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研究生: 田詠富
Yung-Fu Tien
論文名稱: 改良一自動光學系統用於檢測球面微透鏡陣列
Improvement of an Automated Optical System for Inspecting Spherical Microlens Array
指導教授: 陳品銓
Pin-Chuan Chen
鄧昭瑞
Geo-Ry Tang
口試委員: 陳亮光
Liang-kuang Chen
修芳仲
Fang-Jung Shiou
鄧昭瑞
Geo-Ry Tang
陳品銓
Pin-Chuan Chen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2020
畢業學年度: 108
語文別: 中文
論文頁數: 92
中文關鍵詞: 自動化光學檢測系統球面微透鏡陣列檢測系統
外文關鍵詞: Automated optical inspection system, Spherical microlens array
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  • 本研究主旨為改良現有快速檢測球面微透鏡陣列之自動化光學檢測系統。系統的主要目的為在短時間內量測透鏡陣列中個別透鏡之直徑與焦距直尺寸,並能依據規格標示出合格及不合格透鏡位置,並計算合格透鏡之良率。
    現有系統量測速度在雖然快於光學干涉儀,但是對於製造程序上需要更快的量測速度。故本研究藉由程式修改以加快量測速度,並變更相機提升影像解析度,以量測更小的透鏡;藉由影像處理分析,以控制馬達移動透鏡位置,達到連續檢測目的。
    為了驗證系統之效能,實作中利用既有之商用微透鏡陣列作為標準,經由本系統與商用雷射掃描顯微鏡分別量測後比較效能。數據分析顯示,改良系統後在檢測速度上更快,節省約90%時間。與雷射掃描顯微鏡的量測結果比較,在直徑誤差小於4%;在焦距的量測結果上,實驗結果接近於商用雷射掃描顯微鏡量測數據之5.37%。


    This study aims to improve the prototype automated optical system for rapid screening and inspecting spherical microlens array. It can measure the diameter and focal length of the microlens array and highlight acceptance or rejection by specification.
    Although the measurement speed of the prototype system is faster than that of the optical interferometer, we need faster measurement speed for manufacturing process. Therefore, in this research, the measurement speed is accelerated by program modification. In addition, the camera is changed to improve the image resolution to measure smaller microlens. The microlens array position is controlled by image processing to achieve continuous detection.
    The results show that the improved system is more faster, saving about 90% of time. To validate the measurement from our system, a 3D laser scanning microscope was used. The comparison between our system and the 3D laser scanning microscope show a good agreement and proved that this optical inspection system for microlens array is highly useful.

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖索引 VII 表索引 XI 第1章 緒論 1 1.1 研究目的 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 研究方法 10 1.4 論文架構 13 第2章 系統硬體架構 14 2.1 透鏡介紹 14 2.1.1 焦距 14 2.1.2 曲率半徑 15 2.2 系統硬體架構 16 2.2.1 雷射光源模組 17 2.2.2 透鏡光學模組 18 2.2.3 影像視覺模組 22 2.2.4 電控模組 23 第3章 系統軟體架構 27 3.1 軟體介紹 27 3.2 影像處理 28 3.2.1 自動對焦 28 3.2.2 粒子分析和粒子過濾 35 3.2.3 瑕疵檢測 37 3.2.4 形狀偵測 38 3.2.5 焦距量測 39 3.3 透鏡陣列移動定位 42 3.4 程式流程 44 第4章 實驗結果 48 4.1 比例因子校正 49 4.2 自動對焦 51 4.3 真實值比對 55 4.3.1 雷射掃描顯微鏡量測真實值 56 4.3.2 直徑數據比較 60 4.3.3 焦距數據比較 62 第5章 結論與未來展望 64 5.1 結論 64 5.2 未來展望 65 參考文獻 66 附錄A 68 附錄B 69 附錄C 70 附錄D 71 附錄E 72 附錄F 73 附錄G 74 附錄H 78

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    無法下載圖示 全文公開日期 2025/01/21 (校內網路)
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