CN115015275A - 一种缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及工业视觉技术领域，具体而言，涉及一种缺陷检测装置，一定程度上可以解决工业产品在3D外观缺陷检测、或多面缺陷检测时，需要设置多个工位及对应的光学镜头用于缺陷检测；以及在同时存在划痕、脏污时，需要先后进行明场检测、及暗场检测，才能区别划痕、及脏污的问题。所述缺陷检测装置包括：光源组件；光感测器组件，用于承载成像；主光路，用于使来自产品前端面的反射光途径补偿镜组件、分光镜组件、及物镜组件，成像于第一区域；明场光路，用于使来自所述产品侧面的反射光途径所述明场光路依次布置的明场反射镜组件、及所述物镜组件，成像于所述光感测器组件的第二区域，所述第二区域用于所述产品侧面的明场检测。

Description

一种缺陷检测装置

技术领域

本申请涉及工业视觉技术领域，具体而言，涉及一种缺陷检测装置。

背景技术

工业产品的外观缺陷检测，是指通过机器视觉技术，检测工业产品表面是否存在的脏污、毛发、划痕等缺陷，并将检测获取的缺陷进行成像显示，以使质检员对存在缺陷能快速定位、准确识别其类型。

在一些工业产品的缺陷检测实现中，通常使用光学镜头对工业产品的某个检测面单独进行缺陷检测。在明场照明检测中，光学镜头与光感测器、照明光源共轴，大部分光经被检测产品反射进入到光感测器，该检测方式对脏污、及划痕的检测效果较好；在暗场照明检测中，光学镜头与光感测器、照明光源非共轴，小部分光经被检测产品漫散射进入到光感测器，该检测方式对划痕的检测效果较好。

然而，在对工业产品的3D外观、或多个检测面同时进行缺陷检测时，需在多个检测面对应的方位分别设置光学镜头，每个方位的光学镜头仅负责检测其对应的检测面；且当检测面同时存在划痕、及脏污时，需要先后进行明场检测、及暗场检测，才能准确区别划痕、及脏污。

发明内容

为了解决工业产品在3D外观缺陷检测、或多面缺陷检测时，需要设置多个工位及对应的光学镜头用于缺陷检测；以及在同时存在划痕、脏污时，需要先后进行明场检测、及暗场检测，才能区别划痕、及脏污的问题，本申请提供了一种缺陷检测装置。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例的第一方面提供一种缺陷检测装置，包括：

光源组件，用于为产品照明；

光感测器组件，用于承载所述产品的成像；

主光路，用于使来自所述产品前端面的反射光途径所述主光路依次布置的补偿镜组件、分光镜组件、及物镜组件，成像于所述光感测器组件的第一区域，所述第一区域用于所述产品前端面的明场检测；

明场光路，用于使来自所述产品侧面的反射光途径所述明场光路依次布置的明场反射镜组件、及所述物镜组件，成像于所述光感测器组件的第二区域，所述第二区域用于所述产品侧面的明场检测；

其中，所述补偿镜组件用于消除所述主光路与所述明场光路的光程差，以使所述光感测器组件同时成像所述前端面、及所述侧面的明场照明成像。

在一些实施例中，所述明场反射镜组件呈曲面扇形；

所述曲面扇形的明场反射镜组件用于使来自所述产品侧面的反射光途径所述物镜组件，成像于所述光感测器组件的所述第二区域，所述第二区域呈环状。

在一些实施例中，所述明场反射镜组件包括：

4个反射镜，分别设置于所述产品的上方、下方、近端方向、及远端方向，用于使来自所述产品各个侧面的反射光途径所述物镜组件，分别成像于所述光感测器组件的4个不同区域，所述4个不同区域构成所述第二区域。

在一些实施例中，所述缺陷检测装置还包括：

暗场光路，用于使来自所述前端面的散射光途径所述暗场光路依次布置的暗场反射镜组件、及所述物镜组件成像于所述光感测器组件的第三区域，所述第三区域用于所述前端面的暗场检测；

其中，所述补偿镜组件还用于消除所述主光路与所述暗场光路的光程差，以使所述光感测器组件同时成像所述前端面的明场照明成像、及暗场照明成象。

在一些实施例中，所述明场反射镜组件包括：

3个反射镜，分别设置于所述产品的上侧、近端侧、及远端侧，用于使来自所述产品上侧面、近端侧面、及远端侧面的反射光途径所述物镜组件，分别成像于所述光感测器组件的3 个不同区域，所述3个不同区域构成所述第二区域；

所述暗场反射镜组件设置于所述产品的下侧，用于使来自所述前端面的散射光途径所述暗场光路布置的所述物镜组件成像于所述光感测器的第三区域。

在一些实施例中，所述物镜组件的对比度被配置为大于预设阈值，所述预设阈值用于确定预设级别对应的缺陷是否被检出，所述对比度为所述物镜物件能够识别最小分辨率、与不可识别最大分辨率的差值。

在一些实施例中，所述物镜组件包括：

用于变焦的透镜组合，所述透镜组合包括凸透镜、凹透镜、平面镜、柱面镜中的一种或多种组合，所述透镜组合用于检测具有深度的产品。

在一些实施例中，所述光源组件包括：

第一光源，用于发出依次途径所述分光镜组件、补偿镜组件、投射至所述前端面进入所述主光路的入射光；

第二光源，用于发出投射至所述产品侧面的入射光，所述入射光经所述侧面反射后进入所述明场光路。

在一些实施例中，所述光源组件包括：

第三光源，用于发出投入所述产品表面的入射光，所述入射光经所述表面散射后进入所述暗场光路。

本申请的有益效果：通过构建主光路，可实现产品前端面的明场检测；进一步通过构建明场光路，可同步实现产品侧面的明场检测；进一步通过构建补偿镜组件，可消除主光路与明场光路的光程差；进一步通过构建反射镜组件，可实现光路转折，使明场光路、暗场光路离轴，使之区别于主光路；进一步通构建第一区域、第二区域，可实现产品多个面的同步明场检测结果观察；进一步通过构建第三区域，可同步实现前端面的明场和暗场检测，实现无须多工位配合、单工位对产品3D外观完成缺陷检测、实现明场、暗场同步检测、检测应检细节、忽略不应检特征、提高缺陷检测效率、提高检测装置集成度、降低检测装置制造维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请一实施例缺陷检测装置的结构示意图；

图2示出了本申请另一实施例缺陷检测装置的结构示意图；

图3示出了本申请另一实施例缺陷检测装置的结构示意图；

图4A示出了本申请一实施例工业产品缺陷检测的多工位配合示意图；

图4B示出了本申请一实施例明场照明和暗场照明的比对示意图；

图4C示出了本申请一实施例明场照明检测与暗场检测效果的比对示意图；

图4D示出了本申请一实施例缺陷检测装置中工业镜头的子午面系统光路示意图；

图4E示出了本申请一实施例缺陷检测装置中光路成像原理示意图；

图4F示出了本申请一实施例缺陷检测装置中镜头的调制传递函数仿真示意图；

图4G示出了本申请一实施例缺陷检测装置中不同分辨率线对数经过高对比度物镜的图像模拟结果示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、实施方式和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。

本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语″第一″、″第二″、″第三″等是用于区别类似或同类的对象或实体，而不必然意味着限定特定的顺序或先后次序，除非另外注明。应该理解这样使用的用语在适当情况下可以互换。

术语″前端″、″后端″、″近端″、″远端″、″上侧″、″下侧″以及他们的任何变形，均以说明书附图1的视角为基础，读者看附图1的纸面，靠近读者一侧为近端，远离读者一侧为远端，纸面向上的方向为上侧，纸面向下的方向为下侧，纸面向右的方向为前端面，纸面向左的方向为后端面。

术语“包括″和″具有″以及他们的任何变形，意图在于覆盖但不排他的包含，例如，包含了一系列组件的产品或设备不必限于清楚地列出的所有组件，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它组件。

图1示出了本申请一实施例缺陷检测装置的结构示意图。

在一些实施例中，本申请提供的缺陷检测装置可包括光源组件、光感测器组件、主光路、及明场光路。

本申请将以明场反射镜组件实施为1个明场反射镜，补偿镜组件实施为1个补偿镜，分光镜组件实施为1个分光镜，物镜组件实施为1个物镜，暗场反射镜组件实施为1个暗场反射镜，光感测器组件实施为1个光感测器为例，对本申请提供的缺陷检测装置进行阐述。

在一些实施例中，主光路用于使来自产品前端面的反射光，途径所述主光路依次布置的补偿镜组件、分光镜组件、及物镜组件，成像于所述光感测器组件的第一区域，所述第一区域用于所述产品前端面的明场检测，也可以称为正视场的明场检测，第一区域例如可位于光感测器组件的中心位置。

其中，主光路可用于检测产品的前端面，前端面为图1中纸面右侧方向的产品侧面。

虽然本申请中将图1中产品右侧面、即面向镜头的侧面称为前端面，但本申请对产品前端面的位置并不做具体的限定，可根据本申请公开的发明内容，根据实际情况确定待检测产品的前端面。

在产品前端面的右侧，依次布置有补偿镜组件、分光镜组件、及物镜组件，来自产品前端面的反射光经过上述补偿镜组件、分光镜组件、及物镜组件后将投射至光感测器组件，并在第一区域进行成像。

通过观测第一区域的成像，可发现产品前端面存在的划痕、或脏污等缺陷，即主光路用于明场检测。

分光镜组件可将来自光源的入射光反射至产品的前端面；分光镜组件还使来自产品前端面的反射光从分光镜组件自身通过，然后途径物镜组件透射至光感测器组件。

需要说明的市，补偿镜组件、或分光镜组件、或物镜组件各自分别可实施为透镜组合，所述透镜组合可包括凸透镜、凹透镜、平面镜、柱面镜中、或其它形式镜的一种或多种组合，本申请对透镜组合方式并不做具体的限定。

在一些实施例中，明场光路用于使来自产品侧面的反射光，途径明场光路依次布置的明场反射镜组件、及上述物镜组件，成像于光感测器组件的第二区域，该第二区域用于产品侧面的明场检测。

其中，明场反射镜组件使来自产品侧面的反射光，反射途径主光路所配置的物镜组件。

需要说明的是，虽然图1中明场光路、与主光路共用同一个物镜组件，该明场光路还可使用单独配置的物镜组件。

可以理解，明场光路和主光路共用同一个物镜组件，可提高缺陷检测装置的集成度，减少装置的零件数量，降低制造成本，提高装置可靠性。

在一些实施例中，明场反射镜组件可实施为单独平面镜、或多个平面镜的组合、或透镜组合，所述透镜组合可包括凸透镜、凹透镜、平面镜、柱面镜、或其它形式镜中的一种或多种组合，能够使来自产品侧面的反射光途径物镜组件，并成像于光感测器组件的第二区域。

例如，明场反射镜组件可实施为如图1示出的明场反射镜，具体可实施为1个平面镜，在对产品的下侧面进行明场检测时，可将该平面镜设置于产品的下侧，从而可反射来自产品下侧面的光，使反射光途径物镜组件成像于第二区域，明场光路可实现离轴、与主光路分离。

补偿镜组件可用于消除主光路与明场光路的光程差，以使光感测器组件可同时成像产品前端面、及产品侧面的明场照明成像。

光源组件用于为产品照明，为产品的检测面提供入射光，所述入射光可用于反射、或漫散射。

例如，光源组件在具体实施为光源时，光源发出的入射光经过分光镜反射，途径补偿镜投射至产品前端面；然后，该入射光在产品前端面反射后，将进入主光路，用于明场检测，如图1所示。

在一些实施例中，还可设置用于在产品下侧面形成反射光的的第二光源(图1未显示)，以实现产品下侧面的明场检测；即第二光源发出的入射光投射至产品的下侧面，然后该入射光在下侧面经过反射后投射至明场反射镜，经过明场反射镜的反射，再次途径明场光路的物镜最终成像在光感测器的第二区域。

光感测器接收来自主光路、以及明场光路的光，对前端面在第一区域进行成像，对下侧面在第二区域进行成像。

需要说明的是，虽然图1中明场反射镜组件实施为1个明场反射镜，且设置于产品的下侧，用于对产品下侧面进行明场检测。但本申请并不对明场反射镜组件的位置进行限定，例如明场反射镜组件还可设置于产品的上侧方向、近端侧方向、远端侧方向，以分别用于对产品上侧面、近端面、远端面进行明场检测。

其中，通过光路设计、增加透镜组件，明场反射镜组件还可用于对产品后端面进行明场检测。

可以理解，产品侧面通过明场光路，成像于光感测器的第二区域，该第二区域与第一区域位于不同位置。

将第一区域、第二区域组合后，可实现单工位设置单镜头，同时对产品多面进行明场检测。

例如，通过图像处理技术，可将第一区域、第二区域的成像进行3D合成，从而实现产品多面外观检测。

在一些实施例中，对产品的各个侧面分别设置明场光路，使得多个第二区域对应的第二区域集合能够成像除前端面之外的所有面，该缺陷检测装置可实现产品的3D外观缺陷检测。

可以理解，工业产品的外观具有多样性，所以工业产品多数为3D外型轮廓，本申请提供的缺陷检测装置配合计算机图像处理技术，可实现3D成像检测、及3D数据重建功能。

在一些实施例中，明场反射镜组件可实施为曲面扇形，该曲面扇形的明场反射镜组件用于使来自产品侧面的反射光途径物镜组件，成像于光感测器组件的第二区域，所述第二区域对应的呈环状。

例如，明场反射镜组件实施为曲面扇形反射镜，所述曲面扇形反射镜包括扩口、收口、以及位于扩口和收口之间的曲面。

曲面扇形反射镜可环绕设置于待测产品，对应的还可设置环形光源(附图未示出)，环形光源发出用于明场检测的入射光，曲面扇形反射镜对自产品侧面的反射光进行反射，使其途径物镜成像于光感测器的第二区域。

第二区域对应的可呈现为圆环，所述圆环可包括内环及外环，通过对内环及外环之间的明场照明成像进行观测，可实现产品侧面的明场检测。

可以理解，明场反射镜组件实施为曲面扇形，对电池等具有圆周外形结构元素的产品具有良好的明场检测效果。

第一区域可位于光感测器的中心位置，第二区域可位于第一区域的周边。

需要说明的是，曲面扇形的明场反射镜组件，可实施为闭合曲面扇形，也可实施为不闭合的曲面扇形。

例如，当曲面扇形明场反射镜组件闭合时，可对产品的所有侧面进行明场照明成像；当曲面扇形明场反射镜组件不闭合时，可对产品的部分连续侧面进行明场照明成像。

在一些实施例中，明场反射镜组件还可实施为包括4个反射镜，分别设置于产品的上侧方向、下侧方向、近端侧方向、及远端侧方向，用于使来自产品各个侧面的反射光，途径物镜组件，分别成像于光感测器组件的4个不同区域，该4个不同区域构成第二区域。

例如，在产品上侧方向设置一个用于明场检测的第一反射镜，在产品下侧方向设置一个用于明场检测的第二反射镜，在产品远端侧方向设置一个用于明场检测的第三反射镜，在产品近侧方向设置一个用于明场检测的第四反射镜。

其中，通过配置物镜的尺寸、及反射镜距离产品侧面的距离，上述4个反射镜可将来自产品侧面的反射光进行反射使其途径物镜后，最终投射至光感测器。

对应的，光感测器上将形成第二区域，第二区域可包括4个不同的成像区域，上述4个成像区域可围绕主光路成像的第一区域，可实现在一个工位设置1个缺陷检测装置，同时对产品5个面进行明场检测，提高检测效率，减少所需的检测工位、检测设备、检测人员。

需要说明的是，对于产品的后端面的明场检测，在上述实施例的基础上，通过反射光路配置，还可增加用于明场检测的反射镜，使第二区域包括第5个不同的成像区域，从而实现产品6个面同时进行明场检测，实现6个面的明场照明成像；可以理解，只需要在远端面附近设置合适的辅助反射镜，就可以使来自后端面的反射光进入明场光路，该辅助反射镜的位置设置属于常规技术手段，本申请不对其进行限制。

本申请提供的缺陷检测装置，通过反射镜组件进行光路转折，利用补偿镜组件消除离轴成像的像差，对不同视场的成像光路进行补偿，可实现单镜头完成3D物体的全景拍摄和检测。

在一些实施例中，对产品的多面进行检测，假设缺陷检测装置仅设置1个主光路时，需多个工位配置缺陷检测装置，然后同时对工业产品的不同侧面进行明场检测。

如图4A所示，对工业产品进行3D外观缺陷检测，可使用三个工位，分别设置灯光与检测相机；

然后在不同角度下对工业产品进行拍摄，获取三维数据；根据投影原理，利用算法重建出工业产品外观与缺陷的3D轮廓特征。

图4D示出了本申请一实施例缺陷检测装置中工业镜头的子午面系统光路示意图。

在一些实施例中，在3D工业镜头的光学设计中，三个维度方向均存在成像物面，分别可表示为XOZ面，YOZ面与XOY面。

YOZ面视场发出的光线沿着光轴经过后续成像镜头，也称为物镜，最终成像在光感测器的中心位置。

XOZ面、与XOY面视场发出的光线先经过反射镜进行光路转折，然后在离轴方向经过后续成像物镜，也称为物镜，最终成像在光感测器的上侧与左侧位置，可避免不同维度视场的成像混淆问题。

XOZ面、与XOY面的视场经过一次光路折叠，与沿着光轴传输的YOZ面视场具有光程差，因此，在成像物镜前添加一个小型光程补偿镜，只让YOZ面视场的光通过，可使各个维度视场均聚焦在光感测器上成像。

例如，中心视场(YOZ视场)周围设置4个反射镜，就可同时在光感测上对产品的五个方向面的视图成像，从而完成部分或全部的3D外观与3D缺陷检测，图4E所示。

可以理解，本申请提供的缺陷检测装置，在具体实施为3D工业成像镜头时，可完成单工位对工业产品3D外观与缺陷进行检测的功能。

图2示出了本申请另一实施例缺陷检测装置的结构示意图。

在一些实施例中，本申请提供的缺陷检测装置还包括暗场光路，该暗场光路用于使来自产品前端面的散射光途径暗场光路依次布置的暗场反射镜组件、及物镜组件成像于光感测器组件的第三区域，该第三区域用于前端面的暗场检测。

主光路中的补偿镜组件还可用于消除主光路与暗场光路的光程差，以使光感测器组件同时成像前端面的明场照明成像、及暗场照明成象。

如图2所示，明场反射镜设置于产品的下侧方向时，暗场反射镜可设置于产品上侧方向。其中，暗场反射镜还可设置于近端侧方向、或远端侧方向。

需要说明的市，虽然图2中明场光路设置于产品下侧方向，暗场光路设置于产品上侧方向，但本申请对明场、暗场光路的位置配置并不做具体的限定。例如，明场光路还可设置于产品上侧方向，暗场光路还可设置于产品下侧方向。

在一些实施例中，明场光路设置于产品下侧方向，暗场反射镜还可设置于明场反射镜的下侧方向，通过配置明场反射镜与暗场反射镜的相对位置，可在产品同侧实现明场光路和暗场光路的布置。

暗场光路用于主光路对应检测面的暗场检测，如主光路对前端面进行明场检测，则暗场光路可同时对前端面进行暗场检测。

明场检测可灵敏的检测脏污、及划痕，暗场检测则可灵敏的检测划痕。

同时比对前端面明场检测对应的第一区域、及暗场检测对应的第三区域，可实现在前端面同时存在脏污、划痕时，对上述脏污和划痕进行区别鉴定，而不需要先后分别进行明场检测与暗场检测，如图4C所示。

需要说明的是，虽然图2中暗场光路与主光路共用同一物镜组件，但本申请对所述物镜不做具体限定。在一些实施例中，暗场光路还可使用单独配置的物镜。

在一些实施例中，暗场光路和主光路共用同一个物镜，可提高缺陷检测装置的集成度，减少零件数量，降低制造成本，提高装置的可靠性。

可以理解，缺陷检测装置包括明场、暗场光路时，光感测器成像将包括第一区域、第二区域及第三区域。

第一区域可用于前端面明场检测，检测前端面可能存在的脏污、及划痕；

第二区域可用于侧面的明场检测，检测侧面可能存在的脏污、及划痕；

第三区域可用于前端面的暗场检测，检测前端面可能存在的划痕。

在一些实施例中，本申请提供的缺陷检测装置，能够实现明暗场照明结合的高对比度3D 变焦缺陷检测，其结构可包括照明光源、分光镜、若干反射镜、光程补偿镜、物镜与光感测器等六个模块。

当待检测物体同时具有3D检测、与明暗场同步检测的要求时，一个方位的反射镜负责转折YOZ正向视场的漫反射暗场信息；其它三个方位的反射镜负责转折物体的边缘视场3D信息。

在此结构下，可以同时获得待检测产品正向视场的明暗场信息、与侧面边缘视场的明场信息，单工位可完成3D检测与明暗场并行检测。

可以理解，在暗场条件下，划痕检测具有极高的灵敏度，而脏污检测几乎无响应，因此明暗场照明结合的缺陷检测装置可将划痕、赃物轻易分辨鉴定。

在一些实施例中，在缺陷检测装置仅具备主光路的明场检测功能时，或仅具备暗场检测功能时，为了实现明场暗场同时检测或3D外观检测，可同时使用明场检测工位、及暗场检测工位，如图4A所示。

通过明场光路、及暗场光路的设置，缺陷检测装置能够同时进行明场检测和暗场检测，且能够实现同时对多个面进行明场检测，减少多面检测时工位设置、降低缺陷检测装置投入数量，不须为了区别脏污划痕先后进行明场、及暗场检测，能够提升产品缺陷检测效率，降低检测成本，时缺陷检测更加简便。

可以理解，若仅进行明场检测，工业产品上的脏污、毛发等污染将与划痕、破损等缺陷一同成像在光感测器上，从而很难进行区分。

在一些实施例中，明场照明方式中，光学镜头与光感测器和照明光源共轴，大部分光能量均通过被检测产品反射、透射进入到光感测器中被接收到，此方案的优势为检测精度高，但是不能将脏污、与划痕区别。

在暗场照明方式中，光学镜头与光感测器和照明光源非共轴，仅仅有部分经被检测产品漫散射后的光能量可以进入到光感测器中被接收到，如图4B所示。

在一些实施例中，待检测工业产品具有散射系数高的特点，如包装检测、半导体检测。

明暗场照明结合的光路配置结构与3D成像的光路配置结构相似，使用常规的同轴光源进行照明，照明光源经过分光镜分光后，照射在检测面上，经物面反射后的光束沿着光轴依次通过补偿镜、分光镜与物镜，最终成像在光感测器的靶面中央，如图3中的实线。

经检测面散射后的光束经过反射镜的光路转折后，以离轴成像的方式经过物镜，从而成像在光感测器的靶面边缘，如图3中的虚线。

因此，缺陷检测装置包括图3的光路时，可完成单工位的明暗场照明结合式测量，同时做到明场检测与暗场检测相结合。

在一些实施例中，包含暗场光路的缺陷检测装置，还可被配置为其明场反射镜组件包括： 3个反射镜，分别设置于产品的上侧、近端侧、及远端侧，用于使来自产品上侧面、近端侧面、及远端侧面的反射光途径物镜组件，分别成像于光感测器组件的3个不同区域，所述3个不同区域构成第二区域。

其暗场反射镜组件设置于产品的下侧，用于使来自前端面的散射光途径暗场光路布置的物镜组件成像于光感测器的第三区域。

其中，暗场反射镜组件可实施为1个暗场反射镜，设置于产品的下侧。明场光路、暗场光路可共用物镜组件、以及光感测器组件。

对于明场光路，可配置对应3个明场反射镜的的3个明场照明光源；对于暗场光路，还可配置对应于1个暗场反射镜的1个暗场照明光源，所诉明场照明光源、及暗场照明光源的数量、及照明方式，可根据实际情况进行配置。

例如，当产品放置于检测台时，设置于产品上侧、近端侧、及远端侧3个明场反射镜，对应于光感测器上第二区域包含的三个不同区域，可实现上侧面、近端侧面、及远端侧面的明场检测。

设置于产品下侧的1个暗场反射镜，对应于光感测器的第三区域，可实现前端面的暗场检测；光感测器的第一区域，可实现前端面的明场检测。

需要说明的是，虽然本实施例中暗场光路设置于产品下侧方向，明场光路设置于产品上侧方向、近端侧方向、及远端侧方向，但本申请对明场光路、暗场光路的位置配置并不做具体限定，例如暗场光路也可设置于设置于产品上侧方向，明场光路也可设置于产品下侧方向、近端侧方向、及远端侧方向。

在一些实施例中，包含暗场光路的缺陷检测装置，还可被配置为明场反射镜组件可实施为曲面扇形，该曲面扇形的明场反射镜组件用于使来自产品侧面的反射光途径物镜组件，最终成像于光感测器组件的第二区域，所述第二区域呈环状。

暗场光路用于使来自产品前端面的散射光途径暗场光路依次布置的暗场反射镜组件、及物镜组件成像于光感测器组件的第三区域，该第三区域用于前端面的暗场检测。

例如，明场反射镜组件实施为曲面扇形反射镜，曲面扇形反射镜环绕可设置于待测产品，对应的可设置环形光源用于明场照明。

暗场反射镜设置于产品上侧，对应的可设置暗场光源，使来自产品前端面的散射光反射进入暗场光路；在光感测器上可成像在第二区域、以及第三区域。

通过实施该技术方案，对于类似圆柱形的产品、或侧面不能明显区分为多个侧面的产品，可实现产品多个面同时检测，并同时实现明场检测和暗场检测。

在一些实施例中，包含暗场光路的缺陷检测装置，还可被配置为明场反射镜组件可实施为包括4个反射镜，分别设置于所述产品的上方、下方、近端方向、及远端方向，用于使来自产品各个侧面的反射光途径物镜组件，分别成像于光感测器组件的4个不同区域，该4个不同区域构成第二区域。

暗场光路用于使来自产品前端面的散射光途径暗场光路依次布置的暗场反射镜组件、及物镜组件成像于光感测器组件的第三区域，该第三区域用于前端面的暗场检测。

例如，在产品的上侧方向设置一个用于明场检测的第一反射镜，在产品的下侧方向设置一个用于明场检测的第二反射镜，在产品的远端侧方向设置一个用于明场检测的第三反射镜，在产品的近侧方向设置一个用于明场检测的第四反射镜。

然后在产品的任意一个方向的明场反射镜附近，再设置一个暗场反射镜，通过配置暗场反射镜与明场反射镜互不阻挡、干扰，可实现明场光路与暗场光路的分别实现。

对应的，在光感测器上将显示4个不同的成像区域，上述4个不同的成像区域构成第二区域；

暗场光路对应于第三区域，上述4个成像区域可围绕主光路对应的第一区域，可实现在一个工位设置1个镜头，同时对产品的5个面进行明场检测，并对其中前端面同时进行暗场检测，可提高检测效率，减少检测工位、设备、及人员。

在一些实施中，光源组件包括第一光源和第二光源。

其中，第一光源可用于发出依次途径分光镜组件、补偿镜组件、投射至前端面进入主光路的入射光；

第二光源可用于发出投射至产品侧面的入射光，所述入射光经侧面反射后进入明场光路。

在一些实施中，光源组件包括第三光源，可用于发出投入所述产品表面的入射光，所述入射光经所述表面散射后进入暗场光路。

本方案通过设计独特的照明光路，使单工位同时兼并明场与暗场的照明方式，从而达到精准检测与精确检测的目的。

图3示出了本申请另一实施例缺陷检测装置的结构示意图。

在一些实施例中，本申请提供的缺陷检测装置可包括光源组件、光感测器组件、主光路、及暗场光路。

例如，主光路用于使来自待检测产品前端面的反射光，途径所述主光路依次布置的补偿镜、分光镜、及物镜，成像于光感测器的第一区域，所述第一区域用于产品前端面的明场检测。

暗场光路可设置于产品上侧，用于使来自产品前端面的散射光途径暗场光路依次布置的暗场反射镜、及物镜成像于光感测器的第三区域，该第三区域用于前端面的暗场检测，第三区域与第一区域位于不同区域。

主光路中的补偿镜组件还可用于消除主光路与暗场光路的光程差，以使光感测器组件同时成像前端面的明场照明成像、及暗场照明成象。

需要说明的市，虽然图1设置于产品上侧，但本申请对暗场光路的方位布置并不做具体限制，所述暗场光路还可设置于产品下侧方向、或近端侧反向、或远端侧方向，对应的在光感测器上成像的第三区域也将位于不同位置。

暗场光路用于主光路检测面的暗场检测，如主光路对前端面进行明场检测时，暗场光路同时对所述前端面进行暗场检测。

明场检测可灵敏检测脏污、及划痕，暗场检测可灵敏检测划痕，同时比对前端面明场检测的第一区域、及前端面暗场检测的第三区域，在前端面同时存在脏污、划痕时，可对上述脏污和划痕进行区别，如图4C所示。

通过主光路、及暗场光路的设置，可使得缺陷检测装置能够同时对检测面进行明场检测和暗场检测，减少检测工位设置、降低缺陷检测装置投入数量，不须为了区别脏污划痕先后进行明场、及暗场检测，能够提升产品缺陷检测效率，降低检测成本，时缺陷检测更加简便。

在一些实施例中，物镜组件的对比度被配置为大于预设阈值，预设阈值用于确定预设级别对应的缺陷是否被检出，对比度为物镜物件能够识别最小分辨率、与不可识别最大分辨率的差值。

对于物镜而言，镜头可分辨的最小分辨率与不可分辨的最大分辨率之比称之为对比度。

满足工业产品的检测需求，达到检测应检细节，忽略不应检特征的目的，就需要对物镜进行特殊设计。

如图4F所示，镜头的对比度与其调制传递函数(MTF)的下降梯度有关。

调制传递函数下降梯度越快，则工业镜头可分辨的最小分辨率与不可分辨的最大分辨率之差越小，从而镜头的对比度越高，可以完成差之毫厘之间的检出与不检出的设定。

物镜可被配置为分辨的最小分辨率与不可分辨的最大分辨率之差可降低到50％以下，如图4G所示。

在一些实施中，物镜组件可包括用于变焦的透镜组合，所述透镜组合包括凸透镜、凹透镜、平面镜、柱面镜中的一种或多种组合，所述透镜组合用于检测具有深度的产品。

本申请提供的缺陷检测装置，其物镜具备高对比度，可以达到工业产品检测应检细节，忽略不应检特征的目的，提高工业化检测效率。

除此之外，物镜包括的透镜组合，还具备变焦功能，可适用于具有一定深度的工业产品的外观缺陷检测。

本部分实施例的有益效果在于，通过构建主光路，可实现产品前端面的明场检测；进一步通过构建明场光路，可同步实现产品侧面的明场检测；进一步通过构建补偿镜组件，可消除主光路与明场光路的光程差；进一步通过构建反射镜组件，可实现光路转折，使明场光路、暗场光路离轴，使之区别于主光路；进一步通构建第一区域、第二区域，可实现产品多个面的同步明场检测结果观察；进一步通过构建第三区域，可同步实现前端面的明场和暗场检测，实现无须多工位配合、单工位对产品3D外观完成缺陷检测、实现明场、暗场同步检测、检测应检细节、忽略不应检特征、提高缺陷检测效率、提高检测装置集成度、降低检测装置制造维护成本。

为了方便解释，已经结合具体的实施方式进行了上述说明。但是，上述在一些实施例中讨论不是意图穷尽或者将实施方式限定到上述公开的具体形式。根据上述的教导，可以得到多种修改和变形。上述实施方式的选择和描述是为了更好的解释原理以及实际的应用，从而使得本领域技术人员更好的使用实施方式以及适于具体使用考虑的各种不同的变形的实施方式。

Claims (10)

1.一种缺陷检测装置，其特征在于，包括：

光源组件，用于为产品照明；

光感测器组件，用于承载所述产品的成像；

主光路，用于使来自所述产品前端面的反射光途径所述主光路依次布置的补偿镜组件、分光镜组件、及物镜组件，成像于所述光感测器组件的第一区域，所述第一区域用于所述产品前端面的明场检测；

明场光路，用于使来自所述产品侧面的反射光途径所述明场光路依次布置的明场反射镜组件、及所述物镜组件，成像于所述光感测器组件的第二区域，所述第二区域用于所述产品侧面的明场检测；

其中，所述补偿镜组件用于消除所述主光路与所述明场光路的光程差，以使所述光感测器组件同时成像所述前端面、及所述侧面的明场照明成像。

2.如权利要求1所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述明场反射镜组件呈曲面扇形；

所述曲面扇形的明场反射镜组件用于使来自所述产品侧面的反射光途径所述物镜组件，成像于所述光感测器组件的所述第二区域，所述第二区域呈环状。

3.如权利要求1所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述明场反射镜组件包括：

4个反射镜，分别设置于所述产品的上方、下方、近端方向、及远端方向，用于使来自所述产品各个侧面的反射光途径所述物镜组件，分别成像于所述光感测器组件的4个不同区域，所述4个不同区域构成所述第二区域。

4.如权利要求1所述的缺陷检测装置，其特征在于，还包括：

暗场光路，用于使来自所述前端面的散射光途径所述暗场光路依次布置的暗场反射镜组件、及所述物镜组件成像于所述光感测器组件的第三区域，所述第三区域用于所述前端面的暗场检测；

其中，所述补偿镜组件还用于消除所述主光路与所述暗场光路的光程差，以使所述光感测器组件同时成像所述前端面的明场照明成像、及暗场照明成象。

5.如权利要求4所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述明场反射镜组件包括：

3个反射镜，分别设置于所述产品的下侧、近端侧、及远端侧，用于使来自所述产品下侧面、近端侧面、及远端侧面的反射光途径所述物镜组件，分别成像于所述光感测器组件的3个不同区域，所述3个不同区域构成所述第二区域；

所述暗场反射镜组件设置于所述产品的上侧，用于使来自所述前端面的散射光途径所述暗场光路布置的所述物镜组件成像于所述光感测器的第三区域。

6.如权利要求2或3所述的缺陷检测装置，其特征在于，还包括：

暗场光路，用于使来自所述前端面的散射光途径所述暗场光路依次布置的暗场反射镜组件、及所述物镜组件成像于所述光感测器组件的第三区域，所述第三区域用于所述前端面的暗场检测；

其中，所述补偿镜组件还用于消除所述主光路与所述暗场光路的光程差，以使所述光感测器组件同时成像所述前端面的明场照明成像、及暗场照明成象。

7.如权利要求1所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述物镜组件的对比度被配置为大于预设阈值，所述预设阈值用于确定预设级别对应的缺陷是否被检出，所述对比度为所述物镜物件能够识别最小分辨率、与不可识别最大分辨率的差值。

8.如权利要求1所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述物镜组件包括：

用于变焦的透镜组合，所述透镜组合包括凸透镜、凹透镜、平面镜、柱面镜中的一种或多种组合，所述透镜组合用于检测具有深度的产品。

9.如权利要求1所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述光源组件包括：

第一光源，用于发出依次途径所述分光镜组件、补偿镜组件、投射至所述前端面进入所述主光路的入射光；

第二光源，用于发出投射至所述产品侧面的入射光，所述入射光经所述侧面反射后进入所述明场光路。

10.如权利要求4或5所述的缺陷检测装置，其特征在于，所述光源组件包括：

第三光源，用于发出投入所述产品表面的入射光，所述入射光经所述表面散射后进入所述暗场光路。

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