CN117848245A - 一种偏振器件平整度检测方法及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于偏振器件检测领域，公开了一种偏振器件平整度检测方法及检测装置，通过在具有密闭外壳的装置中，使用载有待检测偏振器件的识读设备对标定板进行图像拍摄，通过机器视觉的方法定位并计算图像中子区域的模糊度，再计算被判定为模糊子区域占总区域的比值和标准值之间的关系，判断待测器件的平整度是否合格。所述偏振器件检测装置标定板可根据检测项目进行灵活切换，实现一套流程完成多种检测项目。本发明的检测方法检测精准度高，效率高，避免了人眼检测的不可控性，同时装置制造简单，使用便捷。

Description

一种偏振器件平整度检测方法及检测装置

技术领域

本发明涉及偏振图像检测领域，具体是一种偏振器件平整度检测方法及检测装置。

背景技术

在扫码识读领域和机器视觉缺陷检测领域，识读成像反光问题均为一大难点，而偏振技术能有效的解决反光问题，已被行业认可。偏振技术在识读设备上的应用方式，有别于其它应用领域，属于多偏振应用。需在光源的出射光路上添加一片线偏振片作为起偏器，再在图像采集装置的入射光路上添加一片线偏振片作为检偏器，两个区域的偏振片不在同一延伸光路上，起偏器的起偏角和检偏器的检偏角需垂直，以使起偏器产生的偏振光在检偏器上发生截止。

目前，偏振器件面临两项应用上的关键指标难检问题，即偏振平整度问题和偏振角度误差问题。现有偏振器件检测设备只针对单一的偏振片进行偏振参数检测，无法对偏振器件平整度以及多偏振器件进行检测。对于多偏振器件，目前只能通过人眼进行粗略观察，测量误差大，效率低。尤其对于偏振平整度问题，在普通环境下无法发现，需要人眼长时间对着灯光进行检查，不仅效率低、检测误差大，而且容易引起操作人员视觉疲劳。

发明内容

本发明的目的在于一种偏振器件平整度检测方法及检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

技术方案一

一种偏振器件平整度检测方法，包括以下步骤：

S1：将待检测的偏振器件放置在检测装置中，并进行平整度检测的初始设置；

S2：启动所述检测装置，获取待检测的偏振器件的检测图像；

S3：识别所述检测图像上各个子区域的模糊度，判定模糊子区域；

S4：计算模糊子区域所占总区域比值，当所述比值大于标准值时，则认为所述待检测的偏振器件的平整度不符合标准，检测不通过；反之，则认为所述待检测的偏振器件的平整度符合标准，检测通过。

S1步骤中，根据检测项目可进行对应的初始设置，所述初始设置包括：切换对应的检测标定板，调节标定板高度，调节识读设备角度。

S3步骤具体为：

S31：将所述检测图像进行二值化处理；

S32：遍历全图，定位各子区域；

S33：分别对所述各子区域图像二值化，计算各子区域内的灰度差值和对比度差值，获得各子区域的模糊度，当子区域的模糊度大于阈值时，则认为所述子区域为模糊子区域。

S4步骤中，可根据使用需求选择不同参数的标准值。

S4步骤中，当平整度检测通过后，可切换设置为偏振检测项目，继续进行检测。

技术方案二

一种偏振器件检测装置，其特征在于，所述偏振器件检测装置执行技术方案一所述方法的步骤，其中，所述偏振器件检测装置包括：

壳体(1)，所述壳体(1)具有不透光的壁；

标定板组件(2)，所述标定板组件(2)位于所述壳体(1)内，呈水平设置；

固定支架(3)，所述固定支架(3)设置于所述外壳(1)内表面的底部；

识读设备(4)，所述识读设备(4)可拆卸的安装于所述固定支架(3)上，位于所述标定板(2)的正下方；

触发装置(5)，所述触发装置(5)位于所述壳体(1)的外部，与所述识读设备(4)通信连接，可控制所述识读设备(4)的工作状态；

高度调节装置(6)，所述高度调节装置(6)包括位于所述壳体(1)外部的调节旋钮(61)以及位于所述壳体(1)内部被所述调节旋钮(61)驱动的移动装置(62)；

其中，所述标定板组件(2)被移动装置(62)所驱动，在所述壳体(1)内部延垂直方向进行上下移动。

所述标定板组件(2)包括可切换的标定板(21)、标定板抽拉装置(22)和基座，所述可切换的标定板(21)至少包括角度检测标定板(211)和平整度检测标定板(212)，通过所述标定板抽拉装置(22)可切换当前使用的标定板。

所述角度检测标定板为黑色标定板，所述平整度检测标定板为一特殊涂卡标定板，所述特殊涂卡标定板检测面包含多组子区域图案。

所述移动装置(62)为一螺杆，贯穿所述标定板组件(2)的基座，与基座上的螺纹孔配合，实现所述标定板组件(2)的垂直移动。

所述固定支架(3)可设置所述识读设备(4)的识读角度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过包含多组子区域图案的平整度检测标定板，对检测图像中的各个子区域单独计算模糊度，并评估模糊子区域占总区域的数量，来确定待检测器件是否符合标准。这种通过机器视觉实现的检测方法，检测精准度高，效率高，改变了人工低效率、误差大的模式，也解决了通过人眼直接识别检测造成的视觉疲劳问题。

2.基于可切换的标定板，同时集成两项不同类型的偏振器件检测项，避免偏振器件分两道工序检测，检测效率高，降低偏振器件沾污、划伤的风险；

3.通过设置多等级误差的标准值，可根据具体需求把控待检测器件的误差率和合格率。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的一种偏振器件平整度检测方法流程图；

图2为本发明的一个实施例的一种偏振器件检测装置示意图；

图3为本发明的一个实施例的偏振器件检测装置标定板切换示意图；

图4为本发明的一个实施例的平整度检测的检测图案子区域标定示意图；

图5为本发明的一个实施例的平整度检测的子区域图案处理演变示意图；

图6为本发明的一个实施例的平整度检测的检测图案整体模糊度分析示意图；

图7为本发明的一个实施例的平整度检测的子区域图案模糊度分析示意图；

图8为本发明的一个实施例的平整度检测的模糊度标定示意图；

图9为本发明的一个实施例的可视化结果输出图；

图10为本发明的另一个实施例的偏振器件平整度和角度检测流程图。

附图标记：1-壳体；2-标定板组件；21-可切换的标定板；22-标定板抽拉装置；211-角度检测标定板；212-平整度检测标定板；3-固定支架；4-识读设备；41-成像模块；42-照明模块；5-触发装置；6-高度调节装置；61-调节旋钮；62-移动装置；7-偏振器件检测区。

具体实施方式

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，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例1

如图1所示，一种偏振器件平整度检测方法，包括以下步骤：

S1：将待检测的偏振器件放置在检测装置中，并进行平整度检测的初始设置。如图2所示，将偏振器件放置在检测区7处。

S2：启动所述检测装置，获取待检测的偏振器件的检测图像。

S3：识别所述检测图像上各个子区域的模糊度，判定模糊子区域。

S3步骤具体为：

S31：将所述检测图像进行二值化处理；

S32：遍历全图，定位各子区域；

S33：分别对所述各子区域图像二值化，计算各子区域内的灰度差值和对比度差值，获得各子区域的模糊度，当子区域的模糊度大于阈值时，则认为所述子区域为模糊子区域。

如图4-5所示，为部分子区域的定位图和图像处理过程图示。

S4：计算模糊子区域所占总区域比值，当所述比值大于标准值时，则认为所述待检测的偏振器件的平整度不符合标准，检测不通过；反之，则认为所述待检测的偏振器件的平整度符合标准，检测通过，如图6-图9所示，在本实施例中，测试值为6，大于标准值5，判定平整度检测不合格。

在本实施例中，平整度检测所设定的判定标准值，是以校准偏振器件样品为测试依据所设定。该校准偏振器件样品，是通过高精度实测偏振片模糊精度所得，包含不同检测精度校准样品，可根据实际应用产品所能接受的模块精度，拿相对应的校准样品进行校准，设定判定标准值。如该偏振器件应用设备要求最小模块精度控制在1mil以内，那么将1mil精度的校准样品进行检测识读，如检测取得参数值为5，那么5便为该偏振器件的检测标准值。

S1步骤中，根据检测项目可进行对应的初始设置，所述初始设置包括：切换对应的检测标定板，调节标定板高度，调节识读设备角度。

S4步骤中，可根据使用需求选择不同参数的标准值。

S4步骤中，当平整度检测通过后，可切换设置为偏振检测项目，继续进行检测。

在本实施例中，偏振器件检测包含平整度检测和偏振角度检测，可依次进行，只需要切换对应的检测标定板即可进行下一项检测。

例如,检测工具测试时，识读设备固定不动，调整标定板与识读设备的相对位置，将要检测的偏振器件放置于指定位置，第一次按下开关进行偏振平整度检测触发，触发后便可查看检测结果。再将特定图形标定板抽拉出来，第二次按下开关进行偏振角度误差检测触发，触发后便可查看检测结果。(检测结果输出有多种提示方式：识读设备上的指示灯提示、识读设备蜂鸣器提示、PC端软件界面输出详细结果提示。)根据两次输出的判定结果，确定该偏振器件是否为合格品。若第一次触发偏振平整度检测判定不合格，则该偏振部品直接判定为不合格品。若第一次触发偏振平整度检测判定合格，则进行下一项偏振角度误差检测。若第二次触发偏振角度误差检测合格，则该偏振器件判定为合格品。如第二次触发偏振角度误差检测不合格，可根据反馈结果快速定位偏振误差位置，进行偏振片位置调整，调整完可马上进行复检。重复上述步骤，直到判定为合格，便进入下一道工序。

实施例2

图3-4所示，一种偏振器件检测装置，其特征在于，所述偏振器件检测装置执行实施例一所述方法的步骤，其中，所述偏振器件检测装置包括：

壳体(1)，所述壳体(1)具有不透光的壁；

标定板组件(2)，所述标定板组件(2)位于所述壳体(1)内，呈水平设置；

固定支架(3)，所述固定支架(3)设置于所述外壳(1)内表面的底部；

识读设备(4)，所述识读设备(4)可拆卸的安装于所述固定支架(3)上，位于所述标定板(2)的正下方；

触发装置(5)，所述触发装置(5)位于所述壳体(1)的外部，与所述识读设备(4)通信连接，可控制所述识读设备(4)的工作状态；

高度调节装置(6)，所述高度调节装置(6)包括位于所述壳体(1)外部的调节旋钮(61)以及位于所述壳体(1)内部被所述调节旋钮(61)驱动的移动装置(62)；

其中，所述标定板组件(2)被移动装置(62)所驱动，在所述壳体(1)内部延垂直方向进行上下移动。

所述标定板组件(2)包括可切换的标定板(21)、标定板抽拉装置(22)和基座，所述可切换的标定板(21)至少包括角度检测标定板(211)和平整度检测标定板(212)，通过所述标定板抽拉装置(22)可切换当前使用的标定板。

所述角度检测标定板为黑色标定板，所述平整度检测标定板为一特殊涂卡标定板，所述特殊涂卡标定板检测面包含多组子区域图案。

所述移动装置(62)为一螺杆，贯穿所述标定板组件(2)的基座，与基座上的螺纹孔配合，实现所述标定板组件(2)的垂直移动。

所述固定支架(3)可设置所述识读设备(4)的识读角度。

实施例3

如图10所示，一种偏振器件检测方法，放置包括以下步骤：

S1：采用高度调节装置调整标定板与所述识读设备的距离，调整所述识读设备的识读角度；

S2：在所述识读设备的识读窗口区域放置待检测的偏振器件；

S3：第一次触发开关进行偏振平整度检测，具体步骤如下：

S31：启动所述触发装置，控制所述识读设备获取平整度检测标定板在待检测偏振器件光路下的成像图像；

S32：将图像进行二值化处理，利用灰度值差异，采用“十字”模板遍历全图，定位出图标小方框，即子区域。

S33：对每个子区域图像进行二值化，定位出子区域的精确四条边，并计算子区域各区域的灰度差值及对比度差值，对每个子区域模糊程度做个度量，进行模糊度分析。

S34：根据计算出的子区域模糊度，遍历全图计算图中模糊子区域的数量占比。

S35：最后将模糊数量占比与标准值进行参数对比判定，计算待检测的偏振器件的平整度是否合格；当所述获得的模糊数量占比大于所述标准值时，则认为待检测的偏振器件不平整问题大，不符合检测标准，发出检测失败信号；反之则认为待检测的偏振器件符合检测标准，发出检测成功信号。

S4：采用抽拉装置将平整度检测标定板拉出,(即将平整度检测标定板替换为角度检测标定板)，第二次触发开关进行偏振角度误差检测，具体方法如下：

S41：启动所述触发装置，控制所述识读设备获取待检测的偏振器件光路下的反射图像；

S42：定位所述反射图像中的反光区域，并计算所述反光区域的局部像素点平均灰度值；

S43：将获得的平均灰度值与标准值进行对比，当所述获得的平均灰度值大于所述标准值时，则认为待检测的偏振器件误差大，不符合检测标准，发出检测失败信号；反之则认为待检测的偏振器件符合检测标准，发出检测成功信号，结束检测。

所述对比结果和检测结果由所述上位机可视化。当偏振角度误差检测失败时，根据上位机上的可视化对比结果定位偏振误差位置，进行相应的调整，返回步骤S4。

在本实施例中，偏振角度检测所设定的判定标准值，是以校准偏振器件样品为测试依据所设定。该校准偏振器件样品，是通过高精度实测偏振片角度所得，包含偏振角度公差1°～10°的校准样品，可根据实际应用产品所能接受的角度误差，拿相对应的校准样品进行校准，设定判定标准值。如该偏振器件要求偏振角度公差控制在3°以内，那么将3°公差的校准样品进行检测识读，如检测取得参数值为110，那么110便为该偏振器件的检测标准值。该校准偏振器件样品亦可作为后续检查工装准确性的判断依据。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在形成环形光源不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种偏振器件平整度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将待检测的偏振器件放置在检测装置中，并进行平整度检测的初始设置；

S2：启动所述检测装置，获取待检测的偏振器件的检测图像；

S3：识别所述检测图像上各个子区域的模糊度，判定模糊子区域；

S4：计算模糊子区域所占比值，当所述比值大于标准值时，则认为所述待检测的偏振器件的平整度不符合标准，检测不通过；反之，则认为所述待检测的偏振器件的平整度符合标准，检测通过。

2.根据权利要求1所述的一种偏振器件平整度检测方法，其特征在于，S1步骤中，根据检测项目可进行对应的初始设置，所述初始设置包括：切换对应的检测标定板，调节标定板高度，调节识读设备角度。

3.根据权利要求1所述的一种平整度检测方法，其特征在于，S3步骤具体为：

S31：将所述检测图像进行二值化处理；

S32：遍历全图，定位各子区域；

S33：分别对所述各子区域图像二值化，计算各子区域内的灰度差值和对比度差值，

获得各子区域的模糊度，当子区域的模糊度大于阈值时，则认为所述子区域为模糊子区域。

4.根据权利要求1所述的一种偏振器件平整度检测方法，其特征在于，S4步骤中，可根据使用需求选择不同参数的标准值。

5.根据权利要求1所述的一种偏振器件检测方法，其特征在于，S4步骤中，当平整度检测通过后，可切换设置为偏振检测项目，继续进行检测。

6.一种偏振器件检测装置，其特征在于，所述偏振器件检测装置执行如权利要求1至5任一项所述方法的步骤，其中，所述偏振器件检测装置包括：

壳体(1)，所述壳体(1)具有不透光的壁；

标定板组件(2)，所述标定板组件(2)位于所述壳体(1)内，呈水平设置；

固定支架(3)，所述固定支架(3)设置于所述外壳(1)内表面的底部；

识读设备(4)，所述识读设备(4)可拆卸的安装于所述固定支架(3)上，位于所述标定板(2)的正下方；

触发装置(5)，所述触发装置(5)位于所述壳体(1)的外部，与所述识读设备(4)通信连接，可控制所述识读设备(4)的工作状态；

高度调节装置(6)，所述高度调节装置(6)包括位于所述壳体(1)外部的调节旋钮(61)以及位于所述壳体(1)内部被所述调节旋钮(61)驱动的移动装置(62)；

其中，所述标定板组件(2)被移动装置(62)所驱动，在所述壳体(1)内部延垂直方向进行上下移动。

7.根据权利要求6所述的一种偏振器件检测装置，其特征在于，所述标定板组件(2)包括可切换的标定板(21)、标定板抽拉装置(22)和基座，所述可切换的标定板(21)至少包括角度检测标定板(211)和平整度检测标定板(212)，通过所述标定板抽拉装置(22)可切换当前使用的标定板。

8.根据权利要求6所述的一种偏振器件检测装置，其特征在于，所述角度检测标定板为黑色标定板，所述平整度检测标定板为一特殊涂卡标定板，所述特殊涂卡标定板检测面包含多组子区域图案。

9.根据权利要求6所述的一种偏振器件检测装置，其特征在于，所述移动装置(62)为一螺杆，贯穿所述标定板组件(2)的基座，与基座上的螺纹孔配合，实现所述标定板组件(2)的垂直移动。

10.根据权利要求6所述的一种偏振器件检测装置，其特征在于，所述固定支架(3)可设置所述识读设备(4)的识读角度。