CN111351799A - 一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置，所述成像装置设置所述显示屏的斜上方，用于对显示屏的表面缺陷进行成像检测；所述成像装置包括安装支架及设于所述安装支架上的相机；所述相机包括相机本体部及与所述相机本体部铰接的镜头；所述镜头朝向所述显示屏，并且所述镜头的轴线与所述显示屏所在的物平面之间成锐角设置；所述成像装置还包括驱动所述镜头相对于所述相机本体部转动的驱动装置，以便调节所述镜头的法线平面与所述显示屏对应的物平面之间的夹角。该成像装置的结构设计能够根据相机的斜拍角度调整镜头的倾斜角度，从而改变单一斜拍角度带来的缺陷，因而能适应多种斜拍角度，并且成像清晰可见。
Description
技术领域
本申请涉及显示屏缺陷检测技术领域，特别涉及一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置。
背景技术
在液晶屏模组贴合背光后检测过程中，背光异物、背光划伤类缺陷往往需要特定角度可视，以往显示屏视觉检测系统斜拍相机均为单一角度，无法覆盖全部背光斜视角度缺陷，造成漏检。同时相机在倾斜拍摄图像时，由于系统景深问题，往往只能实现视场内局部清晰成像，视场远端和近端均处于模糊状态。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题为提供一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置，该成像装置的结构设计能够根据相机的斜拍角度调整镜头的倾斜角度，从而改变单一斜拍角度带来的缺陷，因而能适应多种斜拍角度，并且成像清晰可见。
为解决上述技术问题，本申请提供一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置，所述成像装置设置所述显示屏的斜上方，用于对显示屏的表面缺陷进行成像检测；
所述成像装置包括安装支架及设于所述安装支架上的相机；所述相机包括相机本体部及与所述相机本体部铰接的镜头；所述镜头朝向所述显示屏，并且所述镜头的轴线与所述显示屏所在的物平面之间成锐角设置；
所述成像装置还包括驱动所述镜头相对于所述相机本体部转动的驱动装置，以便调节所述镜头的法线平面与所述显示屏对应的物平面之间的夹角。
可选的，所述显示屏所对应的物平面、及所述显示屏在所述镜头里的成像所对应的像平面、及所述镜头的法线平面三者的延长面相交于一条直线上。
可选的，所述驱动装置运转，调节所述物平面与法线平面之间的夹角a、所述像平面与所述法线平面之间的夹角b、所述物平面和所述像平面在所述镜头的轴线上距离所述法线平面的物距u、及像距v，满足如下公式：
b＝arctan(tan(a)*v/u)。
可选的，所述相机还包括镜头支架和相机支架，所述镜头连接于所述镜头支架上，所述相机本体部连接于所述相机支架上；所述镜头支架与所述相机支架铰接，以便所述驱动装置驱动所述镜头支架相对于所述相机支架转动。
可选的，所述镜头支架包括互相连接的第一镜头支架和第二镜头支架，所述镜头连接于所述第一镜头支架上，并所述第一镜头支架与所述相机支架铰接；
所述第二镜头支架与所述驱动装置连接，以便所述驱动装置驱动所述第一镜头支架相对于所述相机支架转动。
可选的，所述相机支架包括互相连接的第一相机支架和第二相机支架，所述相机本体部连接于所述第一相机支架上，并所述第一相机支架与所述第一镜头支架铰接；
所述第二相机支架与所述驱动装置连接，以便所述驱动装置驱动所述第一镜头支架相对于所述第一相机支架转动。
可选的，所述驱动装置包括曲柄滑杆部件、及驱动曲柄在滑杆上运动的动力部件；所述滑杆的末端与所述第二镜头支架连接；所述动力部件驱动所述曲柄在所述滑杆上滑动，所述滑杆带动所述第二镜头支架相对于所述第一相机支架转动。
可选的，所述动力部件为电机，所述电机安装于所述安装支架上，所述第二相机支架与所述电机的旋转轴固定连接。
可选的，所述曲柄的一端与所述滑杆铰接，其另一端固定于所述安装支架上。
可选的，所述曲柄与所述安装支架之间进一步设有对所述曲柄进行位置锁紧的锁紧装置。
在一种实施例中，本申请所提供的一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置，所述成像装置设置所述显示屏的斜上方，用于对显示屏的表面缺陷进行成像检测；所述成像装置包括安装支架及设于所述安装支架上的相机；所述相机包括相机本体部及与所述相机本体部铰接的镜头；所述镜头朝向所述显示屏，并且所述镜头的轴线与所述显示屏所在的物平面之间成锐角设置；所述成像装置还包括驱动所述镜头相对于所述相机本体部转动的驱动装置，以便调节所述镜头的法线平面与所述显示屏对应的物平面之间的夹角。
在上述技术方案中，当相机的斜拍角度发生变化时，通过驱动装置的运转，使得镜头相对于相机本体部转动，从而调整镜头的斜拍角度，使其具有一个合理的拍摄角度，从而得到清晰的成像。综上所述，该成像装置的结构设计能够根据相机的斜拍角度调整镜头的倾斜角度，从而改变单一斜拍角度带来的缺陷，因而能适应多种斜拍角度，并且成像清晰可见。
附图说明
图1为本申请所采用的技术方案原理图；
图2为本申请的成像装置进行拍摄时与显示屏的位置关系图；
图3为本申请一种实施例中一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置的结构示意图；
图4为图3中成像装置的简化示意图；
图5为图3中的成像装置中镜头相对于相机本体部发生转动后的示意图。
相机100；
相机本体部110：第一相机支架111、第二相机支架112；
镜头120：第一镜头支架121、第二镜头支架122、
曲柄131、滑杆132、滑块133；
安装支架141、电机142、电机旋转轴143；
显示屏200。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型.
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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。
请参考图1，图1为本申请所采用的技术方案原理图。
如图1所示，本申请所利用的原理为沙姆定律：当被摄体物平面、像平面、镜头平面这三个面的延长面相交于一直线时，即可得到全面清晰的影像。
如图1所示，其中u，v分别为物距和像距，镜头中心为O点，三条线相较于点A，物平面与镜头平面的夹角为a，像平面与镜头平面的夹角为b，根据几何关系有：
则有：
可见，相机在不同角度倾斜拍摄图像时，每个斜拍角度均对应一个像平面与镜头的夹角。
请参考图2，图2为本申请的成像装置进行拍摄时与显示屏的位置关系图。
如图2所示，在进行拍摄时，成像装置的相机100包括相机本体部110,和镜头120，成像装置设置显示屏200的斜上方。LCD液晶屏背光斜视类缺陷需要的斜拍角度为0°-75°，可以根据实际缺陷角度确定系统需要移动的斜拍位置，然后根据沙姆定律计算出对应的各个斜拍角度需要的接圈夹角。
请参考图3、图4和图5，图3为本申请一种实施例中一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置的结构示意图；图4为图3中成像装置的简化示意图；图5为图3中的成像装置中镜头相对于相机本体部发生转动后的示意图。
在一种实施例中，如图3所示，一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置，用于对显示屏的表面缺陷进行成像检测；成像装置包括安装支架141及设于安装支架141上的相机；相机包括相机本体部110及与相机本体部110铰接的镜头120；镜头120朝向显示屏，并且镜头120的轴线与显示屏所在的物平面之间成锐角设置；成像装置还包括驱动镜头120相对于相机本体部110转动的驱动装置，以便调节镜头120的法线平面与显示屏对应的物平面之间的夹角。
在上述技术方案中，当相机的斜拍角度发生变化时，通过驱动装置的运转，使得镜头120相对于相机本体部110转动，从而调整镜头120的斜拍角度，使其具有一个合理的拍摄角度，从而得到清晰的成像。综上，该成像装置的结构设计能够根据相机的斜拍角度调整镜头120的倾斜角度，从而改变单一斜拍角度带来的缺陷，因而能适应多种斜拍角度，并且成像清晰可见。
在上述实施例中，为了得到清晰的图像，根据前述的沙姆定律可知，显示屏所对应的物平面、及显示屏在镜头120里的成像所对应的像平面、及镜头120的法线平面三者的延长面相交于一条直线上。
也就是，驱动装置运转，调节物平面与法线平面之间的夹角a、像平面与法线平面之间的夹角b、物平面和像平面在镜头120的轴线上距离法线平面的物距u、及像距v，满足如下公式：
b＝arctan(tan(a)*v/u)。
需要说明的是，在上述实施例中，对于驱动镜头120转动的驱动装置的结构不作限制，因而任意一种驱动装置只要能够驱动镜头120转动，均应该在本申请的保护范围之内。
具体的，可以设计一种驱动装置的具体结构。
比如，如图3所示，相机还包括镜头支架和相机支架，镜头120连接于镜头支架上，相机本体部110连接于相机支架上；镜头支架与相机支架铰接，以便驱动装置驱动镜头支架相对于相机支架转动。
在该种方案中，镜头120和相机本体部110分别设置于不同的支架上，分别是镜头支架和相机支架，二者并且胶结。并且驱动装置分别与二者连接，从而驱动镜头支架相对于相机支架转动，从而实现镜头120的转动。
进一步的，可以镜头支架做出进一步设计。比如，镜头支架包括互相连接的第一镜头支架121和第二镜头支架122，镜头120连接于第一镜头支架121上，并第一镜头支架121与相机支架铰接；第二镜头支架122与驱动装置连接，以便驱动装置驱动第一镜头支架121相对于相机支架转动。
在上述技术方案中，镜头120设置于第一镜头支架121上，并且第一镜头支架121与相机支架铰接，驱动装置与第二镜头支架122连接，驱动装置带动第二镜头支架122运动，第二镜头支架122带动第一镜头支架121绕相机支架发生转动，从而实现镜头120转动的目的。
此外，在上述任一种方案中，还可以对相机支架做出具体设计。
比如，如图3所示，相机支架包括互相连接的第一相机支架111和第二相机支架112，相机本体部110连接于第一相机支架111上，并第一相机支架111与第一镜头支架121铰接；
第二相机支架112与驱动装置连接，以便驱动装置驱动第一镜头支架121相对于第一相机支架111转动。
此外，对于动力部件做出具体设计。
比如，如图3所示，驱动装置包括曲柄滑杆部件、及驱动曲柄132在滑杆132上运动的动力部件；滑杆132的末端与第二镜头支架122连接；动力部件驱动曲柄131在滑杆132上滑动，滑杆132带动第二镜头支架122相对于第一相机支架111转动。
在上述方案中，在动力部件的驱动下，曲柄131在滑杆132上运动，滑杆132带动第二镜头支架122运动，进而第二镜头支架122带动第一镜头支架121相对于第一相机支架111转动。
如图3所示，进一步的，动力部件为电机142，电机142安装于安装支架141上，第二相机支架112与电机142的旋转轴固定连接。曲柄131的一端与滑杆132铰接，其另一端固定于安装支架141上。
该结构的简化示意图可以参考图4所示，在动力的带动下，曲柄131绕电机旋转轴143转动，然后带动曲柄131上的滑块133在滑杆132上的滑动，进而带动滑杆132发生摆动，滑杆132的另一端连接镜头120，进而实现镜头120的角度转动。实现镜头120相对于相机的转动。
在上述实施例中，具体的连接关系可以阐述如下：
如图3所示，电机142安装于安装支架141上，第二相机支架112固定于电机旋转轴143上，第一相机支架111固定于第二相机支架112上，相机固定于第一相机支架111上。
曲柄131一端固定于安装支架141上，具有锁紧装置，松开锁紧装置后可以调节曲柄131与安装支架141时间的位置关系，曲柄131另一端与滑块133铰接。
镜头120固定于第一镜头支架121上，第一镜头支架121与第一相机支架111通过轴铰接，第一镜头支架121绕轴转动时即可实现相机与镜头120时间夹角的变化。
第一镜头支架121和第二镜头支架122固定，第二镜头支架122与滑杆132固定，滑块133可以沿滑杆132滑动。
电机142顺时针旋转带动相机旋转，实现相机对被检测物不动角度的拍摄，本专利可实现三项功能：
1、相机和镜头120的夹角在曲柄131滑块133结构驱动下随着电机142旋转角度的变化而变化。
2、相机和镜头120之间的夹角与电机142旋转的角度具有对应关系，实现不同拍摄角度下所需的相机和镜头120夹角。
3、不同的相机物距下，相机和镜头120的夹角也不同。相机和镜头120夹角与电机142旋转角度之间的对应关系可以通过调节固定在电机142支架上的位置实现调节，例如，相机斜视拍摄需要从-70°拍到70°(法线方向为0°)，电机142转过140°，相机镜头120之间夹角对应地从-3°变化到3°。调节曲柄131与电机142支架的相对位置，可以使相机和镜头120的夹角从-2°变化到2°。
镜头120相对于相机转动后的示意图，可以如图5所示，图5为图3中的成像装置中镜头120相对于相机本体部110发生转动后的示意图，旋转的角度为a。
为了便于描述原理，如图4所示，将电机142轴看做静止，因此相机、第一相机支架111、第二相机支架112三者也是静止的，曲柄131与相机安装支架141绕电机142轴逆时针旋转，曲柄131驱动与之铰接的滑块133绕电机142轴旋转，即驱动滑块133在导杆上滑动，同时，驱动导杆绕相机与镜头120铰接的轴旋转。滑杆132与第一镜头支架121、第二镜头支架122和镜头120固定在一起，因此镜头120也绕着相机与镜头120铰接的轴旋转，即相机与镜头120之间的夹角发生变化。
需要说明的是，本申请基于沙姆定律原理，可实现大角度斜拍时全视场清晰成像，改善缺陷成像效果，提高检出率。此外，此申请采用镜头120斜拍角度可自由控制的方式，现场斜拍角度可灵活选取，接圈均可对应。再者，本申请使用一个相机运动对角度斜拍方式，一个相机即可替代固定角度多个斜拍相机，可有效节约硬件成本。
本说明书通篇提及的“多个实施例”、“一些实施例”、“一个实施例”或“实施例”等，意味着结合该实施例描述的具体特征、部件或特性包括在至少一个实施例中。因此，本说明书通篇出现的短语“在多个实施例中”、“在一些实施例中”、“在至少另一个实施例中”或“在实施例中”等并不一定都指相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，具体特征、部件或特性可以任何合适的方式进行组合。因此，在无限制的情形下，结合一个实施例示出或描述的具体特征、部件或特性可全部或部分地与一个或多个其他实施例的特征、部件或特性进行组合。这种修改和变型旨在包括在本申请的范围之内。
此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“终端”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
最后应说明的是：以上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精神和范围。
Claims (10)
1.一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置，所述成像装置设置所述显示屏的斜上方，用于对显示屏的表面缺陷进行成像检测；其特征在于，
所述成像装置包括安装支架及设于所述安装支架上的相机；所述相机包括相机本体部及与所述相机本体部铰接的镜头；所述镜头朝向所述显示屏，并且所述镜头的轴线与所述显示屏所在的物平面之间成锐角设置；
所述成像装置还包括驱动所述镜头相对于所述相机本体部转动的驱动装置，以便调节所述镜头的法线平面与所述显示屏对应的物平面之间的夹角。
2.如权利要求1所述的一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置，其特征在于，所述显示屏所对应的物平面、及所述显示屏在所述镜头里的成像所对应的像平面、及所述镜头的法线平面三者的延长面相交于一条直线上。
3.如权利要求2所述的一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置，其特征在于，所述驱动装置运转，调节所述物平面与法线平面之间的夹角a、所述像平面与所述法线平面之间的夹角b、所述物平面和所述像平面在所述镜头的轴线上距离所述法线平面的物距u、及像距v，满足如下公式：
b＝arctan(tan(a)*v/u)。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置，其特征在于，
所述相机还包括镜头支架和相机支架，所述镜头连接于所述镜头支架上，所述相机本体部连接于所述相机支架上；所述镜头支架与所述相机支架铰接，以便所述驱动装置驱动所述镜头支架相对于所述相机支架转动。
5.如权利要求4所述的一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置，其特征在于，所述镜头支架包括互相连接的第一镜头支架和第二镜头支架，所述镜头连接于所述第一镜头支架上，并所述第一镜头支架与所述相机支架铰接；
所述第二镜头支架与所述驱动装置连接，以便所述驱动装置驱动所述第一镜头支架相对于所述相机支架转动。
6.如权利要求5所述的一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置，其特征在于，所述相机支架包括互相连接的第一相机支架和第二相机支架，所述相机本体部连接于所述第一相机支架上，并所述第一相机支架与所述第一镜头支架铰接；
所述第二相机支架与所述驱动装置连接，以便所述驱动装置驱动所述第一镜头支架相对于所述第一相机支架转动。
7.如权利要求6所述的一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置，其特征在于，所述驱动装置包括曲柄滑杆部件、及驱动曲柄在滑杆上运动的动力部件；所述滑杆的末端与所述第二镜头支架连接；所述动力部件驱动所述曲柄在所述滑杆上滑动，所述滑杆带动所述第二镜头支架相对于所述第一相机支架转动。
8.如权利要求7所述的一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置，其特征在于，所述动力部件为电机，所述电机安装于所述安装支架上，所述第二相机支架与所述电机的旋转轴固定连接。
9.如权利要求8所述的一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置，其特征在于，所述曲柄的一端与所述滑杆铰接，其另一端固定于所述安装支架上。
10.如权利要求9所述的一种适用于显示屏缺陷检测的成像装置，其特征在于，所述曲柄与所述安装支架之间进一步设有对所述曲柄进行位置锁紧的锁紧装置。
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