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光滑表面缺陷自动化检测系统

简要描述:

betway体育手机版光滑表面缺陷的自动化检测系统是利用光学显微散射暗场成像技术与先进的基于数学形态学的数字图像处理算法结合研制的新颖非接触的检测设备。系统具有环形分布的光源可以采集任意方向疵病的CCD图像;利用光学显微散射暗场成像可以达到对被测缺陷实现微米量级的分辨率;精密的二维扫描系统与数字图像处理算法结合可以实现对大口径表面缺陷完成子孔径扫描和拼接;采用二元光学的标准板定标程序及可以实现对缺陷如划痕几何尺寸的定量检测并精确确定光滑表面上每个缺陷的几何参数的方位,最终自动输出缺陷检测报告。

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光滑表面缺陷自动化检测系统

  

图1 光滑表面缺陷的自动化检测系统外型图(配百级超净工作台)

 

简介:

betway体育手机版光滑表面缺陷的自动化检测系统是利用光学显微散射暗场成像技术与先进的基于数学形态学的数字图像处理算法结合研制的新颖非接触的检测设备。系统具有环形分布的光源可以采集任意方向疵病的CCD图像;利用光学显微散射暗场成像可以达到对被测缺陷实现微米量级的分辨率;精密的二维扫描系统与数字图像处理算法结合可以实现对大口径表面缺陷完成子孔径扫描和拼接;采用二元光学的标准板定标程序及可以实现对缺陷如划痕几何尺寸的定量检测并精确确定光滑表面上每个缺陷的几何参数的方位,最终自动输出缺陷检测报告。该系统是浙江大学光电系现代光学仪器重点实验室杨甬英等教授集多年基础、数年攻关完成的目前国内首台可以对各种光滑的光学元件和金属表面的各种划痕、麻点、碎边等疵病实现高分辨率、快速、数字化定量检测的先进的高科技设备,可有效解决人为的目视观察评估由于主观因素介入导致检测的准确度低,效率低的难题。系统可以应用于高精度的光学元件、激光器谐振腔、微光元件、光滑的金属及硅片表面、手机外壳、微缩文字等各类表面缺陷的检测和文字校验。

仪器技术指标:

1. 被检缺陷样品的检测口径:50mm×50mm~100mm×100mm,更大口径可由用户提出研制;
2. 缺陷检测分辨率:最小可达微米量级;
3. 检测的缺陷几何特征:各种划痕、麻点、破边等、文字缺损校验;
4. 照明及成像系统:环形均匀光源照明系统、0.7×~4.5×变倍显微镜成像系统实现显微散射暗场成像;
5. 检测方法:计算机自动控制二维移导系统实现对光滑表面的子孔径扫描;
6. 标准评价:利用二元光学制作标准比对板定量评估;
7. 仪器检测精度:几何长度相对误差优于2%、划痕宽度误差控制在微米量级;
8. 数据采集系统:科学级CCD相机,空间分辨率约1K×1K左右或更高。
9. 自动化评估软件要求:
  • 全口径子孔径扫描控制、图像匹配拼接、图像数据处理软件;
  • 二元光学制作标准比对板数据库及评估系统;
  • 全口径表面缺陷分布及类型的数据输出;
  • 微缩文字缺损校验评估;
  • 软件具有友好的人机交互图形工作界面,工作于Windows2000以上平台。

应用范围:

本系统可应用于高科技的光学、材料、微电子等国民经济诸多领域:
1. 系统可以应用于高精度的光学元件、激光器谐振腔、微光元件等光滑的光学元件表面的任意方向缺陷如各种划痕、麻点、碎边进行非接触的数字化定量检测,并实时输出检测报告。
2. 系统可以对光滑的金属及硅片表面的疵病进行非接触的数字化定量检测,并实时输出检测报告。
3. 系统可以对光滑的手机外壳、高精度的液晶屏进行表面的划痕、麻点实现数字化定量检测。
4. 对各种精密的具有微缩文字的光滑表面实现文字的缺损检测。
 
图2是对一光滑的光学元件表面缺陷进行图像预处理后的软件界面。
图3是自动化显示该元件表面缺陷位置及对缺陷信息编号的界面。
图4 是自动化输出缺陷(划痕)信息报告的界面。
 
 
 
         

图2 光滑表面缺陷图像预处理后的软件界面

 

betway体育手机版图3 自动化显示缺陷位置及对缺陷信息编号的界面

 

图4 自动化输出缺陷(划痕)信息报告

 

 

部分定制清单:

1 4K高速线阵相机  Zer-OSC-01

Resolution 4K;4 Lines 叠加或独立成像;

敏感波长范围介于500nm至650nm之间;

betway体育手机版支持最大扫描频率200kHz;

单色,单相元大小10.56μm。

2 高分辨率高速相机 Zer-OSC-21

像素:500万(2500x2000),

探测面积:6X4.5mm,

betway体育手机版波长范围:500-1100nm,

betway体育手机版最大采集速度:60帧/S,USB3.0传输。

3 成像镜头 Zer-OSM-01

同轴高分辨成像镜头,

500万分辨率,

工作距100mm;

4 二维精密导轨 Zer-100x100

betway体育手机版行程:100x100mm,

betway体育手机版重复定位精度:1um,

分辨率:0.5um,

最大速度:20mm/s

5 六维电控调节台 Zer-6-003

调节维度:XYZ平移,XYZ旋转,

平移行程:10mm,

betway体育手机版重复定位精度:300nm,

分辨率:50nm,

最大速度:5mm/s,

旋转角度范围+/-2°,

betway体育手机版重复定位精度:0.01°,

betway体育手机版分辨率:0.005°。

6 高亮照明光源 Zer-OSL-01

高均匀性同轴光源,同轴偏差小于2°,

betway体育手机版出光尺寸40X40,最大照度优于50WLX

7 照明用漫射板 Zer-DF-64 透射度30%、50%、70%可定
8 大功率数字控制器 Zer-OSLD-01

betway体育手机版256级亮度控制;支持RS232通信;

betway体育手机版支持手动调节及掉电保护;

支持频率介于10KHZ高频控制。

9 面阵用高亮照明光源 Zer-OSL-02

高均匀性同轴光源,同轴偏差小于2°

,出光尺寸60X60;最大照度优于50WLX