CN209296575U - 检测模组和检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种检测模组和应用检测模组的检测装置。检测模组包括：投影单元，投影单元包括光源及具有挡光纹路的透射件，挡光纹路具有透光性，光源发出的光经过透射件后形成投影光；分光镜，设置于投影单元与镜面镀层间，投影光在分光镜的作用下投影至镜面镀层；接收单元，投影光经镜面镀层反射后形成携带镜面镀层表面信息的信息光，在分光镜的作用下传输至接收单元，并被接收单元接收。通过采用具有透光性挡光纹路的透射件，替换光栅元件，从而降低成本。同时，由于采用具有透光性挡光纹路，光源发出的光经过透射件后形成投影区域亮度不为零的投影光，因此能够更好地反映镜面镀层在投影区域中的整体缺陷。

Description

检测模组和检测装置

技术领域

本实用新型涉及光学检测技术领域，特别是涉及一种检测模组和检测装置。

背景技术

在镜面镀层的镀层瑕疵检测装置中，常利用具有一定角度的线阵光对光栅进行照射，并形成相应图案光，图案光投影至镀层表面并被反射，在反射端一侧用接收设备进行接收采集图案，再通过图案处理进行分析处理，突出所需信息点，达到对缺陷检测的目的。但此类方案中，光栅的价格较高，增加了检测装置的成本。

实用新型内容

基于此，有必要针对形成图案光的光栅价格较高的问题，提供一种检测模组和检测装置。

一种检测模组，包括：

投影单元，所述投影单元包括光源及具有挡光纹路的透射件，所述挡光纹路具有透光性，所述光源所发出的光经过所述透射件后形成投影光；

分光镜，设置于所述投影单元与镜面镀层间，投影光在所述分光镜的作用下投影至镜面镀层；以及

接收单元，投影光经镜面镀层反射后形成携带镜面镀层的表面信息的信息光，在所述分光镜的作用下传输至所述接收单元，并被所述接收单元接收。

上述检测模组通过采用具有透光性的所述挡光纹路的所述透射件，替换了价格较高的光栅元件，从而降低成本。同时，由于采用具有透光性的所述挡光纹路，所述光源所述发出的光经过所述透射件后不存在亮度为零的投影区域，因而能够对投影的全部区域实现检测。相比常见的存在零亮度区域且无法检测到处于该区域缺陷的投影光而言，上述检测模组所产生的投影光能够更好地反映镜面镀层在投影区域中的整体缺陷。

在其中一个实施例中，所述挡光纹路的透光率非零且在空间上连续变化，所述光源所发出的光经过所述透射件后形成光强分布在空间上连续变化的投影光；

或者，所述挡光纹路具有多个间隔分布的挡光单元，所述挡光单元的透光率非零，所述光源所发出的光经过所述透射件后形成投影图案的亮度间隔变化且非零的投影光。

相比常见的不透光条纹所形成的具有零亮度投影区域的投影光，上述亮度连续变化且亮度不为零的投影光能够在不移动投影区域的情况下很好地反映出投影区域中镜面镀层的整体缺陷。另外，所述光源所发出的光经过透光率为间隔分布的所述透射件时，能够形成对比度较高的投影光，利于对镜面镀层的缺陷进行检测。

在其中一个实施例中，所述透射件设置于所述光源的发光表面或具有间隔距离地设置于所述光源与所述分光镜间。

所述透射件并不依附于所述分光镜，因此，当所述分光镜发生转动时不会影响所述透射件的位置，从而保证由所述光源和所述透射件形成的投影光不会变形，提高检测结果可靠性。

在其中一个实施例中，所述投影单元所发出的投影光在所述分光镜的作用下沿第一方向投影到镜面镀层，由镜面镀层反射回的信息光沿第二方向反射，所述第一方向与所述第二方向处于同一光路上。

由于投影至镜面镀层的投影光与由镜面镀层反射回的信息光在所述分光镜与镜面镀层间处于同一光路，这在很大程度上简化了光路，使得检测模组10的组装及维护更为方便，且在减小总体体积方面有良好的效果。

在其中一个实施例中，所述检测模组还包括移动轨道，镜面镀层放置于所述移动轨道，所述移动轨道能带动镜面镀层相对所述检测模组移动，镜面镀层的移动方向与投影光投影至镜面镀层的方向垂直。

通过移动镜面镀层，从而实现对镜面镀层上不同区域的检测。

在其中一个实施例中，所述检测模组还包括移动轨道，所述投影单元和分光镜一体化固定，且设置于所述移动轨道上，所述移动轨道能带动所述投影单元相对所述检测模组移动，所述投影单元的移动方向与镜面镀层平行。

通过移动一体化的所述投影单元和所述分光镜，从而实现对镜面镀层上不同区域的检测。

在其中一个实施例中，所述接收单元包括图像传感器、摄像头及聚焦透镜，所述图像传感器设置于所述摄像头内，所述聚焦透镜设置在所述接收单元与所述分光镜间，由镜面镀层反射回的信息光经所述聚焦透镜作用后进入所述摄像头，并被所述图像传感器接收。

通过设置所述聚焦透镜，当信息光的截面面积较大时，信息光可在所述聚焦透镜的作用下聚焦在所述图像传感器上。

在其中一个实施例中，所述挡光纹路包括多个挡光单元，所述挡光单元呈条形，所述多个挡光单元间隔分布。

条形的所述挡光单元配合所述光源所发出的光线形成条形投影光，条形投影光能够很好地反映出镜面镀层的缺陷。

在其中一个实施例中，所述投影单元的光轴与所述接收单元的光轴相互垂直，所述分光镜设置于所述投影单元的光轴和所述接收单元的光轴的相交处；

由所述投影单元发出的投影光穿过所述分光镜投影至镜面镀层，由镜面镀层反射回的反射光被所述分光镜反射后到达所述接收单元；或

由所述投影单元发出的投影光被所述分光镜反射后投影至镜面镀层，由镜面镀层反射回的信息光穿过所述分光镜到达所述接收单元。

同样地，当所述投影单元的光轴与所述接收单元的光轴相互垂直，且所述分光镜设置于所述投影单元的光轴和所述接收单元的光轴的相交处时，所述检测模组的结构简单，利于组装及维护，且在减小总体体积方面有良好的效果。

一种检测装置，包括：

壳体；以及

如权利要求1-9任一项所述的检测模组，所述检测模组设于所述壳体内，所述壳体开设有用于供镜面镀层通过的开口。

通过应用上述检测模组，所述检测装置能够实现缩小所述检测装置的整体结构，且能够降低设备的成本。另一方面，所述检测装置能够屏蔽环境光对检测过程的干扰。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所提供的检测模组的示意图；

图2为本实用新型另一实施例所提供的检测模组的示意图；

图3为本实用新型一实施例所提供的检测模组中透射件的示意图；

图4为本实用新型一实施例所提供的检测装置的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个原件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个原件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一原件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，检测模组10包括投影单元110、分光镜120和接收单元130。其中，由投影单元110所发出的投影光在分光镜120的作用下投影至镜面镀层300，并被镜面镀层300反射形成信息光，信息光由镜面镀层300反射至分光镜120，并在分光镜120的作用下传输至接收单元130。

当镜面镀层300表面具有缺陷时，投影至缺陷部位的投影光会被缺陷吸收或发生漫反射，导致投影光在缺陷部位的反射强度变小或发生形变，从而使反射回的信息光携带镜面镀层300的表面信息。在接收到信息光后，接收单元130将带有镜面镀层300表面信息的图案传递至系统终端进行算法分析，从而判断图案中是否具有异常区域，进而判断镜面镀层300是否具有缺陷。

投影单元110包括光源111和透射件112，透射件112与光源111的发光表面平行。如图1所示的一个实施例中，透射件112设置于光源111的发光表面。在另一些实施例中，透射件112独立设置于光源111与分光镜120间，并不与两者接触。由于透射件112并不依附于分光镜120，因此，当分光镜120发生转动时不会影响透射件112的位置，从而保证由光源111和透射件112形成的投影光图案不会因为透射件112转动而发生变形，以确保检测结果可靠性。

透射件112具有可以减小通光量的挡光纹路1120，光源111所发出的光在穿过具有挡光纹路1120的透射件112时，形成与挡光纹路1120的图案相关的投影光，投影光在分光镜120的作用下投影至镜面镀层300。具体地，在一些实施例中，透射件112为玻璃基板，挡光纹路1120为设置于玻璃基板上的透光薄膜。在另一些实施例中，挡光纹路1120为透光涂料。

在一些实施例中，光源111为发出匀强光的背光板，匀强光穿过透射件112后所形成的投影图案取决于透射件112中的挡光纹路1120。在另一些实施例中，光源111所发出的光为非均匀光强的调制光，非均匀光强的调制光穿过透射件112后形成与各调制区域光束强度和挡光纹路1120图案相关的投影光，从而丰富了投影光的类型。相较传统的需要采用线阵光的检测装置而言，检测模组10无需专门采用价格较高的线阵光，因此能够减少成本。

另外，需要注意的是，挡光纹路1120的透光率越高时，透过的光越多，相应区域的投影光强度越大；挡光纹路1120的透光率越低时，透过的光越少，相应区域的投影光强度越小，挡光纹路1120所在的区域相对于没有挡光纹路1120的区域，光线透光率较低。

检测模组10通过采用具有挡光纹路1120的透射件112，替换了价格较高的光栅元件，从而降低成本。具体地，具有挡光纹路1120的透射件112不同于具有镂空部或刻蚀部的光栅，具有挡光纹路1120的透射件112没有镂空部或刻蚀部，因此，无需在透射件112上进行镂空或刻蚀等成本较高的制作流程，从而降低成本。

在一些实施例中，透射件112中的挡光纹路1120的透光率非零且在空间上连续变化，光源111所发出的光经过透射件112后形成光强在空间上非零且连续变化的投影光。具体地，在一个实施例中，透射件112中的挡光纹路1120均为透光区域，且透光率在空间上呈正弦变化，此时，光源111所发出的光经过透射件112后形成光强分布在空间上非零且为正弦变化的投影光。通过采用亮度连续变化且亮度不为零的投影光，检测模组10能够在不移动投影区域的情况下反映出投影区域中镜面镀层的整体缺陷。

在一些实施例中，透射件112中的挡光纹路1120具有多个间隔分布的挡光单元1121，且挡光单元1121的透光率非零。光源111所发出的光经过透射件112后形成投影图案的亮度间隔变化且非零的投影光。具体地，如图3所示的一个实施例中，挡光纹路1120由多个条形的挡光单元1121间隔分布而成，条形的挡光单元1121配合光源111所发出的光线形成条形投影光，条形投影光能够很好地反映出镜面镀层300的缺陷。具体地，在一个实施例中，挡光单元1121仅可通过一半的入射光，也即挡光单元1121的透光率为50％，而挡光单元1121未覆盖到的透射件112的区域则可通过90％入射光。在另一些实施例中，被挡光单元1121覆盖的区域仅能通过25％的入射光，而未被挡光单元1121覆盖的透射件112的区域可通过90％的入射光。在一些实施例中，挡光单元1121的透光率可以为30％、40％、60％、70％或80％。在一些实施例中，未被挡光单元1121覆盖的透射件112的区域可通过70％、80％、85％或95％的入射光。光源111所发出的光在穿过具有空间上透光率不连续的挡光纹路1120的透射件112时，会产生具有间隔图案的投影光，该投影光相对于光强分布在空间上为连续变化的投影光具有更高的对比度，利用高对比度的投影光在检测横跨两种亮度的投影区域的缺陷时具有良好的分辨效果。

由于上述实施例中的检测模组10的投影区域各处亮度非零，因此上述实施例中的检测模组10能够对投影区域中的更多部位进行检测。具体地，投影区域亮度处不为零的投影光在对镜面镀层300凸起的表面照射时，可使相应区域所形成的信息光图案发生向四周扩张的形变；在对凹陷的表面照射时，可使相应区域的信息光图案发生向中心集中的形变；在对缺失的表面照射时，可使相应区域的信息光图案变暗；当缺陷位于低亮度的投影区域时，可使相应低亮度区域的信息光图案发生形变或变暗，从而被识别。相较而言，传统的具有零亮度投影区域的投影光无法对位于零亮度投影区域的缺陷进行直接检测，因此，相比传统检测方法中的存在亮度为零的投影区域的投影光，上述实施例中的检测模组10能够在不移动投影单元110或镜面镀层300的情况下直接反映出镜面镀层300在投影区域中的整体缺陷。

如图1所示的实施例中，透射件112的挡光纹路1120为多个条形所组成的图案。在另一些实施例中，挡光纹路1120包括条形、矩形、菱形、圆形、环形中的至少两种组合图案。通过采用上述组合图案，在具有较高对称性的镜面镀层300情况下可进行方位识别，从而得出镜面镀层300上缺陷所在的确切位置，同时也为投影图案提供更多选择。

如图1所示的一个实施例中，分光镜120设置于透射件112的法线与接收单元130接收轴线的相交处。投影单元110所发出的投影光穿过分光镜120后沿第一方向A投影至镜面镀层300，投影光经镜面镀层300反射后形成携带镜面镀层300表面信息的信息光，并沿第二方向B返回至分光镜120，第一方向A与第二方向B处于同一光路上。由于投射至镜面镀层300的投影光与由镜面镀层300反射回的信息光处于同一光路，且在分光镜120的作用下，投影单元110的光轴与镜面镀层300的平面垂直或平行，接收单元130的光轴与镜面镀层300的平面平行或垂直，即投影单元110的光轴与接收单元130的光轴垂直，此时，无需考虑需要以特定角度投影及接收的倾斜式安装方法，而只需将投影单元110及接收单元130调整至简单的垂直或平行镜面镀层300的状态即可。这在很大程度上简化了光路，使检测模组10的组装及维护更为方便，且在减小检测模组10的体积方面具有良好的效果。

具体地，如图1所示的一个实施例中，投影单元110的光轴与接收单元130的光轴相互垂直，分光镜120的平面与上述光轴互成45°，投影单元110所发出的投影光穿过分光镜120后到达镜面镀层300，由镜面镀层300反射回的信息光经分光镜120反射至接收单元130。如图2所示的一个实施例中，投影单元110的光轴与接收单元130的光轴相互垂直，分光镜120的平面与上述光轴互成45°，投影单元110所发出的投影光经分光镜120反射至镜面镀层300上，由镜面镀层300反射回的信息光穿过分光镜120后被接收单元130接收。

参考图1所示的一些实施例中，当信息光被分光镜120反射并被接收单元130接收时，由于镜面镀层300反射回的信息光作为入射光在分光镜120上还可以为20°、30°、40°等非45°的入射角，因此，投影单元110至分光镜120的中心连线与接收单元130至分光镜120的中心连线相互之间也可以是非垂直，即投影单元110的光轴与接收单元130的光轴也可以为非垂直关系。

如图1和图2所示，在一些实施例中，接收单元130包括图像传感器132和摄像头131。图像传感器132安装于摄像头131内，并用于接收由镜面镀层300反射回的信息光。在一些实施例中，当需要接收截面面积较大的信息光时，接收单元130与分光镜120间可设置聚焦透镜，聚焦透镜将信息光聚焦于图像传感器132上。另外，如图3所示的一些实施例中，挡光纹路1120由条形的挡光单元间隔排布而成的，各挡光单元的间距宽度为：

16*(图像传感器的像素单元尺寸)/(摄像头的放大倍率)

当狭缝宽度为上述关系时，图像传感器132能够良好地分辨被接收的信息光图案。

如图1所示，在一些的实施例中，检测模组10还包括移动轨道140。在一些实施例中，移动轨道140用于放置镜面镀层300，并使镜面镀层300沿着移动轨道140作相对于检测模组10的移动，移动轨道140将镜面镀层300移动至投影光的照射区域从而实现检测，镜面镀层300的移动方向与投影光投影至镜面镀层300的方向垂直。具体地，在一些实施例中，当存在投影区域较暗而无法检测相应区域中镜面镀层300的缺陷时，可通过在移动轨道140上移动镜面镀层300，将原处于亮度不足的投影区域的镜面镀层300部位移动到较亮的投影区域下，从而实现检测。

在另一些实施例中，投影单元110和分光镜120间实现一体化固定，且设置于移动轨道140上，通过使投影单元110和分光镜120在移动轨道140上同步移动，移动方向与镜面镀层300平行，即通过移动投影区域的位置实现对镜面镀层300的主动检测。

但是，在一些实施例中，当投影光的光强在空间上不存在亮度较低的区域且投影光的投影区域完全覆盖了镜面镀层300的待检测区域时，由于检测模组10能够在不移动投影区域或镜面镀层300的情况下即对待检测区域进行整体检测，因此在这些实施例中无需移动投影单元110或镜面镀层300，即无需设置移动轨道140。

如图4所示的一个实施例中，检测装置20包括壳体210以及设置于壳体210内的检测模组10。其中，壳体210上还开设有开口211。壳体210能够屏蔽环境光对检测过程的干扰，避免环境光进入图像传感器132中；开口211用于放入或取出镜面镀层300。

如图4所示，在一些实施例中，检测装置20中也设置有移动轨道140，移动轨道140邻近开口211设置。将镜面镀层300从开口211放入壳体210后，移动轨道140将带动镜面镀层300移动至检测模组10的投影区域中进行检测。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种检测模组，其特征在于，包括：

投影单元，所述投影单元包括光源及具有挡光纹路的透射件，所述挡光纹路具有透光性，所述光源所发出的光经过所述透射件后形成投影光；

分光镜，设置于所述投影单元与镜面镀层间，投影光在所述分光镜的作用下投影至镜面镀层；以及

接收单元，投影光经镜面镀层反射后形成携带镜面镀层的表面信息的信息光，在所述分光镜的作用下传输至所述接收单元，并被所述接收单元接收。

2.根据权利要求1所述的检测模组，其特征在于，所述挡光纹路的透光率非零且在空间上连续变化，所述光源所发出的光经过所述透射件后形成光强分布在空间上连续变化的投影光；

或者，所述挡光纹路具有多个间隔分布的挡光单元，所述挡光单元的透光率非零，所述光源所发出的光经过所述透射件后形成投影图案的亮度间隔变化且非零的投影光。

3.根据权利要求1所述的检测模组，其特征在于，所述透射件设置于所述光源的发光表面或具有间隔距离地设置于所述光源与所述分光镜间。

4.根据权利要求1所述的检测模组，其特征在于，所述投影单元所发出的投影光在所述分光镜的作用下沿第一方向投影到镜面镀层，由镜面镀层反射回的信息光沿第二方向反射，所述第一方向与所述第二方向处于同一光路上。

5.根据权利要求1所述的检测模组，其特征在于，所述检测模组还包括移动轨道，镜面镀层放置于所述移动轨道，所述移动轨道能带动镜面镀层相对所述检测模组移动，镜面镀层的移动方向与投影光投影至镜面镀层的方向垂直。

6.根据权利要求1所述的检测模组，其特征在于，所述检测模组还包括移动轨道，所述投影单元和分光镜一体化固定，且设置于所述移动轨道上，所述移动轨道能带动所述投影单元相对所述检测模组移动，所述投影单元的移动方向与镜面镀层平行。

7.根据权利要求1所述的检测模组，其特征在于，所述接收单元包括图像传感器、摄像头及聚焦透镜，所述图像传感器设置于所述摄像头内，所述聚焦透镜设置在所述接收单元与所述分光镜间，由镜面镀层反射回的信息光经所述聚焦透镜作用后进入所述摄像头，并被所述图像传感器接收。

8.根据权利要求1所述的检测模组，其特征在于，所述挡光纹路包括多个挡光单元，所述挡光单元呈条形，所述多个挡光单元间隔分布。

9.根据权利要求1所述的检测模组，其特征在于，所述投影单元的光轴与所述接收单元的光轴相互垂直，所述分光镜设置于所述投影单元的光轴和所述接收单元的光轴的相交处；

由所述投影单元发出的投影光穿过所述分光镜投影至镜面镀层，由镜面镀层反射回的反射光被所述分光镜反射后到达所述接收单元；或

由所述投影单元发出的投影光被所述分光镜反射后投影至镜面镀层，由镜面镀层反射回的信息光穿过所述分光镜到达所述接收单元。

10.一种检测装置，其特征在于，包括：

壳体；以及

如权利要求1-9任一项所述的检测模组，所述检测模组设于所述壳体内，所述壳体开设有用于供镜面镀层通过的开口。