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应用与解决方案 Applications & Solutions

逐年增加。另外，由于对人生命的潜 对在倾斜投影时保持水平方向都为聚
在影响，尤其对汽车的高压及高温电 焦平面是非常有用的，见图 4-1。若
子元件的安全要求很高。而且，相比 没有沙姆设计，图像边缘对比度会出
于当前的标准电子元件，汽车电子元 现严重的损失，见图 4-2，这将对三
件可能更大、形状更复杂。必须对这 维测量精度产生相当大的影响。
些复杂零件进行三维检测，以保证它 高精度三维测量的最佳组合如
们被成功装配，并保证它们的安全性 下，见图 1-3 ：
及配置的正确性。 • 高分辨率物方远心或双侧远心镜头
• 高速大面阵相机，像素大小与镜
三维测量用投影仪 头分辨率匹配
图5： 理想正弦波。 为得到高速、高精度三维测量的 • 基于沙姆原理的高对比度倾斜投
主动式条纹图案，需要一个能提供高 影装置
亮度和高对比度图案的投影仪。当机 在相移法中，投影正弦波的再现
器视觉厂商有能力设计、集成并生产 性（正弦性）对保证高精度尤为重要，
出一种拥有高性能镜头和 LED 照明技 见图 5。茉丽特在镜头设计技术方面
术的投影系统时，这种解决方案就成 的专业知识，能够优化投影正弦波的
为可能，如图 3 中茉丽特的产品。 再现性。
图6：微镜间隙。 首先，选择合适的 LED 以输出 系统设计中一个主要的问题是
观检查方案。过去，因为易于实现， 高亮度图案，例如一种输出功率为 DMD 设备的每个微镜之间有一个间
高速二维区域检查在 PCB 制造中更 15~100W 的 LED。此外，优化的光 隙，见图 6。这对正弦波的再现性有
为常见。然而近来，由于 PCB 上元 学设计也可以最大限度地通过输出
件的不断缩小和复杂性不断提高，对 LED 的能量，来最大限度耦合 DMD/
于高端 PCB 制造商，如智能手机和 LCOS图案输出。最后，在优化光路后，
汽车行业的供应商，三维检测功能已 设计聚焦图案的投影光学系统，以满
成为必需。 足成像系统参数，如视野、工作距离、
在智能手机市场，终端产品的尺 亮度、分辨率等。请记住，最大亮度
寸正在逐年变小、变薄。由于越来越 对提高测量速度非常重要。此外，投
小的电子元件的需求变化，只用二维 射出的条纹的分辨率和对比度，对于
检测已很难找到安装错误的元件。在 实现整个测量区域的高精度三维测量
汽车市场，汽车里电子元件的数量正 也至关重要。茉丽特的独特优势在于：
拥有专业技术和丰富经
验，能够为满足特定目标
而设计每一个子系统，并
有挑战性地将它们集成为
一个完整、全面的解决方
案。
茉丽特在三维相移
式投影仪的设计中，还利
图8：茉丽特系统架构 (视场 32mm)，此方案包括
用沙姆原理来提供解决方 茉丽特含WXGA DMD的投影单元，400万像素1英
寸USB3.0相机和茉丽特0.34倍双侧远心镜头MTL-
图7：间隙 vs 理想正弦波（1波动周期= 8个像素）。 案。对许多应用而言，它 5518C。

34 Jan/Feb 2018 视觉系统设计 Vision Systems Design China