CN109991233A - 一种光学检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学检测装置及方法。该光学检测装置包括：频闪控制器、相机以及至少两个光源；不同光源与待检测样品的相对位置不同；频闪控制器分别与至少两个光源连接，频闪控制器用于分时控制至少两个光源发射检测光束；相机用于采集所述待检测样品在不同所述光源发射的所述检测光束下的图像。本发明实施例提供的光学检测装置以实现简化光学检测装置的设计，降低成本，减少开发人员的开发工作量，提高检测效率和质量的效果。

Description

一种光学检测装置及方法

技术领域

本发明实施例涉及质量检测技术领域，尤其涉及一种光学检测装置及方法。

背景技术

盖板玻璃由于具有保护显示面板、装置触控器件外观等作用是触控单元的一个重要组成部分，其表面质量以及外观的检测是十分关键的步骤。

现有技术中是通过多个工位对盖板玻璃的表面质量以及外观进行检测，每个工位只能检测一类缺陷。

然而，如果采用多工位检测，则需要多个相机，进而会增加检测装置的成本；且当盖板玻璃从第一工位传递到后面的工位时，会存在一定的位移，增加开发人员路径规划方面的开发工作量，降低检测效率；同时每个工位采集到的缺陷图像彼此关联性差，降低检测质量。

发明内容

本发明提供一种光学检测装置及方法，以实现简化光学检测装置的设计，降低成本，减少开发人员的开发工作量，提高检测效率和质量的效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种光学检测装置，该光学检测装置包括：频闪控制器、相机以及至少两个光源；

不同所述光源与待检测样品的相对位置不同；

所述频闪控制器分别与所述至少两个光源连接，所述频闪控制器用于分时控制所述至少两个光源发射检测光束；

所述相机用于采集所述待检测样品在不同所述光源发射的所述检测光束下的图像。

进一步地，所述相机包括线阵相机；

所述线阵相机包括图像采集周期，每个图像采集周期对应所述线阵相机连续扫描N行的时间；N为所述光源的数量；

所述频闪控制器在每个图像采集周期控制N个所述光源依次发射检测光束；

每个所述光源的工作周期均为所述线阵相机扫描一行的时间。

进一步地，所述相机的图像采集时间与每个所述光源的开启工作时间相同。

进一步地，所述光学检测装置还包括位置检测单元；

所述位置检测单元位于所述相机的感光面下方，所述位置检测单元分别与所述相机和所述频闪控制器连接；

所述位置检测单元用于在所述待检测样品运动至所述相机的感光面下方时，向所述相机以及向所述频闪控制器发送控制信号，以指示所述频闪控制器分时控制所述至少两个光源发射检测光束，以及指示所述相机采集所述待检测样品在不同所述光源发射的所述检测光束下的图像。

进一步地，所述至少两个光源包括：

位于所述待检测样品朝向所述相机一侧的至少一个第一光源和/或位于所述待检测样品背离所述相机一侧的至少一个第二光源。

进一步地，所述至少两个光源分别包括关于所述相机对称分布的两个子光源。

第二方面，本发明实施例还提供了一种光学检测方法，该光学检测方法采用上述所述的光学检测装置执行，所述光学检测方法包括：

所述频闪控制器分时控制所述至少两个光源发射检测光束；

所述相机采集所述待检测样品在不同所述光源发射的所述检测光束下的图像。

进一步地，所述相机包括线阵相机；

所述频闪控制器分时控制所述至少两个光源发射检测光束包括：

所述频闪控制器在所述线阵相机的每个图像采集周期内，控制N个所述光源依次发射检测光束；

其中，所述线阵相机的每个图像采集周期对应所述线阵相机连续扫描N行的时间；N为所述光源的数量；每个所述光源的工作周期均为所述线阵相机扫描一行的时间。

进一步地，所述光学检测装置还包括位置检测单元；所述位置检测单元位于所述线阵相机的感光面一侧，所述位置检测单元分别与所述相机和所述频闪控制器连接；

在所述待检测样品运动至所述相机的感光面下方时，所述位置检测单元向所述相机以及向所述频闪控制器发送控制信号，以指示所述频闪控制器分时控制所述至少两个光源发射检测光束，以及指示所述相机采集所述待检测样品在不同所述光源发射的所述检测光束下的图像。

本发明实施例提供的光学检测装置包括频闪控制器、相机以及至少两个光源，不同光源与待检测样品的相对位置不同，频闪控制器分别与至少两个光源连接。通过频闪控制器分时控制至少两个光源发射检测光束；同时相机采集待检测样品在不同光源发射的所述检测光束下的图像，因为至少两个光源与待检测样品的相对位置不同，所以在不同检测光束下采集的不同图像包括的缺陷不同，然后通过对具有不同缺陷的图像进行叠加或相消处理，以满足不同品相缺陷的光学检测需求，解决现有技术中采用多工位检测时，增加检测装置的成本和开发人员路径规划方面的开发工作量，降低检测效率和质量的问题，实现简化光学检测装置的设计，降低成本，减少开发人员的开发工作量，提高检测效率和质量的效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种光学检测装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种光学检测装置的俯视示意图；

图3是本发明实施例提供的又一种光学检测装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的又一种光学检测装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种光源位置的俯视图；

图6是本发明实施例提供的又一种光学检测装置的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的又一种光源位置的俯视图；

图8是本发明实施例提供的一种光学检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1是本发明实施例提供的一种光学检测装置的结构示意图，图2是本发明实施例提供的一种光学检测装置的俯视示意图，如图1和图2所示，本发明实施例提供的光学检测装置包括：频闪控制器10、相机20以及至少两个光源；不同光源与待检测样品40的相对位置不同；频闪控制器10分别与至少两个光源连接，频闪控制器10用于分时控制至少两个光源发射检测光束；相机20用于采集待检测样品40在不同光源发射的检测光束下的图像。

其中，待检测样品40例如可以包括手机盖板玻璃。不同光源与待检测样品40的相对位置不同包括：不同光源到待检测样品40垂直距离不同，或者不同光源与待检测样品40所在平面的法线X的夹角不同，或者至少两个光源分别位于待检测样品40朝向相机20的一侧和位于待检测样品40背离相机20的一侧。当不同光源与待检测样品40的相对位置不同时，相机20在不同光源发射的检测光束下采集的图像的主要缺陷也不同。例如，相机在低角度光源发射的检测光束下采集的图像的主要缺陷为划伤缺陷；相机在同轴光源发射的检测光束下采集的图像的主要缺陷为凹凸缺陷；相机在背光光源发射的检测光束下采集的图像的主要缺陷为边缘缺陷；相机在弧边检测光源发射的检测光束下采集的图像的主要缺陷为弧边缺陷。

示例性的，参见图1和图2，至少两个光源例如可以包括第一低角度光源31和第二低角度光源32，第一低角度光源31和第二低角度光源32位于待检测样品40朝向相机20一侧，但第一低角度光源31和第二低角度光源32与待检测样品40的相对位置不同。例如，第一低角度光源31与待检测样品40所在平面的法线X的夹角为A，A例如可以为60°，第一低角度光源31到待检测样品40垂直距离为L1，L1例如可以为30cm。第二低角度光源32与待检测样品40所在平面的法线X的夹角为B，B例如可以为45°，第二低角度光源32到待检测样品40垂直距离为L2，L2例如可以为50cm。频闪控制器10在第一时间控制第一低角度光源31发射检测光束，在第二时间控制第二低角度光源32发射检测光束，其中，第一时间和第二时间不交叠。相机20分别采集待检测样品40在第一低角度光源31发射检测光束下的第一图像以及采集在第二低角度光源32发射的检测光束下的第二图像。因为在低角度光源发射检测光束下采集的图像可以检测待检测样品40的划伤缺陷，所以当第一低角度光源31与待检测样品40所在平面的法线X的夹角与第二低角度光源32与待检测样品40所在平面的法线X的夹角不同，以及第一低角度光源31到待检测样品40垂直距离与第二低角度光源32到待检测样品40垂直距离不同时，即第一低角度光源31和第二低角度光源32与待检测样品40的相对位置不同时，相机20分别采集的第一图像和第二图像包括更多的划伤缺陷，检测效果更好。本技术方案不用采用多工位，多个相机，仅通过相机20采集待检测样品40在第一低角度光源31和第二低角度光源32发射的检测光束下的第一图像和第二图像即可检测到待检测样品40不同的划伤缺陷，满足了不同品相缺陷的光学检测需求。

示例性的，参见图3，至少两个光源例如可以包括第一低角度光源31、第二低角度光源32以及同轴光源33，第一低角度光源31、第二低角度光源32以及同轴光源33，第一低角度光源31、第二低角度光源32以及同轴光源33位于待检测样品40朝向相机20一侧，但第一低角度光源31、第二低角度光源32以及同轴光源33与待检测样品40的相对位置不同。例如，第一低角度光源31与待检测样品40所在平面的法线X的夹角为A，A例如可以为60°，第一低角度光源31到待检测样品40垂直距离为L1，L1例如可以为30cm。第二低角度光源32与待检测样品40所在平面的法线X的夹角为B，B例如可以为45°，第二低角度光源32到待检测样品40垂直距离为L2，L2例如可以为50cm。同轴光源33位于待检测样品40所在平面的法线上，同轴光源33到待检测样品40的距离例如可以为60cm。频闪控制器10在第一时间控制第一低角度光源31发射检测光束，在第二时间控制第二低角度光源32发射检测光束，在第三时间控制同轴光源33发射检测光束，其中，第一时间、第二时间和第三时间不交叠。相机20分别采集待检测样品40在第一低角度光源31发射检测光束下的第一图像、采集在第二低角度光源32发射的检测光束下的第二图像和采集在同轴光源33发射的检测光束下的第三图像。因为在低角度光源发射检测光束下采集的图像可以检测待检测样品40的划伤缺陷，在同轴光源发射检测光束下采集的图像可以检测待检测样品40的凹凸缺陷，所以当至少两个光源包括第一低角度光源31、第二低角度光源32以及同轴光源33时，相机20分别采集的第一图像、第二图像以及第三图像包括更多的划伤缺陷以及凹凸缺陷，在不采用多工位，多个相机的前提下，进一步提高了检测效果，满足了不同品相缺陷的光学检测需求。

示例性的，参见图4和图5，至少两个光源例如可以包括第一低角度光源31、同轴光源33以及弧边检测光源34，第一低角度光源31、同轴光源33以及弧边检测光源34位于待检测样品40朝向相机20一侧，但第一低角度光源31、同轴光源33以及弧边检测光源34与待检测样品40的相对位置不同。例如，第一低角度光源31与待检测样品40所在平面的法线X的夹角为A，A例如可以为60°，第一低角度光源31到待检测样品40垂直距离为L1，L1例如可以为30cm。同轴光源33位于待检测样品40所在平面的法线上，同轴光源33到待检测样品40的垂直距离为L3，L3例如可以为60cm。根据俯视图(图5)第一低角度光源31位于待检测样品40的左侧，而弧边检测光源34位于待检测样品40的上方。弧边检测光源34到待检测样品40的垂直距离为L4，L4例如可以为45cm。频闪控制器10在第一时间控制第一低角度光源31发射检测光束，在第二时间控制同轴光源33发射检测光束，在第三时间控制弧边检测光源34发射检测光束，其中，第一时间、第二时间和第三时间不交叠。相机20分别采集待检测样品40在第一低角度光源31发射检测光束下的第一图像、采集在同轴光源33发射的检测光束下的第二图像和采集在弧边检测光源34发射的检测光束下的第三图像。因为在低角度光源发射检测光束下采集的图像可以检测待检测样品40的划伤缺陷，在同轴光源发射检测光束下采集的图像可以检测待检测样品40的凹凸缺陷，在弧边检测光源34发射检测光束下采集的图像可以检测待检测样品40的弧边缺陷，所以当至少两个光源包括第一低角度光源31、同轴光源33以及弧边检测光源34时，相机20分别采集的第一图像、第二图像以及第三图像包括更多的划伤缺陷、凹凸缺陷以及弧边缺陷，在不采用多工位，多个相机的前提下，进一步提高了检测效果，满足了不同品相缺陷的光学检测需求。

示例性的，参见图6，至少两个光源还可以包括同轴光源33和背光光源35，相机在同轴光源33发射的检测光束下采集的图像的主要缺陷为凹凸缺陷；相机在背光光源35发射的检测光束下采集的图像的主要缺陷为边缘缺陷，所以当至少两个光源包括同轴光源33和背光光源35时，相机20分别采集的图像包括凹凸缺陷以及边缘缺陷，在不采用多工位，多个相机的前提下，进一步提高了检测效果，满足了不同品相缺陷的光学检测需求。

需要说明的是，本发明实施例不对光源的具体位置以及光源的数量进行限定，只需要至少两个光源，至少两个光源到待检测样品的相对位置不同，且通过频闪控制器分时控制至少两个光源发射检测光束即可。

本发明实施例提供的光学检测装置包括频闪控制器、相机以及至少两个光源，不同光源与待检测样品的相对位置不同，频闪控制器分别与至少两个光源连接。通过频闪控制器分时控制至少两个光源发射检测光束；同时相机采集待检测样品在不同光源发射的所述检测光束下的图像，因为至少两个光源与待检测样品的相对位置不同，所以在不同检测光束下的采集的不同图像包括的缺陷不同，然后通过对具有不同缺陷的图像进行叠加或相消处理，以满足不同品相缺陷的光学检测需求，解决现有技术中采用多工位检测时，增加检测装置的成本和开发人员路径规划方面的开发工作量，降低检测效率和质量的问题，实现简化光学检测装置的设计，降低成本，减少开发人员的开发工作量，提高检测效率和质量的效果。

在上述方案的基础上，可选的，相机20包括线阵相机；线阵相机包括图像采集周期，每个图像采集周期对应线阵相机连续扫描N行的时间；N为光源的数量；频闪控制器10在每个图像采集周期控制N个光源依次发射检测光束；每个光源的工作周期均为线阵相机扫描一行的时间。

其中，相机20包括线阵相机。具体地，频闪控制器10循环控制N个光源依次发射检测光束，线阵相机分别采集待检测样品40在N个光源依次发射检测光束时的行图像，且线阵相机扫描一行的时长大于或等于每个光源发射的检测光束的时长。这样，线阵相机最终得到的图像是由N个光源依次发射检测光束下的行图像组成。线阵相机例如将最终得到的总图像发送至外部处理器，外部处理器根据预设的算法对此图像进行抽行重新构图，如果至少两个光源包括第一低角度光源31和同轴光源33，则外部处理器根据预设的算法取总图像的奇数行构成第一图像，取偶数行构成第二图像，第一图像主要包括划伤缺陷，第二图像主要包括凹凸缺陷，所以第一图像和第二图像相当于在不同工位下采集的图像。

本技术方案，通过频闪控制器分时控制至少两个光源发射检测光束；同时线阵相机采集待检测样品在不同光源发射的所述检测光束下的图像，因为至少两个光源与待检测样品的相对位置不同，所以在不同检测光束下的采集的不同图像包括的缺陷不同，然后通过对具有不同缺陷的图像进行叠加或相消处理，以满足不同品相缺陷的光学检测需求，解决现有技术中采用多工位检测时，增加检测装置的成本和开发人员路径规划方面的开发工作量，降低检测效率和质量的问题，实现简化光学检测装置的设计，降低成本，减少开发人员的开发工作量，提高检测效率和质量的效果。

在上述方案的基础上，可选的，相机的图像采集时间与每个光源的开启工作时间相同。

其中，相机20包括面阵相机(每次工作采集一个完整的图像)。具体地，频闪控制器10控制N个光源依次发射检测光束，每个光源开启工作时，相机20可以采集一个完整的图像，当有N个光源时，相机20可以采集N个图像。因为N个光源与待检测样品的相对位置不同，所以采集的N个图像的缺陷不同，然后通过对具有不同缺陷的图像进行叠加或相消处理，以满足不同品相缺陷的光学检测需求，解决现有技术中采用多工位检测时，增加检测装置的成本和开发人员路径规划方面的开发工作量，降低检测效率和质量的问题，实现简化光学检测装置的设计，降低成本，减少开发人员的开发工作量，提高检测效率和质量的效果。

在上述方案的基础上，可选的，光学检测装置还包括位置检测单元(图中未示出)；位置检测单元位于相机20的感光面下方，位置检测单元分别与相机20和频闪控制器10连接；位置检测单元用于在待检测样品40运动至相机20的感光面下方时，向相机20以及向频闪控制器10发送控制信号，以指示频闪控制器10分时控制至少两个光源发射检测光束，以及指示相机20采集待检测样品40在不同光源发射的检测光束下的图像。

其中，位置检测单元例如可以包括光电传感器。继续参见图1，光学检测装置还包括传送单元50，传送单元50例如可以包括传送皮带。

具体地，待检测样品40位于传送单元50上。当传送单元50移动时，待检测样品40逐渐进入相机20的视野。当待检测样品40运动至相机20的感光面下方时，位置检测单元感知到待检测样品40以处于相机20的感光面的下方，此时向相机20以及向频闪控制器10分别发送控制信号。频闪控制器10根据控制信号分时控制至少两个光源发射检测光束，同时相机20根据控制信号采集待检测样品40在不同光源发射的检测光束下的图像。

本技术方案，通过设置位置检测单元检测待检测样品40的位置，使频闪控制器10以及相机20在检测待检测样品40处于相机20的感光面的下方时才开始工作，且使频闪控制器10以及相机20同步工作，提高了检测效率和检测质量。

在上述方案的基础上，可选的，至少两个光源包括：位于待检测样品40朝向相机20一侧的至少一个第一光源和/或位于待检测样品40背离相机20一侧的至少一个第二光源。

其中，至少两个光源例如可以包括第一光源和第二光源，第一光源和第二光源的数量分别不止一个。第一光源位于待检测样品40朝向相机20的一侧，第二光源位于待检测样品40背离相机20的一侧。

示例性的，第一光源的数量为一个，第一光源例如可以包括第一低角度光源31。第二光源的数量为一个，第二光源例如可以包括背光光源35。至少两个光源例如还可以仅包括第一光源，但是第一光源的数量至少为两个。且这至少两个光源与待检测样品40相对位置不同，例如为第一低角度光源和同轴光源。至少两个光源例如还可以仅包括第二光源，但是第二光源的数量至少为两个。

在上述方案的基础上，可选的，至少两个光源分别包括对称分布的两个子光源。

示例性的，参见图7，当至少两个光源分别包括对称分布的两个子光源时，可以进一步检测待检测样品40不同的缺陷，满足不同品相缺陷的光学检测需求。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种光学检测方法，该光学检测方法采用上述所述的光学检测装置执行，图8是本发明实施例提供的一种光学检测方法的流程图，如图8所示，该光学检测方法包括：

S110、频闪控制器分时控制所述至少两个光源发射检测光束。

S120、相机采集所述待检测样品在不同所述光源发射的所述检测光束下的图像。本发明实施例通过频闪控制器分时控制至少两个光源发射检测光束；同时线阵相机采集待检测样品在不同光源发射的所述检测光束下的图像，因为至少两个光源与待检测样品的相对位置不同，所以在不同检测光束下的采集的不同图像包括的缺陷不同，然后通过对具有不同缺陷的图像进行叠加或相消处理，以满足不同品相缺陷的光学检测需求，解决现有技术中采用多工位检测时，增加检测装置的成本和开发人员路径规划方面的开发工作量，降低检测效率和质量的问题，实现简化光学检测装置的设计，降低成本，减少开发人员的开发工作量，提高检测效率和质量的效果。

在上述方案的基础上，可选的，相机包括线阵相机；

频闪控制器分时控制至少两个光源发射检测光束包括：

频闪控制器在线阵相机的每个图像采集周期内，控制N个光源依次发射检测光束；

其中，线阵相机的每个图像采集周期对应线阵相机连续扫描N行的时间；N为光源的数量；每个光源的工作周期均为线阵相机扫描一行的时间。

在上述方案的基础上，可选的，所述图像由所述线阵相机采集的所述待检测样品在每个所述光源发射检测光束下的行图像组成。

在上述方案的基础上，可选的，光学检测装置还包括位置检测单元；位置检测单元位于线阵相机的感光面一侧，位置检测单元分别与相机和频闪控制器连接；

在待检测样品运动至相机的感光面下方时，位置检测单元向相机以及向频闪控制器发送控制信号，以指示频闪控制器分时控制至少两个光源发射检测光束，以及指示相机采集待检测样品在不同光源发射的检测光束下的图像。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种光学检测装置，其特征在于，包括：频闪控制器、相机以及至少两个光源；

不同所述光源与待检测样品的相对位置不同；

所述频闪控制器分别与所述至少两个光源连接，所述频闪控制器用于分时控制所述至少两个光源发射检测光束；

所述相机用于采集所述待检测样品在不同所述光源发射的所述检测光束下的图像。

2.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述相机包括线阵相机；

所述线阵相机包括图像采集周期，每个图像采集周期对应所述线阵相机连续扫描N行的时间；N为所述光源的数量；

所述频闪控制器在每个图像采集周期控制N个所述光源依次发射检测光束；

每个所述光源的工作周期均为所述线阵相机扫描一行的时间。

3.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述相机的图像采集时间与每个所述光源的开启工作时间相同。

4.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，还包括位置检测单元；

所述位置检测单元位于所述相机的感光面下方，所述位置检测单元分别与所述相机和所述频闪控制器连接；

所述位置检测单元用于在所述待检测样品运动至所述相机的感光面下方时，向所述相机以及向所述频闪控制器发送控制信号，以指示所述频闪控制器分时控制所述至少两个光源发射检测光束，以及指示所述相机采集所述待检测样品在不同所述光源发射的所述检测光束下的图像。

5.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述至少两个光源包括：

位于所述待检测样品朝向所述相机一侧的至少一个第一光源和/或位于所述待检测样品背离所述相机一侧的至少一个第二光源。

6.根据权利要求1所述的光学检测装置，其特征在于，所述至少两个光源分别包括关于所述相机对称分布的两个子光源。

7.一种光学检测方法，其特征在于，采用权利要求1-6所述的光学检测装置执行，所述光学检测方法包括：

所述频闪控制器分时控制所述至少两个光源发射检测光束；

所述相机采集所述待检测样品在不同所述光源发射的所述检测光束下的图像。

8.根据权利要求7所述的光学检测方法，其特征在于，所述相机包括线阵相机；

所述频闪控制器分时控制所述至少两个光源发射检测光束包括：

所述频闪控制器在所述线阵相机的每个图像采集周期内，控制N个所述光源依次发射检测光束；

其中，所述线阵相机的每个图像采集周期对应所述线阵相机连续扫描N行的时间；N为所述光源的数量；每个所述光源的工作周期均为所述线阵相机扫描一行的时间。

9.根据权利要求7所述的光学检测方法，其特征在于，所述光学检测装置还包括位置检测单元；所述位置检测单元位于所述线阵相机的感光面一侧，所述位置检测单元分别与所述相机和所述频闪控制器连接；

在所述待检测样品运动至所述相机的感光面下方时，所述位置检测单元向所述相机以及向所述频闪控制器发送控制信号，以指示所述频闪控制器分时控制所述至少两个光源发射检测光束，以及指示所述相机采集所述待检测样品在不同所述光源发射的所述检测光束下的图像。