CN202599864U - 光学测量装置 - Google Patents

Abstract

一种光学测量装置，用于测量透明基板，包括：固定所述透明基板的固定器件，所述固定器件与所述透明基板的待测表面相接触；对所述待测表面进行成像，形成待测表面像的成像器件；位于所述待测表面像的像面位置处，通过探测所述待测表面像获得缺陷信息的探测器件。本实用新型的光学测量装置结构比较简单。

Description

光学测量装置

技术领域

本实用新型涉及光学仪器技术领域，尤其涉及一种光学测量装置。

背景技术

玻璃具有透明、强度高、不透气的特点，在日常环境中呈化学惰性，也不会与生物起作用，因此用途非常广泛。常见的玻璃包括汽车玻璃、平板玻璃、保温玻璃等。

在玻璃制造过程中，难免会在玻璃内部或玻璃表面形成诸如划伤、污点、颗粒等的缺陷。如何能检查出玻璃内部或玻璃表面的上述缺陷成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

在现有技术的测量装置中，由于具有缺陷的待测面可以位于玻璃表面也可以位于玻璃内部，通常采用自动光学测量系统(Automatic Optical Inspection，AOI)对不同的待测面进行聚焦，以检测玻璃表面或玻璃内部所有的缺陷。此外，即使是对玻璃表面进行测量，由于各种玻璃的厚度的不同，对各种玻璃进行光学测量时，也需要AOI系统对玻璃的待测表面进行聚焦。

但是，所述AOI系统价格较高，因此采用AOI系统的光学测量装置成本较高。同时，也会增加对测量装置操作的复杂程度。

更多关于测量玻璃缺陷的光学测量装置的技术方案可参考公告号为CN101652625B的中国专利，所述中国专利公开的技术方案也未能解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种结构较为简单的光学测量装置

为了解决上述问题，本实用新型提供一种光学测量装置，用于测量透明基板，包括：固定所述透明基板的固定器件，所述固定器件与所述透明基板的待测表面相接触；对所述待测表面进行成像，形成待测表面像的成像器件；位于所述待测表面像的像面位置处，通过探测所述待测表面像获得缺陷信息的探测器件。

可选地，所述固定器件为支撑式固定器件，所述透明基板位于所述支撑式固定器件的上方，所述透明基板的待测表面与所述支撑式固定器件的上表面相接触。

可选地，所述成像器件位于支撑式固定器件上方，所述探测器件位于所述成像器件的上方。

可选地，所述支撑式固定器件为基台。

可选地，所述固定器件为悬挂式固定器件，所述透明基板的待测表面与所述悬挂式固定器件的底部相接触。

可选地，所述固定器件包括固定于透明基板上表面边缘位置处的两个悬挂式固定器件，所述透明基板位于所述两个悬挂式固定器件的下方，所述透明基板的待测表面与所述两个悬挂式固定器件的底部相接触。

可选地，所述成像器件位于透明基板下方，所述探测器件位于所述成像器件的下方。

可选地，所述成像器件位于透明基板上方，所述探测器件位于所述成像器件的上方。

可选地，所述悬挂式固定器件包括固定部、连接部、吸盘，所述固定部通过连接部与吸盘连接在一起，所述吸盘与所述透明基板上表面的边缘位置处相接触。

可选地，所述悬挂式固定器件包括固定部、连接部、夹持部，所述固定部通过连接部与夹持部的顶面连接在一起，透明基板的端部嵌入至所述夹持部内，与夹持部紧密接触，以实现固定。

可选地，所述成像器件为凸透镜。

可选地，所述探测器件为图像传感器。

可选地，所述探测器件为CMOS图像传感器或CCD图像传感器。

可选地，所述成像器件和所述探测器件集成在一起。

可选地，所述光学测量装置还包括照明器件，用于照亮所述待测表面。

可选地，所述照明器件包括至少一个光源，所述光源发出的光掠入射至待测表面。

可选地，所述照明器件包括位于透明基板任意一侧的光源。

可选地，所述照明器件包括分别位于透明基板相对侧的两个光源。

可选地，所述固定器件为基台，所述两个光源装配于基台侧面，所述两个光源的发光面朝向基台。

可选地，所述光源为线性灯或线性激光。

可选地，所述光源发出的光入射至待测表面的入射角在80～90°的范围内。

可选地，所述光学测量装置还包括扫描器件，所述扫描器件与成像器件和探测器件固定在一起，所述扫描器件能沿与待测表面平行的平面移动，以带动所述成像器件和所述探测器件移动，获取待测表面不同位置处的缺陷信息。

可选地，所述透明基板为玻璃。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1.固定器件和透明基板的待测表面相接触，由于固定器件的位置不变，相应地，所述待测表面的位置不变，因此所述待测表面与成像器件之间的距离是固定的，也就是说，对成像器件而言物距不变，那么相应地，成像系统成像时像距也不变，所述探测器件与所述成像器件之前的距离固定，因此光学测量装置中的各个器件的位置无需改变，无需采用自动光学测量系统，结构较为简单，成本较低，也便于操作。

2.可选方案中，所述光学测量装置采用基台作为支撑式固定器件，所述基台与所述透明基板有较大的接触表面，可以提高透明基板固定的牢固性。

3.可选方案中，所述光学测量装置设置有位于透明基板上表面边缘位置处的两个悬挂式固定器件，由于所述悬挂式固定器件不会挡光，所述成像器件和所述探测器件既可以位于透明基板的上方，也可以位于透明基板的下方，具有较高的灵活性。

4.可选方案中，所述光学测量装置设置有照明器件，以照亮待测表面，从而使待测表面的缺陷由于光的散射而在待测表面像上形成比缺陷尺寸大的亮点，通过对所述较大的亮点进行检测，可以获得较为精确的缺陷信息。

5.可选方案中，所述光学测量装置还设置有与成像器件和探测器件固定在一起的扫描器件，所述扫描器件通过移动带动所述成像器件和图像器件沿与待测表面平行的平面移动，对透明基板不同位置处进行光学检测，以获得大尺寸透明基板的缺陷信息。

附图说明

图1是本实用新型光学测量装置第一实施例的示意图；

图2是本实用新型光学测量装置第二实施例的示意图；

图3是本实用新型光学测量装置第三实施例的示意图；

图4是本实用新型光学测量装置第四实施例的示意图；

图5是本实用新型光学测量装置第五实施例的示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本实用新型利用示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，所述示意图只是实例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。

为了解决现有技术的问题，本实用新型提供一种光学测量装置，用于测量透明基板，所述光学测量装置包括：固定所述透明基板的固定器件，所述固定器件与所述透明基板的待测表面相接触；对所述待测表面进行成像，形成待测表面像的成像器件；位于所述待测表面像的像面位置处，通过探测所述待测表面像获得缺陷信息的探测器件。

本实用新型中，所述固定器件与所述透明基板的待测表面相接触。由于固定器件的位置不变，相应地，所述待测表面的位置不变，因此所述待测表面与成像器件之间的距离是固定的。也就是说，对成像器件而言物距不变，那么相应地，像距也不变，所述探测器件与所述成像器件之间的距离固定。由此可见，本实用新型各个器件的位置无需改变，无需采用自动光学测量系统即可实现透明基板表面缺陷信息的测量，结构较为简单。

下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。

参考图1，示出了本实用新型光学测量装置第一实施例的示意图。本实施例中，所述固定器件为支撑式固定器件，具体地，支撑式固定器件为基台，但是本实用新型对此不做限制。

所述光学测量装置，包括基台100、透明基板101、成像器件102、探测器件103，其中，

基台100通过承载所述透明基板101的方式实现对所述透明基板101的固定。基台100与所述透明基板101有较大的接触表面，可以提高对透明基板101固定的牢固性。

透明基板101位于所述基台100的上方并且与所述基台100的上表面相接触，从而实现固定。具体地，所述透明基板101包括两个表面，在对透明基板101中一个表面进行光学测试时，所述表面即为待测表面104。所述透明基板101的待测表面104需与所述基台100的上表面相接触。本实施例中所述透明基板101的待测表面104为下表面。

成像器件102位于所述透明基板101的上方，使所述待测表面104成像。所述成像器件102可以是凸透镜，也可以是多个光学镜片组成的透镜组。

探测器件103位于成像器件102上方、待测表面像的像面位置处。

此处所述待测表面像为待测表面104经过成像器件102形成的清晰像。以成像器件102是凸透镜为例，待测表面104和成像器件102之间的物距u，待测表面像和成像器件102之间的像距v，凸透镜的焦距为f，则满足1/f＝1/u+1/v的成像公式。

探测器件103的探测面与所述待测表面像所在像面重合，可以根据所述待测表面像的信息获得待测表面104的缺陷信息，所述缺陷信息包括待测表面104上缺陷的数量、尺寸、分布等。所述探测器件103可以是图像传感器，将所述待测表面像转换为电信号，再基于电信号获得缺陷信息。所述图像传感器可以是电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)、互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)等的常用图像传感器。

需要说明的是，在其他实施例中，所述成像器件102还可以与探测器件103集成在一起，例如，照相机。

由于基台100的位置不变，相应地，基台100上表面的位置不变，进而透明基板101的待测表面104的位置是固定的。即使不同透明基板101的厚度有所不同，由于待测表面104始终与所述基台100的上表面相接触，因此待测表面104的位置是固定的，相应地，透明基板101与成像器件102之间的距离，成像器件102和探测器件103之间的距离可以保持不变，无需采用自动光学测量系统，结构较为简单。

参考图2，示出了本实用新型光学测量装置第二实施例的示意图。本实施例中与图1所示第一实施例的相同之处不再赘述，本实施例与第一实施例的不同之处在于，本实施例中，所述固定器件为悬挂式固定器件200。

如图2所示，所述光学测量装置包括两个悬挂式固定器件200，分别与透明基板101的上表面的边缘位置处相接触，以实现对透明基板101固定。

具体地，所述悬挂式固定器件200包括固定部201、连接部202、吸盘203，所述固定部201通过连接部202与吸盘203连接在一起。例如：所述固定部201为刚性支撑架，所述连接部202为刚性条状连接件。

所述吸盘203可以通过吸力吸附所述透明基板101的上表面，从而实现对透明基板101的固定。本实施例中，透明基板101的上表面为待测表面104。

成像器件102位于所述透明基板101的上方，使所述待测表面104成像。探测器件103位于成像器件102上方、待测表面像的像面位置处，根据所述待测表面像获得待测表面104的缺陷信息。

对不同的透明基板101进行测试时，由于悬挂式固定器件200中吸盘203的位置不变，并且待测表面104始终与所述吸盘203相接触，因此待测表面104的位置是固定的，相应地，透明基板101与成像器件102之间的距离，成像器件102和探测器件103之间的距离可以保持不变，无需采用自动光学测量系统，结构较为简单。

继续参考图2，需要说明的是，由于所述透明基板101为透光性器件，同时，悬挂式固定器件200固定于透明基板101的上表面的边缘位置处，因此，所述悬挂式固定器件200不会挡光。因此，透明基板101的上表面(待测表面104)还可以透过透明基板101而在其下方形成待测表面像。

因此，成像器件102还可以位于透明基板101的下方，相应地，所述探测器件103位于所述成像器件102下方。

同样地，与悬挂式固定器件200相接触的所述待测表面104的位置固定，也就是说物距不变，相应地，成像器件102和探测器件103之间的距离可以保持不变，无需采用自动光学测量系统，结构较为简单。

与第一实施例相比，第二实施例采用悬挂式固定器件，所述成像器件102和所述探测器件103既可以位于透明基板101的上方，也可以位于透明基板101的下方，具有较高的灵活性。

需要说明的是，在其他实施例中，所述光学测量装置还可以只包括一个悬挂式固定器件200，所述悬挂式固定器件200位于透明基板101上方，且与透明基板101的上表面的中心位置处相接触，以实现对透明基板101的固定。成像器件102和探测器件103依次位于所述悬挂式固定器件200的下方。

在其他实施例中，所述悬挂式固定器件还可以具有不同的结构，如图3所示，悬挂式固定器件300包括固定部301、连接部302、夹持部303，所述固定部301通过连接部302与夹持部303的顶面连接在一起。所述固定部301可以是刚性支撑架，所述连接部302为刚性条状连接件。

本实施例中，所述夹持部303为横截面呈“c”型的夹持件，但是本实用新型对此不做限制。透明基板101的端部嵌入至“c”型的夹持件的开口内，与“c”型的夹持件紧密接触，以实现固定。

本实施例中，透明基板101的上表面为待测表面104。对于不同厚度的透明基板101，可以采用不同开口尺寸的夹持部303。由于夹持部303的顶面位置不变，所述待测表面104的位置也不变，物距不变，相应地，成像器件102和探测器件103之间的距离可以保持不变，无需采用自动光学测量系统，结构较为简单。

参考图4，示出了本实用新型光学测量装置第四实施例的示意图。本实施例与第一实施例的相同之处不再赘述，本实施例与第一实施例的不同之处在于，本实施例的光学测量装置还包括照明器件105，所述照明器件105可以照亮待测表面，从而使待测表面的缺陷由于光的散射而在待测表面像上形成较大的亮点，所形成的较大的亮点便于进行检测，可以获得较为精确的缺陷信息。

具体地，所述照明器件105包括至少一个光源，所述光源发出的光掠入射至待测表面104。此处所述光掠入射至基台的入射角在80～90°的范围内，从而可以照亮整个待测表面104。

如图4所示，所述照明器件105包括分别位于待测表面104相对侧的两个光源1051、1052。具体地，两个光源1051、1052装配于基台100两侧的侧面上，所述两个光源1051、1052的发光面朝向基台100，从而使其发出的光以掠入射方式入射至基台100的上表面，进而掠入射至待测表面104。

所述光源1051、1052可以是线性灯(line light)或线性激光(line laser)。其中，所述光源1051、1052为线性灯时形成的待测面像中缺陷所对应的亮点最清晰，进而利于获得精度较高的测量信息。因此优选方案中，所述光源1051、1052为线性灯。

需要说明的是，图1至图4所示的实施例适用于小尺寸的透明基板，如果透明基板的面积较大，而成像器件的视场范围又有所限制，这样，光学测量装置只能对透明基板的局部区域进行测量。对此，本实用新型还提供了改进的技术方案。

结合参考图5，示出了本实用新型光学测量装置第五实施例的局部示意图。

本实施例的光学测量装置与图1所示实施例的相同之处不再赘述，本实施例与图1所示实施例的区别之处在于，本实施例的光学测量装置还包括扫描器件205。

如图5所示，透明基板101在X轴和Y轴所在的平面内，所述扫描器件205包括沿X轴的第一滑轨106和沿Y轴的第二滑轨107，成像器件和图像传感器的集成件108装配于所述扫描器件205上，所述扫描器件205可以带动成像器件和图像传感器的集成件108沿第一滑轨106和第二滑轨107移动，从而使成像器件和图像传感器沿与待测面平行的平面移动，对透明基板不同位置处进行光学检测，以获得整个透明基板的缺陷信息。

具体地，所述成像器件和图像传感器可以先沿第二滑轨107对Y轴上透明基板不同位置进行扫描，之后，沿第一滑轨106移动至X轴另一测量位置进行扫描，直至完成对整个透明基板101的扫描。

本实施例的光学测量装置可以实现对大尺寸透明基板的光学测量。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (23)

1.一种光学测量装置，用于测量透明基板，其特征在于，包括：

固定所述透明基板的固定器件，所述固定器件与所述透明基板的待测表面相接触；

对所述待测表面进行成像，形成待测表面像的成像器件；

位于所述待测表面像的像面位置处，通过探测所述待测表面像获得缺陷信息的探测器件。

2.如权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，所述固定器件为支撑式固定器件，所述透明基板位于所述支撑式固定器件的上方，所述透明基板的待测表面与所述支撑式固定器件的上表面相接触。

3.如权利要求2所述的光学测量装置，其特征在于，所述成像器件位于支撑式固定器件上方，所述探测器件位于所述成像器件的上方。

4.如权利要求2所述的光学测量装置，其特征在于，所述支撑式固定器件为基台。

5.如权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，所述固定器件为悬挂式固定器件，所述透明基板的待测表面与所述悬挂式固定器件的底部相接触。

6.如权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，所述固定器件包括固定于透明基板上表面边缘位置处的两个悬挂式固定器件，所述透明基板位于所述两个悬挂式固定器件的下方，所述透明基板的待测表面与所述两个悬挂式固定器件的底部相接触。

7.如权利要求5或6所述的光学测量装置，其特征在于，所述成像器件位于透明基板下方，所述探测器件位于所述成像器件的下方。

8.如权利要求6所述的光学测量装置，其特征在于，所述成像器件位于透明基板上方，所述探测器件位于所述成像器件的上方。

9.如权利要求6所述的光学测量装置，其特征在于，所述悬挂式固定器件包括固定部、连接部、吸盘，所述固定部通过连接部与吸盘连接在一起，所述吸盘与所述透明基板上表面的边缘位置处相接触。

10.如权利要求6所述的光学测量装置，其特征在于，所述悬挂式固定器件包括固定部、连接部、夹持部，所述固定部通过连接部与夹持部的顶面连接在一起，透明基板的端部嵌入至所述夹持部内，与夹持部紧密接触，以实现固定。

11.如权利要求1所述的光学式测量装置，其特征在于，所述成像器件为凸透镜。

12.如权利要求1所述的光学式测量装置，其特征在于，所述探测器件为图像传感器。

13.如权利要求12所述的光学式测量装置，其特征在于，所述探测器件为CMOS图像传感器或CCD图像传感器。

14.如权利要求1所述的光学式测量装置，其特征在于，所述成像器件和所述探测器件集成在一起。

15.如权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，所述光学测量装置还包括照明器件，用于照亮所述待测表面。

16.如权利要求15所述的光学测量装置，其特征在于，所述照明器件包括至少一个光源，所述光源发出的光掠入射至待测表面。

17.如权利要求16所述的光学测量装置，其特征在于，所述照明器件包括位于透明基板任意一侧的光源。

18.如权利要求16所述的光学测量装置，其特征在于，所述照明器件包括分别位于透明基板相对侧的两个光源。

19.如权利要求18所述的光学测量装置，其特征在于，所述固定器件为基台，所述两个光源装配于基台侧面，所述两个光源的发光面朝向基台。

20.如权利要求16～19任意一权利要求所述的光学测量装置，其特征在于，所述光源为线性灯或线性激光。

21.如权利要求16所述的光学测量装置，其特征在于，所述光源发出的光入射至待测表面的入射角在80～90°的范围内。

22.如权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，所述光学测量装置还包括扫描器件，所述扫描器件与成像器件和探测器件固定在一起，所述扫描器件能沿与待测表面平行的平面移动，以带动所述成像器件和所述探测器件移动，获取待测表面不同位置处的缺陷信息。

23.如权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，所述透明基板为玻璃。

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