CN110646376A - 一种基于条纹偏折的透镜缺陷检测方法 - Google Patents

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潘进达
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Abstract

本发明涉及一种基于条纹偏折的透镜缺陷检测方法，包括下列步骤：将透镜放置在屏幕上方，相机在透镜上方进行拍摄；利用所拍摄的图像，令屏幕显示全白色，通过阈值分割实现透镜感兴趣区域提取；利用屏幕投影正弦条纹，相机借助远心镜头拍摄经过被测透镜折射后的条纹；在感兴趣区域内进行缺陷识别，通过三步相移法进行相位解算获取相位信息，解算判断是否存在相位突变，实现缺陷识别与定位。

Description

一种基于条纹偏折的透镜缺陷检测方法
技术领域
本发明涉及一种透镜微小缺陷检测方法
背景技术
透镜作为一种最为常用的光学器件，被广泛应用在工业生产生活中。随着对需求的不断 扩大，透镜已经实现了批量化与自动化生产。然而，在加工过程中，不可避免的存在水纹， 气泡等加工缺陷。因此，在透镜正式投入使用之前，需要引入检测工序，以避免其影响设备 的最终工作性能，造成无法挽回的损失。但是所存在的问题在于，首先，透镜为透明材料， 往往难以直接拍摄得到缺陷。其次，透镜缺陷往往尺度极小，很难通过正常手段实现检测。
以往检测往往通过人工检测实现。但是人工检测具有以下明显不足：
(1)从生产工艺与成本的角度考虑，人工检测会给生产装配引入不必要的额外环节， 不利于全自动生产装配的实现，同时也会增加人工成本。
(2)从生产效率的角度考虑，人工检测速度较慢，无法实现在线检测。
(3)从检测结果的角度考虑，人工检测可靠性无法保证，容易引入人为误差。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种快速可靠的全自动化透镜缺陷检测方法，以实 现透镜微小缺陷的自动化检测，从而提高生产效率，降低成本。技术方案如下：
一种基于条纹偏折的透镜缺陷检测方法，包括下列步骤：
(1)将透镜放置在屏幕上方，相机在透镜上方进行拍摄；
(2)利用所拍摄的图像，令屏幕显示全白色，通过阈值分割实现透镜感兴趣区域提取；
(3)利用屏幕投影正弦条纹，相机借助远心镜头拍摄经过被测透镜折射后的条纹；
(4)在感兴趣区域内进行缺陷识别，通过三步相移法进行相位解算获取相位信息，解 算判断是否存在相位突变，实现缺陷识别与定位。
本发明由于采取以上技术方案，具有以下优点：
(1)由于微小缺陷往往对透镜表面曲率有很大影响，因此通过这种透射式条纹偏折的 方法可用来实现微小缺陷的高精度检测。
(2)透镜往往被用作成像器件，本方法通过成像的手段检测透镜缺陷，能够直接反映 缺陷对成像情况的影响。
(3)本方法结构简单，通过LCD与相机配合即可实现高精度检测，同时可以方便的针 对不同缺陷更换条纹类型。
附图说明
图1是本发明所提到的透镜缺陷检测结构图。
图2是本发明所提到的透镜缺陷检测原理图。
图3是具体条纹变化情况。
图4是三张相移图片解算示意图。
图5是本发明的图像处理流程图。
图中标号说明：1工业相机；2远心镜头；3透镜；4LCD屏幕；5缺陷；
6正弦条纹；7条纹偏折；8相位图片。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明进行说明。
如图1所示，本发明提供的透镜缺陷检测方法需要的主要结构有工业相机1，远心镜头 2，和LCD屏幕4。LCD屏幕用于投影正弦条纹，将透镜3放置在LCD屏幕上方，相机1在透镜上方进行拍摄。检测原理如图2所示，当透镜3存在缺陷5时，必然会影响透镜的光线折 射情况，导致光线发生偏折，如图中虚线所示，从而引起相机所拍摄到的条纹图像的发生变化，具体条纹变化情况如图3所示。正常情况下，当屏幕显示正弦条纹，则相机透过镜片也拍摄到均匀的正弦条纹6，当镜片存在缺陷，则反映到相机中体现为条纹偏折7。为提高解算精度，本发明使用三步相移法，通过图4所示三张相移图片解算得到相位图片8，由于缺陷往往会引起相位的突变，因此，通过分析图像是否存在相位突变，即可判断是否存在缺陷。
计算机图像处理流程如图5所示：首先为提取感兴趣区域，令LCD显示全白色，此时由 于透镜部分颜色偏暗，因此可以通过阈值分割实现透镜感兴趣区域提取。得到感兴趣区域后， 接下来需要在该区域内进行缺陷识别，此时用LCD显示多张正弦相移条纹，然后相机借助远 心镜头拍摄经过被测透镜折射后的条纹，通过三步相移法进行相位解算获取相位信息，最后， 解算判断是否存在相位突变，实现缺陷识别与定位。

Claims (1)

1.一种基于条纹偏折的透镜缺陷检测方法，包括下列步骤：
(1)将透镜放置在屏幕上方，相机在透镜上方进行拍摄。
(2)利用所拍摄的图像，令屏幕显示全白色，通过阈值分割实现透镜感兴趣区域提取；
(3)利用屏幕投影正弦条纹，相机借助远心镜头拍摄经过被测透镜折射后的条纹；
(4)在感兴趣区域内进行缺陷识别，通过三步相移法进行相位解算获取相位信息，解算判断是否存在相位突变，实现缺陷识别与定位。
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