在新的»d。fine HR»產品系列中，Qioptiq可提供高解析度LINOS® d。fine HR 2。4/128mm 3。33x鏡頭，它適用於要求嚴苛的線感測器和區域感測器。由於具有非常高的發光強度，因此它能提供較高的掃描速度，非常適合工業製造中的高階檢測任務。當分束器與鏡頭完美匹配時，可實現最佳的同軸線路照明，這使得線感測器可獲得高對比度的清晰影象。此外，其可選區域模組（d。fine HR 區域掃描模組）也使得這款高解析度檢測鏡頭非常適合與二維區域感測器一起使用。
圖1：Qioptiq的質量保證：工業製造中的高解析度檢測也需要合適的精密光學元件
工業生產中越來越小的公差範圍對光學檢測和質量保證提出了越來越高的要求。除了具有更大、更高解析度影象感測器的工業相機外，這也適用於所需的工業鏡頭。為了充分利用現代化相機系統的高解析度感測器，需要採用專業製造商如Qioptiq提供的高效能光學元件。Excelitas Technologies的這家德國子公司擴大了其現有的產品範圍，現可提供具有出色成像效能和較高性價比的高解析度鏡頭。
完美組合
鑑於機器視覺領域的要求較高，每個單獨元件的生產都是一大挑戰。然而，更為關鍵的是元件、裝配技術和調整系統之間的相互作用，整個生產工藝鏈必須完美協調，從特定的玻璃，到結合機械設計的光學設計，再到安裝和測量技術。多年來，Qioptiq在這種相互作用方面積累了豐富的經驗。其新的LINOS® d。fine HR 2。4/128mm 3。33x鏡頭基於熔合計算（meltfit calculation）；這意味著所使用的每塊玻璃都需經過測量，然後根據特定的玻璃熔體來調整光學設計。這是必要的步驟，因為即使是玻璃製造商提供的最嚴格的公差等級也太大了，無法保證批次生產中始終保持高成像質量。此外，必須極其精確地調整每個單鏡頭元件的位置，以實現傾斜、居中和定位。Qioptiq為此開發了自主的裝配技術，遠遠超過了通常標準鏡頭的安裝精度。
非常適合全自動檢測系統
LINOS® d。fine HR 2。4/128mm 3。33x 鏡頭面向影象處理系統和全自動檢測裝置製造商。作為標準產品提供，它可以縮短下一代檢測系統的上市時間，因為不需要考慮定製鏡頭額外的開發時間。Qioptiq還為該鏡頭提供了配套的配件：d。fine HR稜鏡模組，可確保線掃描應用中同軸照明最佳耦合。還有，d。fine HR 區域掃描模組，可與區域感測器一起使用。此外，d。fine HR標準系統能夠精確對焦，並適用於帶有M72、M90和M95螺紋的工業相機。鏡頭和稜鏡模組的總長度可控制在177。1 mm，帶區域掃描模組的鏡頭總長度可限制為 146 mm。
這款新鏡頭的光學效能超過了市場上得到廣泛認可的inspec。x L鏡頭系列。HR鏡頭提供高解析度、清晰的影象，在整個影象場中具有均勻的高對比度，因此非常適用於進一步的電子處理。
圖2：例如，它有用於檢查晶片上最精細電路結構的完美解析度
其應用領域包括晶圓、平板螢幕、OLED、印刷電路板和玻璃生產中的質量控制。此處必須在短週期內對大面積進行掃描，其公差在微米範圍內。由於具有大光圈，這款新的d。fine HR鏡頭已成為這類應用的理想選擇，即使是在快速應用中，也能為感測器提供充足的光線。該鏡頭的焦距為128毫米，放大率為3。33x，可滿足工業要求，並能取代inspec。x L 4/105 3。5x。此外，其工作距離相對較大，達60 mm，這為整合到各種系統和應用提供了靈活性。
圖3：帶有稜鏡模組的d。fine HR鏡頭用於耦合同軸照明，確保使用16k/5µm和 16k/3。5µm線感測器獲得最高的成像質量
有限衍射和無失真
LINOS® d。fine HR 2。4/128mm 3。33x可實現極高的解析度，在物體中每毫米高達 300 線對。它針對82mm的像圈進行了最佳化，因此成為長線感測器（16k/32k）和中畫幅大面積感測器（101MP/151MP）的理想選擇。此外，它還具有出色的色彩校正功能，可確保直達邊緣的高成像效能。在82 mm的大成像圈中幾乎不存在失真。其標稱值小於0。1%，因此無需軟體校正功能。
2。4的高光圈與3。33x的放大率相比，以及由此產生的0。13的物測數值孔徑，將衍射極限向上推，從而提供了高解析度和光強度。這有助於縮短曝光時間並加速生產過程，從而提高產量。這就是基於衍射限制設計的新鏡頭的優勢所在。比較來看，inspec。x L 系列鏡頭的光圈為 f/3。5 或 f/4。
德國精密製造
d。fine HR鏡頭是LINOS機器視覺鏡頭系列中第一款在放大率大於1的情況下支援低至3。5µm畫素尺寸的鏡頭。相較而言，inspec。x-L鏡頭對5µm的畫素尺寸進行了最佳化，理論上在感測器上實現了50 LP/mm的最大成像效能，在420-680 nm的光譜分佈下對比度為38%。 而新的d。fine HR鏡頭在整個82 mm的大像場內以72 LP/mm的速度也能實現這些數值。為了在批次生產中保持這種高質量，必須使用對裝配和測量技術有高要求的穩定的生產工藝。Qioptiq採用各種專有的裝配技術，確保了光學元件精確對準、居中並固定位置，以滿足嚴苛的公差。Qioptiq擁有最先進的實驗室和測量設施，以開發和製造高質量的檢測鏡頭。除了計量行業知名製造商的 MTF 系統外，Qioptiq還開發了自主的 MTF 系統，以展示如何滿足檢測鏡頭的特殊要求並支援產品開發。在2010年德國慕尼黑附近費爾德基興建立的新工廠內，研發、原型製造、系列組裝和認證工作正在齊頭並進地進行中。鏡頭的精密光學元件在巴伐利亞林山的Regen採用了最新工藝進行精確製造、鍍膜和測試。這座超現代化的工廠在 2006 年建成投產。
圖 4： MTF （調製傳遞函式） d。fine HR 2。4/128 3。33x （左） 72 LP/mm 與圖5相比
圖 5： MTF inspec。x L 4/105 3。5x 稜鏡50 LP/mm
100% 酸性測試
所有鏡片在交付前都要經過100%的MTF測試，並按照以下ISO測試程式進行環境要求認證。
溫度： DIN ISO 9022-10-05-1 / 9022-11-05-1 / 9022-14-03-1
抗衝擊性： DIN ISO 9022-31-01-0
抗震性： DIN ISO 9022-36-07-1
這確保了Qioptiq的工業鏡頭堅固耐用，能在運輸和儲存過程中保持完好無損，並在惡劣的工業環境中長期穩定地發揮作用。
當然，LINOS® d。fine系列也符合現代工業產品的環保要求，符合RoHS和 REACH標準。 讓Qioptiq更很自豪的是，自 2021 年起它被認證為碳中和公司，為創新、可持續發展做出貢獻。
圖 6： Qioptiq在德國費爾德基興和雷根擁有最先進的機器視覺鏡頭製造和測試設施（此處：新HR鏡頭的MTF測量）
完美協調的模組
Qioptiq提供的HR鏡頭可與稜鏡模組或區域掃描模組相組合。分光稜鏡為配置鏡頭和照明組成的完整光學系統帶來極大便利，因為它能為線掃描相機的同軸照明提供光耦合。這對於具有高反射率的表面（例如顯示器或晶圓）來說尤為重要。鏡頭和分光稜鏡須組成一個光學單元，且元件之間必須完美匹配。對稜鏡的高光學要求和安裝技術在此處也很關鍵。這些元件共同實現了最佳的有限衍射成像效能。透過V型槽可以完成鏡頭與相機和稜鏡的安裝與連線。這使得稜鏡和鏡頭的方位能保持完美對齊，並對照明進行精確調整。
如果不需要透過稜鏡模組進行線狀照明，就需要對稜鏡塊的玻璃厚度進行補償，這在鏡頭設計中已經考慮到了。區域掃描模組可以解決這個問題。其最大的優點在於，根據附加的模組，同一個鏡頭可用於同軸照明的線感測器和區域感測器。
用於工業影象處理的鏡頭取景器
Qioptiq可提供MachVi軟體來幫助使用者選擇合適的鏡頭，可透過其官方網站下載免費軟體，根據物體尺寸、工作距離、感測器尺寸和相機支架等四個規格來計算所有必要的光學引數，並從 LINOS 機器視覺系列中選擇合適的鏡頭和必要的機械元件。
總結
憑藉LINOS機器視覺鏡頭，Qioptiq符合當前工業鏡頭的最高標準。感測器技術的不斷髮展推動使用者對解析度鏡頭提出更高的要求。感測器越來越大，畫素尺寸卻在不斷減小，從而滿足更高要求的測量任務。這也提高了使用者對光學元件的要求，它必須保證在整個像場中具有相應的高解析度。透過LINOS® d。fine HR 2。4/128mm 3。33x，Qioptiq為市場提供了一款能完美滿足當前需求的鏡頭。
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