CN216309390U - 一种光学检测系统及其光学设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学检测系统及其光学设备，包括在光路上依次设置的反射式同轴光源、远心镜头、相机和背光源：所述反射式同轴光源包括壳体、发光光源、漫射板和分光镜；所述发光光源、漫射板和分光镜安装在所述壳体中，所述发光光源的光透过漫射板打到检测对象后反射到所述分光镜上，所述分光镜将光反射至所述远心镜头中；所述背光源用于为检测对象打光。本实用新型实施例的光学检测系统，通过设置反射式同轴光源和远心镜头，反射式同轴光源通过漫射板可以将光源均匀地达到检测对象上，并通过背光源照明检测对象，提供更均匀的照明，可以减少检测对象上的暗影，增加照明的均匀度和亮度，相机成像更清晰，成像效果好。

Description

一种光学检测系统及其光学设备

技术领域

本实用新型涉及精密加工技术领域，尤其涉及一种光学检测系统及其光学设备。

背景技术

柔性屏是可弯曲的显示屏，其低功耗、可弯曲的特性对可穿戴式设备的应用带来深远的影响。在柔性屏精密加工制造过程中，必然要对产品进行定位、检测。

柔性屏的特点是易于发生翘曲。在实际加工制造过程中，需要在大视野下成像定位多个小的标记点(mark)。但由于柔性屏的翘曲导致成像困难，定位时的成像效果差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光学检测系统及其光学设备，成像清晰，成像效果好。

本实用新型实施例公开了一种光学检测系统，包括在光路上依次设置的反射式同轴光源、远心镜头、相机和背光源：所述反射式同轴光源包括壳体、发光光源、漫射板和分光镜；所述发光光源、漫射板和分光镜安装在所述壳体中，所述发光光源的光透过漫射板打到检测对象后反射到所述分光镜上，所述分光镜将光反射至所述远心镜头中；所述背光源用于为检测对象打光。

可选的，所述光学检测系统包括载台；所述载台位于所述反射式同轴光源的下方。

可选的，所述载台包括工件放置部、背光安装部；所述背光安装部与工件放置部连接，且位于所述反射式同轴光源的下方；所述背光安装部的高度小于所述工件放置部的高度，以形成安装空间；所述背光源安装在所述背光安装部上，且与所述反射式同轴光源相对。

可选的，所述壳体上开设有光出入口和光出口；所述分光镜为半透半反透镜，所述分光镜倾斜安装在所述壳体中，且其中一面朝向所述光出入口和所述光出口；所述发光光源位于所述分光镜的另一面。

可选的，所述壳体设置有上腔体、位于所述上腔体下方的下腔体；所述发光光源安装在所述上腔体中，所述分光镜安装在所述下腔体中，所述光出入口和所述光出口设置在所述下腔体上。

可选的，所述漫射板设置在所述上腔体上。

可选的，所述光出口与的与所述远心镜头的距离为12±2mm。

可选的，所述光学检测系统包括载台，所述载台位于所述反射式同轴光源的下方；检测对象放置在所述载台时，所述光出入口到检测对象的距离为55mm。

可选的，检测对象放置在所述载台时，所述背光源距离检测对象的距离为20±2mm。

本实用新型实施例还公开了一种检测对象定位检测光学设备，其特征在于，包括如上所述的光学检测系统。

本实用新型实施例的光学检测系统，通过设置反射式同轴光源和远心镜头，反射式同轴光源通过漫射板可以将光源均匀地达到检测对象上，并通过背光源照明检测对象，提供更均匀的照明，可以减少检测对象上的暗影，增加照明的均匀度和亮度，相机成像更清晰，成像效果好。

附图说明

所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施方式，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。在附图中：

图1是本实用新型实施例光学检测系统的示意图。

其中，1、反射式同轴光源；11、壳体；111、上腔体；112、下腔体；112a、光出入口；112b、光出口；12、发光光源；13、漫射板； 14、分光镜；2、远心镜头；3、相机；4、载台；41、工件放置部； 42、背光安装部；43、安装空间；5、背光源；6、检测对象。

具体实施方式

需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本实用新型可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。

下面参考附图和可选的实施例对本实用新型作详细说明。

如图1所示，作为本实用新型的一实施例，公开了一种光学检测系统，包括在光路上依次设置的反射式同轴光源1、远心镜头2和相机3：所述反射式同轴光源1包括壳体11、发光光源12、漫射板13 和分光镜14；所述发光光源12、漫射板13和分光镜14安装在所述壳体11中，所述发光光源12的光透过漫射板13打到检测对象6定位检测位置后反射到所述分光镜14上，所述分光镜14将光反射至所述远心镜头2中。

在检测对象6的加工制造过程中，需要对半成品检测对象6上的标记点(mark)进行成像定位检测。但是，由于检测对象6容易发生翘曲，在实际应用中需要在大视野(9.25mm×7mm)下定位多个小的标记点(0.03mm×0.015mm)时，由于检测对象6的翘曲导致两方面的成像困难：一方面是照明成像困难，产品翘曲导致产品反光不均匀造成局部暗场，标记点无法成像；另一方是镜头成像困难，产品翘曲导致多个标记点不在同一平面，高度差超出成像镜头景的深范围，造成标记点成像模糊。

本实用新型实施例的光学检测系统，通过设置反射式同轴光源1 和远心镜头2，反射式同轴光源1通过漫射板13可以将光源均匀地达到检测对象6上，并通过背光源5照明检测对象，提供更均匀的照明，可以减少检测对象上的暗影，增加照明的均匀度和亮度，相机3成像更清晰，成像效果好。发光光源12可以是灯珠，检测对象6可以是柔性屏等。

反射式同轴光源1中，发光光源12用于提供光线照明，漫射板 13将发光光源12的光线发散均匀，所述分光镜14将检测对象6上放射的光线反射至远心镜头2中，并通过相机3成像。分光镜14可以让相机3与反射式同轴光源1处于不同轴，方便相机3和反射式同轴光源1自由安装。

具体地，所述光学检测系统包括载台4；所述载台4位于所述反射式同轴光源1的下方。在本方案中，载台4用于放置检测对象6。将检测对象6放置在载台4上，检测对象6位于反射式同轴光源1的下方，反射式同轴光源1的光均匀地打在检测对象6上，方便成像定位。

更具体地，所述载台4包括工件放置部41、背光安装部42；所述背光安装部42与工件放置部41连接，且位于所述反射式同轴光源 1的下方；所述背光安装部42的高度小于所述工件放置部41的高度，以形成安装空间43；所述背光源5安装在所述背光安装部42上，且与所述反射式同轴光源1相对。在本方案中，如图1所示，检测对象 6放置在工件放置部41上，并且一端伸出于工件放置部41悬空，且位于安装空间43的上方。背光源5安装在背光安装部42上，并位于检测对象6伸出工件放置部41的一端的下方。背光源5在检测对象 6的另一面提供照明，可以减少柔性屏等检测对象6翘曲的暗影，增加照明的均匀度和亮度，相机3成像更清晰。

所述壳体11上开设有光出入口112a和光出口112b；所述分光镜14为半透半反透镜，所述分光镜14倾斜安装在所述壳体11中，且其中一面朝向所述光出入口112a和所述光出口112b；所述发光光源12位于所述分光镜14的另一面。在本方案中，如图1所示，发光光源12的光线可以透过分光镜14照射在检测对象6上，检测对象6 又将光反射到分光镜14上，分光镜14将光反射入远心镜头2，相机 3成像。本方案的通过分光镜14实现光路转折，发光光源12射出的光线的光路与射入远心镜头2的光路垂直，方便相机3和反射式同轴光源1安装。

所述壳体11设置有上腔体111、位于所述上腔体111下方的下腔体112；所述发光光源12安装在所述上腔体111中，所述分光镜 14安装在所述下腔体112中，所述光出入口112a和所述光出口112b 设置在所述下腔体112上。在本方案中，发光光源12在分光镜14的上方，光线会部分透过半透半反的分光镜14，打到检测对象6上。半透半反的反光镜将检测对象6反射的光反射入远心镜头2中。更具体地，所述漫射板13设置在所述上腔体111上。上腔体111和下腔体112方便发光光源12和反光镜安装。

具体地，所述相机3和远心镜头2装配成一体。在本方案中，相机3和远心镜头2装配成一体，光损耗小，成像效果更好。同时光学检测系统的整体性更好。

具体地，所述光出口112b与的与所述远心镜头2的距离h1为12±2mm。该距离下，可以保证光线损耗小。如果距离过过大，则光线损耗大，影响成像效果。检测对象6放置在所述载台4时，所述光出入口112a到检测对象6的距离h2为55mm。反射式同轴光源1如果太靠近检测对象6，会因为其发光面的漏光而导致光面不是漫射的均匀光。在该距离下，反射式同轴光源1打到检测对象6上的光是均匀光。检测对象6放置在所述载台4时，所述背光源5距离检测对象 6的距离h3为20±2mm。该距离下，背光源5的光强度恰当，且不容易让检测对象6发热。

未采用本实用新型的光学检测系统的成像，标记点的成像模糊。采用本实用新型的光学检测系统的成像，标记点的成像清晰。未采用本实用新型的光学检测系统的成像，景深小。采用本实用新型的光学检测系统的成像，景深大。通过景深尺测试使用同款镜头的情况下，景深从0.08mm@501p/mm提升至0.28mm@501p/mm。

作为本实用新型的另一实施例，公开了一种光学设备，包括如上所述的光学检测系统。本实施例的光学设备，采用上述的光学检测系统，通过设置反射式同轴光源1和远心镜头2，反射式同轴光源1通过漫射板13可以将光源均匀地达到检测对象6上，提供更均匀的照明，避免检测对象6的反光和翘曲产生的暗影，提高景深，成像清晰，成像效果好。

以上内容是结合具体的可选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术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，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种光学检测系统，其特征在于，包括在光路上依次设置的反射式同轴光源、远心镜头、相机和背光源：所述反射式同轴光源包括壳体、发光光源、漫射板和分光镜；所述发光光源、漫射板和分光镜安装在所述壳体中，所述发光光源的光透过漫射板打到检测对象后反射到所述分光镜上，所述分光镜将光反射至所述远心镜头中；所述背光源用于为检测对象打光。

2.如权利要求1所述的光学检测系统，其特征在于，所述光学检测系统包括载台；所述载台位于所述反射式同轴光源的下方。

3.如权利要求2所述的光学检测系统，其特征在于，所述载台包括工件放置部、背光安装部；所述背光安装部与工件放置部连接，且位于所述反射式同轴光源的下方；所述背光安装部的高度小于所述工件放置部的高度，以形成安装空间；所述背光源安装在所述背光安装部上，且与所述反射式同轴光源相对。

4.如权利要求1至3任一项所述的光学检测系统，其特征在于，所述壳体上开设有光出入口和光出口；所述分光镜为半透半反透镜，所述分光镜倾斜安装在所述壳体中，且其中一面朝向所述光出入口和所述光出口；所述发光光源位于所述分光镜的另一面。

5.如权利要求4所述的光学检测系统，其特征在于，所述壳体设置有上腔体、位于所述上腔体下方的下腔体；所述发光光源安装在所述上腔体中，所述分光镜安装在所述下腔体中，所述光出入口和所述光出口设置在所述下腔体上。

6.如权利要求5所述的光学检测系统，其特征在于，所述漫射板设置在所述上腔体上。

7.如权利要求4所述的光学检测系统，其特征在于，所述光出口与的与所述远心镜头的距离为12±2mm。

8.如权利要求4所述的光学检测系统，其特征在于，所述光出入口到检测对象的距离为55mm。

9.如权利要求3所述的光学检测系统，其特征在于，检测对象放置在所述载台时，所述背光源距离检测对象的距离为20±2mm。

10.一种光学设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的光学检测系统。

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