行家秘訣
打造高解析成像系統:相機解析度怎麼設?
May 24th, 2022
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LINX Taiwan其中一項知名服務就是接受客戶委託,協助評估光機架構。近年來在與客戶密切合作的過程中,我們發現客戶光機需要的解析度越來越高,但大多數的客戶都沒有高解析度AOI的經驗,因此當接到細微瑕疵檢測需求時,往往不知道該如何下手。

其實簡單歸納客戶主要的痛點,不外乎下列幾點:
■ 光機解析度高,FOV就小,因此掃描一片產品需要太多時間,無法符合客戶產能需求。
■ 找到的高倍率鏡頭成像不如預期。
■ 光源亮度不足。
■ 景深太淺,畫面失焦。
■ 成像品質不佳。

等等......。

如何設定適當的光源及解析度?

首先我們要知道,光機的解析度越高,對光源亮度的需求也會越高。因此DALSA的TDI系列高感光相機是許多設備商的首選。

然而,TDI相機對移動同步的要求很高,這是很多客戶所不理解的。事實上,DALSA的Application Note裡頭有提到,TDI相機對平台移動穩定性的要求如下: 

資料來源 : Teledyne DALSA


M是TDI相機的Stage數;V是平台的移動速度,ΔV/V是平台移動速度差。
這個公式算出來的數值只要小於2,就符合TDI相機的同步穩定性需求。

例如,DALSA Linea HS相機的Stage是128條,所以M就是128。根據這公式計算:2 = 128(ΔV/V)。可得到 ΔV/V =1.56%。這就是Linea HD這款TDI相機對平台移動速度的要求,只能有1.56%的落差。 

另一個重點是光學解析度的調整對於光學解析度5μm或更高的系統,要求的調整精確度至少要是±0.0015μm。例如今天光機的光學解析度是設定3μm,則要調整到2,9985μm~3.0015μm之間。

相機架設方面,TDI相機對θ角調整是最左與最右只能有一個pixel的落差: 

圖片來源 : Teledyne DALSA

而且相機只能垂直架設,不能傾斜架設:(註:只有Stage < 4的TDI相機可以傾斜架設。) 



圖片來源 : Teledyne DALSA

怎麼判斷相機架設好了沒?

有兩個方法,可以簡單判別TDI相機是否有架設好:

方法一:調整相機的Stage
TDI相機的Stage數越多,對調整的要求就越嚴苛。如果你發現當降低相機的Stage後影像變得更清晰銳利,那就表示相機與平台不夠完善。
 
方法二:比較Area Mode與TDI Mode的影像
部分TDI相機有Area Mode模式,意思就是可以切換成Area Scan相機使用。如果平台與相機有調整好,TDI Mode得到的line scan影像會和Area Mode得到的影像一樣好或更好。如果較差,就表示還有改善空間。

由於篇幅有限,關於高解析系統的光源與鏡頭的相關討論,將另文探討。如果對於相機、光源的架設方式有任何問題,或希望挑選出最適用的機種,歡迎聯繫LINX Taiwan專業的光學團隊為您詳細評估。