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Freeform Optics-Based Microlens Array Lighting System Design and Optimization for Machine Vision
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AI
DOI：10.3390/photonics12090921.png)
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摘要
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照明系统的性能显著影响增材制造中整体缺陷检测过程的效率与准确性。然而，在典型工作距离下，通过传统设计实现紧凑检测区域内的高光学效率与卓越照度均匀性仍具挑战性。本文提出了一种基于自由曲面光学微透镜阵列的新型均匀照明系统设计。采用田口方法对光学性能（重点关注效率与均匀性）在关键距离上进行优化。仿真结果表明，该优化均匀照明系统——包含一个由半径为2 mm的微透镜组成的13×13阵列，且距离目标平面300 mm——实现了93.7%的高光学效率以及98.9%的卓越照度均匀性。此外，该系统在不同波长下均保持良好均匀性，提升了其通用性。这些发现有力支持了所提出的基于自由曲面光学微透镜阵列的照明系统在激光增材制造缺陷检测机器视觉中的可行性，显著有助于改善图像对比度。
Keyword:
freeform optics
machine vision
optical design
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1.9
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引用论文
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