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工业自动光学检测中的照明系统设计

作　者: 潘珍英
导　师: 王辅明
学　校: 厦门大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 光学检测照明设计 TracePro辅助设计
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 395次
引　用: 10次
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内容摘要

从80年代初期开始,自动光学检测技术就被成功地运用到印刷电路板的检测当中。本文的研究工作是从工业自动光学检测中的照明技术出发,重点研究焊点检测中光源的设计,然后利用光学机构仿真软件进行辅助设计,并提出一种计算机辅助光源设计的方法,从而避开传统光学设计的一些弊端,简化了光源设计的过程,节约了成本,提高了效率。本文的主要分为三个部分:首先,介绍了用于印刷电路板检测的自动光学检测技术及其发展,特别论述了印刷电路板中焊点的检测技术的重要意义。接着,概述了光学照明设计的基本知识,并将这些知识灵活地用到焊点检测的光源设计中去。从焊点的特性出发,考虑焊点的形成过程、焊点的表面形状与表面张力,然后结合焊点表面梯度矢量及其与倾斜角的关系,从而把对焊点曲面的检测转化为焊点倾斜角所对应的平面的检测。在此基础上,系统地介绍了环形光源设计的理论计算方法,并通过单一环形光源和三色环形层次光源两个具体实例和实验结果加予说明。最后,详细介绍了计算机辅助光学设计中光线追迹理论,特别是本研究课题中所采用的光学机构仿真软件TracePro的光线追迹法,然后提出了利用TracePro软件将成像系统和照明系统结合为一体来辅助照明系统设计的方法。成功地构建了照明成像系统实体光学模型平台,在此平台的基础上,对光源的均匀性进行举例分析、结果对比,从而得到性能最佳的照明光源。本文所提出光源设计的理论计算方法和计算机辅助设计的方法,主要的创新之处在于利用TracePro软件将成像系统和照明系统结合为一体来辅助照明系统设计,此法为自动光学检测系统中光源设计和今后的研究提供方向。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-18
  1.1 工业自动光学检测(AOI)技术  8-12
  1.2 焊点的自动光学检测  12-15
  1.3 本文的研究内容与目的  15-16
  参考文献  16-18
第二章照明光学系统设计的基本知识  18-27
  2.1 光源  18-22
  2.2 光学结构  22
  2.3 物体的光学特性  22-25
  2.4 本章小结  25-26
  参考文献  26-27
第三章用于焊点检测的 AOI 系统的照明光源设计  27-42
  3.1 引言  27
  3.2 焊点检测中光源设计的出发点  27-31
  3.3 光源的设计和计算方法  31-35
  3.4 具体环形LED 光源设计实例  35-40
  3.5 本章小结  40-41
  参考文献  41-42
第四章计算机辅助光学系统设计的理论基础及方法  42-48
  4.1 引言  42
  4.2 光线追迹的方法  42-45
  4.3 光学机构仿真软件TRACEPRO  45
  4.4 光学系统的计算机辅助设计  45-46
  4.5 本章小结  46-47
  参考文献  47-48
第五章照明成像系统的计算机辅助设计  48-65
  5.1 引言  48
  5.2 照明成像光学系统计算机辅助设计的基本步骤  48-49
  5.3 照明成像系统计算机辅助设计实例  49-54
  5.4 光源均匀性结果分析  54-60
  5.5 光源拓展模型  60-63
  5.6 本章小结  63-64
  参考文献  64-65
第六章研究工作总结及展望  65-67
在学期间发表论文情况  67-68
致谢  68

工业自动光学检测中的照明系统设计

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