基于三维缺陷检测的双光路双远心光学系统设计

发布时间：2022-07-22 18:54

　　针对基于SMT技术生产的PCB板产品的三维缺陷检测问题,设计了一款高分辨率、高远心度及低畸变的双光路双远心光学系统。它通过远心投影物镜经共光路物镜将DMD数字条纹均匀投影至待测物面,同时经由共光路物镜和成像物镜收集物面反射条纹光至CMOS接收面。使用ZEMAX光学软件分别对三部分镜组进行优化设计,分析了系统的像差和调制传递函数。设计结果表明:共光路物镜部分采用长工作距离、大视场角及物方远心结构,空间频率50lp/mm处,各视场的MTF接近衍射极限;投影光路畸变小于0.1%,在投影面上全视场范围MTF在6lp/mm处大于0.8且条纹周期均匀;成像光路畸变小于0.05%,在全视场范围MTF在80lp/mm处大于0.3。仿真成像结果表明,在离焦量为+/-6mm时仍能达到景深范围内分辨率要求,能有效提高3D AOI检测质量。且双光路双远心系统所用材料基本为普通玻璃且重复率较高,利于加工和节省成本。 

【文章页数】：6 页

【文章目录】：
0 引言
1 双光路双远心光学系统的工作原理及结构特征
2 双光路双远心光学系统的设计指标
    2.1 视场计算
    2.2 放大倍率
    2.3 其他相关参数计算
3 双光路双远心光学系统的优化设计及仿真结果
    3.1 系统优化过程
    3.2 系统的光学性能评价
    3.3 系统仿真结果
4 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]双远心数字条纹投影的光学系统设计[J]. 王雅楠,万新军,韦晓孝,张薇.  光学技术. 2018(06)
[2]自动光学(视觉)检测技术及其在缺陷检测中的应用综述[J]. 卢荣胜,吴昂,张腾达,王永红.  光学学报. 2018(08)
[3]高分辨率长焦广角低畸变光学成像系统设计[J]. 张建隆,贺磊,杨振.  应用光学. 2017(05)
[4]AOI技术在PCB缺陷检测中的设计与实现[J]. 郭民,王蕊.  测控技术. 2016(12)
[5]基于SMT技术的组装新工艺探讨[J]. 赵少伟,张婧亮,韩春.  电子工艺技术. 2016(04)
[6]基于三维缺陷检测的DMD数字条纹投影光学系统设计[J]. 陈方涵,赵光宇,蒋仕龙,彭文达.  光子学报. 2015(02)
[7]光学非接触廓形测量技术研究进展[J]. 尚妍,徐春广.  光学技术. 2008(S1)
[8]CCD相机在系统奈奎斯特频率处的调制传递函数[J]. 杨桦,焦文春,朱永红,刘颖.  光学学报. 2002(03)

硕士论文
[1]基于双远心系统的三维测量技术研究[D]. 高盼盼.华南理工大学 2016
[2]基于图像匹配的PCB缺陷检测算法研究[D]. 罗丹.东北大学 2014
[3]SMT组装生产中AOI系统的研究[D]. 胡水华.西安电子科技大学 2005



本文编号：3665150