CN103697422A - 一种同轴照明自动光学检测光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种同轴照明自动光学检测光源检测装置，该装置涉及机器视觉及自动化光学检测领域，特指一种为了单次拍摄获取透明树脂镜片各类疑难缺陷杂质的方法，所述装置包括同轴固定板（8）、上罩（13）、下罩（14）和透明底板（10）和三组LED灯板，通过三组LED光源从不同角度入射，体现了待测镜片在厚度上杂质瑕疵的特征变化，同时利用吸光筒有效吸收了镜片透射光的反射造成的重像影响，克服了现有照明技术的缺陷。

Description

一种同轴照明自动光学检测光源装置

技术领域

本发明涉及机器视觉及自动化光学检测领域，特指一种为了单次拍摄获取透明树脂镜片各类疑难缺陷杂质的方法，适用于时下国内树脂镜片的高精度镜片自动化检测生产线中。

背景技术

在树脂镜片生产过程中，需要对镀膜之后镜片质量的等级进行检测分类，通常根据缺陷杂质的位置、大小以及类别来确定镜片的等级。在现有树脂镜片检测技术中，一般采用人工检测法，即首先用丙酮或酒精擦拭镜片，去除其表面的灰尘杂质。然后将镜片正对着光源（如日光灯），用人眼观察镜片内部情况。但是，上述检测方法具有检测时间长、准确性差的缺点。在现代化镜片生产流程中已经不能满足企业的需求。目前国内检测市场，并没有专门针对树脂镜片这种非均匀透镜检测的光源设备，鉴于非均匀树脂镜片的杂质种类杂多，分布无规律等特点，对于光源选取将直接决定后期的图像处理识别准确率的高低。

专利文献一种环形光源自动检测设备（CN101706415A）提出一种用于焊锡焊点检测的光源装置，具有多波段多角度检测的优点，但是由于相机拍摄口处没有光线照射到待检物上，致使待检物图像光线不均匀，同时由于镜片是透明材质，该专利没有吸光装置，背景就会形成重影，背景产生的噪声会将镜片上的杂质图像淹没，致使杂质无法辨别。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于基于机器视觉技术的树脂镜片检测的新型光源装置，该装置可以在自动化镜片检测过程中图像获取时通过单次拍摄获取到镜片各类缺陷杂质信息的光源装置。

本发明提出以下的技术方案：一种同轴照明自动光学检测光源装置，包括同轴固定板、上罩、下罩和透明底板，其特征在于：所述同轴固定板、上罩和下罩同轴连接形成筒状结构，所述同轴固定板内设第一组LED灯板、扩散板和半透镜，所述第一组LED灯板安装于同轴固定板内壁，所述半透镜与第一组LED灯板成45度角，所述扩散板平行于第一组LED灯板并介于第一组LED灯板和半透镜之间；所述上罩内部设置有第二组LED灯板，所述的第二组LED灯板与水平角度为45°~65°；所述下罩内部设置有第三组LED灯板，所述第三组LED灯板与水平方向夹角为70°~90°，所述透明底板可拆卸的置于所述筒状结构底部，所述半透镜设有拍摄窗口。

所述还包括吸光筒，所述吸光筒为半开口的圆形筒，侧边以及底部规则分布有黑色吸光绒毛；所述吸光筒开口端固定于所述透明底板底部。

所述第一组LED灯板、第二组LED灯板和第三组LED灯板分别为红、绿、蓝色LED灯，且都独立可调光强大小。

所述第二组LED灯板与水平角度为65°，第三组LED灯板与水平方向夹角为85°。

所述透明底板为不含杂质的优质玻璃底板。

所述半透镜分别与第二组LED灯板、第三组LED灯板的中心垂点处于同一轴线上。

本发明的有益效益是：本发明的同轴照明AOI光源装置，通过三组LED光源从不同角度入射，第一组从侧面入射，通过扩散板照射到半透镜上，然后通过半透镜的半透半反特性，将第一组LED的入射光大部分反射到待测镜片上，从而提供了同轴垂直入射角的入射光；第二、三组LED光源提供了不同的低角度入射光，尤其第三组LED光源提供了近似0角度的入射光，从而体现了待测镜片在厚度上杂质瑕疵的特征变化，同时吸光筒有效吸收了镜片透射光的反射造成的重像影响，克服了现有照明技术的缺陷。

该方法可以方便准确地检测树脂镜片的缺陷杂质信息，并极大的提高检测后期图像处理识别杂质效率与准确度，提高企业自动化程度，大大的降低镜片企业用人成本。

附图说明

图1是本发明拍摄的原理图；

图2是本发明的俯视图；

图3 是本发明的侧视图；

图4 是本发明的立体图；

图5 是本发明的剖视图；

1. 摄像机，2.拍摄窗口，3. 半透镜，4. 扩散板，5.第一组LED灯板，6.第二组LED灯板，7.第三组LED灯板，8.同轴固定板，9. 待测镜片，10. 透明玻璃底板，11. 吸光筒，12. 上罩，13. 下罩。

具体实施方式

下面结合图1详细说明本发明提出的设计方法的细节和工作情况。

   如图1-5所示，一种同轴照明自动光学检测（Automatic Optical Inspection, AOI）光源检测装置包括扩散板4、半透镜3、三组LED灯板、上罩12、下罩13，所述三组LED灯板由上至下按顺序分别为第一组LED灯板5、第二组LED灯板6、第三组LED灯板7，所述扩散板4、半透镜3和第一组LED灯板5分别安装在同轴固定板8上，半透镜3为斜面透镜，第一组LED灯板5位于半透镜3的一侧，且半透镜3与第一组LED灯板5中间设有扩散板4，第二组LED灯板6、第三组LED灯板7分别安装在上罩12和下罩13上，待测镜片9放置在无杂质透明玻璃底板10上面，透明玻璃底板10下方紧贴着放置一个吸光筒11。

扩散板4为横向板体，扩散板4且介于半透镜3与第一组LED灯板5之间，同时，半透镜3的垂直高度跟扩散板4、第一组LED灯板5高度一致，从而形成一个直角三角形垂直入射光；上罩12、下罩13以同轴的形式由上至下分别连接固定；半透镜3、第二组LED灯板6、第三组LED灯板7的中心垂点处于同轴上，第一组LED灯板5、第二组LED灯板6、第三组LED灯板7分别为红、绿、蓝色LED灯，且都独立可调光强大小；所述的第二组LED灯板6跟水平角度为45°~65°，第三组LED灯板7跟水平方向夹角为70°~90°，这样有利于形成低角度环形均匀光；半透镜3与水平方向的夹角为45°，此时半透镜反射效果最佳；位于透明底板10下方的吸光筒11为半开口的圆形筒，侧边以及底部规则分布有黑色吸光绒毛，这样可以有效吸收上光源投射下来的光，这样有利于消除重像的影响。

工作原理见图1，检测拍摄时，摄像机1通过拍摄窗口2进行拍摄，通过三组LED光源从不同角度照射，第一组LED灯板5从侧面发光，透过扩散板4使光更均匀的入射到半透镜3上，由于半透镜可以实现半透半反的特性，半透镜3可以使得大部分光反射到下方的待测镜片9上，从而提供了同轴垂直入射光；第二组LED灯板6、第三组LED灯板7则提供了多个低角度环形光，体现待测镜片厚度变化在拍摄图像上的特征，并且第三组LED灯板7可以提供0角度入射光，这样更有利于检测杂质的拍摄；同时，为了克服镜片上下表面造成的重像的影响，本发明设计了吸光筒，从而有效消除了重像的拍摄影响，这样通过这三组LED灯板为待测树脂镜片提供了全角度的照明环境，克服了现有打光方式不能一次获取镜片不同厚度上瑕疵的弊端；而且整个装置结构紧凑、合理、简易。

Claims (6)

1.一种同轴照明自动光学检测光源检测装置，包括同轴固定板（8）、上罩（13）、下罩（14）和透明底板（10），其特征在于：所述同轴固定板（8）、上罩（12）和下罩（13）同轴连接形成筒状结构，所述同轴固定板（8）内设第一组LED灯板（5）、扩散板（4）和半透镜（3），所述第一组LED灯板（5）安装于同轴固定板（8）内壁，所述半透镜（3）与第一组LED灯板（5）成45度角，所述扩散板（4）平行于第一组LED灯板（5）并介于第一组LED灯板（5）和半透镜（3）之间；所述上罩（12）内部设置有第二组LED灯板（6），所述的第二组LED灯板（6）与水平角度为45°~65°；所述下罩（13）内部设置有第三组LED灯板（7），所述第三组LED灯板（7）与水平方向夹角为70°~90°，所述透明底板（10）可拆卸的置于所述筒状结构底部，所述半透镜（3）设有拍摄窗口（2）。

2.根据权利要求1所述的一种同轴照明自动光学检测光源检测装置，其特征在于；还包括吸光筒（11），所述吸光筒（11）为半开口的圆形筒，侧边以及底部规则分布有黑色吸光绒毛；所述吸光筒（11）开口端固定于所述透明底板（10）底部。

3.根据权利要求1所述的一种同轴照明自动光学检测光源检测装置，其特征在于；所述第一组LED灯板（5）、第二组LED灯板（6）和第三组LED灯板（7）分别为红、绿、蓝色LED灯，且都独立可调光强大小。

4.根据权利要求1所述的一种同轴照明自动光学检测光源检测装置，其特征在于；所述第二组LED灯板（6）与水平角度为65°，第三组LED灯板（7）与水平方向夹角为85°。

5.根据权利要求1所述的一种同轴照明自动光学检测光源检测装置，其特征在于；所述透明底板（10）为不含杂质的优质玻璃底板。

6.根据权利要求1所述的一种同轴照明自动光学检测光源检测装置，其特征在于；所述半透镜（3）分别与第二组LED灯板（6）、第三组LED灯板（7）的中心垂点处于同一轴线上。

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