CN103630554B - 一种镜片双面疵病检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种镜片双面疵病检测装置及方法，用于检测镜片两个表面的疵病。该装置包括第一相机（1），图像处理系统（2），第二相机（3），环形光源（4），夹持装置（6），底座和支架（7）；该方法通过拍摄镜片上下两侧照片，通过模板匹配和距离检测确定疵病的位置和大小。本发明可以判断镜片表面疵病所属的表面，以更准确的测量疵病的大小，极大的提高了检验的准确率和效率。

Description

一种镜片双面疵病检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种镜片双面疵病检测装置及检测方法，特别是指用于检测镜片上下表面疵病位置和大小的装置和方法。

背景技术

镜片的疵病检测是保证镜片质量的重要环节。对于不同种类的镜片，如近视镜、老花镜、远视镜、散光镜等，由于镜片折射率和表面曲率的不同，在视觉检测中，如果从一个表面进行拍摄，专利申请号为201310086231.4的发明专利公开了一种检测方法，根据光学知识可知，两个表面的疵病像的大小不对应，呈非线性关系，导致测量不准确，增加误检率。在视觉检测中，专利申请号为200810301299.9的发明专利公开了一种对双面电路板检测时将电路板翻转以检测不同表面的方法，对镜片的第一面拍摄图像后，将镜片翻过来拍摄第二面，然后通过对比两幅图像疵病像的特征，确定疵病的大小和位置。但是翻转的动作浪费时间，会导致检测时间增加，效率降低，并且容易造成镜片污染和划伤。通过3D测量技术虽然可以判断表面疵病所属的表面，但是由于是通过镜片一侧采集图像，受镜片折射的影响，无法准确测量另一侧表面疵病的大小。为了解决以上问题，提高疵病检测的准确率和效率，提出了一种镜片双面疵病检测装置及检测方法。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有检测装置在应用于镜片表面疵病测量的不足，提出一种新的检测装置，用于镜片上下表面疵病的检测，用以提高检测准确率和效率。

本发明的另一目的在于，提出一种新的镜片表面疵病检测方法，用于镜片上下表面疵病的检测，用以提高检测准确率和效率。

本发明技术方案为：一种镜片双面疵病检测装置，包括第一相机，图像处理系统，第二相机，环形光源，夹持装置，底座和支架，所述底座和支架包括垂直固定于底座的底座主轴，所述第一相机和第二相机固定于底座主轴上；所述夹持装置安装于底座主轴上且绕底座主轴旋转。所述第一相机和第二相机与底座主轴的距离相等且参数相同；所述夹持装置设置于所述第一相机和第二相机之间，且与所述第一相机和第二相机的距离相同；所述环形光源安装于所述夹持装置上；所述图像处理系统与第一相机和第二相机相连。

所述第一相机和第二相机的镜头景深大于镜片的厚度。

所述第一相机和第二相机安装有自动探测装置，所述自动探测装置用于检测镜片的位置并发送给图像处理系统控制自动拍照。

所述图像处理系统用于对所述第一相机和第二相机拍摄的图像进行处理并确定疵病的位置和大小。

所述图像处理系统的处理步骤为：

1)通过所述第一相机和第二相机分别采集图像m和图像n；

2)对图像m进行坐标变换，得到图像m’；

3)将图像m’和图像n中的任一张为模板，采用模板匹配法，将两张图像的同一疵病的像对应起来；

4)分别确定图像m’和图像n的镜片中心坐标，并计算图像m’和图像n的对应疵病距镜片中心的距离；

5)根据图像m’和图像n上同一疵病距镜片中心的距离差异判断疵病所属的表面；

6)从疵病所属的表面同侧拍摄的图像测量疵病的大小。

本发明的另一技术方案为：一种镜片双面疵病检测方法，用于检测镜片上下表面的疵病，包括以下步骤：

1)从镜片上下两侧采集图像，得到上侧采集的图像m和下侧采集的图像n；

2)对图像m进行坐标变换，得到图像m’；

3)将图像m’和图像n中的任一张为模板，采用模板匹配法，将两张图像的同一疵病的像对应起来；

4)分别确定图像m’和图像n的镜片中心坐标，并计算图像m’和图像n的对应疵病距镜片中心的距离；

5)根据图像m’和图像n上同一疵病距镜片中心的距离差异判断疵病所属的表面；

6)根据疵病所属的表面测量疵病的大小。

本发明的有益效果是：镜片双面疵病检测装置和方法至少具有以下优点和有益效益：本发明的装置和方法通过采用两个相机在镜片的两侧相机采集镜片的图像，可以判断出镜片表面疵病所属的表面，并根据镜片相应侧采集到图像测量疵病的大小，实现对疵病的准确测量，提高了测量的准确率和效率。

附图说明

图1为本发明实施例检测装置的示意图；

图2为镜片夹持装置俯视图；

图3为镜片夹持装置剖面图；

图4为疵病位置关系示意图；

其中：1第一相机，2图像处理系统，3第二相机，4环形光源，5待检镜片，6夹持装置，7底座和支架，701底座主轴，61第一支撑体，62第二支撑体，63第三支撑体，64第四支撑体。

具体实施过程

为进一步说明本发明为达到预定发明目标所采取的技术手段及功效，以下将结合相关附图及具体实施例，对依据本发明提出的检测装置及方法其具体实施方法、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如下。

本发明的检测装置，可应用在近视镜、老花镜、远视镜和散光镜等各种镜片的疵病检测中。此检测装置可易于嵌入在现存设备中，或者广泛地运用在相关技术环节。

如图1是本发明实施例一种检测装置的示意图，其检测装置包括：第一相机1，图像处理系统2，第二相机3，环形光源4，待检镜片5，夹持装置6，底座和支架7，底座主轴701。图2和图3是本发明中夹持装置的俯视图和剖面图，该夹持装置包括用以支撑镜片的：第一支撑体61，第二支撑体62，第三支撑体63，第四支撑体64。

为保证采集的图像容易匹配对应的疵病，第一相机1和第二相机3的各参数相同，并且离底座主轴701的距离相等，离待检镜片5的工作距离相等，以保证采集的图像大小相等。为保证采集到待检镜片5的完整图像，第一相机1和第二相机3的视场大于待检镜片5的直径。为保证从镜片的一侧可以同时采集到两个表面的疵病，镜头的景深大于镜片的厚度。

采用环形光源4从待检镜片5的侧面照明，在第一相机1和第二相机3从待检镜片5的上下采集图像时，有助于避免光源及光线对图像采集的影响；在待检镜片5绕底座主轴701由第一相机1的工作区域旋转到第二相机3的工作区域时，环形光源4随待检镜片5一起旋转，以保证在两次图像采集的过程中，系统的照明环境相同，避免不同的照明环境对图像采集产生影响。

本发明实施例的图像采集过程为：将待检镜片5放置在夹持装置6上，打开环形光源4；旋转环形光源4和夹持装置6到第一相机1的工作区域；第一相机1由待检镜片5的上方拍摄第一张图像；旋转光源4和夹持装置6到第二相机3的工作区域；第二相机3由待检镜片5的下方拍摄第二张图像。

本发明的另一技术是一种检测方法，应用在镜片的疵病检测中。此检测方法可易于嵌入在现存设备中，或者广泛地运用在相关技术环节。检测方法包含以下步骤(应了解到，在本实施例中所提及的步骤，除特别说明其顺序外，均可依据实际需要调节其前后顺序)：

1)使用第一相机1和第二相机3分别从上下两侧采集待检镜片5的图像，得到图像a和图像b；

2)对图像a或图像b中的任一幅进行坐标变换，由于两个相机分别从不同待检镜片5不同侧采集图像，而且镜片为透明材质，为了便于匹配两幅图像上的对应疵病，对其中一幅图像a采取镜像变换，得到新的图像a’；

3)、匹配两幅图像的对应疵病：以其中一张图像为模板，采用模板匹配法，将两张图像上同一疵病的像对应起来；

4)分别确定两幅图像的镜片中心的坐标；

5)分别计算两幅图像上对应疵病距镜片中心的距离；

6)判断疵病所属表面：根据两幅图像上同一疵病距镜片中心的距离差异判断疵病所属的表面；

7)测量疵病的大小：根据疵病所属的表面，选择从疵病所在表面的同侧拍摄的图像以测量疵病的大小。

为进一步说明步骤6的实现方法，在此结合图4举例说明如何通过疵病距镜片中心的距离判断疵病所属的表面。如图4所示，镜片为近视镜，镜片表面有疵病a和疵病b，相机分别从镜片的A侧和B侧采集镜片得到图像A和图像B，图像1上疵病a、b距镜片中心的距离分别是La1和Lb1，图像2上疵病a、b距镜片中心的距离分别是La2和Lb2。由成像关系可知La1<La2，Lb2<Lb1。如果图像A上有一疵病距镜片中心的距离为L1，图像B上对应疵病距镜片中心的距离为L2。如果L1<L2，则该疵病位于镜片A侧；如果L2<L1，则该疵病位于镜片B侧。因此对于步骤7，如果疵病位于镜片A侧，选取图像A测量该疵病的大小；如果疵病位于镜片B侧，选取图像B测量该疵病的大小。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例说明如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案内，当可利用上述说明的方法及技术内容作些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是为脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案内。

Claims (5)

1.一种镜片双面疵病检测方法，用于检测镜片上下表面的疵病，其特征在于包括以下步骤：

1)从镜片上下两侧采集图像，得到上侧采集的图像m和下侧采集的图像n；

2)对图像m进行坐标变换，得到图像m’；

3)将图像m’和图像n中的任一张为模板，采用模板匹配法，将两张图像的同一疵病的像对应起来；

4)分别确定图像m’和图像n的镜片中心坐标，并计算图像m’和图像n的对应疵病距镜片中心的距离；

5)根据图像m’和图像n上同一疵病距镜片中心的距离差异判断疵病所属的表面；

6)从疵病所属的表面同侧拍摄的图像测量疵病的大小。

2.一种镜片双面疵病检测装置，包括第一相机(1)，图像处理系统(2)，第二相机(3)，环形光源(4)，夹持装置(6)，底座和支架(7)，其特征在于：所述底座和支架(7)包括垂直固定于底座的底座主轴(701)，所述第一相机(1)和第二相机(3)固定于底座主轴(701)上；所述夹持装置(6)安装于底座主轴(701)上且绕底座主轴(701)旋转；所述第一相机(1)和第二相机(3)与底座主轴(701)的距离相等且参数相同；所述夹持装置(6)设置于所述第一相机(1)和第二相机(3)之间，且与所述第一相机(1)和第二相机(3)的距离相同；所述环形光源(4)安装于所述夹持装置(6)上；所述图像处理系统(2)与第一相机(1)和第二相机(3)相连，第一相机(1)和第二相机(3)的镜头景深大于镜片的厚度。

3.根据权利要求2所述的一种镜片双面疵病检测装置，其特征在于：所述第一相机(1)和第二相机(3)安装有自动探测装置，所述自动探测装置用于检测镜片的位置并发送给图像处理系统(2)控制自动拍照。

4.根据权利要求2所述的一种镜片双面疵病检测装置，其特征在于：所述图像处理系统(2)用于对所述第一相机(1)和第二相机(3)拍摄的图像进行处理并确定疵病的位置和大小。

5.根据权利要求2或3所述的一种镜片双面疵病检测装置，其特征在于所述图像处理系统(2)的处理步骤为：

1)通过所述第一相机(1)和第二相机(3)分别采集图像m和图像n；

2)对图像m进行坐标变换，得到图像m’；

3)将图像m’和图像n中的任一张为模板，采用模板匹配法，将两张图像的同一疵病的像对应起来；

4)分别确定图像m’和图像n的镜片中心坐标，并计算图像m’和图像n的对应疵病距镜片中心的距离；

5)根据图像m’和图像n上同一疵病距镜片中心的距离差异判断疵病所属的表面；

6)从疵病所属的表面同侧拍摄的图像测量疵病的大小。