CN111307421A - 镜片缺陷检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种镜片缺陷检测系统，包括：转盘模块(1)，设有多个检测载具用于装载检测镜片；检测模块(2)，包括中心检测组件(21)、边缘检测组件(22)和中心补位检测组件(23)；所述中心检测组件(21)包括位于所述转盘模块(1)下侧的组合光源(3)，所述组合光源(3)包括波段与所述检测镜片反射波段相近的环形光源(31)和波段与所述检测镜片反射波段相对的背光光源(32)。本发明的镜片缺陷检测系统空间占用小，检测效率高。

Description

镜片缺陷检测系统

技术领域

本发明属于光学技术领域，涉及一种镜片缺陷检测系统。

背景技术

当前市场手机摄像模组应用范围越来越广泛，客户对摄像模组品质要求越来越高，摄像模组内部镜片的表面缺陷极大地决定了手机摄像模组成像的质量。手机镜片的主要光学形态为非球面镜片，其结构包括中心区域和边缘区域，也就是非球面区域和平面区域。对于手机镜片的缺陷检测通常采用人工目测的方式管控产品的外观良率，通过直接夹取镀膜后的镜片进行目视观察，判断其表面缺陷是否满足客户验收标准。该检测方式效率低下，人员培训周期长，而且人工观察的方式存在较大的主观差异性，极容易出错。

随着科技的发展，逐渐出现一些检测设备来代替人工检测。检测设备代替人工检测，检测效率和检测精度高，可以对不同的缺陷形式进行检测然而，现有的检测设备再针对不同的缺陷检测时，往往需要设置单独的检测工位和检测光源来一一对应检测，造成检测设备空间占用大，检测了流程繁琐复杂，效率低。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种镜片缺陷检测系统，解决现有检测设备空间占用大、检测效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种镜片缺陷检测系统，包括：

转盘模块，设有多个检测载具用于装载检测镜片；

检测模块，包括中心检测组件、边缘检测组件和中心补位检测组件；其特征在于，所述中心检测组件包括位于所述转盘模块下侧的组合光源，所述组合光源包括波段与所述检测镜片反射波段相近的环形光源和波段与所述检测镜片反射波段相对的背光光源。

根据本发明的一个方面，所述环形光源位于所述背光光源上方与所述背光光源相连接，并且所述环形光源与所述背光光源之间设有间隔距离。

根据本发明的一个方面，所述环形光源与所述背光光源之间的间隔距离大于等于所述环形光源内孔直径的1/6。

根据本发明的一个方面，所述背光光源包括背光源和漫射板，所述背光源的直径大于等于10倍的环形光源与所述背光光源之间的间隔距离。

根据本发明的一个方面，所述环形光源为高角度无影光，所述漫射板的颜色与所述环形光源的颜色设置为互补色。

根据本发明的一个方面，所述中心检测组件还包括用于驱动所述组合光源移动的动力件以及用于控制所述环形光源工作、所述背光光源关闭和控制所述环形光源关闭、所述背光光源工作的控制器。

根据本发明的一个方面，沿所述转盘模块周向，所述检测模块设置为中心检测组件、边缘检测组件和中心补位检测组件依次排布或边缘检测组件、中心检测组件和中心补位检测组件依次排布。

根据本发明的一个方面，所述中心检测组件还包括位于所述转盘模块上方的镜头和图像传感器。

根据本发明的一个方面，所述边缘检测组件包括位于所述转盘模块上方的第二环形光源、第二镜头和第二图像传感器以及位于所述转盘模块下方的顶出组件,所述顶出组件包括Z向驱动件和吸附顶针。

根据本发明的一个方面，所述中心补检组件包括聚光光源、第三镜头和第三图像传感器；

所述聚光光源位于所述转盘模块下方，包括位置调整平台和与所述位置调整平台相连接的光源组件，所述光源组件包括照明件和聚光镜组。

根据本发明的一个方面，所述镜片缺陷检测系统还包括上料模块和下料分拣模块；

所述上料模块包括上料搬运机构、上料放置机构和上料校正组件，所述上料校正组件包括第四环形光源、第四镜头、第四图像传感器和第一微调平台；

所述下料分拣模块包括下料搬运机构、下料分拣机构、第五环形光源、第五镜头、第五图像传感器和第二微调平台。

根据本发明的一个方案，本发明的镜片缺陷检测系统在使用时，按照中心检测组件、边缘检测组件和中心补位检测组件的顺序对检测镜片进行检测，或者按照边缘检测组件、中心检测组件和中心补位检测组件的顺序对检测镜片进行检测。将中心补位检测组件放置在最后工位，在中心检测组件和边缘检测组件对镜片进行检测后，再进行检测，从而可以防止第一次中心检测组件中部分缺陷未检测导致出现漏检。

根据本发明的一个方案，在本发明的镜片缺陷检测系统，在中心检测组件上设置组合光源对镜片进行检测，可以在一个工位对镜片的非球面区域和平面区域的各种缺陷进行检测，从而有利于减少检测系统的检测工位、节省设备空间、降低设备的成本。

根据本发明的一个方案，环形光源位于背光光源上方，与背光光源相连接。并且环形光源与背光光源之间设置一定的间隔距离，间隔距离大于等于环形光源内孔直径的1/6，同时设置背光源的直径大于等于10倍的间隔距离。如此设置，可以避免由于距离多大造成的成像缩小问题，同时避免由于距离过小导致仅仅开启背光光源时产生杂光现象。

根据发明的一个方案，背光光源包括背光源和漫射板，环形光源为高角度无影光，漫射板的颜色与环形光源的颜色设置为互补色。例如，漫射板设置为红色，环形光源设置为蓝色，从而可以避免仅开启环形光源时，背光光源的漫射板的反光现象。

附图说明

图1示意性表示根据本发明一种实施方式的镜片缺陷检测系统的结合图；

图2示意性表示根据本发明一种实施方式的中心检测组件的结构图；

图3示意性表示根据本发明一种实施方式的环形光源视场效果图；

图4示意性表示根据本发明一种实施方式的边缘检测组件的结构图；

图5示意性表示根据本发明一种实施方式的中心补位检测组件的结构图；

图6示意性表示根据本发明一种实施方式的上料模块的结构图；

图7示意性表示根据本发明一种实施方式的下料分拣模块的结构图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，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。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

如图1所示，本发明镜片缺陷检测系统包括上料模块10、转盘模块1、检测模块2和下料分拣模块11。在本实施方式中，转盘模块1为圆盘状，转盘模块1上圆周方向设置有多个检测载具1a用于装载检测镜片。

结合图1所示，本发明的镜片缺陷检测系统中的检测模块2包括中心检测组件21、边缘检测组件22和中心补位检测组件23。三个检测组件实现不同重点的缺陷检测，工位互补，能够实现所有缺陷检测。

在本发明的镜片缺陷检测系统，沿转盘模块1周向，检测模块2设置为中心检测组件21、边缘检测组件22和中心补位检测组件23依次排布或边缘检测组件22、中心检测组件21和中心补位检测组件23依次排布。

即本发明的镜片缺陷检测系统在使用时，按照中心检测组件21、边缘检测组件22和中心补位检测组件23的顺序对检测镜片进行检测，或者按照边缘检测组件22、中心检测组件21和中心补位检测组件23的顺序对检测镜片进行检测。将中心补位检测组件23放置在最后工位，在中心检测组件21和边缘检测组件22对镜片进行检测后，再进行检测，从而可以防止第一次中心检测组件中部分缺陷未检测导致出现漏检。

结合图1和图2所示，本发明检测模块2的中心检测组件21包括位于转盘模块1下侧的组合光源3和用于驱动组合光源3移动的动力件4。组合光源3包括波段与检测镜片反射波段相近的环形光源31和波段与检测镜片反射波段相对的背光光源32。本发明的中心检测组件21还包括用于控制环形光源31工作、背光光源32关闭和控制环形光源31关闭、背光光源32工作的控制器。也就是说，本发明的组合光源3可以单独控制环形光源31或者单独控制背光光源32工作，其中环形光源31造成背景高均匀的暗视场效果，暗视场下，光线从下入射到检测镜片，经镜片折射后射出的光线不是垂直向上的，因而不能被图像传感器接收，看到的图像是暗的。结合图3所示，图中表现了镜片表面具有缺陷的光路图，镜片表面凹凸不平时，光线会处于散射状态及反射状态，其中光线近似垂直向上的光线是可被图像传感器接收的，此时该缺陷即可在暗视场下进行识别。而背光光源32造成背景高均匀的亮视场效果。背光光源的亮视场是所有光线均为垂直向上方向，此时，若镜片表面具有缺陷，即会造成光线遮挡，据此在亮视场下对镜片缺陷进行检测。

环形光源31工作时，针对检测镜片的非球面区域脏污、白点、毛丝、划伤、脱膜、气泡等缺陷进行有效检测，上述缺陷在暗视场下表现明显。背光光源32工作时，针对检测镜片非球面区域黑点、划伤、气泡、油性脏污、裂等缺陷。背光光源32工作时，还可以对平面区域的黑点、划伤、气泡、油性脏污、裂等缺陷进行有效检测。背光光源32检测的镜片各种缺陷在亮视场下表现明显。

在本发明的镜片缺陷检测系统，在中心检测组件21上设置组合光源3对镜片进行检测，可以在一个工位对镜片的非球面区域和平面区域的各种缺陷进行检测，从而有利于减少检测系统的检测工位、节省设备空间、降低设备的成本。

如图2所示，根据本发明的一种实施方式，环形光源31位于背光光源32上方，与背光光源32相连接，背光光源32包括背光源和漫射板。并且环形光源31与背光光源32之间设置一定的间隔距离，间隔距离大于等于环形光源内孔直径的1/6，同时设置背光源的直径大于等于10倍的间隔距离。

如此设置，可以避免由于距离过大造成的成像缩小问题，同时避免由于距离过小导致仅仅开启背光光源32时产生杂光现象。

根据发明的一种实施方式，背光光源32包括背光源和漫射板，环形光源31为高角度无影光，漫射板的颜色与环形光源31的颜色设置为互补色。例如，漫射板设置为红色，环形光源31设置为蓝色，从而可以避免仅开启环形光源31时，背光光源32的漫射板的反光现象。

结合图1和图2所示，中心检测组件21还包括位于转盘模块1上方的镜头5和图像传感器6。在本实施方式中，组合光源31位于转盘模块1的下侧，镜头5和图像传感器6分别为高分辨远心镜头和高质量图像传感器，位于转盘模块1的上方。动力件4包括XY调整平台41和支撑在XY调整平台41上的Z向调整件42，如此可以带动组合光源31移动，调整与检测镜片的工作距离，以适应不同外径、面型镜片的照明覆盖需求。在本实施方式中，远心镜头和图像传感器可通过伺服电机304驱动到被测镜片的不同深度，对镜片有效区域进行逐层扫描，实现被测镜片全区域的缺陷检测。

结合图1图4所示，本发明的边缘检测组件22包括位于转盘模块1上方的第二环形光源221、第二镜头222和第二图像传感器223。第二环形光源221为高角度无影光，第二镜头222和第二图像传感器223分别为高分辨率远心镜头和高质量图像传感器。本发明的边缘检测组件22还包括位于转盘模块1下方的顶出组件224,顶出组件224包括Z向驱动件2241和吸附顶针2242。

在本实施方式中，第二环形光源221可通过电机轴405调整与被测样品工作距离，以适应不同外径尺寸镜片的照明覆盖区域需求，第二镜头222和第二图像传感器223可通过伺服电机轴404调节与被测镜片平面区域的对焦范围。边缘检测组件22通过手动XY平台407调节与检测载具1a的平面位置。检测时，Z向驱动件2241带动吸附顶针2242将被测样品从检测载具1a中顶出，避免检测载具1a承载面对检测背景的干扰。光学系统中第二环形光源221造成背景高均匀的暗视场效果(如附图3)，实现样品平面区域白点、毛丝、划伤、油性脏污、破边、边缘凸点等缺陷的有效检测。

结合图1和图5所示，本发明的中心补检组件23包括聚光光源7、第三镜头8和第三图像传感器9。聚光光源7位于转盘模块1下方，包括位置调整平台71和与位置调整平台7相连接的光源组件72，光源组件72包括照明件和聚光镜组。

在本实施方式中，光源组件72通过高精度XYZ电动位置调整平台7调整与被测镜片之间的工作距离，以适应不同外径尺寸、不同焦距、不同面型镜片的照明覆盖区域需求。检测时，位置调整平台71通过对比每个载具现有位置与标定位置的位置关系，将光源通过聚光镜组调整至与被测样品微米级同轴关系，动作完成后第三镜头8和第三图像传感器9通过伺服电机轴504驱动以对焦到被测镜片的不同深度，对镜片有效区域进行逐层扫描，实现被测镜片非球面区域的缺陷检测。第三镜头8和第三图像传感器9为高分辨率远心镜头和高质量图像传感器。聚光光源7产生透射亮视场照明效果，产生均匀亮视场背景，对镜片表面缺陷尤其是形貌变化的缺陷成像敏感度强，实现样品非球面区域脏污、白点、黑点、麻点、毛丝、划伤、油性脏污、粘玻璃、粘笔印、膜落等缺陷的有效检测。

结合图1和图6所示，本发明的上料模块10包括上料搬运机构101、上料放置机构102和上料校正组件103。上料校正组件103包括第四环形光源1031、第四镜头1032、第四图像传感器1033和第一微调平台1034。

具体来说，在本实施方式中，第四环形光源1031为高角度无影光，第四镜头1032、第四图像传感器1033为分辨率远心镜头和高质量图像传感器，均设置在被测镜片下方。上料搬运机构101中的被测样品通过上料放置机构102吸嘴吸附定位到上料校正组件103上方，远心镜头及图像传感器通过第一微调平台1034对被测样品进行对焦并曝光采图，经算法识别XY向空间位置后定位至检测载具1a。

结合图1和图7所示，本发明的下料分拣模块11包括下料搬运机构111、下料分拣机构112、第五环形光源113、第五镜头114、第五图像传感器115和第二微调平台116。

在本实施方式中，第五环形光源113、第五镜头114、第五图像传感器115分别设置为高角度无影光，高分辨率远心镜头和高质量图像传感器。下料分拣机构112在下料搬运机构111上方运动，远心镜头及图像传感器与第二微调平台116结构固定，通过第二微调平台116调整与料盘的工作距离，实现对料盘的清晰对焦。

结合图1-图7所示，本发明的镜片缺陷检测系统的工作流程如下：被测镜片样品通过上料搬运机构101将样品运送至上料等待区，上料放置机构102吸取被测样品并悬停至上料校正组件103，上料校正组件103对样品外轮廓进行拍照及初始位置状态识别，然后放置于检测载具1a中，载具承载及转盘模块1带动样品依次经过检测模块2的中心检测组件21、边缘检测组件22和中心补位检测组件23，实现被测样品镜片全区域全缺陷的检测。其中中心检测组件21、边缘检测组件22和中心补位检测组件23由于标定调试，结构上可同时对样品进行检测，确保了样品的检出效率，检测完成后下料分拣机构112将样品中OK及NG品分类放入下料搬运机构111中实现被测样品的自动分类下料。

以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种镜片缺陷检测系统，包括：

转盘模块(1)，设有多个检测载具用于装载检测镜片；

检测模块(2)，包括中心检测组件(21)、边缘检测组件(22)和中心补位检测组件(23)；其特征在于，所述中心检测组件(21)包括位于所述转盘模块(1)下侧的组合光源(3)，所述组合光源(3)包括波段与所述检测镜片反射波段相近的环形光源(31)和波段与所述检测镜片反射波段相对的背光光源(32)。

2.根据权利要求1所述的镜片缺陷检测系统，其特征在于，所述环形光源(31)位于所述背光光源(32)上方与所述背光光源(32)相连接，并且所述环形光源(31)与所述背光光源(32)之间设有间隔距离。

3.根据权利要求2所述的镜片缺陷检测系统，其特征在于，所述环形光源(31)与所述背光光源(32)之间的间隔距离大于等于所述环形光源内孔直径的1/6。

4.根据权利要求3所述的镜片缺陷检测系统，其特征在于，所述背光光源(32)包括背光源和漫射板，所述背光源的直径大于等于10倍的环形光源(31)与所述背光光源(32)之间的间隔距离。

5.根据权利要求1-4任一项所述的镜片缺陷检测系统，其特征在于，所述环形光源(31)为高角度无影光，所述漫射板的颜色与所述环形光源(31)的颜色设置为互补色。

6.根据权利要求1所述的镜片缺陷检测系统，其特征在于，所述中心检测组件(21)还包括用于驱动所述组合光源(3)移动的动力件(4)以及用于控制所述环形光源(31)工作、所述背光光源(32)关闭和控制所述环形光源(31)关闭、所述背光光源(32)工作的控制器。

7.根据权利要求1所述的镜片缺陷检测系统，其特征在于，沿所述转盘模块(1)周向，所述检测模块(2)设置为中心检测组件(21)、边缘检测组件(22)和中心补位检测组件(23)依次排布或边缘检测组件(22)、中心检测组件(21)和中心补位检测组件(23)依次排布。

8.根据权利要求1或6所述的镜片缺陷检测系统，其特征在于，所述中心检测组件(21)还包括位于所述转盘模块(1)上方的镜头(5)和图像传感器(6)。

9.根据权利要求1所述的镜片缺陷检测系统，其特征在于，所述边缘检测组件(22)包括位于所述转盘模块(1)上方的第二环形光源(221)、第二镜头(222)和第二图像传感器(223)以及位于所述转盘模块(1)下方的顶出组件(224),所述顶出组件(224)包括Z向驱动件(2241)和吸附顶针(2242)。

10.根据权利要求1所述的镜片缺陷检测系统，其特征在于，所述中心补检组件(23)包括聚光光源(7)、第三镜头(8)和第三图像传感器(9)；

所述聚光光源(7)位于所述转盘模块(1)下方，包括位置调整平台(71)和与所述位置调整平台(71)相连接的光源组件(72)，所述光源组件(72)包括照明件和聚光镜组。

11.根据权利要求1所述的镜片缺陷检测系统，其特征在于，所述镜片缺陷检测系统还包括上料模块(10)和下料分拣模块(11)；

所述上料模块(10)包括上料搬运机构(101)、上料放置机构(102)和上料校正组件(103)，所述上料校正组件(103)包括第四环形光源(1031)、第四镜头(1032)、第四图像传感器(1033)和第一微调平台(1034)；

所述下料分拣模块(11)包括下料搬运机构(111)、下料分拣机构(112)、第五环形光源(113)、第五镜头(114)、第五图像传感器(115)和第二微调平台(116)。

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