使用商用现成组件的紧光学系统的优化和验证的系统框架
概括
本研究介绍了使用商业部件的紧型高性能光学系统的设计框架. 该方法使工业机器视觉系统的高效开发成为可能,即使空间有限.
科学领域:
- 光学工程是指光学工程.
- 工业机器视觉 工业机器视觉
背景情况:
- 工业应用往往需要高性能光学系统在严格的空间限制.
- 使用商用现成 (COTS) 组件开发紧型光学系统带来了独特的设计挑战.
研究的目的:
- 提出和验证一个系统的设计框架,用于从COTS组件中创建紧的高性能光学系统.
- 通过开发用于半导体探针卡对齐的机器视觉系统来证明该框架的有效性.
主要方法:
- 使用库克三重组作为基础架构,以偏差校正而闻名.
- 采用模拟驱动的代优化,结合额外的COTS镜头来满足性能和尺寸限制 (总轨道长度<50mm).
- 进行了可制造性和产量预测的耐受性分析,随后进行了原型组装和实验验证.
主要成果:
- 开发了一个紧的 (<50mm) 机器视觉系统,用于精确的半导体探针卡对齐.
- 使用计量标准进行的实验验证显示,与系统模型预测 (包括传感器效应) 有很高的相关性.
- 在空间限制范围内,原型实现了苛刻的性能规格.
结论:
- 提出的系统设计框架是有效的开发高性能,经济高效的光学系统的空间有限的工业环境.
- 该方法为创建专用光学解决方案提供了强大而高效的途径.
- 通过经验测试验证了框架的预测忠实性.
