雙光路成像鏡頭如何工作
一、產線高精度檢測面對的三類現實工況
在產線高精度定位與檢測中,工程師常同時面對幾類工況。設備留給鏡頭和相機的安裝空間越來越小,但要看的視野越來越多;機構每多動一步,誤差就多累積一層;待測產品本身的尺寸、高度又常常不一致。這三類工況疊加,單視野方案往往難以兼顧。
二、雙光路為產線帶來的四項工程價值
雙光路成像鏡頭具備四項核心應用價值,可適配半導體、3C 等行業的高精度檢測需求。
第一,節省設備安裝空間。雙光路成像鏡頭能夠減少設備整體安裝空間,精簡設備結構布局。
第二,降低機構運動誤差。雙光路成像鏡頭可減少設備機構動作,降低機械運動帶來的檢測誤差。
第三,提升整體檢測精度。雙光路分為鏡頭成像光路內部分光與外部分光兩種形式,不同分光方式對應不同的成像質量與裝配調試要求,可匹配不同精度等級的檢測場景。
第四,兼容異尺寸、異高度產品檢測。雙光路鏡頭可實現相同倍率不同焦點、不同倍率相同焦點的成像效果,能夠滿足不同大小、不同高度產品的檢測作業要求。
三、落到設備選型:兩個維度如何對應配置
六大類型由相機數量、分光位置兩個維度劃分,選型時按工況對應配置。無論單相機還是雙相機,雙光路的目標都是用更少的機構運動量與安裝空間,拿到兩個視野的高精度同步圖像。
3.1 相機數量維度:按標定與溫漂要求選
單相機讓兩條光路共用一臺相機,少了兩路相機之間的標定誤差與溫漂不一致帶來的精度問題;雙相機給每條光路單獨配一臺相機,換來更好的像質,以及倍率、焦點組合上的自由度。多類雙相機方案應用于半導體高精度定位場景,其中鏡頭外全反棱鏡分光在多 mark 對位時需要移動拍照。
3.2 分光位置維度:按設備空間選
鏡頭內分光把分光元件集成在鏡頭本體,體積小、一致性好,但定制成本較高、靈活性偏低;鏡頭外分光把分光模塊放在鏡頭與相機之間或鏡頭外部,結構更靈活、便于按設備空間搭配,代價是占用更多外部空間、裝調環節也更多。鏡頭外分光方案對棱鏡加工面型精度以及裝配調試要求較高。
四、COOLENS 雙光路產品譜系與落地場景
圍繞相機數量與分光位置兩個維度,COOLENS 已形成六大產品類型,對應不同的精度與空間條件。
主要包括以下六大類型:
單相機?鏡頭內半透半反棱鏡分光
單相機?鏡頭外全反射棱鏡分光
雙相機?鏡頭內半透半反棱鏡分光
雙相機?鏡頭外全反棱鏡分光
雙相機?鏡頭外半透半反分光
對固定間距的高精度拍攝,單相機?鏡頭內半透半反棱鏡分光可共用后鏡片組達成;長條形高精度貼合與大視野低 NA 成像,適合采用單相機?鏡頭外全反射棱鏡分光,兩路同時實時成像、各占一半視野。
但該方案下相機像素精度會減半、視野中間分割區有小部分重影區域不可用;3C 行業的高精度貼合組裝,可用單相機?鏡頭外半透半反棱鏡分光。
在半導體側,雙相機?鏡頭內半透半反棱鏡分光像質更優并減少安裝空間,適用于高低倍率高精度定位(探針臺測試、高精度固晶機、金線焊線機)與一鍵式測量;雙相機?鏡頭外全反棱鏡分光像質損失少,適合芯片貼合定位。
雙相機?鏡頭外半透半反分光設計難度低、搭配靈活,適合高精度固晶機。各類型的具體結構、優勢、缺點與典型應用,將在后續文檔中逐一展開。
五、總結
綜上,COOLENS 雙光路鏡頭以相機數量、分光位置兩個維度形成六大類型譜系,讓不同結構的鏡頭去匹配貼合、定位、檢測等工況。
由此可支撐半導體、3C 與工業檢測行業多樣化的高精度檢測需求。
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