CN112798605A - 一种表面缺陷检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种表面缺陷检测装置及方法，该装置包括工件台，第一检测单元、第二检测单元和控制器，工件台承载待测物，第一检测单元位于待测物第一表面的上方，第二检测单元位于待测物第二表面的下方，第一检测单元和第二检测单元中的光源单元出射光束，并经过物镜单元入射至待测物表面，光束经待测物表面反射或散射形成反射或散射光束，采集单元采集反射或散射光束生成待测物表面图像；控制器控制工件台承载待测物运动，并根据第一表面图像识别第一表面的缺陷，根据第二表面图像识别第二表面的缺陷，实现同时检测待测物上下表面的缺陷，提高检测效率。

Description

一种表面缺陷检测装置及方法
技术领域
本发明实施例涉及缺陷检测技术，尤其涉及一种表面缺陷检测装置及方法。
背景技术
随着工业自动化、智能化的深入及普及，使用自动光学检测设备(Auto OpticalInspection，AOI)替代传统的人工目检，已成为技术发展趋势。AOI设备凭借其快速、精确的缺陷识别定位能力，在汽车、医药、交通、半导体等领域广泛使用。
目前，现有的AOI设备通常包括光学成像系统、载物台、物料传输系统等。其中光学成像系统包括照明单元、成像物镜和探测器等。通常AOI设备检测过程中，需要将待测面调节到最佳焦面，以获得清晰的图片，便于识别待测表面的缺陷。在针对一些透明材料的检测过程中，需要对透明材料正反面检测，在待测物上、下两个表面分别安装两套成像系统进行探测，然而由于待测物属于透明介质，上下两个成像系统的探测光会产生串扰，不能同时检测上下表面。
发明内容
本发明提供一种表面缺陷检测装置及方法，以实现同时检测待测物上下表面的缺陷，提高检测效率。
为实现上述目的，本发明实施例提出了一种表面缺陷检测装置，包括：
工件台，用于承载待测物，所述待测物包括相对设置的第一表面和第二表面；
第一检测单元，包括第一光源单元、第一物镜单元和第一采集单元，所述第一光源单元用于出射第一光束，所述第一光束经所述第一物镜单元入射至所述第一表面，所述第一光束经所述第一表面反射或散射形成第一反射或散射光束，所述第一采集单元用于采集所述第一反射或散射光束生成第一表面图像；
第二检测单元，包括第二光源单元、第二物镜单元和第二采集单元，所述第二光源单元用于出射第二光束，所述第二光束经所述第二物镜单元入射至所述第二表面，所述第二光束经所述第二表面反射或散射形成第二反射或散射光束，所述第二采集单元用于在所述第一采集单元采集所述第一表面图像的同时采集所述第二反射或散射光束生成第二表面图像；
控制器，所述控制器与所述工件台、所述第一采集单元和所述第二采集单元连接，用于控制所述工件台的运动，还用于接收所述第一表面图像和所述第二表面图像，并根据所述第一表面图像识别所述第一表面的缺陷，根据所述第二表面图像识别所述第二表面的缺陷。
根据本发明实施例提出的表面缺陷检测装置，包括工件台，第一检测单元、第二检测单元和控制器，工件台承载待测物，第一检测单元位于待测物第一表面的上方，第二检测单元位于待测物第二表面的下方，第一检测单元中的第一光源单元出射第一光束，并经过第一物镜单元入射至第一表面，第一光束经第一表面反射或散射形成第一反射或散射光束，第一采集单元采集第一反射或散射光束生成第一表面图像；第二检测单元中的第二光源单元出射第二光束，并经过第二物镜单元入射至第二表面，第二光束经第二表面反射或散射形成第二反射或散射光束，第二采集单元采集第二反射或散射光束生成第二表面图像，其中，第一光束与第二反射或散射光束不发生串扰，第二光束与第一反射或散射光束不发生串扰；控制器控制工件台承载待测物运动，并根据第一表面图像识别第一表面的缺陷，根据第二表面图像识别第二表面的缺陷，实现同时检测待测物上下表面的缺陷，提高检测效率。
根据本发明的一个实施例，所述第一光源单元包括：第一光源、第一准直透镜和第一调光元件，所述第一光源出射的第一光束依次经过所述第一准直透镜、所述第一调光元件和所述第一物镜单元入射至所述第一表面，所述第一调光元件用于调整所述第一光束；
所述第二光源单元包括：第二光源、第二准直透镜和第二调光元件，所述第二光源出射的第二光束依次经过所述第二准直透镜、所述第二调光元件和所述第二物镜单元入射至所述第二表面，所述第二调光元件用于调整所述第二光束。
根据本发明的一个实施例，所述第一调光元件和所述第二调光元件均包括第一反射镜，所述第一光束入射至所述第一表面形成的光斑与所述第二光束入射至所述第二表面形成的光斑不交叠。
根据本发明的一个实施例，所述第一光束入射至所述第一表面形成的光斑与所述第二光束入射至所述第二表面形成的光斑均相对于所述待测物中心至少偏移照明视场的一半距离。
根据本发明的一个实施例，所述第一采集单元包括：第三调光元件、第一后组透镜和第一探测器，所述第一表面反射的第一反射或散射光束依次经过所述第一物镜单元、所述第三调光元件、所述第一后组透镜入射至所述第一探测器；
所述第二采集单元包括：第四调光元件、第二后组透镜和第二探测器，所述第二表面反射的第二反射或散射光束依次经过所述第二物镜单元、所述第四调光元件、所述第二后组透镜入射至所述第二探测器。
根据本发明的一个实施例，所述第一调光元件和所述第三调光元件均包括第一滤光片，所述第二调光元件和所述第四调光元件均包括第二滤光片，其中，所述第一滤光片与所述第二滤光片通过的光束波长不同。
根据本发明的一个实施例，所述第一调光元件包括第一起偏器，所述第三调光元件包括第一检偏器，所述第二调光元件包括第二起偏器，所述第四调光元件包括第二检偏器，其中，所述第一起偏器与所述第一检偏器的偏振方向均为第一方向，所述第二起偏器与所述第二检偏器的偏振方向均为第二方向，所述第一方向与所述第二方向垂直。
根据本发明的一个实施例，所述第一调光元件还包括第三反射镜，所述第二调光元件还包括第四反射镜。
根据本发明的一个实施例，所述第一物镜单元包括：第一分束器和第一前组透镜，所述第一光源单元出射的第一光束依次经过所述第一分束器和所述第一前组透镜入射至所述第一表面，所述第一光束经所述第一表面反射或散射形成第一反射或散射光束，所述第一采集单元用于采集所述第一反射或散射光束；
所述第二物镜单元包括：第二分束器和第二前组透镜，所述第二光源单元出射的第二光束依次经过所述第二分束器和所述第二前组透镜入射至所述第二表面，所述第二光束经所述第二表面反射或散射形成第二反射或散射光束，所述第二采集单元用于采集所述第二反射或散射光束。
为实现上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种表面缺陷检测方法，基于所述的表面缺陷检测装置实现，包括以下步骤：
上载待测物至所述工件台；
调节所述第一检测单元的焦面对所述第一表面进行成像，调节所述第二检测单元焦面对所述第二表面进行成像；
控制器控制所述工件台承载所述待测物运动，并接收所述第一采集单元采集的待测物的第一表面的图像和所述第二采集单元采集的所述待测物的第二表面的图像，并通过图像处理算法对所述第一表面的图像和所述第二表面的图像进行处理分析，识别所述第一表面和所述第二表面的缺陷。
根据本发明实施例提出的表面缺陷检测方法，首先上载待测物至工件台，调节第一检测单元的焦面对第一表面进行成像，调节第二检测单元的焦面对第二表面进行成像，并接收第一采集单元采集的第一表面的图像，和第二采集单元采集的第二表面的图像，并通过图像处理算法对第一表面的图像和第二表面的图像进行处理分析，识别所述第一表面和第二表面的缺陷，以实现同时检测待测物第一表面和第二表面的缺陷，提高检测效率。
附图说明
图1是本发明实施例提出的表面缺陷检测装置的结构示意图；
图2是本发明一个实施例提出的表面缺陷检测装置的中的部分结构示意图；
图3是本发明另一个实施例提出的表面缺陷检测装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提出的表面缺陷检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
现有技术中，工件台承载待测物，位于待测物上方设置一套上检测系统，位于待测物下方设置一套下检测系统，但由于上检测系统出射的光与下检测系统的反射或散射光发生串扰，下检测系统出射的光与上检测系统的反射或散射光发生串扰，导致上检测系统与下检测系统不能同时对待测物的上表面和下表面同时检测，检测效率较低。
为此，本发明实施例提出了一种表面缺陷检测装置，包括：
工件台，用于承载待测物，待测物包括相对设置的第一表面和第二表面；
第一检测单元，包括第一光源单元、第一物镜单元和第一采集单元，第一光源单元用于出射第一光束，第一光束经第一物镜单元入射至第一表面，第一光束经第一表面反射或散射形成第一反射或散射光束，第一采集单元用于采集第一反射或散射光束生成第一表面图像；
第二检测单元，包括第二光源单元、第二物镜单元和第二采集单元，第二光源单元用于出射第二光束，第二光束经第二物镜单元入射至第二表面，第二光束经第二表面反射或散射形成第二反射或散射光束，第二采集单元用于在第一采集单元采集第一表面图像的同时采集第二反射或散射光束生成第二表面图像；
控制器，控制器与工件台、第一采集单元和第二采集单元连接，用于控制工件台的运动，还用于接收第一表面图像和第二表面图像，并根据第一表面图像识别第一表面的缺陷，根据第二表面图像识别第二表面的缺陷。
由此，通过合理设置第一检测单元和第二检测单元，使得第一采集单元仅采集第一反射或散射光束生成的第一表面图像，第二采集单元在第一采集单元采集第一表面图像的同时，仅采集第二反射或散射光束生成的第二表面图像，从而可同时检测待测物第一表面和第二表面的缺陷，提高检测效率。
实施例一
图1是本发明实施例提出的表面缺陷检测装置的结构示意图。如图1所示，该表面缺陷检测装置10，包括：
工件台11，用于承载待测物12，待测物12包括相对设置的第一表面12A和第二表面12B；
第一检测单元13，包括第一光源单元131、第一物镜单元132和第一采集单元133，第一光源单元131用于出射第一光束134，第一光束134经第一物镜单元132入射至第一表面12A，第一光束134经第一表面12A反射或散射形成第一反射或散射光束135，第一采集单元133用于采集第一反射或散射光束135生成第一表面图像；
第二检测单元14，包括第二光源单元141、第二物镜单元142和第二采集单元143，第二光源单元141用于出射第二光束144，第二光束144经第二物镜单元142入射至第二表面12B，第二光束144经第二表面12B反射或散射形成第二反射或散射光束145，第二采集单元143用于在第一采集单元133采集第一表面图像的同时采集第二反射或散射光束145生成第二表面图像；
控制器15，控制器15与工件台11、第一采集单元133和第二采集单元143连接，用于控制工件台11的运动，还用于接收第一表面图像和第二表面图像，并根据第一表面图像识别第一表面的缺陷，根据第二表面图像识别第二表面的缺陷。
根据本发明的一个实施例，第一光源单元131包括：第一光源1311、第一准直透镜1312和第一调光元件1313，第一光源1311出射的第一光束134依次经过第一准直透镜1312、第一调光元件1313和第一物镜单元132入射至第一表面，第一调光元件1313用于调整第一光束134；
第二光源单元141包括：第二光源1411、第二准直透镜1412和第二调光元件1413，第二光源1411出射的第二光束144依次经过第二准直透镜1412、第二调光元件1413和第二物镜单元142入射至第二表面，第二调光元件1413用于调整第二光束144。
根据本发明的一个实施例，第一调光元件1313和第二调光元件1413均包括第一反射镜，第一光束入射至第一表面形成的光斑与第二光束入射至第二表面形成的光斑不交叠。
根据本发明的一个实施例，第一光束入射至第一表面形成的光斑与第二光束入射至第二表面形成的光斑均相对于待测物中心至少偏移照明视场的一半距离。
根据本发明的一个实施例，第一物镜单元132包括：第一分束器1321和第一前组透镜1322，第一光源单元131出射的第一光束134依次经过第一分束器1321和第一前组透镜1322入射至第一表面12A，第一光束134经第一表面12A反射或散射形成第一反射或散射光束135，第一采集单元133用于采集第一反射或散射光束135；
第二物镜单元142包括：第二分束器1421和第二前组透镜1422，第二光源单元141出射的第二光束144依次经过第二分束器1421和第二前组透镜1422入射至第二表面12B，第二光束144经第二表面12B反射或散射形成第二反射或散射光束145，第二采集单元143用于采集第二反射或散射光束145。
具体来说，如图1所示，第一光源1311出射第一光束134，依次经过第一准直透镜1312，第一调光元件1313(即第一反射镜)，入射至第一分束器1321中，经过第一分束器1321的反射，入射至第一前组透镜1322，进而入射至第一表面12A，第一光束134经过第一表面12A的反射或散射形成第一反射或散射光束135，依次经过第一前组透镜1322、第一分束器1321、第一后组透镜1331，最终入射至第一探测器1332，第一探测器1332采集第一反射或散射光束135，生成第一表面12A形成的图像。
第二光源1411出射第二光束144，依次经过第二准直透镜1412，第二调光元件1413(即第一反射镜)，入射至第二分束器1421中，经过第二分束器1421的反射，入射至第二前组透镜1422，进而入射至第二表面12B，第二光束144经过第二表面12B的反射或散射形成第二反射或散射光束145，依次经过第二前组透镜1422、第二分束器1421、第二后组透镜1431，最终入射至第二探测器1432，第二探测器1432采集第二反射或散射光束145，生成第二表面12B形成的图像。
需要说明的是，第一光束134入射至待测物第一表面12A的光斑与第二光束144入射至待测物第二表面12B的光斑不交叠，也就是说，第一光束134入射至待测物第一表面12A的光斑与第二光束144入射至待测物第二表面12B的光斑相对于待测物中心O均偏移开一定距离，其中，该距离至少为照明视场的一半。
为了保证第一光束134入射至待测物第一表面12A的光斑与第二光束144入射至待测物第二表面12B的光斑不交叠，可根据预设的偏移量以及前组透镜的焦距来计算第一光束134和第二光束144入射至第一表面12A的偏移角度。进而通过光的传播原理，推定如图1所示的第一反射镜需要偏离的角度β。
如图2所示，待测物的厚度为h，第一光束134入射至待测物内，距离中心位置偏移距离为d2，其中，d2＝(f+h/2)tanβ，第二光束144入射至待测物内，距离中心偏移距离为d1，其中，d1＝(f+h/2)tanβ，其中，d1和d2的值均至少大于照明视场的一半，从而，在确定好d1和d2的距离之后，就可以知道β角的大小。从而按照该角度调整第一反射镜的偏转角度，使得第一光束134入射至待测物第一表面12A的光斑与第二光束144入射至待测物第二表面12B的光斑不交叠，避免了第一光束134与第二反射或散射光束145发生串扰，也避免了第二光束144与第一反射或散射光束135发生串扰，从而，第一探测器1332仅采集到第一反射或散射光束135，第二探测器1432仅采集到第二反射或散射光束145，以实现第一检测单元13和第二检测单元14同时采集待测物第一表面12A和第二表面12B的图像，控制器15根据第一表面12A的图像和第二表面12B的图像分别识别第一表面12A和第二表面12B的缺陷，提升了检测效率。
可知的，在上述实施例中也可不设置反射镜，直接将光源以一定角度入射至分束器，进而通过改变光源出射光束的角度以改变入射至第一表面或第二表面的光斑位置。
实施例二
图3是本发明一个实施例的表面缺陷检测装置结构示意图。如图3所示，该表面缺陷检测装置20，包括：
工件台21，用于承载待测物22，待测物22包括相对设置的第一表面22A和第二表面22B；
第一检测单元23，包括第一光源单元231、第一物镜单元232和第一采集单元233，第一光源单元231用于出射第一光束234，第一光束234经第一物镜单元232入射至第一表面22A，第一光束234经第一表面22A反射或散射形成第一反射或散射光束235，第一采集单元233用于采集第一反射或散射光束235生成第一表面图像；
第二检测单元24，包括第二光源单元241、第二物镜单元242和第二采集单元243，第二光源单元241用于出射第二光束244，第二光束244经第二物镜单元242入射至第二表面22B，第二光束244经第二表面22B反射或散射形成第二反射或散射光束245，第二采集单元243用于在第一采集单元233采集第一表面图像的同时采集第二反射或散射光束245生成第二表面图像；
控制器25，控制器25与工件台21、第一采集单元233和第二采集单元243连接，用于控制工件台21的运动，还用于接收第一表面图像和第二表面图像，并根据第一表面图像识别第一表面的缺陷，根据第二表面图像识别第二表面的缺陷。
根据本发明的一个实施例，第一光源单元231包括：第一光源2311、第一准直透镜2312和第一调光元件2313，第一光源2311出射的第一光束234依次经过第一准直透镜2312、第一调光元件2313和第一物镜单元232入射至第一表面，第一调光元件2313用于调整第一光束234；
第二光源单元241包括：第二光源2411、第二准直透镜2412和第二调光元件2413，第二光源2411出射的第二光束244依次经过第二准直透镜2412、第二调光元件2413和第二物镜单元242入射至第二表面，第二调光元件2413用于调整第二光束244。
根据本发明的一个实施例，第一采集单元233包括：第三调光元件2331、第一后组透镜2332和第一探测器2333，第一表面22A反射的第一反射或散射光束235依次经过第一物镜单元232、第三调光元件2331、第一后组透镜2332入射至第一探测器2333；
第二采集单元243包括：第四调光元件2431、第二后组透镜2432和第二探测器2433，第二表面22B反射的第二反射或散射光束245依次经过第二物镜单元242、第四调光元件2431、第二后组透镜2432入射至第二探测器2433。
根据本发明的一个实施例，第一物镜单元232包括：第一分束器2321和第一前组透镜2322，第一光源单元231出射的第一光束234依次经过第一分束器2321和第一前组透镜2322入射至第一表面22A，第一光束234经第一表面22A反射或散射形成第一反射或散射光束235，第一采集单元233用于采集第一反射或散射光束235；
第二物镜单元242包括：第二分束器2421和第二前组透镜2422，第二光源单元241出射的第二光束244依次经过第二分束器2421和第二前组透镜2422入射至第二表面22B，第二光束244经第二表面22B反射或散射形成第二反射或散射光束245，第二采集单元243用于采集第二反射或散射光束245。
根据本发明的一个实施例，第一调光元件2313和第三调光元件2331均包括第一滤光片，第二调光元件2413和第四调光元件2431均包括第二滤光片，其中，第一滤光片与第二滤光片通过的光束波长不同。
具体来说，如图3所示，第一光源2311出射第一光束234，依次经过第一准直透镜2312、第一调光元件2313(第一滤光片)，入射至第一分束器2322，经过第一分束器2322折射，入射至第一前组透镜2321，经过第一前组透镜2321入射至第一表面22A，经过第一表面22A反射或散射形成第一反射或散射光束235，依次经过第一前组透镜2321、第一分束器2322、第三调光元件2331(第一滤光片)、第一后组透镜2332，最后入射至第一探测器2333，第一探测器2333采集第一反射或散射光束235，对第一表面22A进行成像。
第二光源2411出射第二光束244，依次经过第二准直透镜2412、第二调光元件2413(第二滤光片)，入射至第二分束器2422，经过第二分束器2422折射，入射至第二前组透镜2421，经过第二前组透镜2421入射至第二表面22B，经过第二表面22A反射或散射形成第二反射或散射光束245，依次经过第二前组透镜2421、第二分束器2422、第四调光元件2431(第二滤光片)、第二后组透镜2432，最后入射至第二探测器2433，第二探测器2433采集第二反射或散射光束245，对第二表面22B进行成像。
其中，第一调光元件2313和第三调光元件2331即第一滤光片，具有相同的滤光特性，均能保证透射γ0～γ1，第二调光元件2413和第四调光元件2431即第二滤光片，具有相同的滤光特性，均能保证透过γ2～γ3，为保障上下检测单元的光不产生串扰，要求上下探测光的波长不重叠，即
Figure BDA0002903649570000131
其中
Figure BDA0002903649570000132
表示空集。实际检测中，可选择γ0≤γ1＜γ2≤γ3,或者γ0≥γ1＞γ2≥γ3。这样可以保证，第一探测器2333只收集光束234在待测物22第一表面22A产生的反射或散射光，仅对第一表面成像，第二检测单元产生的第二光束244通过待测物后，将被第一滤光片2331阻止；类似的第二探测器2433只收集光束244在待测物第二表面22B产生的反射或散射光，仅对第二表面成像，第一检测单元产生的第一光束234通过待测物后，将被第二滤光片2431阻止，从而保证第一、第二检测单元的光不产生串扰。以实现第一检测单元23和第二检测单元24同时采集待测物第一表面22A和第二表面22B的图像，控制器25根据第一表面22A的图像和第二表面22B的图像分别识别第一表面22A和第二表面22B的缺陷，提升了检测效率。
实施例三
根据本发明的一个实施例，第一调光元件2313还包括第三反射镜，第二调光元件2413还包括第四反射镜。
可以理解的是，在实施例二的基础上，可以在第一调光元件2313中加入第三反射镜，在第二调光元件2413中加入第四反射镜，其余元器件相同，在此不再赘述。其中，第三反射镜可以位于第一光源单元231中的第一滤光片与第一分束器2322之间的光路中，以调整经过第一滤光片的光束入射至第一分束器2322的入射角度，第四反射镜可以位于第二光源单元241中第二滤光片与第二分束器2422之间的光路中，以调整经过第二滤光片的光束入射至第二分束器2422的入射角度，从而，调整第一检测单元23中出射的第一光束入射至待测物第一表面22A的光斑，与第二检测单元24中出射的第二光束入射至待测物第二表面22B的光斑之间的间距，在实施例二的基础上，进一步防止第一检测单元23和第二检测单元24的光发生串扰。
实施例四
根据本发明的一个实施例，第一调光元件包括第一起偏器，第三调光元件包括第一检偏器，第二调光元件包括第二起偏器，第四调光元件包括第二检偏器，其中，第一起偏器与第一检偏器的偏振方向均为第一方向，第二起偏器与第二检偏器的偏振方向均为第二方向，第一方向与第二方向垂直。
需要说明的是，实施例四中，仅将实施例二中的第一调光元件替换为第一起偏器，第三调光元件替换为第一检偏器，第二调光元件替换为第二起偏器，第四调光元件替换为第二检偏器。其余元器件均保持不变。由此，本实施例与实施例二相同的部分不再进行赘述。
具体来说，如图3所示，第一光源2311出射的第一光束234依次经过第一准直透镜2312、第一调光元件2313(第一起偏器)形成第一偏振光束，第一偏振光束入射至第一分束器2322，经过第一分束器2322的折射入射至第一前组透镜2321，经过第一前组透镜2321入射至待测物的第一表面22A，经第一表面22A反射或散射形成第一散射或反射光束235，第一散射或反射光束235依次经过第一前组透镜2321、第一分束器2322、第三调光元件2331(第一检偏器)、第一后组透镜2332，最终入射至第一探测器2333，第一探测器2333采集第一反射或散射光束235，对第一表面22A进行成像。
第二光源2411出射的第二光束244依次经过第二准直透镜2412、第二调光元件2413(第二起偏器)形成第二偏振光束，第二偏振光束入射至第二分束器2422，经过第二分束器2422的折射入射至第二前组透镜2421，经过第二前组透镜2421入射至待测物的第二表面22B，经第二表面22B反射或散射形成第二散射或反射光束245，第二散射或反射光束245依次经过第二前组透镜2421、第二分束器2422、第四调光元件2431(第二检偏器)、第二后组透镜2432，最终入射至第二探测器2433，第二探测器2433采集第二反射或散射光束245，对第二表面22B进行成像。
由于第一起偏器与第二起偏器的偏振方向垂直，进而第一光源单元231出射的第一偏振光束的偏振方向与第二光源单元241出射的第二偏振光束的偏振方向也相互垂直，入射至待测物的第一表面的第一偏振光束经过待测物之后，被第二检偏器阻挡，入射至待测物的第二表面的第二偏振光束经过待测物之后，被第一检偏器阻挡，从而保证第一、第二检测单元的光不产生串扰。例如，第一起偏器2313产生S偏振光，第二起偏器2413产生P偏振光；第一检偏器2331仅允许S偏振光透过，第二检偏器2431仅允许P偏振光透过。因此，第一探测器2333只收集光束234在待测物22第一表面22A产生的反射或散射光，仅对第一表面成像，第二探测器2433只收集光束244在待测物第二表面22B产生的反射或散射光，仅对第二表面成像，以实现第一检测单元23和第二检测单元24同时采集待测物第一表面22A和第二表面22B的图像，控制器25根据第一表面22A的图像和第二表面22B的图像分别识别第一表面22A和第二表面22B的缺陷，提升了检测效率。
实施例五
根据本发明的一个实施例，第一调光元件2313还包括第三反射镜，第二调光元件2413还包括第四反射镜。
可以理解的是，在实施例四的基础上，可以在第一调光元件2313中加入第三反射镜，在第二调光元件2413中加入第四反射镜，其余元器件相同，在此不再赘述。其中，第三反射镜可以位于第一光源单元231中的第一起偏器与第一分束器2322之间的光路中，以调整经过第一起偏器的光束入射至第一分束器2322的入射角度，第四反射镜可以位于第二光源单元241中第二起偏器与第二分束器2422之间的光路中，以调整经过第二起偏器的光束入射至第二分束器2422的入射角度，从而，调整第一检测单元23中出射的第一光束入射至待测物第一表面22A的光斑，与第二检测单元24中出射的第二光束入射至待测物第二表面22B的光斑之间的间距，在实施例四的基础上，进一步防止第一检测单元23和第二检测单元24的光发生串扰。
综上所述，根据本发明实施例提出的表面缺陷检测装置，包括工件台，第一检测单元、第二检测单元和控制器，工件台承载待测物，第一检测单元位于待测物第一表面的上方，第二检测单元位于待测物第二表面的下方，第一检测单元中的第一光源单元出射第一光束，并经过第一物镜单元入射至第一表面，第一光束经第一表面反射或散射形成第一反射或散射光束，第一采集单元采集第一反射或散射光束生成第一表面图像；第二检测单元中的第二光源单元出射第二光束，并经过第二物镜单元入射至第二表面，第二光束经第二表面反射或散射形成第二反射或散射光束，第二采集单元在第一采集单元采集第一表面图像的同时采集第二反射或散射光束生成第二表面图像，控制器控制工件台承载待测物运动，并根据第一表面图像识别第一表面的缺陷，根据第二表面图像识别第二表面的缺陷，实现同时检测待测物上下表面的缺陷，提高检测效率。
图4是本发明实施例提出的表面缺陷检测方法的流程图。该表面缺陷检测方法基于前述的实施例一至实施例五的表面缺陷检测装置实现，包括以下步骤：
S101，上载待测物至工件台；
S102，调节第一检测单元的焦面对第一表面进行成像，调节第二检测单元焦面对第二表面进行成像；
S103，控制器控制工件台承载待测物运动，并接收第一采集单元采集的待测物的第一表面的图像和第二采集单元采集的待测物的第二表面的图像，并通过图像处理算法对第一表面的图像和第二表面的图像进行处理分析，识别第一表面和第二表面的缺陷。
其中，图像处理算法可以为图像阈值分割算法和/或图像比较算法等。
综上所述，根据本发明实施例提出的表面缺陷检测方法，首先上载待测物至工件台，调节第一检测单元的焦面对第一表面进行成像，调节第二检测单元的焦面对第二表面进行成像，并接收第一采集单元采集的第一表面的图像，和第二采集单元采集的第二表面的图像，并通过图像处理算法对第一表面的图像和第二表面的图像进行处理分析，识别第一表面和第二表面的缺陷，以实现同时检测待测物上下表面的缺陷，提高检测效率。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种表面缺陷检测装置，其特征在于，包括：
工件台，用于承载待测物，所述待测物包括相对设置的第一表面和第二表面；
第一检测单元，包括第一光源单元、第一物镜单元和第一采集单元，所述第一光源单元用于出射第一光束，所述第一光束经所述第一物镜单元入射至所述第一表面，所述第一光束经所述第一表面反射或散射形成第一反射或散射光束，所述第一采集单元用于采集所述第一反射或散射光束生成第一表面图像；
第二检测单元，包括第二光源单元、第二物镜单元和第二采集单元，所述第二光源单元用于出射第二光束，所述第二光束经所述第二物镜单元入射至所述第二表面，所述第二光束经所述第二表面反射或散射形成第二反射或散射光束，所述第二采集单元用于在所述第一采集单元采集所述第一表面图像的同时采集所述第二反射或散射光束生成第二表面图像；
控制器，所述控制器与所述工件台、所述第一采集单元和所述第二采集单元连接，用于控制所述工件台的运动，还用于接收所述第一表面图像和所述第二表面图像，并根据所述第一表面图像识别所述第一表面的缺陷，根据所述第二表面图像识别所述第二表面的缺陷。
2.根据权利要求1所述的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第一光源单元包括：第一光源、第一准直透镜和第一调光元件，所述第一光源出射的第一光束依次经过所述第一准直透镜、所述第一调光元件和所述第一物镜单元入射至所述第一表面，所述第一调光元件用于调整所述第一光束；
所述第二光源单元包括：第二光源、第二准直透镜和第二调光元件，所述第二光源出射的第二光束依次经过所述第二准直透镜、所述第二调光元件和所述第二物镜单元入射至所述第二表面，所述第二调光元件用于调整所述第二光束。
3.根据权利要求2所述的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第一调光元件和所述第二调光元件均包括第一反射镜，所述第一光束入射至所述第一表面形成的光斑与所述第二光束入射至所述第二表面形成的光斑不交叠。
4.根据权利要求3所述的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第一光束入射至所述第一表面形成的光斑与所述第二光束入射至所述第二表面形成的光斑均相对于所述待测物中心至少偏移照明视场的一半距离。
5.根据权利要求2所述的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第一采集单元包括：第三调光元件、第一后组透镜和第一探测器，所述第一表面反射的第一反射或散射光束依次经过所述第一物镜单元、所述第三调光元件、所述第一后组透镜入射至所述第一探测器；
所述第二采集单元包括：第四调光元件、第二后组透镜和第二探测器，所述第二表面反射的第二反射或散射光束依次经过所述第二物镜单元、所述第四调光元件、所述第二后组透镜入射至所述第二探测器。
6.根据权利要求5所述的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第一调光元件和所述第三调光元件均包括第一滤光片，所述第二调光元件和所述第四调光元件均包括第二滤光片，其中，所述第一滤光片与所述第二滤光片通过的光束波长不同。
7.根据权利要求5所述的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第一调光元件包括第一起偏器，所述第三调光元件包括第一检偏器，所述第二调光元件包括第二起偏器，所述第四调光元件包括第二检偏器，其中，所述第一起偏器与所述第一检偏器的偏振方向均为第一方向，所述第二起偏器与所述第二检偏器的偏振方向均为第二方向，所述第一方向与所述第二方向垂直。
8.根据权利要求6或7所述的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第一调光元件还包括第三反射镜，所述第二调光元件还包括第四反射镜。
9.根据权利要求1所述的表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第一物镜单元包括：第一分束器和第一前组透镜，所述第一光源单元出射的第一光束依次经过所述第一分束器和所述第一前组透镜入射至所述第一表面，所述第一光束经所述第一表面反射或散射形成第一反射或散射光束，所述第一采集单元用于采集所述第一反射或散射光束；
所述第二物镜单元包括：第二分束器和第二前组透镜，所述第二光源单元出射的第二光束依次经过所述第二分束器和所述第二前组透镜入射至所述第二表面，所述第二光束经所述第二表面反射或散射形成第二反射或散射光束，所述第二采集单元用于采集所述第二反射或散射光束。
10.一种表面缺陷检测方法，其特征在于，基于权利要求1-9任一项所述的表面缺陷检测装置实现，包括以下步骤：
上载待测物至所述工件台；
调节所述第一检测单元的焦面对所述第一表面进行成像，调节所述第二检测单元焦面对所述第二表面进行成像；
控制器控制所述工件台承载所述待测物运动，并接收所述第一采集单元采集的待测物的第一表面的图像和所述第二采集单元采集的所述待测物的第二表面的图像，并通过图像处理算法对所述第一表面的图像和所述第二表面的图像进行处理分析，识别所述第一表面和所述第二表面的缺陷。
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