动态拍照装置、检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及光学检测领域,尤其涉及用于对待检测物体的缺陷进行复检的动态拍照装置、具有动态拍照的检测装置及检测方法。
背景技术
现有技术中,为了对待检测物体,例如显示面板的缺陷进行复检,通常采用自动光学检测设备用显微镜对显示面板进行检查。如图3所示,该方法主要包括三个步骤:第一步,将显微镜移动到作为目标位置的缺陷位置,并判断显微镜是否已到达缺陷位置,若已到达缺陷位置则执行第二步;第二步,控制显微镜聚焦,并判断显微镜是否成功聚焦,若聚焦成功则执行第三步;第三步,相机拍照,保存图片。
通过上述方法,虽然能够保证图片的一定清晰度,但存在检测时间过长的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题提出的,目的在于提供能够快速地对显示面板进行检测的具有动态拍照的检测装置。
此外,还提供一种基于上述具有动态拍照的检测装置的检测方法。
此外,还有必要提供一种拍照装置。
本发明提供的具有动态拍照的检测装置,用于检测待检测物体,该检测装置包括:主控制部、图像采集部和运动部,所述主控制部,与所述图像采集部和所述运动部连接,并控制所述运动部的运动,所述图像采集部,包括采集待检测物体上目标位置图像的成像单元与自动聚焦显微单元,所述运动部,基于所述主控制部的控制,使所述图像采集部与待检测物体上的目标位置相对运动,所述自动聚焦显微单元,随着所述运动部的运动,对所述图像采集部经过的位置实施跟踪聚焦,所述成像单元,随着所述运动部的运动,对所述自动聚焦显微单元的任意聚焦位置实施图像采集。
上述结构中,在所述运动部,基于所述主控制部的控制,使所述图像采集部与待检测物体上的目标位置相对运动时,例如,可以是下述运动方式,使所述图像采集部向待检测的目标位置移动,或使待检测的目标位置向所述图像采集部移动,或使待检测的目标位置和所述图像采集部分别向对方移动。
根据上述的具有动态拍照的检测装置,实现了运动部的运动、聚焦显微单元的聚焦以及图像采集的并行操作,在运动中聚焦,并且在运动中拍照,从而减少了检测的时间。
在上述具有动态拍照的检测装置中,可选地,所述主控制部包括编码单元与触发单元,所述编码单元用于接收所述运动部的实时位置信息,并将该实时位置信息发送到所述触发单元,所述触发单元中内置表征所述目标位置的目标位置信息,所述触发部比较所述实时位置信息与所述目标位置信息,当所述实时位置信息与所述目标位置信息一致时,输出触发信号,所述成像单元基于所述触发信号进行拍照。
在上述具有动态拍照的检测装置中,可选地,所述主控制部还包括运动控制单元,在所述运动控制单元中内置表征所述目标位置的位置信息,所述运动控制单元根据所述目标位置信息控制所述运动部的运动。
在上述具有动态拍照的检测装置中,可选地,所述图像采集部还包括光源单元,所述光源单元具有闪光光源和/或普通照明光源。
根据上述的具有动态拍照的检测装置,通过使用闪光光源,能够使检测装置在高速运动下拍摄到清晰的图片。并且根据上述检测装置,静态看视频图像时使用普通照明光源,动态拍照时使用闪光光源,两种光源相互独立,互不干涉,给一种检测装置同时满足两种不同需求提供了便利。
在上述具有动态拍照的检测装置中,可选地,所述闪光光源基于所述触发信号启动,进行闪光。
在上述具有动态拍照的检测装置中,可选地,所述闪光光源的闪光时间为10us以下,例如8us,7us,6us,5us,4us,3us,2us,1us,0.8us,0.3us,0.2us,0.1us,0.09us,0.06us,0.05us,0.01us,0.005us,0.001us。
根据上述的具有动态拍照的检测装置,通过使用高速的光开关等器件,能够缩短光源单元的响应时间,并将闪光时间缩短到10us以下,尤其是当将闪光时间控制在纳秒的程度时,能够使检测装置在更高的运动速度下拍摄到清晰的图片,从而进一步缩短检测时间,提高检测效率。
在上述具有动态拍照的检测装置中,可选地,所述闪光光源能够改变其射出的光的光强。
根据上述的具有动态拍照的检测装置,能够根据不同的待检测物体,改变闪光光源射出的光的强度,从而对于不同的待检测物体,能够实现基本相同清晰度的拍照。使得图片的亮度等得到更加合适的效果。
本发明还提供一种基于具有动态拍照的检测装置的检测方法,该检测装置包括主控制部、图像采集部与运动部,所述图像采集部包括自动聚焦显微单元与成像单元,该检测方法包括下述步骤:
跟踪聚焦步骤,所述主控制部控制所述自动聚焦显微单元,使得所述自动聚焦显微单元随着所述运动部的运动,对所述图像采集部经过的任意位置实施跟踪聚焦,
设置目标位置步骤,对所述主控制部设置所述运动部的目标位置信息,
运动步骤,所述主控制部根据所述目标位置信息,驱动所述运动部,使所述图像采集部向所述目标位置信息表征的目标位置运动,所述成像单元处于随着所述运动部的运动,能对所述自动聚焦显微单元的任意聚焦位置采集图像的状态,
图像采集步骤,在保持所述运动部继续运动的状态下,当所述运动部到达所述目标位置时,所述成像单元采集所述目标位置的图像。
在上述检测方法中,可选地,所述主控制部包括运动控制单元、编码单元与触发单元,在所述设置目标位置步骤中,所述目标位置信息设置于所述运动控制单元与所述触发单元,在所述运动步骤中,包括实时位置信息传送步骤和触发信号生成步骤,所述实时位置信息传送步骤中,所述运动部将其实时位置传送到所述编码单元,所述编码单元将表征实时位置的实时位置信息传送到所述触发单元;所述触发信号生成步骤中,所述触发单元比较所述实时位置信息与所述目标位置信息,当两者一致时,生成触发信号,在所述图像采集步骤中,所述成像单元基于所述触发信号拍摄所述目标位置的图像。
在上述检测方法中,可选地,所述图像采集部还包括光源单元,所述光源单元具有闪光光源和/或普通照明光源,在所述图像采集步骤中,还包括使所述闪光光源闪亮的启动闪光光源步骤。
在上述检测方法中,可选地,所述闪光光源的闪光时间为10us以下。
在上述检测方法中,可选地,所述闪光光源能够改变其射出的光的光强。
在上述检测方法中,可选地,所述实时位置信息,以所述实时位置的X、Y轴的坐标参数表示所述实时位置,所述目标位置信息,以所述目标位置的X、Y轴的坐标参数表示所述目标位置,所述触发信号生成步骤中,所述触发单元比较所述实时位置信息与所述目标位置信息的X轴坐标参数,和/或所述实时位置信息与所述目标位置信息的Y轴坐标参数,当所比较的X和/或Y轴的坐标参数一致时,生成触发信号。
在上述检测方法中,可选地,对所述运动控制单元与所述触发单元,设置多个目标位置信息,所述运动控制单元驱动所述运动部依次通过多个所述目标位置信息。
在上述检测方法中,可选地,在所述设置目标位置步骤中,设置所述运动部的第一目标位置的信息,在所述运动步骤中,一旦达到所述第一目标位置则生成所述触发信号,启动所述图像采集步骤,由所述成像单元采集图像,在所述图像采集步骤的进行过程中,所述运动步骤继续进行,所述运动部继续运动,所述成像单元拍摄所述第一目标位置的图像后,所述运动部在预定时间内逐步停止,所述运动部停止后,再次进行所述设置目标位置步骤,对所述运动控制单元与所述触发单元,设置第二目标位置的信息,随后再次进行所述运动步骤,在所述运动步骤进行过程中,一旦达到所述第二目标位置则生成所述触发信号,启动所述图像采集步骤,由所述成像单元采集图像,如此循环,直至完成所有目标位置的检测。
在上述检测方法中,可选地,在所述设置目标位置步骤中,设置所述运动部的多个目标位置的信息,在所述运动步骤中,一旦达到一个目标位置,则生成所述触发信号,启动所述图像采集步骤,由所述成像单元采集该一个目标位置的图像,在所述图像采集步骤的进行过程中,所述运动步骤继续进行,所述运动部继续向下一目标位置运动,并在达到该下一目标位置的时刻,生成触发信号,再次启动所述图像采集步骤,由所述成像单元采集该下一目标位置的图像,如此,在所述运动步骤持续进行的过程中,反复进行所述图像采集步骤,直至依次经过预先设置的全部的所述多个目标位置,结束检测。
根据本发明的技术方案,在运动部运动过程中以及图像采集部的成像单元采集图像的过程中,自动聚焦显微单元始终保持自动跟踪聚焦的状态,能够对运动部运动经过的路径上的任何点或者关联点进行聚焦。由此,成像单元经由自动聚焦显微单元的聚焦,也能够随时拍摄所需图像。当成像单元收到来自触发单元的触发信号时,自然也能够拍摄目标位置的图像。
并且由于自动聚焦显微单元始终保持自动跟踪聚焦的状态,避免了以往技术中,需要暂停运动部的运动,待运动部运动停止后再使显微镜聚焦导致的时间增加的问题,并同时避免了需要待显微镜聚焦成功后再使成像单元拍摄目标位置的图像而导致的时间增加的问题。
一种动态拍照装置,包括:控制装置、摄像头和运动部;
所述控制装置,与所述摄像头和所述运动部连接,并控制所述运动部的运动,
所述摄像头,包括采集待检测物体上的目标位置的图像的成像单元与自动聚焦显微单元,
所述运动部,基于所述控制装置的控制,使所述摄像头与待检测物体上的目标位置相对运动,
所述自动聚焦显微单元在检测过程中实时跟踪聚焦待检测物体,
所述成像单元与运动部在检测中相对固定设置,用于对所述自动聚焦显微单元的任意聚焦位置实施图像采集。
所以,如上所述,根据本发明,提供一种能够快速地对显示面板等的缺陷进行复查的具有动态拍照的检测装置及检测方法。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明的限定,在附图中:
图1为本发明较佳实施例的具有动态拍照的检测装置的结构框图。
图2为本发明较佳实施例的检测方法的流程图。
图3为现有技术中的检测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明,在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
本发明较佳实施例的检测装置100主要包括主控制部10、图像采集部20和运动部30。其中,主控制部10分别与图像采集部20及运动部30连接,并控制图像采集部20及运动部30的动作。
图像采集部20可以固定安装于运动部30,并与运动部30同步运动,但并不限定于此,只要实现图像采集部20与待检测的目标位置的相对运动即可。本发明中,虽然将以图像采集部20向目标位置移动为例进行说明,但是也可以是运动部30驱动待检测物体运动以使待检测的目标位置向图像采集部20移动的方式,并且还可以是运动部30分别驱动待检测物体与图像采集部20,使得待检测的目标位置与图像采集部20分别向对方移动等的方式。
在运动部30运动过程中,图像采集部20用于采集运动部30移动路径上的任意位置的待检测物体(图未示)的图像。下面,将分别就检测装置100包括的各组件及其功能进行详细介绍。
如图1所示,主控制部10包括运动控制单元101、编码单元102、触发单元103、图像存储单元104和数据总线105。图像采集部20包括成像单元201、自动聚焦显微单元202和光源单元203。运动部30可以是例如将光、电等能量直接转化为机械运动的设备,如直线电机。成像单元201能够对目标位置进行拍摄,获取目标位置的图像信息,可以是CCD、CMOS等相机和成像镜头组成的成像设备。自动聚焦显微单元202可以是例如具备自动跟踪聚焦功能的显微镜。
运动控制单元101中,可预置目标位置信息。并且,运动控制单元101控制运动部30,使运动部能精确向目标位置运动。编码单元102接收来自运动部30的表示其实时位置的实时位置信息。触发单元103中,也可预置运动部30的目标位置信息。并且,触发单元103从编码单元102接收运动部30的实时位置信息。当目标位置信息与实时位置信息一致时,触发单元103向成像单元201输出触发信号。
在运动部30运动的过程中,当成像单元201收到来自触发单元103的触发信号时,成像单元201能够立即启动,拍摄目标位置的图像,并且成像单元201的拍摄动作不会影响运动部30的运动状态。此时,为了获取更好的图像信息,能够开启光源单元203,为拍摄提供光源。这种情况下,为了能够使目标位置获得成像所需的光,既可以由成像单元201输出光源启动信号,开启光源单元203,也可以由光源单元203直接接收来自触发单元103的触发信号,实现光源单元203的开启。成像单元201拍摄目标位置图像后,生成图像信息,传输至图像存储单元104。光源单元203能够在预定时间内关闭。即,光源单元可以是提供短时间的光的闪光光源。
自动聚焦显微单元202能够对于所处的每一个位置自动跟踪聚焦。该自动聚焦显微单元202工作时,处于能够随着运动部30的运动,对运动部30经过的位置(如运动部30运动路径上的任意位置)自动跟踪聚焦的状态。即,在运动部30的运动过程中,当运动部30运动到或者静止于任意某位置时,该自动聚焦显微单元202都能够聚焦于该某位置,即,聚焦在运动部30的运动中即可实现。此时,成像单元201处于能够随着运动部30的运动,对自动聚焦显微单元202的任意聚焦位置采集图像的状态。
如上所述,当目标位置信息与实时位置信息一致,成像单元201收到触发信号并对目标位置进行拍摄时,自动聚焦显微单元202已完成对目标位置的自动聚焦,并且在成像单元201进行拍摄的同时,运动部30依旧保持运动的状态。从而成像单元201能够经由自动聚焦显微单元202的聚焦而完成图像的拍摄。其中,目标位置信息与实时位置信息,均以各自的X轴坐标、Y轴坐标参数值表示各自的位置点,如(x,y)。
由上可知,运动部30的运动、自动聚焦显微单元202的聚焦以及成像单元201的成像这三者是并行操作,互不影响,实现了在运动中聚焦,并且在运动中拍照。
本发明较佳实施例中,自动聚焦显微单元202经由数据总线105与主控制部10连接,接受主控制部10的控制。在运动部30开始移动的同时或之前即可启动自动聚焦显微单元202的自动跟踪聚焦功能。
光源单元203可以是例如氙气闪光灯等能够改变其光强的光源。在该氙气闪光灯的控制器内部具有变压装置,并能够通过该变压装置改变电压,来控制致使氙气发光的电流,改变氙气闪光灯的光强,从而使氙气产生出所需要的高通量光线,使氙气闪光灯的光强能够根据目标位置的需求得到调整。
例如,当检测装置100的待检测目标为不同反射率的显示面板时,需要根据不同反射率的显示面板来调节光源单元的发光强度。所以,通过利用变压装置改变光源单元的光强,对于任何不同的待检测目标,都能够使拍摄位置的图片的亮度达到满意效果,从而提高了检测装置100的适用性。
本技术方案中,光源单元203的闪光时间优选为10us以下,达到纳秒级程度。并且,可以利用光开关的快速响应能力,控制闪光时间,保证闪光时间达到纳秒级。
另外,本检测装置的光源单元除具有跟踪聚焦所需的适于在快速运动状态下进行闪光拍照所需的氙气闪光灯等的闪光光源外,还可以具有提供适于观察待检测目标的光的普通照明光源,两种光源在光源单元的内部联结,利用分光片将两种光源的光通过光纤分别传导到显示面板,从而能够为待检测目标,如显示面板提供两种光源。这两种光源相互独立,互不干涉,分别适于动态拍照与普通观测。例如,在需要静态看视频图像时,可使用普通照明光源,而在动态拍照时,则可使用闪光光源,从而给同一种检测装置同时满足两种不同的需求提供了可能。
此外,本说明书中所称“目标位置”,可以是待检测物体,如显示面板等的需要检测的缺陷位置,但不限于此。并且,本说明书中的“目标位置信息”,都可以是能够表征其对应的“目标位置”的坐标参数的信息,“实时位置信息”,都可以是能够表征其对应的“实时位置”的坐标参数的信息。
此外,本说明书中的检测设备,也可以仅用来拍照获取信息。
下面,详细说明本发明的检测装置100的工作过程及检测方法。
实施例1
下面,参照图2说明检测装置100的运行过程。
首先,由主控制部10经由数据总线105启动自动聚焦显微单元202,使得自动聚焦显微单元202保持能够自动跟踪聚焦的状态。对运动控制单元101与触发单元103,设置目标位置信息。然后运动控制单元101控制运动部30,使运动部30向目标位置运动。运动部30在运动过程中,其实时位置信息经由编码单元102传送到触发单元103。触发单元103比较实时位置信息与目标位置信息。当两者一致时,表明运动部30已经达到目标位置,则触发单元103向成像单元201发出触发信号。成像单元201收到触发信号后,对目标位置进行拍照,同时,触发光源单元203使光源单元203动作。光源单元203动作,则可提供拍照所需的光。成像单元201拍照而得到图像信息后,将图像信息发送到图像存储单元104进行存储。在成像单元201进行拍照时,运动控制单元101判断是否还存在预置的目标位置信息,若存在,则继续控制运动部30,使之向下一目标位置移动,若不存在,则结束检测。
实施例2
本实施例中,对于与实施例1中相同的部件赋予相同的编号,对与其相同的结构和功能省略重复说明。
主控制部10经由数据总线105启动自动聚焦显微单元202,使得自动聚焦显微单元202保持能够自动跟踪聚焦的状态。对运动控制单元101与触发单元103,设置第一目标位置信息A(x1,y1)。该第一目标位置信息A(x1,y1)即是能够表征第一目标位置A的坐标参数的信息。然后运动控制单元101控制运动部30,使运动部30向第一目标位置A运动。运动部30在运动过程中,其实时位置信息经由编码单元102传送到触发单元103。触发单元103比较实时位置信息与第一目标位置信息。当两者一致时,表明运动部30已经达到第一目标位置A,则触发单元103向成像单元201发出触发信号。成像单元201收到触发信号后,触发光源单元203使光源单元203动作,同时,对第一目标位置A进行拍照,得到图像信息后,将图像信息发送到图像存储单元104进行存储,作为第一目标位置图像。
在成像单元201拍照的同时,运动部30依旧运动,并在沿着原前进方向的方向上,在预定时间内静止于第一静止位置A`(x1`,y1`)。随后,可以对运动控制单元101与触发单元103,设置第二目标位置信息B(x2,y2)。运动控制单元101继续控制运动部30,使运动部30向第二目标位置B运动。触发单元103比较实时位置信息与第二目标位置信息。当两者一致时,表明运动部30已经达到第二目标位置B,则触发单元103向成像单元201发出触发信号。成像单元201收到触发信号后,对第二目标位置B进行拍照,得到图像信息后,将图像信息发送到图像存储单元104进行存储,作为第二目标位置图像。
在成像单元201拍照的同时,运动部30依旧运动,并在沿从A`位置到第二目标位置B的方向上,运动部30在预定时间内静止于第二静止位置B`(x2`,y2`)。静止后,可以对运动控制单元101与触发单元103,设置第三目标位置信息C(x3,y3)。如此反复,直至完成所有目标位置的图像拍摄与图像存储。
实施例3
本实施例中,对于与实施例1中相同的部件赋予相同的编号,对与其相同的结构和功能省略重复说明。
主控制部10经由数据总线105启动自动聚焦显微单元202,使得自动聚焦显微单元202保持能够自动跟踪聚焦的状态。对运动控制单元101与触发单元103,设置若干目标位置信息,如第一目标位置信息A(x1,y1)、第二目标位置信息B(x2,y2)、第三目标位置信息C(x3,y3),……,第n目标位置信息N(xn,yn)。由此,运动控制单元101即可按照先进先出比较的方法,将运动部30依次驱动至各目标位置。
运动控制单元101可控制运动部30,使运动部30向第一目标位置A(x1,y1)移动。运动部30在移动过程中,其实时位置信息经由编码单元102传送到触发单元103。触发单元103比较实时位置信息与第一目标位置信息。当两者一致时,表明运动部30已经达到第一目标位置A(x1,y1),则触发单元103向成像单元201发出触发信号。成像单元201收到触发信号后,触发光源单元203使光源单元203动作,同时,对第一目标位置A(x1,y1)进行拍照,得到图像信息后,将图像信息发送到图像存储单元104进行存储,作为第一目标位置图像。
在成像单元201拍照的同时,运动部30依旧运动,并如图4所示,经该第一目标位置A,继续向第二目标位置B前进。当触发单元103比较得到实时位置信息与第二目标位置信息一致时,如上所述,向成像单元201发出触发信号,成像单元201进行拍照并存储第二目标位置图像。如此循环,直至运动部30运动经过全部预先内置在运动控制单元101与触发单元103中的目标位置。
实施例4
本实施例中,对于与实施例3中相同的部件赋予相同的编号,对与其相同的结构和功能省略重复说明。
在运动部30移动过程中,编码单元102实时接收运动部30的实时位置信息,对运动部30所在的实时位置的X、Y轴坐标分别表征,生成实时位置信息,并将以X、Y轴的坐标参数表征的实时位置信息,都传送至触发单元103。触发单元103比较其内部预置的目标位置信息与从编码单元102接收的运动部的实时位置信息。即,如果将目标位置表征为(x目,y目),将实时位置表征为(x实,y实),则分别比较x目与x实,y目与y实。当x目=x实,y目=y实时,触发单元103发出触发信号。
其中,可以采用直线插补技术,从而保证X、Y轴的合成运动以直线运动的方式到达目标位置,所以在生成触发信号时,触发单元可以只比较所述实时位置信息与所述目标位置信息的X轴坐标参数,或只比较所述实时位置信息与所述目标位置信息的Y轴坐标参数。当进行比较的X轴坐标参数或Y轴坐标参数一致时,触发单元发出触发信号。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例,在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处。并且上述各实施例中的情形可根据情况组合或变更。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。