CN110907470A - 滤光片检测设备及滤光片检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种滤光片检测设备及滤光片检测方法，涉及滤光片检测技术领域，本发明提供的滤光片检测设备，包括：第一检测组件和第二检测组件，第一检测组件用于检测被测滤光片的缺陷信息；第二检测组件用于检测被测滤光片的翘曲信息，滤光片检测设备配置为根据被测滤光片的翘曲信息调节第一检测组件。本发明提供的滤光片检测设备，可以缓解现有技术中滤光片翘曲影响检测准确性的技术问题。

Description

滤光片检测设备及滤光片检测方法

技术领域

本发明涉及滤光片检测技术领域，尤其是涉及一种滤光片检测设备及滤光片检测方法。

背景技术

滤光片检测大多采用人眼目测的方式，不仅检测精度较低，而且存在漏检和检测效率低下的问题。在检测到外观缺陷时，检测人员需要手动标记缺陷位置，人工标记的一致性较差，且耗费时间。此外，在借助镜头检测滤光片的过程中，由于每片滤光片均会存在不同程度的翘曲，翘曲部位将产生离焦，由此出现成像虚影，影响检测准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种滤光片检测设备及滤光片检测方法，以缓解现有技术中滤光片翘曲影响检测准确性的技术问题。

第一方面，本发明提供的滤光片检测设备，包括：第一检测组件和第二检测组件；所述第一检测组件用于检测被测滤光片的缺陷信息；所述第二检测组件用于检测所述被测滤光片的翘曲信息；所述滤光片检测设备配置为根据所述被测滤光片的翘曲信息调节所述第一检测组件。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述第一检测组件包括：视觉检测器件和连接所述视觉检测器件的第一驱动件；所述第一驱动件连接所述控制器，以调节所述视觉检测器件与所述被测滤光片的距离。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述滤光片检测设备还包括检测平台，所述检测平台设有承载面，以承载所述被测滤光片。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述滤光片检测设备还包括位置调整组件，所述位置调整组件连接所述检测平台或所述第一检测组件，以调节所述第一检测组件相对于所述被测滤光片的检测位置。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述检测平台设有通槽，在所述检测平台承载所述被测滤光片的状态下，所述被测滤光片盖合于所述通槽；所述检测平台背离所述第一检测组件的一侧设有第一光源，所述第一光源用于照射所述被测滤光片。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述检测平台与所述第一检测组件之间设有第二光源。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第六种可能的实施方式，所述第二光源围设形成通光区，所述通光区与所述第一检测组件的光轴同轴。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述第二检测组件包括测距传感器。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述滤光片检测设备还包括：打标器件和连接所述打标器件的标记驱动器件；所述标记驱动器件用于驱动所述打标器件在所述被测滤光片上标记缺陷。

第二方面，本发明提供的滤光片检测方法，包括：采用第二检测组件检测被测滤光片的翘曲信息；根据被测滤光片的翘曲信息调节所述第一检测组件；采用所述第一检测组件检测所述被测滤光片的缺陷信息。

结合第二方面，本发明提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述采用所述第一检测组件检测所述被测滤光片的缺陷信息包括：获取图像；提取图像的有效检测区域；对所述有效检测区域进行缺陷提取；判断缺陷类型。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述滤光片检测方法还包括：根据缺陷图像的清晰度，判断缺陷位于所述被测滤光片的正面或反面。

本发明实施例带来了以下有益效果：通过第一检测组件检测被测滤光片的缺陷信息，通过第二检测组件检测被测滤光片的翘曲信息，滤光片检测设备根据被测滤光片的翘曲信息调节第一检测组件，从而可以提高对被测滤光片缺陷检测的准确性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的滤光片检测设备的示意图；

图2为本发明实施例提供的滤光片检测设备的第一检测组件、第二检测组件、控制器、位置调整组件和标记驱动器件的示意图；

图3为本发明实施例提供的滤光片检测设备的位置调整组件的示意图；

图4为本发明实施例提供的滤光片检测设备的标记驱动器件的示意图。

图标：100-第一检测组件；110-视觉检测器件；120-第一驱动件；200-第二检测组件；300-控制器；400-检测平台；401-通槽；500-位置调整组件；510-第二驱动件；520-第三驱动件；600-第一光源；700-第二光源；701-通光区；800-打标器件；900-标记驱动器件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1和图2所示，本发明实施例提供的滤光片检测设备，包括：第一检测组件100和第二检测组件200，第一检测组件100用于检测被测滤光片的缺陷信息；第二检测组件200用于检测被测滤光片的翘曲信息；滤光片检测设备配置为根据被测滤光片的翘曲信息调节第一检测组件100。其中，第二检测组件200和第一检测组件100分别连接控制器300；第一检测组件100包括：相机和变焦镜头，相机和变焦镜头分别连接控制器300，通过控制器300可以调节相机和变焦镜头的焦点位置，从而确保相机能够采集被测滤光片的清晰影像。

一些实施例中，第二检测组件200采用连接在第一检测组件100上的测距传感器，测距传感器利用激光测距或者超声波测距的方式检测被测滤光片的翘曲信息，从而获取被测滤光片上各点在沿第一检测组件100光轴方向上的坐标，并由此计算第一检测组件100与被测滤光片上各位置之间的距离。

本实施例中，第二检测组件200采用激光位移传感器，激光位移传感器的光轴平行于第一检测组件100的光轴，通过激光位移传感器对被测滤光片的翘曲信息进行检测，从而可以计算第一检测组件100与被测滤光片上各位置之间的距离，或者，获取垂直于第一检测组件100光轴的基准平面与被测滤光片上各位置之间的距离，并调节第一检测组件100聚焦于被测滤光片。

一些实施例中，在被测滤光片存在一定翘曲的条件下，通过第二检测组件200能够检测翘曲信息，由此可以获知第一检测组件100和被测滤光片的间距，控制器300根据此间距控制第一检测组件100调焦，确保第一检测组件100能够检测到清晰的影像。即，当被测滤光片向靠近第一检测组件100的方向凸起时，控制器300可控制第一检测组件100增大到被测滤光片表面的距离；当被测滤光片向背离第一检测组件100的方向凹陷时，控制器300可控制第一检测组件100缩小到被测滤光片表面的距离，从而确保第一检测组件100的焦点始终位于被测滤光片表面。

在本发明实施例中，第一检测组件100包括：视觉检测器件110和连接视觉检测器件110的第一驱动件120；控制器300连接第一驱动件120，以调节视觉检测器件110与被测滤光片的距离。

具体的，第一驱动件120包括电动滑轨、电动丝杠或者气缸，视觉检测器件110包括工业相机或摄像头。第一驱动件120可以驱动视觉检测器件110沿纵向往复移动，从而调节视觉检测器件110与被测滤光片的间距，以使视觉检测器件110的焦点位于被测滤光片的表面，从而视觉检测器件110能够采集被测滤光片的清晰影像，确保检测准确。此外，视觉检测器件110可采用2000万像素的相机和一倍率远心镜头，单个像元大小2um～5um，三像元大小6um～15um，第一检测组件100具备最小6um检出能力，相机视野13.1mm×8.8mm，为提高检测效率可采用双镜头、双光源的组合方式。需要说明的是，人眼检测常会产生疏漏，对浅印难以检出，而采用工业相机不仅可以提高检测效率，而且能够解决浅印无法检出的问题。

进一步的，第一检测组件100连接显示器，通过显示器可显示被测滤光片的影像，以便检测人员更清楚地观察被测滤光片，相比于肉眼直接观察被测滤光片，使用第一检测组件100采集影像，并由显示器放大显示，可以提高缺陷辨识度，进而提高检测精度，避免产生错检和漏检的问题。

进一步的，滤光片检测设备还包括检测平台400，检测平台400设有承载面，以承载被测滤光片。此外，可在检测平台400上设置与被测滤光片相适配的卡位，卡位包括限位槽或者限位凸起等，通过卡位可将被测滤光片定位在检测平台400上，从而避免被测滤光片偏斜或错位。

进一步的，滤光片检测设备还包括位置调整组件500，位置调整组件500连接检测平台400或第一检测组件100，以调节第一检测组件100相对于被测滤光片的检测位置。

一些实施例中，位置调整组件500采用电动滑台，电动滑台连接检测平台400或第一检测组件100，通过电动滑台可以调节第一检测组件100相对于检测平台400的位置，进而使第一检测组件100能够对被测滤光片上各个位置进行逐一检测，避免出现漏检的问题。

如图1、图2和图3所示，位置调整组件500包括第二驱动件510，第二驱动件510连接检测平台400或第一检测组件100，以驱动第一检测组件100相对于被测滤光片，沿平行于承载面的第一方向往复移动。

具体的，第二驱动件510包括电动丝杠或者气缸，第二驱动件510的固定端连接机架，第二驱动件510的活动端连接检测平台400或第一检测组件100，通过第二驱动件510可以使第一检测组件100相对于检测平台400沿第一方向移动，从而对安放在检测平台400上的被测滤光片进行检测，并沿第一方向改变检测位置。

进一步的，位置调整组件500还包括第三驱动件520，第三驱动件520连接检测平台400或第一检测组件100，以驱动第一检测组件100相对于被测滤光片，沿平行于承载面的第二方向往复移动；第二方向与第一方向具有夹角。其中，第三驱动件520包括电动丝杠或者气缸，第三驱动件520的固定端连接机架，第三驱动件520的活动端连接第二驱动件510的固定端。第二方向与第一方向的夹角可设为90度，通过第二驱动件510和第三驱动件520共同驱动检测平台400或第一检测组件100，从而可以使第一检测组件100沿被测滤光片的表面移动，以改变检测位置，可以对被测滤光片进行全面检测，避免出现漏检和死角。

需要说明的是，滤光片检测设备可以增设操作手柄或按钮，且控制器300连接操作手柄或按钮，通过操作手柄或按钮可以输入运动指令，控制器300根据运动指令控制位置调整组件500，从而实现对检测位置的调节。控制器300可以采用PLC控制器，根据被测滤光片的形状预设运动轨迹，由控制器300根据预设运动轨迹控制位置调整组件500，从而实现对被测滤光片的全面检测。此外，通过显示器可显示被测滤光片的翘曲信息，操作人员可根据被测滤光片的翘曲信息控制第一驱动件120，从而调节视觉检测器件110与被测滤光片的间距，确保视觉检测器件110能够检测到被测滤光片的清晰图像。

本实施例中，第二检测组件200可采用激光位移传感器，激光位移传感器的光轴与第一检测组件100的光轴平行。测试时，位置调整组件500驱动检测平台400移动，并使被测滤光片移动至第二检测组件200下方，由第二检测组件200检测被测滤光片各点在竖直方向的坐标值。随后，位置调整组件500驱动检测平台400，并使第二检测组件200移动至第一检测组件100的下方，根据被测滤光片上各点的坐标，调节第一检测组件100，从而确保第一检测组件100的焦点位于被测滤光片的表面。

如图1和图3所示，检测平台400设有通槽401，在检测平台400承载被测滤光片的状态下，被测滤光片盖合于通槽401；检测平台400背离第一检测组件100的一侧设有第一光源600，第一光源600用于照射被测滤光片。

具体的，第一光源600可采用远心平行光源，第一光源600穿过通槽401照射被测滤光片的底面，光线透射被测滤光片，使第一检测组件100能够获取到更清晰的影像。

如图1和图4所示，检测平台400与第一检测组件100之间设有第二光源700。其中，第二光源700设有通光区701，从而避免第二光源700遮挡第一检测组件100。第二光源700采用低角度暗视场的方式对被测滤光片进行照明，第二光源700的多个发光器件绕通光区701的周向间隔设置，可以产生横截面为环形的光束，并使光束照射安放在检测平台400上的被测滤光片，环形光束与第一检测组件100的光轴同轴，从而可以确保第一检测组件100采集图像的光照均匀。

如图1和图2所示，滤光片检测设备还包括：打标器件800和连接打标器件800的标记驱动器件900；标记驱动器件900用于驱动打标器件800在被测滤光片上标记缺陷。

具体的，打标器件800包括记号笔，标记驱动器件900采用电动滑台或者气缸。当第一检测组件100检测到被测滤光片表面存在缺陷时，控制器300通过位置调整组件500驱动被测滤光片移动，从而使存在缺陷的位置移动至打标器件800下方，标记驱动器件900驱动打标器件800下降，从而在缺陷位置打点标记。此外，当打标器件800接触被测滤光片时，位置调整组件500可以驱动被测滤光片移动，从而使被测滤光片表面形成具有一定图案的标记，相比于人工标记，能够更好地保证标记的均一性，且能够对点印、划伤、崩边等缺陷进行区分标记。

实施例二

如图1和图2所示，本发明实施例提供的滤光片检测方法，包括：采用第二检测组件200检测被测滤光片的翘曲信息；根据被测滤光片的翘曲信息调节第一检测组件100；采用第一检测组件100检测被测滤光片的缺陷信息。

具体地，将被测滤光片安放在检测平台400上，位置调整组件500驱动检测平台400移动，并将被测滤光片移动至第二检测组件200的下方，通过第二检测组件200检测被测滤光片的翘曲信息。控制器300在预设检测区域选取100个～200个检测点。例如检测点可选150个，以获得相应数量的检测画面，并根据被测滤光片的翘曲信息计算各检测点对应的焦点信息。焦点信息包括在检测该检测点时，该检测点的坐标，在第一检测组件100对焦于该检测点状态下，第一检测组件100与被测滤光片的间距，以及第一检测组件100的位置坐标。控制器300通过位置调整组件500驱动检测平台400移动，将被测滤光片移动至第一检测组件100下方，并按预设轨迹使第一检测组件100对各检测点进行检测，过程中控制器300根据焦点信息控制第一驱动件120，从而调节视觉检测器件110对焦在被测滤光片的表面，以此确保视觉检测器件110能够获取清晰的影像。检测完成后，由位置调整组件500驱动检测平台400移动，将被测滤光片移动至打标器件800下方，标记驱动器件900驱动打标器件800，在存在缺陷的位置进行标记处理。标记后，位置调整组件500驱动检测平台400回到初始位置，可更换另一片被测滤光片重复上述检测步骤。

进一步的，采用第一检测组件100检测被测滤光片的缺陷信息包括：获取图像；提取图像的有效检测区域；对有效检测区域进行缺陷提取；判断缺陷类型。

在获取图像的在步骤中，第一检测组件100在每个检测点获取一幅图像，每个图像是视野为13.1mm×8.8mm，相邻图像的重合尺寸为0.1～0.3mm，确保图像能够覆盖到检测区域。

在提取图像的有效检测区域的步骤中，图像有效区域的提取采用的是图像二值化的分割方法，将整个图像呈现出黑白效果，即由灰度值进行二值化处理。对于一幅图像，设当前景与背景的分割阈值为t时，前景点占图像比例为w0，均值为u0，背景点占图像比例为w1，均值为u1，则整个图像灰度的均值为u＝w0×u0+w1×u1。建立目标函数g(t)＝w0×(u0-u)²+w1×(u1-u)²，g(t)为当分割阈值为t时的类间方差表达式。当g(t)取全局最大值时，所对应的t作为最佳阈值T，以最佳阈值T对图像进行二分处理，从而可以清晰区分出有效检测区域。

在对有效检测区域进行缺陷提取的步骤中，以缺陷周边像素作为参考计算动态阈值，并根据动态阈值提取缺陷图像，防止一些无关区域对缺陷提取的干扰。为消除图像中干扰信息，可对图像进行空间滤波处理。设滤波后图像灰度值为g_mean(a,b)，原始图像的灰度值为g_origin(a,b),缺陷阈值为offset，若检测区域满足g_origin(a,b)-g_mean(a,b)≥offset则认为存在缺陷，其中，(a,b)为图像中被测点的坐标值。

在判断缺陷类型的步骤中，将缺陷划分为大点痕、小点痕、长划痕、短划痕，大点痕的判断标准采用直径为20um～30um，或者大于30um；小点痕的判断标准采用直径为10um～25um；长划痕的判断标准采用长度为1mm～2mm，或长度大于2mm；短划痕的判断标准采用宽度小于20um～30um，并且，长度为1mm～2mm或长度小于1mm。判断缺陷大小的依据采用缺陷的最小外接圆的直径，最小外接圆的计算方法包括：提取缺陷区域各顶点的坐标，进行多边形拟合；选定任意一点作为基准点g_base；计算其他点和该基准点的距离；选取距离最大点计算最小外接圆外径r和圆心坐标；计算其他点与外接圆圆心的距离Ri，并提取最大值Rmax；若Rmax>r，则构建三角形，计算三角形的最小外接圆直径d和圆心坐标(x,y)。多边形拟合是通过动态阈值分割方法后得到区域的各顶点坐标，经过拟合得到一个多边形区域，构建三角形顶点坐标为(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，(x₃,y₃)，则根据圆方程可得：

若消去r，可得到三角形外接圆圆心坐标的计算公式：

消去r，可得到外接圆直径公式：

进一步的，滤光片检测方法还包括：根据缺陷图像的清晰度，判断缺陷位于被测滤光片的正面或反面。其中，对缺陷进行清晰度判断采用提取缺陷所在区域的方差和统计缺陷所在区域熵的方法，方差的评价函数采用D(f)＝∑_y∑_x|f(x,y)-u|²，熵的评价函数采用:

i为灰度值，灰度值范围为0～255，rel[i]表示灰度值i的出现概率。若方差和熵均小于预设值，则判断缺陷图像的清晰度较低，由此可推断该缺陷位于被测滤光片背离第一检测组件100的一侧；若方差和熵任一大于预设值，则判断缺陷图像的清晰度较高，则判断缺陷位于被测滤光片朝向第一检测组件100的一侧。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种滤光片检测设备，其特征在于，包括：第一检测组件(100)和第二检测组件(200)；

所述第一检测组件(100)用于检测被测滤光片的缺陷信息；

所述第二检测组件(200)用于检测所述被测滤光片的翘曲信息；

所述滤光片检测设备配置为根据所述被测滤光片的翘曲信息调节所述第一检测组件(100)。

2.根据权利要求1所述的滤光片检测设备，其特征在于，所述第一检测组件(100)包括：视觉检测器件(110)和连接所述视觉检测器件(110)的第一驱动件(120)；

所述第一驱动件(120)连接控制器(300)，以调节所述视觉检测器件(110)与所述被测滤光片的距离。

3.根据权利要求1所述的滤光片检测设备，其特征在于，所述滤光片检测设备还包括检测平台(400)，所述检测平台(400)设有承载面，以承载所述被测滤光片。

4.根据权利要求3所述的滤光片检测设备，其特征在于，所述滤光片检测设备还包括位置调整组件(500)，所述位置调整组件(500)连接所述检测平台(400)或所述第一检测组件(100)，以调节所述第一检测组件(100)相对于所述被测滤光片的检测位置。

5.根据权利要求3所述的滤光片检测设备，其特征在于，所述检测平台(400)设有通槽(401)，在所述检测平台(400)承载所述被测滤光片的状态下，所述被测滤光片盖合于所述通槽(401)；

所述检测平台(400)背离所述第一检测组件(100)的一侧设有第一光源(600)，所述第一光源(600)用于照射所述被测滤光片。

6.根据权利要求3所述的滤光片检测设备，其特征在于，所述检测平台(400)与所述第一检测组件(100)之间设有第二光源(700)。

7.根据权利要求6所述的滤光片检测设备，其特征在于，所述第二光源(700)围设形成通光区(701)，所述通光区(701)与所述第一检测组件(100)的光轴同轴。

8.根据权利要求1-7任一项所述的滤光片检测设备，其特征在于，所述第二检测组件(200)包括测距传感器。

9.根据权利要求1-7任一项所述的滤光片检测设备，其特征在于，所述滤光片检测设备还包括：打标器件(800)和连接所述打标器件(800)的标记驱动器件(900)；

所述标记驱动器件(900)用于驱动所述打标器件(800)在所述被测滤光片上标记缺陷。

10.一种滤光片检测方法，其特征在于，包括：

根据第二检测组件(200)检测被测滤光片的翘曲信息，确定第一检测组件(100)与所述被测滤光片的距离；

根据所述第一检测组件(100)与所述被测滤光片的距离，调节所述第一检测组件(100)；

采用所述第一检测组件(100)检测所述被测滤光片的缺陷信息。

11.根据权利要求10所述的滤光片检测方法，其特征在于，所述采用所述第一检测组件(100)检测所述被测滤光片的缺陷信息包括：

获取图像；

提取图像的有效检测区域；

对所述有效检测区域进行缺陷提取；

判断缺陷类型。

12.根据权利要求11所述的滤光片检测方法，其特征在于，所述滤光片检测方法还包括：

根据缺陷图像的清晰度，判断缺陷位于所述被测滤光片的正面或反面。

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