CN112147153A - 一种用于产品表面疵点检测的led照明光源构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,包括将产品表面疵点进行分类,分为三维疵点和二维疵点;构建用于三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源;构建用于二维疵点检测的同频率LED照明光源;根据待测产品表面的疵点类型,选择所构建的同频率共聚焦LED照明光源或者同频率LED照明光源进行相应的检测,通过将多维疵点进行分类选择不同的LED照明光源进行检测,且可瞬时点亮LED灯珠,可过载,亮度显著提升,发热量小,不再需要主动散热部件,整体体积小,便于产品表面检测需要的照明光源的现场安装,适用于各种工业环境,可获取更精确的取样数据,更宽的动态范围,并适应更多的样本类型。
Description
技术领域
本发明涉及产品表面检测技术领域,具体涉及一种用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法。
背景技术
CCD传感器,由一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器转换成数字信号,供计算机对其进行处理。目前,CCD传感器在工业产品品表面瑕疵检测上得到了广泛应用。尤其是针对产品表面各种疵点的检测。
在产品表面疵点(精确度要求很高)的检测过程中,取样环境十分重要,必须为后续的图像处理过程提供可靠的、高精度的数据,以得到准确的疵点检测结果。
当前,在CCD传感器扫描取样过程中,照明光源的亮度和稳定性直接影响CCD传感器扫描取样的动态范围和精度,照明光源的亮度高和稳定性好,则可以获取更精确的取样数据,更宽的动态范围,并适应更多的样本类型。目前,照明光源多为LED 照明光源,照明亮度的提高,极大程度上受到LED 照明光源散热能力的限制。对于工作中的产品表面检测设备,照明光源的安装空间有限, 实际上往往难以应用过大过重的LED照明光源。而且,在设备工作产生的晃动,会影响照明的稳定性,从而影响CCD传感器扫描取样的动态范围和精度。
因此,根据CCD传感器扫描取样的工作特性,如何构建用于产品表面疵点检测的LED照明光源,以获取更好的取样数据,更宽的动态范围以及更多的样本类型,是当前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有是针对产品表面疵点检测过程中,照明光源的安装空间有限, 影响CCD传感器扫描取样的动态范围和精度的问题。本发明的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,根据产品表面多维疵点的属性特征,选择不同的LED照明光源,且LED照明光源可瞬时点亮LED灯珠,可过载,亮度显著提升,且与CCD传感器的像素同步依次点亮,在满足照明需求的同时,极大的节约能耗,延长寿命,并通过光学原理实现共聚焦的工作过程(针对三维疵点),大大提高产品表面疵点检测取样的准确性,获取更精确的取样数据,更宽的动态范围,并适应更多的样本类型。
为了达到上述的目的,本发明采用的技术方案为:
一种用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,包括以下步骤,
步骤(A),将产品表面疵点进行分类,分为三维疵点和二维疵点;
步骤(B),构建用于三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源;
步骤(C),构建用于二维疵点检测的同频率LED照明光源;
步骤(D),根据待测产品表面的疵点类型,选择步骤(B)或者步骤(C)所构建的同频率共聚焦LED照明光源或者同频率LED照明光源进行相应的检测。
前述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,步骤(A),将产品表面疵点进行分类,分为三维疵点和二维疵点,所述三维疵点为与合格产品表面不符的,以三维表面特征所表征的缺陷;所述二维疵点为与合格产品表面不符的,以二维表面特征所表征的缺陷。
前述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,所述三维表面特征所表征的缺陷,包括凸起、凹陷;所述二维表面缺陷,包括异色、污渍、破损。
前述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,步骤(B),构建用于三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源,包括以下步骤,
(B1),获取用于产品表面疵点检测的CCD传感器在工作状态下像素点沿工作方向依次曝光的时序;
(B2),根据该CCD传感器像素点的数量,使用与其匹配且可单点点亮的LED照明光源,按照CCD传感器的像素点与LED照明光源内的LED灯珠根据位置及排列顺序建立对应的映射关系,在LED照明光源内将LED灯珠划分为多个分区,形成LED灯珠单元,每个LED灯珠单元内的LED灯珠可同时颗点亮或者熄灭;
(B3),调整LED照明光源的安装位置和光路,使LED照明光源内各LED灯珠单元的照明聚焦点与CCD传感器像素点的取样聚焦点聚于相同位置,实现共聚焦;
(B4),根据CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序,控制LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元的点亮或者熄灭,使两者同频率同步工作,完成用于三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源的构建。
前述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,步骤(C),构建用于二维疵点检测的同频率LED照明光源,包括以下步骤,
(C1),获取用于产品表面疵点检测的CCD传感器在工作状态下像素点沿工作方向依次曝光的时序;
(C2),根据该CCD传感器像素点的数量,使用与其匹配且可单点点亮的LED照明光源,按照CCD传感器的像素点与LED照明光源内的LED灯珠根据位置及排列顺序建立对应的映射关系,在LED照明光源内将LED灯珠划分为多个分区,形成LED灯珠单元,每个LED灯珠单元内的LED灯珠可同时颗点亮或者熄灭;
(C3),根据CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序,控制LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元的点亮或者熄灭,使两者同频率同步工作,完成用于二维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源的构建。
前述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,获取用于产品表面疵点检测的CCD传感器在工作状态下像素点沿工作方向依次曝光的时序,包括以下步骤,
(E1),将电信号测试仪器与CCD传感器连接,建立测试环境;
(E2),给CCD传感器工作提供需要的时钟信号和供电,使其正常扫描工作;
(E3),依次对正常扫描工作的CCD传感器内各个像素点进行瞬时单点照明,并通过电信号测试仪器记录该CCD传感器的像素点的输出信号,完成CCD传感器内各个像素点输出信号的记录;
(E4),通过各个像素点输出信号变化周期的数据统计,得到该CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序。
前述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,根据该CCD传感器像素点的数量,使用与其匹配且可单点点亮的LED照明光源,按照CCD传感器的像素点与LED照明光源内的LED灯珠根据位置及排列顺序建立对应的映射关系,在LED照明光源内将LED灯珠划分为多个分区,形成LED灯珠单元,具体为:CCD传感器像素点为LED照明光源内LED灯珠单元数量的整数倍。
前述的用于用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,根据CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序,控制LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元的点亮或者熄灭,使两者同频率同步工作,该LED灯珠单元内为两颗LED灯珠,具体实现过程为:
(F1),CCD传感器像素点当前像素点工作时,点亮该像素点对应的LED灯单元内位于前侧的LED灯珠T1时间后,点亮该LED灯单元内位于后侧的LED灯珠T2时间后,熄灭该LED灯单元内位于前侧的LED灯珠;
(F2),在该LED灯单元内位于后侧的LED灯珠,继续点亮T1+T2时间后熄灭;
(F3),CCD传感器像素点沿工作方向依次曝光,重复(F1)-(F2),完成LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元内LED灯珠的点亮或者熄灭,使CCD传感器像素点和LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元同频率同步工作。
前述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,设f为CCD传感器单个像素工作频率,每个像素的宽度为i,扫描光学系统的放大率为1/X,且每个像素在物像上对应的宽度为i·X,光源镜头的放大率为1/Y,单颗LED灯珠的宽度加上两颗的LED灯珠间距为s,且单颗LED灯珠需要照亮的物像范围S=s·Y,照亮到CCD传感器上即为S/i·X个像素,每颗LED灯珠需要点亮的时间T1=S·f/i·X,相邻灯珠交叠点亮T2至少为1/f且小于2/f,X、Y为镜头的特性参数,且LED灯珠单元内LED灯珠的点亮为瞬时点亮,将其过载。
前述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,(B3),调整LED照明光源的安装位置和光路,使LED照明光源内LED灯珠单元的照明聚焦点与CCD传感器像素点的取样聚焦点聚于相同位置,实现共聚焦,其中,LED灯珠的间距为L1,LED灯珠的宽度为L2,LED灯珠的数量为N,且N为偶数,镜头的成像圆直径为Z,s =L1+L2,
则N=Z/( L1+L2)。
本发明的有益效果是:本发明的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,按产品表面疵点的特性进行分类,分为三维疵点和二维疵点,其中,三维疵点为与合格产品表面不符的,以三维表面特征所表征的缺陷(凸起、凹陷等缺陷),需要提供平行光源照射才能获得锐利且高反差的本影,因此本发明构建同频率共聚焦的LED照明光源进行照明取样,该同频率共聚焦的LED照明光源瞬时点亮(高有效亮度,对CCD传感器单点像素的有效照明)、低功耗、平行度高、体积小、低发热的特点;所述二维疵点为与合格产品表面不符的,以二维表面特征所表征的缺陷(异色、污渍、破损等缺陷),需要高NA值(数值孔径),高亮度,高均匀性的漫射照明光源,因此,本发明构建同频率的LED照明光源进行照明取样,该同频率的LED照明光源瞬时点亮(高有效亮度,对CCD传感器单点像素的有效照明)、低功耗、体积小、低发热、漫射效果好的特点,降低LED照明光源散热结构设计的复杂性,构思巧妙,实现成本低。
该LED照明光源,是通过发现CCD传感器像素点是沿工作方向依次曝光的工作特性,可实现单点点亮的LED照明光源,根据这个工作特性,映射控制的点亮对应位置处的LED灯珠单元,瞬时点亮LED灯珠单元,可过载,亮度显著提升,而且由于通电时间短,且轮流依次点亮LED灯珠单元,实际功耗低,发热量小,无需专门设计散热,整体体积小,不会损坏被检产品,不扰乱光路,便于现场安装,适用于各种工业环境;且与CCD传感器的像素同步依次点亮,在满足照明需求的同时,极大的降低能耗,延长寿命,照明效果好,散热效率高,获取更好的产品表面疵点(尤其针对布料等纺织品)取样数据,更宽的动态范品围以及更多的样本类型,具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法的流程图;
图2是本发明LED照明光源使用的信号Pa和信号Pb的控制电压波形图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图,对本发明作进一步的说明。
如图1所示,本发明的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,包括以下步骤,
步骤(A)将产品表面疵点进行分类,分为三维疵点和二维疵点,所述三维疵点为与合格产品表面不符的,以三维表面特征所表征的缺陷;所述二维疵点为与合格产品表面不符的,以二维表面特征所表征的缺陷,三维表面特征所表征的缺陷,包括凸起、凹陷等其他;二维表面缺陷,包括异色、污渍、破损等其他,其中三维疵点,需要平行光源照射(倾斜光)才能成像检测,需要要求比较高的同频率共聚焦的LED照明光源进行照明取样;二维疵点,不需要倾斜照射才能成像,需要同频率的LED照明光源进行照明取样,降低设计的复杂性能;
步骤(B),构建用于三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源,包括以下步骤,
(B1),获取用于产品表面疵点检测的CCD传感器在工作状态下像素点沿工作方向依次曝光的时序;
(B2),根据该CCD传感器像素点的数量,使用与其匹配且可单点点亮的LED照明光源,按照CCD传感器的像素点与LED照明光源内的LED灯珠根据位置及排列顺序建立对应的映射关系,在LED照明光源内将LED灯珠划分为多个分区,形成LED灯珠单元,每个LED灯珠单元内的LED灯珠可同时颗点亮或者熄灭;
(B3),调整LED照明光源的安装位置和光路,使LED照明光源内各LED灯珠单元的照明聚焦点与CCD传感器像素点的取样聚焦点聚于相同位置,实现共聚焦;
(B4),根据CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序,控制LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元的点亮或者熄灭,使两者同频率同步工作,完成用于三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源的构建;
步骤(C),构建用于二维疵点检测的同频率LED照明光源,包括以下步骤,
(C1),获取用于产品表面疵点检测的CCD传感器在工作状态下像素点沿工作方向依次曝光的时序;
(C2),根据该CCD传感器像素点的数量,使用与其匹配且可单点点亮的LED照明光源,按照CCD传感器的像素点与LED照明光源内的LED灯珠根据位置及排列顺序建立对应的映射关系,在LED照明光源内将LED灯珠划分为多个分区,形成LED灯珠单元,每个LED灯珠单元内的LED灯珠可同时颗点亮或者熄灭;
(C3),根据CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序,控制LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元的点亮或者熄灭,使两者同频率同步工作,完成用于二维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源的构建;
步骤(D),根据待测产品表面的疵点类型,选择步骤(B)或者步骤(C)所构建的同频率共聚焦LED照明光源或者同频率LED照明光源进行相应的检测,其中过程为:
(D1),当产品表面的疵点类型为三维疵点,选择同频率共聚焦LED照明光源,能够便于三维疵点成像;
(D2),当产品表面的疵点类型为二维疵点,且该二维疵点不为破损(孔洞等,选择同频率LED照明光源,且该同频率LED照明光源与CCD传感器位于产品表面的同侧,无需要共聚焦,即可实现检测;
(D3),当产品表面的疵点类型为二维疵点,且该二维疵点为破损(孔洞等),选择同频率LED照明光源,且该同频率LED照明光源与CCD传感器位于产品表面的对立侧,无需要共聚焦,即可实现检测。
上述过程中,获取用于产品表面疵点检测的CCD传感器在工作状态下像素点沿工作方向依次曝光的时序,包括以下步骤,
(E1),将电信号测试仪器与CCD传感器连接,建立测试环境;
(E2),给CCD传感器工作提供需要的时钟信号和供电,使其正常扫描工作;
(E3),依次对正常扫描工作的CCD传感器内各个像素点进行瞬时单点照明,并通过电信号测试仪器记录该CCD传感器的像素点的输出信号,完成CCD传感器内各个像素点输出信号的记录;
(E4),通过各个像素点输出信号变化周期的数据统计,得到该CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序;
上述过程中,根据该CCD传感器像素点的数量,使用与其匹配且可单点点亮的LED照明光源,按照CCD传感器的像素点与LED照明光源内的LED灯珠根据位置及排列顺序建立对应的映射关系,在LED照明光源内将LED灯珠划分为多个分区,形成LED灯珠单元,具体为:CCD传感器像素点为LED照明光源内LED灯珠单元数量的整数倍,点亮LED灯珠为瞬时点亮,将其过载,提高亮度,可选择LED灯珠的额定电压为3V,额定概率为0.45w,由于采用瞬时点亮,可以将其过载至11V,4A,过载97倍,亮度显著提升,而且由于通电时间短,不会损坏,且实际功耗低,发热量小,不再需要主动散热部件,整体体积小,便于现场的安装,与CCD传感器扫描的像素同步依次点亮,在满足照明需求的同时,极大的节约能耗,延长寿命。
上述过程中,根据CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序,控制LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元的点亮或者熄灭,使两者同频率同步工作,该LED灯珠单元内为两颗LED灯珠,具体实现过程为:
(F1),CCD传感器像素点当前像素点工作时,点亮该像素点对应的LED灯单元内位于前侧的LED灯珠T1时间后,点亮该LED灯单元内位于后侧的LED灯珠T2时间后,熄灭该LED灯单元内位于前侧的LED灯珠;
(F2),在该LED灯单元内位于后侧的LED灯珠,继续点亮T1+T2时间后熄灭;
(F3),CCD传感器像素点沿工作方向依次曝光,重复(F1)-(F2),完成LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元内LED灯珠的点亮或者熄灭,使CCD传感器像素点和LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元同频率同步工作。
其中,设f为CCD传感器单个像素工作频率,每个像素的宽度为i,扫描光学系统的放大率为1/X,且每个像素在物像上对应的宽度为i·X,光源镜头的放大率为1/Y,单颗LED灯珠的宽度加上两颗的LED灯珠间距为s,且单颗LED灯珠需要照亮的物像范围S=s·Y,照亮到CCD传感器上即为S/i·X个像素,每颗LED灯珠需要点亮的时间T1=S·f/i·X,相邻灯珠交叠点亮T2至少为1/f且小于2/f,X、Y为镜头的特性参数,本发明的实施例镜头X=Y=10;
其中,(B3),调整LED照明光源的安装位置和光路,使LED照明光源内LED灯珠单元的照明聚焦点与CCD传感器像素点的取样聚焦点聚于相同位置,实现共聚焦,其中,LED灯珠的间距为L1,LED灯珠的宽度为L2,LED灯珠的数量为N,且N为偶数,镜头的成像圆直径为Z,s =L1+L2,
则N=Z/( L1+L2),这里的LED灯珠的间距L1为0.15mm,LED灯珠的宽度L2为0.33mm。
本发明的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,根据测量的CCD传感器像素点沿工作方向依次曝光的时钟频率,并控制LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元内LED灯珠的点亮或者熄灭,使两者同频率同步工作,一个具体实施例:
首先,点亮第一颗LED灯珠,第一颗LED灯珠点亮10μs后,第二颗LED灯珠点亮,再0.5μs后,第一颗LED灯珠熄灭,第二颗LED灯珠点亮10.5μs后,第三颗LED灯珠点亮,再0.5μs后,第二颗LED灯珠熄灭…以此类推,除第一颗和最后一颗LED灯珠点亮时间为10.5μs外,每颗灯珠的点亮时间均为11μs,也就是说前一颗LED灯珠单独点亮10μs后,下一颗LED灯珠点亮,相邻两颗灯珠有0.5μs的时间均被点亮,然后前一颗LED灯珠熄灭,下一颗LED灯珠单独点亮10μs,在单颗LED灯珠在点亮时,中间亮,边缘暗,这样的话,与LED灯珠边缘对应的像素照明条件就劣于中间对应的,而相邻两颗LED灯珠都被点亮的0.5μs内,两颗LED灯珠光晕边缘重合,边缘亮度提升,增加了照明的连续性和统一性,提供照明环境;
LED灯珠发出的光通过镜头,形成平行光束,镜头的光圈越大,发出的光亮度越高,常规工业相机镜头光圈一般不超过F/2.8,为了尽可能提升亮度,我们不得不选择大光圈的摄影镜头。该镜头所能匹配的LED灯珠数量与镜头对应的画幅有关,量产最大画幅是富士的GFX中画幅,该画幅尺寸为44*33mm的矩形,所以镜头的成像圆的直径即为画幅矩形对角线的长度55mm,灯条选LED用灯珠的尺寸为0.33*0.81*0.15mm,0.33mm为LED灯珠宽度,LED灯珠间距为0.15mm,所以每颗灯珠需要0.48mm的宽度空间,55除以0.48约等于114.6,为保证成像圆利用最大化进一位,为了便于电路的对称设计取偶数,所以灯条有116颗灯珠。这样的LED灯珠数量基本可以满足市面上所有的CCD传感器的使用。且使用的富士GFX镜头中光圈最大的是中一光学85mm F/1.2镜头,该镜头后法兰焦距为26.7mm,灯条离镜头后法兰平面26.7mm。
本发明的LED照明光源内的LED灯珠可单颗点亮或者熄灭,具体为:LED灯珠分奇偶场,奇数颗LED灯珠的阳极由a电源控制,a电源为信号Pa阵列,偶数颗LED灯珠的阳极由b电源控制,b电源为信号Pb阵列,即灯珠分奇偶场控制,奇数位灯珠的阳极全部并联到MOS管A上,偶数位灯珠的阳极全部并联到MOS管B上,信号Pa控制MOS管A,信号Pb控制MOS管B,MOS管控制电压为高电平时,MOS管导通,灯珠阳极获得外部供电;同时每颗灯珠的阴极都单独通过一个MOS管(0、1、2、3、4。。。。。。)接地,给MOS管控制的电压为高电平时,MOS管导通,阴极接地,处于低电平,灯珠被点亮,其中,信号Pa和信号Pb的控制电压波形如图2所示,即位于中部的每颗LED灯珠点亮的时间为T2+T1+T2,每一个阴极的MOS管都依次给T2+T2+T1+T2+T2的高电平,也就意味着阴极比阳极早T2导通,晚T2关闭,以避免阳极阴极同时导通带来的亮度不稳定,前一MOS管导通2*T2+T1后,后移MOS管导通。
综上所述,本发明的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,按产品表面疵点的特性进行分类,分为三维疵点和二维疵点,其中,三维疵点为与合格产品表面不符的,以三维表面特征所表征的缺陷(凸起、凹陷等缺陷),需要提供平行光源照射才能获得锐利且高反差的本影,因此本发明构建同频率共聚焦的LED照明光源进行照明取样,该同频率共聚焦的LED照明光源瞬时点亮(高有效亮度,对CCD传感器单点像素的有效照明)、低功耗、平行度高、体积小、低发热的特点;所述二维疵点为与合格产品表面不符的,以二维表面特征所表征的缺陷(异色、污渍、破损等缺陷),需要高NA值(数值孔径),高亮度,高均匀性的漫射照明光源,因此,本发明构建同频率的LED照明光源进行照明取样,该同频率的LED照明光源瞬时点亮(高有效亮度,对CCD传感器单点像素的有效照明)、低功耗、体积小、低发热、漫射效果好的特点,降低LED照明光源散热结构设计的复杂性,构思巧妙,实现成本低。
该LED照明光源,是通过发现CCD传感器像素点是沿工作方向依次曝光的工作特性,可实现单点点亮的LED照明光源,根据这个工作特性,映射控制的点亮对应位置处的LED灯珠单元,瞬时点亮LED灯珠单元,可过载,亮度显著提升,而且由于通电时间短,且轮流依次点亮LED灯珠单元,实际功耗低,发热量小,无需专门设计散热,整体体积小,不会损坏被检产品,不扰乱光路,便于现场安装,适用于各种工业环境;且与CCD传感器的像素同步依次点亮,在满足照明需求的同时,极大的降低能耗,延长寿命,照明效果好,散热效率高,获取更好的产品表面疵点(尤其针对布料等纺织品)取样数据,更宽的动态范品围以及更多的样本类型,具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,其特征在于:包括以下步骤,
步骤(A),将产品表面疵点进行分类,分为三维疵点和二维疵点;
步骤(B),构建用于三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源;
步骤(C),构建用于二维疵点检测的同频率LED照明光源;
步骤(D),根据待测产品表面的疵点类型,选择步骤(B)或者步骤(C)所构建的同频率共聚焦LED照明光源或者同频率LED照明光源进行相应的检测。
2.根据权利要求1所述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,其特征在于:步骤(A),将产品表面疵点进行分类,分为三维疵点和二维疵点,所述三维疵点为与合格产品表面不符的,以三维表面特征所表征的缺陷;所述二维疵点为与合格产品表面不符的,以二维表面特征所表征的缺陷。
3.根据权利要求2所述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,其特征在于:所述三维表面特征所表征的缺陷,包括凸起、凹陷;所述二维表面缺陷,包括异色、污渍、破损。
4.根据权利要求1所述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,其特征在于:步骤(B),构建用于三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源,包括以下步骤,
(B1),获取用于产品表面疵点检测的CCD传感器在工作状态下像素点沿工作方向依次曝光的时序;
(B2),根据该CCD传感器像素点的数量,使用与其匹配且可单点点亮的LED照明光源,按照CCD传感器的像素点与LED照明光源内的LED灯珠根据位置及排列顺序建立对应的映射关系,在LED照明光源内将LED灯珠划分为多个分区,形成LED灯珠单元,每个LED灯珠单元内的LED灯珠可同时颗点亮或者熄灭;
(B3),调整LED照明光源的安装位置和光路,使LED照明光源内各LED灯珠单元的照明聚焦点与CCD传感器像素点的取样聚焦点聚于相同位置,实现共聚焦;
(B4),根据CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序,控制LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元的点亮或者熄灭,使两者同频率同步工作,完成用于三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源的构建。
5.根据权利要求1所述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,其特征在于:步骤(C),构建用于二维疵点检测的同频率LED照明光源,包括以下步骤,
(C1),获取用于产品表面疵点检测的CCD传感器在工作状态下像素点沿工作方向依次曝光的时序;
(C2),根据该CCD传感器像素点的数量,使用与其匹配且可单点点亮的LED照明光源,按照CCD传感器的像素点与LED照明光源内的LED灯珠根据位置及排列顺序建立对应的映射关系,在LED照明光源内将LED灯珠划分为多个分区,形成LED灯珠单元,每个LED灯珠单元内的LED灯珠可同时颗点亮或者熄灭;
(C3),根据CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序,控制LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元的点亮或者熄灭,使两者同频率同步工作,完成用于二维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源的构建。
6.根据权利要求4或者5所述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,其特征在于:获取用于产品表面疵点检测的CCD传感器在工作状态下像素点沿工作方向依次曝光的时序,包括以下步骤,
(E1),将电信号测试仪器与CCD传感器连接,建立测试环境;
(E2),给CCD传感器工作提供需要的时钟信号和供电,使其正常扫描工作;
(E3),依次对正常扫描工作的CCD传感器内各个像素点进行瞬时单点照明,并通过电信号测试仪器记录该CCD传感器的像素点的输出信号,完成CCD传感器内各个像素点输出信号的记录;
(E4),通过各个像素点输出信号变化周期的数据统计,得到该CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序。
7.根据权利要求4或者5所述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,其特征在于:根据该CCD传感器像素点的数量,使用与其匹配且可单点点亮的LED照明光源,按照CCD传感器的像素点与LED照明光源内的LED灯珠根据位置及排列顺序建立对应的映射关系,在LED照明光源内将LED灯珠划分为多个分区,形成LED灯珠单元,具体为:CCD传感器像素点为LED照明光源内LED灯珠单元数量的整数倍。
8.根据权利要求4或者5所述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,其特征在于:根据CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序,控制LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元的点亮或者熄灭,使两者同频率同步工作,该LED灯珠单元内为两颗LED灯珠,具体实现过程为:
(F1),CCD传感器像素点当前像素点工作时,点亮该像素点对应的LED灯单元内位于前侧的LED灯珠T1时间后,点亮该LED灯单元内位于后侧的LED灯珠T2时间后,熄灭该LED灯单元内位于前侧的LED灯珠;
(F2),在该LED灯单元内位于后侧的LED灯珠,继续点亮T1+T2时间后熄灭;
(F3),CCD传感器像素点沿工作方向依次曝光,重复(F1)-(F2),完成LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元内LED灯珠的点亮或者熄灭,使CCD传感器像素点和LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元同频率同步工作。
9.根据权利要求8所述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,其特征在于:设f为CCD传感器单个像素工作频率,每个像素的宽度为i,扫描光学系统的放大率为1/X,且每个像素在物像上对应的宽度为i·X,光源镜头的放大率为1/Y,单颗LED灯珠的宽度加上两颗的LED灯珠间距为s,且单颗LED灯珠需要照亮的物像范围S=s·Y,照亮到CCD传感器上即为S/i·X个像素,每颗LED灯珠需要点亮的时间T1=S·f/i·X,相邻灯珠交叠点亮T2至少为1/f且小于2/f,X、Y为镜头的特性参数,且LED灯珠单元内LED灯珠的点亮为瞬时点亮,将其过载。
10.根据权利要求4所述的用于产品表面疵点检测的LED照明光源构建方法,其特征在于:(B3),调整LED照明光源的安装位置和光路,使LED照明光源内LED灯珠单元的照明聚焦点与CCD传感器像素点的取样聚焦点聚于相同位置,实现共聚焦,其中,LED灯珠的间距为L1,LED灯珠的宽度为L2,LED灯珠的数量为N,且N为偶数,镜头的成像圆直径为Z,s =L1+L2,则N=Z/( L1+L2)。
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