CN104897693A - 一种玻璃表面缺陷增强装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玻璃表面缺陷增强检测装置，包括明场照明光路、暗场照明光路、扫描成像镜头、线阵图像传感器。被测玻璃经进料传送带输送到运动台，依次开启明场线光源，扫描成像镜头、线阵图像传感器进行明场成像；随后关闭明场线光源，激光器发出激光经鲍威尔棱镜、准直器变换为线光源，扫描成像镜头、线阵图像传感器进行暗场成像；明场成像、暗场成像后的数据由智能系统统计分析其表面的缺陷信息，并汇总输出，通过对缺陷的严重程度的判断，提高对不良品的检出效果，提高产品的质量。

Description

一种玻璃表面缺陷增强装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种反光物体光学检测方法，尤其是涉及一种玻璃表面缺陷增强检测装置及其检测方法。

背景技术

盖玻片（Cover Glass）作为一种特殊的玻璃，广泛应用于日常生活中的手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品中，其工艺质量要求很高。盖玻片在生产的过程中，产生的缺陷种类繁多，最常见的有：气泡、条纹、结石、划伤、光学变形等。这些缺陷会影响玻璃的外观质量，降低玻璃的透光性、机械强度和热稳定性。为了提高玻璃的质量，必须对玻璃进行缺陷在线检测或者人工检测。人工检测是依靠肉眼来识别玻璃中的缺陷，易产生漏检、误检，不仅速度慢，而且无法保证统一的质量标准，已经逐渐被在线检测系统所取代。盖玻片的在线检测系统，一般会采用正光源、背光源、亮场、暗场等多种角度和照明方式来获取盖玻片的外观图像，然后由智能系统统计分析其表面的缺陷信息，并汇总输出。盖玻片的在线检测通常采用，线扫描成像系统，该系统的照明是用前倾或后倾，且平行于扫描线的线光源，对盖玻片进行扫描（如图1所示）。这种检测方法对平行于扫描线的缺陷容易检出，但是不能探测到垂直于扫描线的刮痕。经过这种在线检测系统检测后，仍有部分缺陷产品流出，对产品质量造成了不利影响。

发明内容

本发明目的是提供一种玻璃表面缺陷增强检测装置及其检测方法，以解决现有盖玻片在线检测设备不能探测垂直于扫描线的缺陷、检测结果不可靠等技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种玻璃表面缺陷增强检测装置，包括明场照明光路、暗场照明光路、扫描成像镜头、线阵图像传感器；所述明场照明光路，包括平行于扫描线的明场线光源；所述暗场照明光路，包括在被测玻璃两侧镜像设置的准直器、鲍威尔棱镜、激光器；所述扫描成像镜头、线阵图像传感器设置在与被测玻璃扫描方向垂直的平面内。

作为优选，所述暗场照明光路的轴线与被测玻璃的法线呈倾角设置。

作为优选，所述准直器为菲涅尔透镜或柱面镜。

作为优选，所述激光器为单波长或多波长光纤激光器。

上述玻璃表面缺陷增强检测装置的检测方法，包括如下步骤：

a. 被测玻璃经进料传送带输送至运动台，并在运动台上进行定位；

b.开启明场线光源，明场线光源发出的光照射到玻璃表面，扫描成像镜头、线阵图像传感器进行明场成像；

c.关闭明场线光源，激光器发出激光经鲍威尔棱镜、准直器变换为线光源，该线光源发出的光照射到被测玻璃表面，扫描成像镜头、线阵图像传感器进行暗场成像；

d.明场成像、暗场成像后的数据由智能系统统计分析其表面的缺陷信息，并汇总输出，通过对缺陷的严重程度的判断，合格品送回传送带，不合格品送至不合格品盒。

本发明不仅可以通过明场反射来检测平行于扫描线的缺陷，也可以通过对称设置的暗场照明光路显著增强被测玻璃中垂直于扫描线的缺陷的成像效果，便于该缺陷的测量。暗场照明光路中的激光器发出的准直光经由鲍威尔棱镜扩散为扇形光，扇形光经准直器变为准直的线光源，该线光源发出的照射在被测玻璃上，如果被测玻璃有瑕疵，线光源发出的光在瑕疵处会发生散射，散射角度较大，一部分散射光被线阵图像传感器捕捉到行程暗场图像，没有缺陷的地方没有图像，这样在较暗的背景上形成较亮的缺陷图像。镜像设置的暗场照明光路能增强缺陷信号的强度，使其更容易被捕捉到，增强缺陷的成像效果，以便检出不良品，提高产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有的线扫描成像系统的结构示意图；

图2是本发明的扫描示意图；

图3是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2是本发明的扫描示意图，图3是本发明的结构示意图。

由图可知，该玻璃表面缺陷增强检测装置，包括明场照明光路1、暗场照明光路2、扫描成像镜头3、线阵图像传感器4等。

明场照明光路1，包括平行于扫描线的明场线光源。

暗场照明光路2，包括在被测玻璃两侧镜像设置的准直器21、鲍威尔棱镜22、激光器23。暗场照明光路2的轴线与被测玻璃5的法线6呈倾角设置。其中准直器21为菲涅尔透镜或柱面镜。激光器23为单波长或多波长光纤激光器。

扫描成像镜头3、线阵图像传感器4设置在与被测玻璃5扫描方向垂直的平面内。

该玻璃表面缺陷增强检测装置的检测方法，包括如下步骤：

a. 被测玻璃经进料传送带输送至运动台7，并在运动台7上进行定位；

b.开启明场线光源，明场线光源发出的光照射到玻璃表面，扫描成像镜头3、线阵图像传感器4进行明场成像；

c.关闭明场线光源，激光器23发出激光经鲍威尔棱镜22、准直器21变换为线光源，该线光源发出的光照射到被测玻璃表面，扫描成像镜头3、线阵图像传感器4进行暗场成像；

d.明场成像、暗场成像后的数据由智能系统统计分析其表面的缺陷信息，并汇总输出，通过对缺陷的严重程度的判断，合格品送回传送带，不合格品送至不合格品盒。

明场照明可以取得大尺寸缺陷的信息，暗场照明可以获取细小尺寸缺陷的信息，通过图像传感器分别对这些图像进行采集，并汇总输出，通过检测图像瑕疵的尺寸和数量，来判断产品的等级和优劣，能极大地降低检测时间、提高检测效率。因为扫描成像镜头在生成明场图像、暗场图像时，所经过的路径相同，可以根据对所获得图像的像素点标记坐标的形式进行缺陷的获取，方便缺陷的判定和确认。

该玻璃表面缺陷增强检测装置暗场照明光路中的激光器发出的准直光经由鲍威尔棱镜扩散为扇形光，扇形光经准直器变为准直的线光源，该线光源发出的照射在被测玻璃上，如果被测玻璃有瑕疵，线光源发出的光在瑕疵处会发生散射，散射角度较大，一部分散射光被线阵图像传感器捕捉到行程暗场图像，没有缺陷的地方没有图像，这样在较暗的背景上形成较亮的缺陷图像。镜像设置的暗场照明光路能增强缺陷信号的强度，使其更易被捕捉，增强缺陷的成像效果。

最后，应当指出，以上具体实施方式仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述具体实施方式，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种玻璃表面缺陷增强检测装置，包括明场照明光路、暗场照明光路、扫描成像镜头、线阵图像传感器；所述明场照明光路，包括平行于扫描线的明场线光源；所述暗场照明光路，包括在被测玻璃两侧镜像设置的准直器、鲍威尔棱镜、激光器；所述扫描成像镜头、线阵图像传感器设置在与被测玻璃扫描方向垂直的平面内。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃表面缺陷增强检测装置，其特征是所述暗场照明光路的轴线与被测玻璃的法线呈倾角设置。

3.根据权利要求1所述的一种玻璃表面缺陷增强检测装置，其特征是所述准直器为菲涅尔透镜或柱面镜。

4.根据权利要求1所述的一种玻璃表面缺陷增强检测装置，其特征是所述激光器为单波长或多波长光纤激光器。

5.一种玻璃表面缺陷增强检测装置的检测方法，包括如下步骤：

a. 被测玻璃经进料传送带输送至运动台，并在运动台上进行定位；

b.开启明场线光源，明场线光源发出的光照射到玻璃表面，扫描成像镜头、线阵图像传感器进行明场成像；

c.关闭明场线光源，激光器发出激光经鲍威尔棱镜、准直器变换为线光源，该线光源发出的光照射到被测玻璃表面，扫描成像镜头、线阵图像传感器进行暗场成像；

d.明场成像、暗场成像后的数据由智能系统统计分析其表面的缺陷信息，并汇总输出，通过对缺陷的严重程度的判断，合格品送回传送带，不合格品送至不合格品盒。