算法进行细化处理,得到了较为理想的表面粗糙度轮廓曲线,为后续的表面粗糙度参数的计算奠定了基础。

金相显微图像去模糊融合技术的研究

在多聚焦图像的融合算法中,基于小波变换的图像融合算法是一种常用方法。但该算法具有一定的局限性,即其对图像的细节边缘信息分辨不够高。因此利用Canny算法和小波图像融合算法相结合的二次融合方法,来改进小波图像融合算法的不足。通过仿真结果对比评价看出,与一般小波图像融合算法相比,新方法能够更好地提取图像的边缘相关特征信息。而且应用此方法可获取高倍金相显微物镜全视场高清图像。

纳米棒结构表面等离子体波导的光传播特性研究

用时域有限差分方法(FDTD)研究了金属平行纳米棒和π型纳米结构表面等离子体(SPs)波导的光传播特性。在调制高斯脉冲平面波入射条件下,这两种纳米棒波导结构具有形状相似、大小不同的SPs瞬态激发光谱。在高数值孔径聚焦倏逝场入射条件下,π型纳米结构能够激发纵向SPs,使得它具有更均匀的局域场增强特性和更好的远场传播能力。

环形透镜暗场落射照明系统设计及其焦移特性的研究

环形透镜暗场落射照明系统越来越多被应用在特型显微镜上。该系统设计的难点是当采用现有的光学设计CAD软件设计计算时,由于环形透镜所具有的焦移特性的影响,难以保证预期的设计效果,也在一定程度上制约了该系统的推广应用。通过理论分析、实验论证和用自编制的照明设计CAD软件进行光线追迹,较好地确定了该系统的焦移量。并在此基础上提出了照明设计CAD与光学设计CAD软件互动迭代的设计方法。

基于共焦显微条件下线结构光共焦显微术的研究

美国的Minsky在20世纪50年代末提出共焦显微术的概念以来,尽管共焦显微术可以获得更高的分辨率,但不仅成像速度慢,而且需要使用光电增强器对采集光点信号进行增强,导致制造成本过高,所以除一些成像质量要求极高的显微系统外,其他的显微系统很少应用。讨论了线结构光共焦显微术的原理、优缺点以及影响性能的几个重要因素,并介绍其最新的研究状况。

基于倒置光学系统的油污染度光电检测研究

油液污染的检测与分析是控制油液污染、了解设备工况、实现设备诊断的重要手段之一。基于图像处理原理,设计了由倒置光学系统、精密机械结构、4轴联动数控和油液传输系统组成的油液污染度光电检测系统,并制作出科研样机。该样机使用倒置光学显微成像系统,借助高精度快速实时自动调焦机构,由CCD快速获取被测油液的数字显微图像,通过图像分析与处理,得到油液污染信息。该系统具有检测精度高、实时性强和性价比高的特点。

一种新型光学快速自动聚焦系统

为满足基于机器视觉的工业检测系统中对自动对焦快速性的要求,提出了一种基于激光技术的新型嵌入式高速对焦系统。该方法利用在同一光路中激光与可见光互不影响的特性和DSP高速图像处理的能力,通过检测特殊设计光学回路反射回来的激光光斑信息,主动控制运动执行机构实现工业检测系统显微镜的快速和稳定对焦。该对焦方法改善了TFT-LCD光学检测系统中基于被动的图像处理和基于主动测距等传统对焦方式精度低和速度慢等缺陷。测试结果表明,该新型对焦系统极大的缩短了对焦的时间,并且提高了对焦系统的控制精度,满足了工业光学检测系统中实际应用的要求。

SO小型元件引脚共面性在线检测装置的设计与实现

介绍了SO型元件引脚共面性检测装置的系统设计,阐述了机器视觉检测系统的原理,应用图像处理与识别技术,实现了对SO型元件引脚共面性的非接触无损检测。把引脚端面与基准面放置在同一平面上,得到引脚端面与基准面清晰的像,测量出两者之间的距离,以此为据判断引脚共面性是否合格。

基于OSLO的无限远像距消色差显微物镜的设计

共焦激光扫描显微镜对物镜有高分辨率、易于实现纵向扫描的要求,为此设计了高分辨率6片式无限远像距显微物镜。它的前置物镜与辅助物镜之间具有一段平行光路,因此容易实现轴向扫描。根据使用要求总体计算该物镜的外形尺寸,以像差理论为基础选择6片式的消色差物镜初始结构,用专业光学设计软件OSLO对物镜和辅助物镜进行设计和像质分析。设计结果显示,独特的6片式结构的20×物镜分辨率达到了800 lp／mm,符合共焦显微镜的使用要求。

基于Zemax的简单连续变倍显微物镜设计

针对目前工业检测用的连续变倍显微物镜分辨率低的问题,结合机械补偿结构的变焦原理,实现了基于Zemax的简单连续变倍显微物镜设计.该物镜由6片材料为F1、K9、ZF3组合的双胶合组构成,结构简洁成像质量接近衍射极限,可以0.7×～4.5×连续变倍,能与1/3英寸CCD匹配.利用MATLAB对变倍组和补偿组的运动轨迹进行拟合,验证了其可行性,结果表明整个连续变倍显微物镜满足工业视频检测的使用要求.

凹透镜通光口径在线精测仪

部分凹透镜的凹面由于设计和工艺的要求,需要磨出一个垂直于光轴的平面,往往该平面与通光口径重合,一般精度要求不严,所以传统的磨边机没有在线检测通光口径的功能。而对于通光口径要求严格的镜片,在线检测非常必要。为解决这一实际问题研发了专用检测仪器。先对凹透镜通光口径上边缘成像,再微调手轮,使得分化板刻度线对准上边缘,把此点定为零点,然后调动手轮,移动工作台,使得分化板与通光口径下边缘对齐,其经过的距离就是凹透镜的通光口径。这个距离通过固定在移动工作台上的光栅进行测量,从而实现了光栅精密测量和光学成像的巧妙结合,创新性的实现了小视场对大距离的测量。

在测试中玻璃瓶的定位和夹紧

为了测量玻璃瓶的瓶身和瓶底形状及尺寸,首先需确定测量方案,然后深入分析玻璃瓶在测量装置上各种定位和夹紧方法的优缺点以及它们的适用范围。采用左右2顶尖座,再配一V形座附件是较好的一种方法。

基于牛顿插值的九点八线式CCD细分技术及其应用

依据面阵式CCD细分技术的原理,提出了一种基于牛顿插值的九点八线式CCD细分方法,并与平均值法进行了对比。在图像放大、芯片共面性无损检测中的应用证明了该方法计算简便快速。与原图像对比,细分后的图像边缘模糊效应较小,相关度较高。可以提升图像的分辨力以及图像的定位精度。

基于价值工程提升CCD器件应用价值的经济性研究

应用价值工程原理,根据光电仪器的性能要求对CCD器件进行了功能价值分析,有针对性地选择高性价比的CCD器件,有效地提高了产品的价值。

基于虚拟仪器HS801的隔振分析实验系统

振动测量和隔振分析是了解隔振系统隔振能力的重要途径。采用了基于HS801的虚拟仪器方案,系统主要由隔振实验台、激振器、涡流传感器、前置器、PC机、HS801组成,用Visual Basic6.0作为开发工具开发了专用测试软件。通过利用专用测试软件HS801,使其产生实验所需激励信号,并对隔振平台的振动信号进行采集,实现了对隔振系统的隔振性能的测试与分析。

光学仪器照明CAD软件设计

设计了一套照明CAD软件用于实现对光学仪器中照明光路照度分布模拟。对该照明CAD系统的光线追迹与光照度计算方法进行了理论探讨,其中在光照度计算方法中引入了线性同余组合发生器,大大提高了模拟的真实性。运用该软件对实际照明光路进行了分析,分析结果表明该软件获得了需要的照度分布模拟图,能较好地满足用户要求。

基于光栅检测的显微镜闭环扫描控制系统的设计

高精度扫描控制系统是现代扫描显微系统的重要组成部分,它影响着扫描显微镜对样品的扫描成像质量。提出了一种基于光栅检测的单片机闭环扫描控制系统的设计方案。该系统采用PC上位机发送指令,下位单片机控制扫描工作台的移动,光栅作为检测元件输出脉冲信号。单片机控制电路实现脉冲的计数并计算误差值,控制步进电机进行误差补偿。步进电机的硬件细分驱动,实现了步距2细分、4细分、8细分。实验结果表明该系统的重复定位精度达到0.005mm,满足扫描显微镜对扫描控制系统的要求。

基于ATmega16和μC/OSⅡ低成本的三轴联动平台的设计

提出了一种低成本的运动控制平台设计方案。将μC/OSII嵌入式实时操作系统移植到平台采用的单片机中,并采用步进电机细分技术实现了三轴平台的联动。实验测定了三轴联动平台对命令的延迟响应时间,结果表明本方案可以应用于低成本的自动化设备中。

一种芯片外观检测筛选器的设计

根据芯片加工完成后常见缺陷,提取特征并将其分类。基于信息熵特征选择方法,将这些特征量进行优化选择。基于BP神经网络的构建了筛选器模型,并设计了机械结构,通过现场对样本的采集进行训练与测试,结果表明该筛选器能够很好识别5种常见的芯片缺陷。

共焦显微镜扫描工作台的系统建模与动态分析

共焦显微镜扫描工作台动态模型是研究控制系统的重要依据,它直接影响工作台的重复定位精度。提出了将机械部分和电气部分分开建模的方法,建立了系统数学模型,该方法具有较好的可移植性,建模过程简单,有利于分析系统各环节对系统控制性能的影响。在MAT-LAB/Simulink下进行仿真,2s内系统达到了稳定状态,证明了系统具有很好的动态特性,满足控制的要求。