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时间:2025-11-11
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作为设备的“眼睛”,光学成像系统在自动化设备中承担了最基础也是最重要的使命---看见。一套合适的🔗光学成像系统,能帮助设备看得更清晰,从而提高设备的生产效率。
为了更好地让开发精密光电仪器和设备的科研人员,研发人员和工程师在寻找光学解决方案时,有更多的思路和灵感,我们谨以此文介绍如何利用开放式的光学模组搭建带自动聚焦功能的显微成像光学解决方案:
在这个按需集成的方案中,自动聚焦系统的每一个机构:成像系统、运动机构、聚焦模块、测量软件、安装结构均可根据具体的应用详情进行定制,从而用最简捷经济的方式实现卓越的成像质量精度和检测效率。
1、光学成像系统
七十余年的光学成像经验,将大变焦范围和高分辨率完美结合,提供6:5:1. 7:1. 12:1多种变倍比选择,模块化设计,可选配任意倍数物镜,具有极强的扩展性:
复消色差,无限校正光路设计,长工作距离范围,大景深,成像品质无忧;

光学放大倍数0.3x~550x可选, 分辨率范围覆盖40.85μm~0.5μm,成像精度无忧;

开放式光机设计,自带各种规格的安装、适配转接件,无缝选配明场/暗场,偏光/DIC等多种成像/照明模块,自由选择多种照明和安装方式,集成无忧。
选配一套这样的光学系统,就能在任意的应用场合,对不同规格的材料进行成像,让设备 “看”得更清晰, “看”得更轻松。
2、运动机构
用户可根据自身的应用需要,精度要求选择不同的运动机构,自由选择行程范围、运动速度、重复定位精度、负载及体积,按需选用光栅反馈系统等,比如:
可选择高精度步进电机电动移动机构;
也可以选择带磁力弹簧配重刹车系统的伺服马达移动机构;
也可以选择压电陶瓷(Piezo) 移动机构;
根据应用需要及成本等要素,集成实用紧凑且经济的电机平台运动系统:

3、聚焦模块
在聚焦方式上,可根据应用需求选择基于图像方式的自动对焦或基于激光方式的自动对焦模块。
聚焦方式一
基于图像方式
该方式是利用软件对图像进行分析,确定到被测物体的距离,实现聚焦。典型的图像方式自动对焦,是通过相机传感器获图像后,软件利用FFT (快速傅立叶变换)算法,对图像像素的对比度进行计算:
比如相机传感器前有一个 100 或 200 像素的单色带。软件对像素进行分析,分辨临近像素的强度差异。如果景物未聚焦,临近的像素会具有非常相似的强度。此时,软件会驱动Z轴机构移动到另外位置,重新获取图像,再次判断临近像素之间的强度差异是增加还是减小。

最后,软件会在一定范围内搜索,查找到临近像素之间强度差异的最大值。这一点就是最佳焦距点,然后软件会驱动Z轴机构停留在那个位置,进而实现自动聚焦。
图像方式的自动对焦系统需要利用图像对比度进行工作。在这种图像上通常需要有一些可以形成对比的细节,才能更有效地实现聚焦。
聚焦方式二
基于激光方式
典型的激光方式聚焦,是采用三角单束激光测量的原理。
激光针对显微镜的目标区域,不断地测量和报告最佳聚焦距离,系统会不断报告聚焦的距离,然后驱动运动平台在Z轴移动,实现快速聚焦。

4、测量软件
基础软件标配光源控制、电动变倍调节、手动调节对焦、自动对焦等功能,可按需集成点,线、面、角度等几何元素测量功能,元素对象和绘制取样方式均可自由制定:

5、安装方式
可选转角、双视、倒置、正置等多种形态安装,根据现场应用环境,设计令自动对焦系统更为简易齐整的机械结构件,用最省时省力的安装方式,将自动聚焦成像系统无缝集成到自动化设备或生产线上。

我们的核心是开放式的光学成像解决方案,按需选配的光学系统。
我们的目标是利用我们卓越品质的模块化显微成像解决方案,帮助用户解决各种光学成像的问题。用户能实现各种各样的AOI应用,应对不同应用对精度和检测效率的挑战,实现开发和创新目标。
我们不只是“介绍”这些信息,用户也不只是“读到”这些信息,更能够真正上手进行实际验证。
为了更好地让精密光电检测仪器和设备的研发人员和工程师,或者科研人员在系统的研发或者搭建过程中,做更多的光学验证和测试,获得第一手的数据,我们在光学实验室备有基础款的自动光学检测(AOI) 演示系统,如您有相关的样品测试需求,或对相应的显微成像技术,AOI检测技术等感兴趣,欢迎垂询,我们一起探讨解决问题的最优光学解决方案。
光学实验室
我们在广州设有光学实验室,实验室配备了Zoom 6000、12X、Resolv 4K、Pixelink各系列镜头+相机系统及各类主流物镜、光源、支架样品:

文章转自Navitar官方微信公众号。