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使用3D线共焦传感器突破测量极限

www.cechina.cn2020.04.09阅读 598

  线共焦成像(LCI)是一种独一无二的光学技术,用于要求分辨率低至50纳米的计量。过去,共焦技术局只限于基于同轴设计的单点或多点传感器中。线共焦成像技术实现了重大突破,采用创新的离轴共焦设计进行线扫,相比传统的同轴设计具有诸多优势。 本文我们将讲述线共焦成像的技术原理和优势。

  3D线共焦传感器独一无二之处
  线共焦传感器的核心优势在于,以超快扫描速率通过线扫同时生成3D断层扫描,3D形貌和2D强度数据,避免了有光泽金属表面的带来的反射影响www.cechina.cn,离轴排列设计使传感器可进行多层扫描(断层扫描)。 此外CONTROL ENGINEERING China版权所有,共聚焦传感器更易安装以获取高质量的扫描数据,在镜面下角度兼容性可达+/- 20度控制工程网版权所有,在不透明的磨砂表面角度兼容性可达+/- 80度。
  线共焦传感器通过其出色的角度兼容性,降低在获取扫描数据时对扫描物表面方向的敏感性,且共焦扫描几乎可处理所有表面类型 -- 从透明,镜面的到不透明和有光泽表面。
  应用案例
  1. 曲面显示屏边缘检测
  线共焦传感器最大镜面下角度兼容性为+/- 20度控制工程网版权所有,可扫描、测量和检测手机和平板电脑中曲面玻璃屏的轮廓,非常适用于2.5D和3D玻璃显示屏的质量控制。而传统的视觉解决方案角度兼容性只有+/- 7甚至更低去捕获质量数据。

  2. 多层透明材料检测
  线共焦传感器非常适用于透明材料的检测。其中一个重点应用是获取智能手机显示屏的表面信息,并测屏幕玻璃内部和下方的各层。
  结合了3D断层扫描(多层)和2D强度成像可用于识别缺陷,例如分层、划痕、表面或夹层玻璃中的灰尘、手机显示屏或其他任何透明多层材料如密封医用包装。线共焦传感器不仅仅可以检测缺陷位置,还可以识别到缺陷是位于哪一层,甚至能够测量亚微米级的缺陷尺寸。 


  智能手机显示层扫描得出的2D灰度强度图,得益于线共焦传感器的大景深,清晰地看到显示屏分层信息。

  使用FocalSpec LCI1201传感器扫描智能手机的摄像头,除进行尺寸测量外,还可以获取相机光学元件的分层信息以及颗粒。

  3. 零件和装配检测
  3D线共焦传感器可以快速且准确地在线检测零件和最终装配组件,尤其是测量复杂材料,线共焦传感器远远优于传统检测方法。
  技术工程师通过使用线共焦传感器来测量零部件尺寸、方向、台阶高度、间隙和面差、材料厚度以及材料表面特性(如粗糙度和平整度),还用于检测PCB等微小零件的焊接和胶合质量。

  PCB板的3D点云轮廓扫描图

  测量位置和方向已标在图像上,测量数据如下

  PCB导电轨迹的详细轮廓分析

  传感器生成的扫描数据质量可与传统显微镜数据持平,但与显微镜不同的是,3D线共焦传感器可同时生成数百万个数据点,并且可以扫描运动中的物体,有利于在线生产环境中电子零件及其组装的全面检测。
  4. 印刷,柔性和混合型电子产品检测
  线共焦传感器可用于印刷电子产品制造中的不同阶段,最初是基板材料的研发和生产,在此阶段中,表面粗糙度的测量起到至关重要的作用。
  线共焦传感器可检测所有基板材料,无论是有光泽的,光滑的还是透明的(例如玻璃或聚脂薄膜)。此外CONTROL ENGINEERING China版权所有,传感器还可以识别缺陷www.cechina.cn,例如带涂层的透明承载基材的分层,划痕或杂质。
  线共焦传感器可提供快速准确的3D形貌(表面)成像,无论是丝网印刷、喷墨印刷还是点胶的材料,还可进行印刷结构的台阶高度和宽度的测量。
  此外CONTROL ENGINEERING China版权所有,传感器还可轻松获取透明基材上的粘贴或胶合零件扫描数据,还可检测透明基板表面或之间的气隙,气泡和其他类型的分层。

  FocalSpec LCI1600传感器生成的透明聚脂薄膜上印刷图案的3D图



  5. 医疗行业应用
  3D线聚焦传感器可以扫描压印浮凸和凹陷3D图案的深度和形状,成型零件的分模线多余料,挤压零件和网状产品的表面粗糙度和纹理以及精密压印和微加工医疗零件的毛刺高度 。
  最常见应用之一是,利用层析线共焦成像的大景深对无菌医用包装的无损性和热封密闭性进行检测。
  3D线共焦传感器的其他优势

  FocalSpec 3D线共焦传感器家族

  结论
  3D线共焦传感器可为最具挑战性的和复杂的测量应用提供高专业性的视觉解决方案。传感器可同时生成3D断层扫描,3D形貌和2D强度数据的功能,使其能够执行常规解决方案不能解决的高度准确的测量工作,例如曲面、透明、多层和高反射性材料的扫描和质量检测。
  另外www.cechina.cn,这些传感器可提供比竞争的计量级解决方案更快的扫描速率,使其更适用于在线生产环境。
  若您正面临一个似乎无法解决的扫描难题,3D线共焦传感器可能恰好就能够解您所需!
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