CN108490002A - 一种微结构棱镜镜片质量检测方法 - Google Patents

Abstract

一种微结构棱镜镜片检测方法，包括以下步骤：步骤1，对微结构棱镜镜片进行除污处理；步骤2，微结构棱镜镜片内部进行应力检测，若内部应力过强，则判定为瑕疵品；若内部应力较小，则进入步骤3；步骤3，采用工业相机获得微结构棱镜镜片放大后的照片，对照片进行预处理，得到二值化图片，然后检测二值化图片的条纹，通过条纹的宽度来判断微结构棱镜镜片凹槽圆角是否合格；若符合条件，则进入步骤4；步骤4，去除二值化图片中互相平行的条纹，再次检测图片中是否含有条纹或斑点；若存在，则判定为瑕疵品，若不存在，则镜片合格。本发明有效实现微结构棱镜镜片质量检测。

Description

一种微结构棱镜镜片质量检测方法

技术领域

本发明涉及光学镜片质量检测技术领域，特别是一种用于微结构棱镜镜片质量检测方法。

背景技术

近年来，佩戴微结构棱镜镜片已经成为治疗儿童斜视的有效手段，而微结构棱镜镜片的品质直接影响斜视的治疗效果。因此，在微结构棱镜的生产过程中，瑕疵检测这一环节尤为重要。传统的镜片检测方式是采用人工检测，但是人工检测有效率低、成本高、主观性强的缺点。

随着人工智能的发展，目前已经有相关专利和论文提出了利用自动检测装置来进行瑕疵镜片的剔除。王翔宇等人在实用新型专利《一种镜片瑕疵精密检测系统》中公开了一种包括图像采集设备、机架、信息处理设备、传送设备和灰尘处理设备的检测系统。T.G.戴维斯等人在发明专利《一种镜片检测系统及方法》中提出了一种镜片检测系统，包括运送子系统、照明子系统、成像子系统、不透光的光阑、成像透镜和图像处理子系统。周民杰在发明专利《镜片的检测方法及检测装置》中公开了一种镜片的检测方法，该方法能有效避免污渍对镜片的瑕疵检测形成误判。R奇普曼等人在发明专利《渐变眼镜的象质仪》中公开了一种能测量镜片表面不同位置的光焦度、象散、棱镜度以及调制传递函数的仪器。付明磊等人在发明专利《一种硬膜压贴三棱镜镜片棱镜度检测方法》中公开了一种测量微结构棱镜镜片棱镜度的方法。曾庆宁等人在发明专利《一种基于机器视觉的夹片缺陷检测方法》中公开了一种运用机器视觉检测表面缺陷的方法。

经调研分析发现，目前的专利主要通过图像采集、图像处理和图像匹配来进行瑕疵镜片的剔除。上述专利提到的系统针对的是表面平整的镜片的检测，但是针对表面有规则凹槽的微结构棱镜，这样的检测系统达不到预期的效果，原因如下：(1)微结构棱镜的规则凹槽会被误识别为刮痕。(2)微结构棱镜凹槽的圆角太大会影响像质，而现有专利中的检测系统无法检测圆角大小。(3)如微结构棱镜采用热压的工艺制造所得，则其内部可能存在应力，这会影响像质，同时也会影响后续微结构棱镜的装配强度(微结构棱镜通过超声波焊接方式焊接在平透镜镜片、凹透镜镜片或凸透镜镜片上)，而现有专利中的检测系统无法检测镜片应力情况。

发明内容

为了克服已有检测技术无法应用于微结构棱镜镜片质量检测的不足，本发明提供了一种微结构棱镜镜片质量检测方法，有效实现微结构棱镜镜片质量检测。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种微结构棱镜镜片检测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，对微结构棱镜镜片进行除污处理；

步骤2，对微结构棱镜镜片内部进行应力检测，若内部应力过强，则判定为瑕疵品；若内部应力较小，则进入步骤3；

步骤3，采用工业相机获得微结构棱镜镜片放大后的照片，对照片进行预处理，得到二值化图片，然后检测二值化图片的条纹，通过条纹的宽度来判断微结构棱镜镜片凹槽圆角是否合格；若符合条件，则进入步骤4；

步骤4，去除二值化图片中互相平行的条纹，再次检测图片中是否含有条纹或斑点；若存在，则判定为瑕疵品，若不存在，则镜片合格。

进一步，所述步骤1中，所述除污处理包括酒精清洗以及风机烘干。

优选的，所述酒精清洗步骤中的酒精不停地进行自过滤，使得酒精可重复利用，所述风机烘干的时间为6～10秒。

更进一步，所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、微结构棱镜镜片传送至镜片应力仪下，所述微结构棱镜镜片与应力仪上的镜片保持平行；

步骤2.2、相机拍摄镜片应力仪下微结构棱镜镜片的照片，所述相机主光轴方向与微结构棱镜镜片保持严格垂直；

步骤2.3、图像处理模块判定照片中是否有锐角长条的线状，若有则内部应力过强，镜片判定为瑕疵品，结束检测，若无则继续步骤3检测。

再进一步，所述步骤3包括以下步骤：

步骤3.1、微结构棱镜镜片传送至工业相机下；

步骤3.2、工业相机拍摄微结构棱镜微结构图像，所述工业相机主光轴方向与微结构棱镜镜片保持严格垂直；

步骤3.3、对所获得的图像进行预处理得到二值化图像，所述预处理包括灰度转换以及图像分割；

步骤3.4、检测二值化图像中每条条纹，若不满足关系式(1)或关系式(2)，则判定为瑕疵镜片；

(1)式中，F表示的是每条条纹上选取的监测点的个数，a(k)表示的是某一监测点对应条纹的宽度，K为一常数，由人工设定；

(2)式中，A表示的是二值化图像中条纹总数，b(k)表示的是每条条纹的宽度，G为一常数，由人工设定；

步骤3.5、检测二值化图像中每条条纹平均宽度，若大于Z，则判定为瑕疵镜片，Z为一常数，由人工设定。

本发明的检测方法，微结构棱镜镜片通过传送模块的传送，首先进行除污处理，接着进行应力检测，最后进行圆角与表面瑕疵检测，通过分析预处理后的图像中的条纹的宽度来判断微结构棱镜镜片圆角是否合格，滤除上述图像中的平行条纹后，再进行刮痕和瑕疵点的检测。如微结构棱镜镜片在经过应力检查或圆角及瑕疵点检测时被判定为瑕疵镜片，则微结构棱镜镜片会被剔除。

本发明的有益效果主要表现在：引入了应力检查，避免了微结构棱镜镜片在后续的超声波焊接过程中焊接不牢固现象的发生；也实现了微结构棱镜镜片凹槽圆角的检测，同时采用滤除相互平行的条纹来避免镜片表面瑕疵(刮痕或瑕疵点)的误检。针对于微结构棱镜镜片的检测，相比于其他的镜片检测方法，本发明专利更具针对性和优越性。

附图说明

图1是一种微结构棱镜镜片检测方法示意图。

图2是微结构棱镜凹槽圆角检测方法示意图。

图3是二值化图像示意图。

图4是一种微结构棱镜镜片检测系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图4，一种微结构棱镜镜片检测方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，对微结构棱镜镜片进行除污处理后；

步骤2，对微结构棱镜镜片内部进行应力检测，若内部应力过强(大于等于预设应力阈值)，则判定为瑕疵品；若内部应力较小(小于预设应力阈值)，则进入步骤3；

步骤3，采用工业相机获得微结构棱镜镜片放大后的照片，对照片进行预处理，得到二值化图片，然后检测二值化图片的条纹，通过条纹的宽度来判断微结构棱镜镜片凹槽圆角是否合格；若符合条件，则进入步骤4；

步骤4，去除二值化图片中互相平行的条纹，再次检测图片中是否含有条纹或斑点；若存在，则判定为瑕疵品，若不存在，则镜片合格。

进一步，所述步骤1中，所述除污处理具体包括酒精清洗以及风机烘干。

优选的，所述酒精清洗步骤中的酒精不停地进行自过滤，使得酒精可重复利用，所述风机烘干的时间为6～10秒。

再进一步，所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、微结构棱镜镜片传送至镜片应力仪下，所述微结构棱镜镜片与应力仪上的镜片保持平行。

步骤2.2、相机拍摄镜片应力仪下微结构棱镜镜片的照片，所述相机主光轴方向与微结构棱镜镜片保持严格垂直。

步骤2.3、图像处理模块判定照片中是否有锐角长条的线状，若有则内部应力过强，镜片判定为瑕疵品，结束检测，若无则继续步骤3检测。

更进一步，参照图2，所述步骤3包括以下步骤：

步骤3.1、微结构棱镜镜片传送至工业相机下。

步骤3.2、工业相机拍摄微结构棱镜微结构图像，所述工业相机主光轴方向与微结构棱镜镜片保持严格垂直。

步骤3.3、对所获得的图像进行预处理得到二值化图像，参照图3，所述预处理具体包括灰度转换以及图像分割。

步骤3.4、检测二值化图像中每条条纹，若不满足关系式(1)或关系式(2)，则判定为瑕疵镜片；实施例中的二值化图像满足这两个条件。

(1)式中，F表示的是每条条纹上选取的监测点的个数，a(k)表示的是某一监测点对应条纹的宽度，K为一常数，需后续人工设定，在实施例中K为7像素。(1)式的目的是保证条纹在不同位置(监测点)的宽度大致相等。

(2)式中，A表示的是二值化图像中条纹总数，b(k)表示的是每条条纹的宽度，G为一常数，需后续人工设定，在实施例中G为8像素。(2)式的目的是保证每条条纹的平均宽度大致相等。

步骤3.5、检测二值化图像中每条条纹平均宽度，若大于Z，则判定为瑕疵镜片。Z为一常数，需后续人工设定，在实施例中G为50像素。

步骤4、微结构棱镜瑕疵点及刮痕检测，滤除二值化图像中的互相平行的条纹，再次检测图像中是否还存在条纹或斑点，若有则判定为瑕疵镜片。

参照图4，一种微结构棱镜镜片检测系统，所述微结构棱镜镜片检测系统包括传送模块、镜片除污模块、应力检查模块、圆角及瑕疵点检测模块以及图像分析模块。所述传送模块用于将待检测的微结构棱镜镜片传送至其它各个模块以及剔除不合格的微结构棱镜镜片。所述镜片除污模块对待检测的微结构棱镜镜片进行除污处理，防止镜片污渍引起误检。所述应力检查模块用于分析微结构棱镜镜片内部的应力。所述圆角及瑕疵点检测模块用于检测微结构棱镜镜片的圆角是否合格以及微结构棱镜镜片上是否有刮痕或瑕疵点。所述像分析模块用于分析相关图像，并根据图片的处理结果向传送模块发送相关指令。所述应力检查模块、圆角及瑕疵点检测模块以及传送模块通过USB线与图像分析模块相连。

进一步，所述镜片除污模块包括酒精清洗模块和风机烘干模块，实施例中风机烘干模块采用奥之星机电设备的AD系列的电热鼓风箱，所述酒精清洗模块用于清洗待检测的微结构棱镜镜片，所述风机烘干模块用于烘干清洗后的微结构棱镜镜片。

所述传送模块包括传送机模块和机械臂模块。所述传送机模块用于传送微结构棱镜镜片，所述机械臂模块用于抓取并剔除不合格的微结构棱镜镜片。实施例中，传送机模块采用的是汕头市百晖自动化科技有限公司的输送机械设备。

所述应力检查模块包括镜片应力仪以及摄像机模块。所述镜片应力仪用于将微结构棱镜镜片内部的应力以彩色条纹的形式显示出来，所述摄像机模块用于获取微结构棱镜镜片的应力分布图，并将应力分布图发送至图像分析模块。实施例中，应力仪采用的是上海易测玻璃眼镜镜片应力仪WYL-2，摄像机模块采用的是100万摄像头，型号为CR100。

所述圆角及瑕疵点检测模块包括照明模块和工业相机模块。所述照明模块为工业相机模块提供光源，所述工业相机模块用于获取微结构棱镜镜片的微观结构照片，并将照片发送至图像分析模块。实施例中，照明模块采用的是60瓦的LED照明灯，摄像机模块采用的是(精拓)牌1400万像素高清HDMI/USB双输出工业显微镜。

Claims (5)

1.一种微结构棱镜镜片检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1，对微结构棱镜镜片进行除污处理；

步骤2，对微结构棱镜镜片内部进行应力检测，若内部应力过强，则判定为瑕疵品；若内部应力较小，则进入步骤3；

步骤3，采用工业相机获得微结构棱镜镜片放大后的照片，对照片进行预处理，得到二值化图片，然后检测二值化图片的条纹，通过条纹的宽度来判断微结构棱镜镜片凹槽圆角是否合格；若符合条件，则进入步骤4；

步骤4，去除二值化图片中互相平行的条纹，再次检测图片中是否含有条纹或斑点；若存在，则判定为瑕疵品，若不存在，则镜片合格。

2.如权利要求1所述的一种微结构棱镜镜片检测方法，其特征在于：所述步骤1中，所述除污处理包括酒精清洗以及风机烘干。

3.如权利要求2所述的一种微结构棱镜镜片检测方法，其特征在于：所述酒精清洗步骤中的酒精不停地进行自过滤，使得酒精可重复利用，所述风机烘干的时间为6～10秒。

4.如权利要求1～3之一所述的一种微结构棱镜镜片检测方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、微结构棱镜镜片传送至镜片应力仪下，所述微结构棱镜镜片与应力仪上的镜片保持平行；

步骤2.2、相机拍摄镜片应力仪下微结构棱镜镜片的照片，所述相机主光轴方向与微结构棱镜镜片保持严格垂直；

步骤2.3、图像处理模块判定照片中是否有锐角长条的线状，若有则内部应力过强，镜片判定为瑕疵品，结束检测，若无则继续步骤3检测。

5.如权利要求1～3之一所述的一种微结构棱镜镜片检测方法，其特征在于：所述步骤3包括以下步骤：

步骤3.1、微结构棱镜镜片传送至工业相机下；

步骤3.2、工业相机拍摄微结构棱镜微结构图像，所述工业相机主光轴方向与微结构棱镜镜片保持严格垂直；

步骤3.3、对所获得的图像进行预处理得到二值化图像，所述预处理包括灰度转换以及图像分割；

步骤3.4、检测二值化图像中每条条纹，若不满足关系式(1)或关系式(2)，则判定为瑕疵镜片；

(1)式中，F表示的是每条条纹上选取的监测点的个数，a(k)表示的是某一监测点对应条纹的宽度，K为一常数，由人工设定；

(2)式中，A表示的是二值化图像中条纹总数，b(k)表示的是每条条纹的宽度，G为一常数，由人工设定；

步骤3.5、检测二值化图像中每条条纹平均宽度，若大于Z，则判定为瑕疵镜片，Z为一常数，由人工设定。