CN209311330U - 检测装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种检测装置。检测装置包括：暗场线光源(30)，设置在具有至少一个弯曲检测表面的待检测物体(10)的一侧，用于向所述弯曲检测表面提供暗场探测光，所述弯曲检测表面在第一弯曲方向上至少有两个位置的法线不平行；和线探测器(20)，设置在所述待检测物体(10)的靠近所述暗场线光源(30)的一侧，用于采集所述暗场探测光在所述待检测物体(10)表面的漫反射光或散射光；所述暗场线光源的出光面与所述线探测器(20)的镜头的光轴面平行或重合，且所述暗场线光源的出光面与所述弯曲检测表面的法线不平行。本公开实施例能够有效地实现弯曲表面的暗场检测。

Description

检测装置

技术领域

本公开涉及检测领域，尤其涉及一种检测装置。

背景技术

自动光学检测(Automatic Optic Inspection，简称AOI)是基于光学原理对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的技术。在AOI中，按照收集信号光的来源可包括明场检测和暗场检测。这两种检测方式可针对于不同的缺陷实现不同的效果。其中，暗场检测是通过探测待测物表面的散射光强度，来实现对待测物表面进行检测的方法。暗场检测对凸起等缺陷的检测可实现更好的灵敏度。

目前主要是针对于平面的明场检测和暗场检测，对于具有曲面的物体来说，曲面弧度会造成反射光位置不同，因此给暗场检测中的信号光收集增加了难度，致使目前尚缺乏对曲面进行暗场检测的成熟方案。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种检测装置，能够有效地实现弯曲表面的暗场检测。

在本公开的一个方面，提供一种检测装置，包括：

暗场线光源，设置在具有至少一个弯曲检测表面的待检测物体的一侧，用于向所述弯曲检测表面提供暗场探测光，所述弯曲检测表面在第一弯曲方向上至少有两个位置的法线不平行；和

线探测器，设置在所述待检测物体的靠近所述暗场线光源的一侧，用于采集所述暗场探测光在所述待检测物体表面的漫反射光或散射光；

其中，所述暗场线光源的出光面与所述线探测器的镜头的光轴面平行或重合，且所述暗场线光源的出光面与所述弯曲检测表面的法线不平行。

在一些实施例中，所述暗场线光源包括至少一个线激光器，能够形成沿所述第一弯曲方向连续覆盖所述弯曲检测表面的检测光斑，所述线探测器的探测区也沿所述第一弯曲方向连续覆盖所述弯曲检测表面。

在一些实施例中，所述暗场线光源和所述线探测器均被配置为相对于所述待检测物体沿垂直于所述第一弯曲方向的方向运动。

在一些实施例中，所述弯曲检测表面包括检测平面和第一检测表面，所述检测平面与所述第一检测表面连接，且所述第一检测表面各点处的法线均与所述检测平面不平行，所述至少一个线激光器包括分别位于所述线探测器的镜头两侧的第一线激光器和第二线激光器，所述第一线激光器在所述检测平面和所述第一检测表面上形成的线光斑与所述第二线激光器在所述检测平面和所述第一检测表面上形成的线光斑至少部分重合。

在一些实施例中，所述第一线激光器的轴线和所述第二线激光器的轴线之间呈0°～30°夹角。

在一些实施例中，所述检测装置还包括：

明场光源组件，用于向所述弯曲检测表面提供探测光，所述线探测器还用于采集所述探测光在所述待检测物体沿所述第一弯曲方向连续的表面的反射光。

在一些实施例中，所述明场光源组件提供的探测光和所述暗场线光源提供的暗场探测光的波长范围不重合，所述线探测器被配置为分别对所述明场光源组件提供的探测光在所述待检测物体表面的反射光和所述暗场线光源提供的暗场探测光在所述待检测物体表面的漫反射光或散射光进行采集。

在一些实施例中，所述弯曲检测表面包括检测平面、第一检测表面和第二检测表面，所述检测平面与所述第一检测表面和所述第二检测表面连接，且所述第二检测表面沿第二弯曲方向弯曲，所述第二弯曲方向与第一弯曲方向垂直，所述第一检测表面各点处的法线和所述第二检测表面的法线均与所述检测平面的法线不平行；所述明场光源组件包括：

第一光源组件，用于向所述检测平面和所述第一检测表面提供探测光；

第二光源组件，设置在所述待检测物体的靠近所述第二检测表面的侧方，用于向所述第二检测表面提供侧向探测光，以便所述线探测器采集所述侧向探测光在沿所述第二弯曲方向连续的所述第二检测表面的反射光。

在一些实施例中，所述第一光源组件包括：

第一光源段，用于向所述检测平面提供检测光；和

第二光源段，与所述第一光源段连接，用于向所述第一检测表面提供检测光。

在一些实施例中，所述检测平面和所述第一检测表面为镜面。

因此，根据本公开实施例，通过将线探测器与暗场线光源相对于待检测物体设置在同侧，并使暗场线光源的出光面与所述线探测器的镜头的光轴面平行或重合，且所述暗场线光源的出光面与所述弯曲检测表面的法线不平行，以采集暗场线光源发出的探测光在待检测物体表面上的漫反射光或散射光。由于暗场线光源提供的暗场探测光不能直接反射到线探测器，而当弯曲检测表面上存在缺陷时，探测光在该缺陷处能够发生漫反射或散射，部分漫反射光或散射光能够被线探测器采集，以确定缺陷的所在位置，从而有效地实现弯曲检测表面的暗场检测。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开检测装置的一些实施例的结构示意图；

图2是根据本公开检测装置的一些实施例中暗场线光源在检测平面和第一检测表面形成线光斑的示意图；

图3是根据本公开检测装置的另一些实施例的结构示意图。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1所示，是根据本公开检测装置的一些实施例的结构示意图。参考图1，在一些实施例中，检测装置包括：暗场线光源30和线探测器20。暗场线光源30设置在待检测物体10的一侧，该待检测物体10具有至少一个弯曲检测表面。所述弯曲检测表面在第一弯曲方向上至少有两个位置的法线不平行。待检测物体10可以为包括曲面的玻璃、陶瓷、金属等，例如手机壳、光学透镜、电池片或曲面显示屏。

待检测物体10的弯曲检测表面可以包括检测平面和第一检测表面，检测平面与所述第一检测表面连接，且所述第一检测表面各点处的法线均与所述检测平面不平行。该检测平面可以为平的镜面，第一检测表面可以为球形、圆柱形或其他形状的弯曲镜面。

暗场线光源30可向所述弯曲检测表面提供暗场探测光。在一些实施例中，所述暗场线光源30可包括至少一个线激光器，能够形成沿所述第一弯曲方向连续覆盖所述弯曲检测表面的检测光斑。至少一个线激光器可设置在所述线探测器20的侧方，例如与所述线探测器20固定连接，并位于所述线探测器20的侧方。或者，至少一个线激光器与所述线探测器20不接触或连接，但相对固定。在自动光学检测过程中，线激光器与线探测器20相对于所述待检测物体10沿垂直于所述第一弯曲方向的方向运动，例如同步地相对于待检测物体10运动，或者在待检测物体10运动时均保持静止。

暗场线光源30的出光面与所述线探测器20的光轴面平行或重合。暗场线光源30的出光面与所述待检测物体10上的探测区域表面不垂直。

举例来说，在图1中，至少一个线激光器包括分别位于所述线探测器20两侧的第一线激光器31和第二线激光器32。所述第一线激光器31在检测平面和所述第一检测表面上形成的线光斑与所述第二线激光器32在检测平面和所述第一检测表面上形成的线光斑至少部分重合。在另一些实施例中，也可以只是用一个线激光器，只要该线激光器在检测平面和所述第一检测表面上形成的线光斑能够与线探测器20的采集范围匹配即可。

参考图2，当暗场线光源30产生的光束发射到待检测物体10的检测表面时，能够形成线光斑，其中在形状呈矩形的检测平面上形成直线光斑61，在检测平面的左右两边的第一检测表面上则形成与直线光斑61相连的斜线光斑62。形成的直线光斑61优选与检测平面的长边垂直。

线探测器20设置在所述待检测物体10的靠近所述暗场线光源30的一侧。所述线探测器20的镜头的光轴面与在所述检测平面和所述第一检测表面上的探测区域的法线均不平行。优选线探测器20的光轴面与所述检测平面的法线的夹角为10°～20°。该线探测器20用于采集所述暗场线光源30发出的暗场探测光在所述待检测物体10表面的漫反射光或散射光。

线探测器20的镜头的光轴面指的是线探测器通过镜头收集的漫反射光或散射光的对称面，且所述对称面平行于线光斑的延伸方向。基于光的反射定律，暗场线光源30的暗场探测光在镜面上反射后无法被线探测器20采集到，只有当待检测物体10的表面存在缺陷时，暗场线光源30发出的暗场探测光在发射到缺陷位置后发生漫反射，部分漫反射光能被线探测器20所采集到，从而能够据此确定缺陷所在的位置。

参考图1，通过设置第一线激光器31和第二线激光器32，可使得第一线激光器31和第二线激光器32分别形成的线光斑至少部分重合。这样部分重合的部分亮度得以增加，提高了线探测器在检测表面上采集到的缺陷亮度。根据设计需要，优选第一线激光器31的轴线和第二线激光器32的轴线之间呈0°～30°夹角。该夹角为0°时，相当于第一线激光器31的轴线和第二线激光器32的轴线相互平行，相应的可选择实现较长线光斑的线激光器，以便增加线光斑的重合量。如果选择较大的夹角，则可实现线光斑的更多重合。

如图3所示，是根据本公开检测装置的另一些实施例的结构示意图。参考图3，在一些实施例中，检测装置还包括明场光源组件。该明场光源组件设置在所述待检测物体10的至少一侧，用于向所述弯曲检测表面提供探测光，所述线探测器还用于采集所述探测光在所述待检测物体10沿所述第一弯曲方向连续的表面的反射光。

对于设置了明场光源组件和暗场线光源30的检测装置实施例来说，明场检测和暗场检测可分别进行，即在进行明场检测时不使用暗场线光源30，而在进行暗场检测时，不使用明场光源组件。而在另一些实施例中，明场检测和暗场检测可同时进行，即明场光源组件提供的探测光和所述暗场线光源30提供的暗场探测光的波长范围不重合，例如明场光源组件提供的探测光为红光，暗场线光源提供的暗场探测光为蓝光。线探测器20被配置为分别对所述明场光源组件和所述暗场线光源30在所述待检测物体10表面的漫反射光或散射光进行采集。由于明场检测和暗场检测所用的探测光波长不同，通过线探测器20对不同波长的探测光的采集可同步实现明场检测和暗场检测。

对于第一检测表面呈矩形的待检测物体来说，至少一个弯曲检测表面可包括检测平面、第一检测表面和第二检测表面，所述检测平面与所述第一检测表面和所述第二检测表面连接，且所述第二检测表面沿第二弯曲方向弯曲，所述第二弯曲方向与第一弯曲方向垂直，所述第一检测表面各点处的法线和所述第二检测表面的法线均与所述检测平面的法线不平行。相应的，在图3中，明场光源组件可包括：第一光源组件40和第二光源组件50。第一光源组件40用于至少向所述检测平面和所述第一检测表面提供探测光。

参考图3，在一些实施例中，第一光源组件40包括第一光源段和第二光源段。第一光源段用于向所述检测平面提供检测光。第二光源段，与所述第一光源段连接，用于向所述第一检测表面提供检测光。在图3中，第一光源段的两侧分别连接有第二光源段，使得第一光源组件40整体呈U型。第一光源段的发光面可包括平发光面或弧形发光面。根据第一光源段设计的长度和宽度，第一光源段也可以为部分第一检测表面提供探测光。第二光源段所具有的弧形发光面临近所述第一检测表面的一侧呈内凹弧形，以便增强待检测物体表面的光强均匀性。

第二光源组件50设置在所述待检测物体的靠近所述第二检测表面的侧方，用于向所述第二检测表面提供侧向探测光，以便所述线探测器采集所述侧向探测光在沿所述第二弯曲方向连续的所述第二检测表面的反射光。该第二光源组件50可包括弧形光源或凹面镜，该弧形光源或凹面镜临近所述第一检测表面的一侧可设计为内凹弧形。

前面已对本公开检测装置的多个实施例进行了说明。上述检测装置可用于各类需要进行表面检测的场景，例如检测装置可设置在自动光学检测设备中，能够有效地实现弯曲表面的暗场检测。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种检测装置，其特征在于，包括：

暗场线光源(30)，设置在具有至少一个弯曲检测表面的待检测物体(10)的一侧，用于向所述弯曲检测表面提供暗场探测光，所述弯曲检测表面在第一弯曲方向上至少有两个位置的法线不平行；和

线探测器(20)，设置在所述待检测物体(10)的靠近所述暗场线光源(30)的一侧，用于采集所述暗场探测光在所述待检测物体(10)表面的漫反射光或散射光；

其中，所述暗场线光源(30)的出光面与所述线探测器(20)的镜头的光轴面平行或重合，且所述暗场线光源(30)的出光面与所述弯曲检测表面的法线不平行。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述暗场线光源(30)包括至少一个线激光器，能够形成沿所述第一弯曲方向连续覆盖所述弯曲检测表面的检测光斑，所述线探测器(20)的探测区也沿所述第一弯曲方向连续覆盖所述弯曲检测表面。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述暗场线光源(30)和所述线探测器(20)均被配置为相对于所述待检测物体(10)沿垂直于所述第一弯曲方向的方向运动。

4.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述弯曲检测表面包括检测平面和第一检测表面，所述检测平面与所述第一检测表面连接，且所述第一检测表面各点处的法线均与所述检测平面不平行，所述至少一个线激光器包括分别位于所述线探测器(20)的镜头两侧的第一线激光器(31)和第二线激光器(32)，所述第一线激光器(31)在所述检测平面和所述第一检测表面上形成的线光斑与所述第二线激光器(32)在所述检测平面和所述第一检测表面上形成的线光斑至少部分重合。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述第一线激光器(31)的轴线和所述第二线激光器(32)的轴线之间呈0°～30°夹角。

6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括：

明场光源组件，用于向所述弯曲检测表面提供探测光，所述线探测器还用于采集所述探测光在所述待检测物体(10)沿所述第一弯曲方向连续的表面的反射光。

7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述明场光源组件提供的探测光和所述暗场线光源(30)提供的暗场探测光的波长范围不重合，所述线探测器(20)被配置为分别对所述明场光源组件提供的探测光在所述待检测物体(10)表面的反射光和所述暗场线光源(30)提供的暗场探测光在所述待检测物体(10)表面的漫反射光或散射光进行采集。

8.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述弯曲检测表面包括检测平面、第一检测表面和第二检测表面，所述检测平面与所述第一检测表面和所述第二检测表面连接，且所述第二检测表面沿第二弯曲方向弯曲，所述第二弯曲方向与第一弯曲方向垂直，所述第一检测表面各点处的法线和所述第二检测表面的法线均与所述检测平面的法线不平行；所述明场光源组件包括：

第一光源组件(40)，用于向所述检测平面和所述第一检测表面提供探测光；

第二光源组件(50)，设置在所述待检测物体的靠近所述第二检测表面的侧方，用于向所述第二检测表面提供侧向探测光，以便所述线探测器采集所述侧向探测光在沿所述第二弯曲方向连续的所述第二检测表面的反射光。

9.根据权利要求8所述的检测装置，其特征在于，所述第一光源组件(40)包括：

第一光源段，用于向所述检测平面提供检测光；和

第二光源段，与所述第一光源段连接，用于向所述第一检测表面提供检测光。

10.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述检测平面和所述第一检测表面为镜面。