CN105744262A - 可校正光源的检测系统及其光源校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种检测系统的光源校正方法，该检测系统包含光源、影像拍摄装置以及控制器，光源具有照射区域，影像拍摄装置具有拍摄视野，光源校正方法包含调整拍摄视野于照射区域之内，轮流开启光源的多个发光单元，影像拍摄装置于每一发光单元开启时拍摄一校正影像，以取得多个校正影像，根据校正影像的亮度分布，控制器分别调整发光单元的发光亮度，以补偿影像拍摄装置的暗角效应，使得拍摄视野内的检测影像具有特定的亮度分布。

Description

可校正光源的检测系统及其光源校正方法

技术领域

本发明是有关于一种检测系统的光源校正方法。

背景技术

检测系统是以光源照射待测物，并拍摄待测物的影像而检测待测物的质量。目前大多藉由镜头来拍摄待测物的影像。然而因光线于通过镜头后的亮度会随着越靠近镜头的视野边缘而减弱，因此成像于视野边缘的影像细节便难以进行后序分析。虽然此影像可透过软件的暗角校正功能以补偿边缘的亮度，然而如此一来也同时增加了边缘影像的噪声，其信噪比(S/Nratio)实际上并无法改善。随着科技的进步与产品的更迭，检测系统的照度与稳定度的要求随之增加。因此如何设计检测系统以改善上述的缺点为业界需解决的问题之一。

发明内容

本发明的一态样提供一种检测系统的光源校正方法。检测系统包含光源、影像拍摄装置以及控制器。光源具有照射区域，影像拍摄装置具有拍摄视野。光源校正方法包含调整拍摄视野于照射区域之内。轮流开启光源的多个发光单元。影像拍摄装置于每一发光单元开启时拍摄一校正影像，以取得多个校正影像。根据校正影像的亮度分布，控制器分别调整发光单元的发光亮度，使得拍摄视野内的检测影像具有特定的亮度分布。

本发明的另一态样提供一种可校正光源的检测系统，包含光源、影像拍摄装置与控制器。光源包含多个发光单元。光源具有照射区域。影像拍摄装置具有拍摄视野。拍摄视野小于照射区域。控制器电性连接影像拍摄装置与光源。当检测系统校正光源时，控制器控制影像拍摄装置于每一发光单元开启时拍摄一校正影像，以取得多个校正影像，并根据校正影像的亮度分布，分别调整发光单元的发光亮度，使得拍摄视野内的检测影像具有特定的亮度分布。

上述实施方式的检测系统与其光源校正方法能够分别控制发光单元的亮度，配合影像拍摄装置的拍摄视野，使得拍摄视野内的检测影像具有特定的亮度分布。

附图说明

图1为本发明一实施方式的可校正光源的检测系统的立体示意图。

图2为应用图1的检测系统的光源校正方法的一实施方式的流程图。

图3A为本发明一实施例的照射区域于校正前、后的亮度分布图。

图3B为本发明一实施例的拍摄视野于校正前、后的归一化亮度分布图。

图4为应用图1的检测系统的光源校正方法的另一实施方式的流程图。

图5为应用图1的检测系统的光源校正方法的又一实施方式的流程图。

符号说明：

110：光源

112：发光单元

115：照射区域

120：影像拍摄装置

125：拍摄视野

130：控制器

140：量测平台

910、920、930、960、970、980：线段

C1、C2：中心

CI：校正影像

DI：检测影像

S10、S12、S14、S16、S20、S22、S23、S24、S30、S40、S42、S44：步骤

具体实施方式

以下将以图式公开本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单示意的方式绘示之。

图1为本发明一实施方式的可校正光源的检测系统的立体示意图。如图所示，可校正光源的检测系统包含光源110、影像拍摄装置120与控制器130。光源110包含多个发光单元112。光源110具有照射区域115，其中照射区域115的形心定义为照射区域115的中心C1。影像拍摄装置120具有拍摄视野125，其中拍摄视野125的形心定义为拍摄视野125的中心C2。拍摄视野125小于照射区域115。控制器130电性连接影像拍摄装置120与光源110。当检测系统校正光源110时，控制器130控制影像拍摄装置120于每一发光单元112开启时拍摄一校正影像CI，以取得多个校正影像CI，并根据校正影像CI的亮度分布，分别调整发光单元112的发光亮度，使得拍摄视野125内的检测影像DI具有特定的亮度分布(例如均匀的亮度分布)。另外，为了清楚起见，图1的发光单元112以实线表示。其中检测影像DI是指检测系统于检测样品时，影像拍摄装置120所拍摄的影像。

简言之，本实施方式的检测系统能够分别控制发光单元112的亮度，配合影像拍摄装置120的拍摄视野125，使得拍摄视野125内的检测影像DI具有特定的亮度分布。以形成均匀的亮度分布为例，因影像拍摄装置120的暗角之故，于拍摄视野125边缘的影像亮度会较拍摄视野125的中心C2的影像亮度低，因此控制器130可分别调整各发光单元112的发光亮度，例如照射至拍摄视野125边缘的发光单元112具有较照射至拍摄视野125的中心C2的发光单元112高的发光亮度，藉此以补偿因影像拍摄装置120的暗角而变暗的检测影像DI，使得拍摄视野125内的检测影像DI具有均匀的亮度分布，如此一来即能改善边缘部分的检测影像DI的信噪比(S/Nratio)。另外因控制器130能够分别控制发光单元112，因此即使影像拍摄装置120的拍摄视野125的位置有变更或拍摄视野125的尺寸有改变，控制器130仍然能够依照拍摄视野125的位置与尺寸以分别调整发光单元112的发光亮度，让拍摄视野125内的检测影像DI具有特定(例如均匀)的亮度分布。也就是说，本实施方式的检测系统不必更换光源110即可适用于不同暗角效应的影像拍摄装置120。

在本实施方式中，光源110例如为线光源，即发光单元112是沿一直线而排列，而检测系统例如为线扫描系统。换句话说，待测物(未绘示)可放置于一量测平台140上，光源110可斜向照射待测物。在完成光源110的校正后，可藉由移动待测物而分时拍摄于拍摄视野125内的部分待测物的检测影像DI。若待测物需照射特定亮度分布的光，则光源110也可根据其目标亮度分布而分别控制每一发光单元112，以使得拍摄视野125内的检测影像DI具有特定的亮度分布，因此本实施方式的检测系统也具有弹性控制检测影像DI的亮度分布的好处。另外，每一发光单元112可为单颗或多颗发光二极管。影像拍摄装置120可包含镜头，因其暗角所减弱的影像亮度可藉由控制器130调整发光单元112的亮度而补偿。之后，检测系统即可进行待测物的检测。具体而言，当检测系统进行检测时，控制器130将发光单元112全部开启，并控制影像拍摄装置120拍摄检测影像DI。

接着请一并参照图1与图2，其中图2为应用图1的检测系统的光源校正方法的一实施方式的流程图。首先，如步骤S10所示，调整拍摄视野125于照射区域115之内。接着，如步骤S20所示，轮流开启光源110的多个发光单元112。之后，如步骤S30所示，影像拍摄装置120于每一发光单元112开启时拍摄一校正影像CI，以取得多个校正影像CI。而后，如步骤S40所示，根据校正影像CI的亮度分布，控制器130分别调整发光单元112的发光亮度，使得拍摄视野125内的检测影像DI具有特定的亮度，例如具有均匀的亮度。

在本实施方式中，照射区域115意指当光源110的所有发光单元112皆处于开启状态时于量测平台140上所照射的区域。因此首先需调整拍摄视野125于照射区域115中，如步骤S10所示，如此才能于后序藉由改变各发光单元112的亮度而调整影像拍摄装置120于拍摄视野125中所拍摄的影像亮度。

接着，如步骤S20所示，轮流开启光源110的多个发光单元112，并且如步骤S30所示，影像拍摄装置120于每一发光单元112开启时拍摄一校正影像CI，以取得多个校正影像CI。具体而言，当开启一发光单元112时，影像拍摄装置120即拍摄一校正影像CI，此校正影像CI即为该发光单元112对于拍摄视野125所贡献的亮度分布。而不同的校正影像CI(对应不同的发光单元112)则对于拍摄视野125皆有不同的亮度分布。另外，以相同发光亮度而言，当开启照射至拍摄视野125的中心C2的发光单元112时，所拍摄的影像I具有较高的亮度；而当开启照射至拍摄视野125边缘的发光单元112时，因受影像拍摄装置120的暗角影响，所拍摄的影像I具有较低的亮度。

之后，如步骤S40所示，根据校正影像CI的亮度分布，控制器130分别调整发光单元112的发光亮度，使得拍摄视野125内的检测影像DI具有特定的亮度分布。以形成均匀的亮度分布(即改善暗角效应)为例，对应至拍摄视野125边缘的发光单元112的发光亮度可较对应的拍摄视野125的中心C2的发光单元112为高，以补偿影像拍摄装置120的暗角影响，进而使得拍摄视野125内的检测影像DI具有均匀的亮度。

虽然上述内容以改善暗角效应为例，然而在其它的实施方式中，光源校正方法亦可依待测物的不同而使得检测影像DI具有特定的亮度分布。

接下来以实施例说明上述的光源校正方法的校正效果。请先参照图3A，其为本发明一实施例的照射区域115于校正前、后的亮度分布图。在本实施例中，照射区域115的长度为约200毫米，而图3A的横轴的原点表示照射区域115的中心C1，其中，中心C1可定义为照射区域115的形心。请一并参照图1，线段910表示于校正前，当光源110的发光单元112全部开启时，照射区域115内的亮度分布。此亮度分布于照射区域115的中心C1具有最大的亮度值，而越远离中心C1，因受限于光源110的工作距离则亮度越低。

接着控制器130分别调整发光单元112的发光亮度，使得光源110的照射区域115具有如线段920或930的亮度分布，亦即对应照射区域115的中心C1的发光单元112具有较低的亮度，而对应照射区域115边缘的发光单元112则具有较高的亮度。其中线段920或930分别表示在不同情况下光源110校正后所得到的亮度分布，例如线段930表示在照射区域115的中心C1的最大照度下，暗角修正的最大补偿值。另外线段920与930的最高点与于中心C1的区域最低点的差即为光源110的亮度补偿能力。

接着请参照图3B，其为本发明一实施例的拍摄视野125于校正前、后的归一化(normalized)亮度分布图。在本实施例中，拍摄视野125的长度为约150毫米，而图3B的横轴的原点表示拍摄视野125的中心C2。请一并参照图1，在本实施例中，光源110未校正前，影像拍摄装置120所拍摄的影像归一化亮度分布如线段960所示。具体而言，拍摄视野125边缘的影像亮度会因镜头暗角与光源110的工作距离的关系而减弱，如此的亮度分布会造成拍摄视野125边缘的影像信噪比过小。

藉由控制器130分别调整发光单元112的发光亮度，以补偿拍摄视野125边缘过低的亮度，其归一化的光源亮度分布如图3B的线段970所示。线段980表示光源110经过校正后，影像拍摄装置120所拍摄的影像归一化亮度分布(即线段960与970的乘积)，其具有均匀的亮度，因此可有效改善于拍摄视野125边缘的影像的信噪比。

接着请一并参照图1与图4，其中图4为应用图1的检测系统的光源校正方法的另一实施方式的流程图。在本实施方式中，图2的步骤S10的细节可先如步骤S12所示，将发光单元112全部开启，因此可在量测平台140上定义出照射区域115的位置。接着如步骤S14所示，将拍摄视野125的中心C2与照射区域115的中心C1重叠，以决定拍摄视野125的位置。而步骤S14例如可藉由移动光源110与影像拍摄装置120之间的相对位置、改变光源110的照射方式或者改变影像拍摄装置120的拍摄视野125的位置来达成。

之后，图2的步骤S20的细节可先如步骤S22所示，开启对应照射区域115的中心C1的发光单元112。其中对应中心C1的发光单元112对于照射区域115的亮度分布具有最大的影响，且因中心C1与C2重叠，因此对应中心C1的发光单元112对于拍摄视野125也具有最大的影响。接着如步骤S24所示，轮流开启其它发光单元112。举例而言，因在本实施方式中，越靠近中心C1的发光单元112对于拍摄视野125的影响越大，因此可依序自中心C1往两端开启对应的发光单元112，以分别取得每一发光单元112对于拍摄视野125的亮度影响，如步骤S30所示。然而上述步骤仅为例示，在其它的实施方式中，亦可不需先开启对应中心C1的发光单元112再开启别的发光单元112。基本上，只要能够取得每一发光单元112的校正影像CI，皆在本发明的范畴中。

接着，图2的步骤S40的细节可先如步骤S42所示，将发光单元112全部开启，并以对应拍摄视野125的中心C2的影像亮度作为基准值。之后如步骤S44所示，当此影像边缘的亮度小于基准值的亮度时，根据校正影像CI以增加对应的发光单元112的发光亮度。如前所述，因影像拍摄装置120的暗角之故，越远离中心C1，其所取得的影像I的亮度越低，因此可分别根据该些校正影像CI与基准值之间的亮度分布而决定对应的发光单元112应增加的发光亮度。

接着请一并参照图1与图5，其中图5为应用图1的检测系统的光源校正方法的又一实施方式的流程图。在本实施方式中，图2的步骤S10的细节可先如步骤S12所示，将发光单元112全部开启，因此可在量测平台140上定义出照射区域115的位置。接着如步骤S16所示，调整拍摄视野125于照射区域115，以决定拍摄视野125的位置。亦即，在本实施方式中，拍摄视野125的中心C2不必然会与照射区域115的中心C1重叠，如此一来可增加光源110与影像拍摄装置120设置的自由度，举例而言，若待测物无法置于照射区域115的中心C1亦能适用于此检测系统。而步骤S16例如可藉由移动光源110与影像拍摄装置120之间的相对位置、改变光源110的照射方式或者改变影像拍摄装置120的拍摄视野125的位置来达成。

之后，图2的步骤S20的细节可先如步骤S23所示，开启对应拍摄视野125的中心C2的发光单元112。其中对应中心C2的发光单元112对于拍摄视野125具有最大的影响。接着如步骤S24所示，轮流开启其它发光单元112。举例而言，因在本实施方式中，越靠近中心C2的发光单元112对于拍摄视野125的影响越大，因此可依序自中心C2往两端开启对应的发光单元112，以分别取得每一发光单元112对于拍摄视野125的亮度影响，如步骤S30所示。然而上述步骤仅为例示，基本上，只要能够取得每一发光单元112的校正影像CI，皆在本发明的范畴中。

接着，图2的步骤S40的细节可先如步骤S42所示，将发光单元112全部开启，并以对应拍摄视野125的中心C2的影像亮度作为基准值。之后如步骤S44所示，当影像边缘的亮度小于基准值的亮度时，根据校正影像CI以增加对应的发光单元112的发光亮度。如前所述，因影像拍摄装置120的暗角之故，越远离中心C2，其所取得的影像I的亮度越低，因此可分别根据该些影像I与基准影像之间的亮度差而决定对应的发光单元112应增加的发光亮度。

综合上述，上述实施方式的检测系统能够分别控制发光单元的亮度，配合影像拍摄装置的拍摄视野，使得拍摄视野内的检测影像具有特定的亮度分布。具体而言，在决定拍摄视野的位置后，控制器可分别根据各发光单元对于拍摄视野的影响而调整各发光单元的发光亮度，藉此以补偿因影像拍摄装置的暗角而变暗的影像，使得拍摄视野内的检测影像具有特定的亮度分布。另外因控制器能够分别控制发光单元，因此即使影像拍摄装置的拍摄视野的位置有变更或拍摄视野的尺寸有改变，控制器仍然能够依照拍摄视野的位置与尺寸以调整发光单元的发光亮度，以让光源于拍摄视野具有特定的亮度分布。也就是说，上述实施方式的检测系统可适用于不同暗角像差的影像拍摄装置，或者依待测物所需的要求而调整检测影像的亮度分布，也能让光源与影像拍摄装置的设置位置有更大的自由度。

虽然本发明已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的为准。

Claims (12)

1.一种检测系统的光源校正方法，其特征在于，该检测系统包含一光源、一影像拍摄装置以及一控制器，该光源具有一照射区域，该影像拍摄装置具有一拍摄视野，该光源校正方法包含：

调整该拍摄视野于该照射区域之内；

轮流开启该光源的多个发光单元；

该影像拍摄装置于每一发光单元开启时拍摄一校正影像，以取得多个校正影像；以及

根据该些校正影像的亮度分布，该控制器分别调整该些发光单元的发光亮度，使得该拍摄视野内的一检测影像具有特定的亮度分布。

2.如权利要求1所述的光源校正方法，其特征在于：其中该检测影像具有均匀的亮度分布。

3.如权利要求1所述的光源校正方法，其特征在于：其中调整该拍摄视野于该照射区域之内包含：

将该些发光单元全部开启；以及

将该拍摄视野的中心与该照射区域的中心重叠。

4.如权利要求3所述的光源校正方法，其特征在于：其中轮流开启该光源的该些发光单元包含：

开启对应该照射区域的中心的发光单元；以及

轮流开启其它发光单元。

5.如权利要求4所述的光源校正方法，其特征在于：其中根据该些校正影像的亮度分布，该控制器分别调整该些发光单元的发光亮度包含：

将该些发光单元全部开启并以对应该拍摄视野中心的影像亮度作为一基准值；以及

当该影像边缘的亮度小于该基准值的亮度时，根据该些校正影像以增加对应的该些发光单元的发光亮度。

6.如权利要求1所述的光源校正方法，其特征在于：其中调整该拍摄视野于该照射区域之内包含：

将该些发光单元全部开启；以及

调整该拍摄视野于该照射区域。

7.如权利要求6所述的光源校正方法，其特征在于：其中轮流开启该光源的该些发光单元包含：

开启对应该拍摄视野的中心的发光单元；以及

轮流开启其它发光单元。

8.如权利要求7所述的光源校正方法，其特征在于：其中根据该些校正影像的亮度分布，该控制器分别调整该些发光单元的发光亮度包含：

将该些发光单元全部开启并以对应该拍摄视野中心的影像亮度作为一基准值；以及

当该影像边缘的亮度小于该基准值的亮度时，根据该些校正影像以增加对应的该些发光单元的发光亮度。

9.一种可校正光源的检测系统，其特征在于，包含：

一光源，包含多个发光单元，该光源具有一照射区域；

一影像拍摄装置，具有一拍摄视野，该拍摄视野小于该照射区域；以及

一控制器，电性连接该影像拍摄装置与该光源，其中当该检测系统校正该光源时，该控制器控制该影像拍摄装置于每一发光单元开启时拍摄一校正影像，以取得多个校正影像，并根据该些校正影像的亮度分布，分别调整该些发光单元的发光亮度，使得该拍摄视野内的一检测影像具有特定的亮度分布。

10.如权利要求9所述的检测系统，其特征在于：其中该检测影像具有均匀的亮度分布。

11.如权利要求9所述的检测系统，其特征在于：其中当该检测系统进行检测时，该控制器将该些发光单元全部开启，并控制该影像拍摄装置拍摄该检测影像。

12.如权利要求9所述的检测系统，其特征在于：其中该控制器将该些发光单元全部开启并以对应该拍摄视野中心的影像亮度作为一基准值，当该影像边缘的亮度小于该基准值的亮度时，根据该些校正影像以增加对应该些发光单元的发光亮度。