CN219608744U - 一种光学检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学检测设备。一种光学检测设备，包括：承载装置，所述承载装置用于承载待测物；暗场光源，所述暗场光源用于照射所述承载装置上的待测物；相机，所述相机与所述暗场光源位于所述承载装置的同一侧；以及光学部件，所述光学部件位于所述承载装置远离所述暗场光源的一侧，所述光学部件用于反射至少一部分所述暗场光源射来的光线，以减少或避免所述暗场光源射来的光线朝向所述相机的方向反射。由于暗场光源射向待测物的较高亮度光线能够被光学部件反射，从而减少或避免暗场光源射来的光线朝向相机的方向反射，因此光学检测设备就不易或不会形成对暗场成像造成影响的背景噪音，有利于提高检测结果准确度。

Description

一种光学检测设备

技术领域

本实用新型涉及光学检测设备。

背景技术

AOI设备(即光学自动检测设备)能够对手机盖板玻璃、平板电脑盖板玻璃等玻璃盖板类产品进行高效、高质量的检测。对于玻璃盖板类产品，光学检测设备一般能够进行明场检测、暗场检测和透射检测，分别获得亮场成像、暗场成像或透射成像，从而满足不同类型的缺陷检测需求。

亮场成像和暗场成像的一个主要差异在于照明光源和相机的角度，亮场成像是使照明光照射到待测物的待检表面之后直接反射到相机，此时待测物表面的凸凹结构会在较亮的背景下形成较暗的图像；而暗场成像是避免照明光照射到待测物的待检表面后直接反射到相机，此时待测物表面的凸凹结构会在较暗的背景下形成较亮的图像。透射成像是将相机和照明光源分别设置到与待测物的两侧，使相机和照明光源沿垂直于待检表面的方向分布，待测物上存在缺陷的位置会产生不同于其他位置的成像。其中，暗场检测时一般还要求暗场光源相比于明场光源和透射光源具有较高的亮度(可以高出几个数量级)，以获得较为明显的缺陷图像。

对于带有暗场成像的光学检测设备来说，一些情况下，与暗场光源位于待测物的不同侧的物体可能会产生反光，由于暗场光源的亮度很高，这些反光会形成杂散光并进入用于实现暗场成像的相机，从而会产生背景噪音，影响暗场检测的准确性。例如对于同时带有暗场成像功能和透射成像功能的光学检测设备，如果用于实现透射成像功能的光源带有匀光板，匀光板受到暗场光源的强光照射后会产生漫反射，导致暗场检测出现较大的背景噪音。

为了避免该问题，目前常规的做法是将明场检测、暗场检测和透射检测分开布置不同的工位，每个工位均布置对应的光源和相机，但是这样会占用较大的设备布置空间和增加设备成本。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是光学检测设备进行暗场检测时容易出现背景噪音的问题。

本实用新型提供了一种光学检测设备。

一种光学检测设备，包括：

承载装置，所述承载装置用于承载待测物；

暗场光源，所述暗场光源用于照射所述承载装置上的待测物；

相机，所述相机与所述暗场光源位于所述承载装置的同一侧；

以及光学部件，所述光学部件位于所述承载装置远离所述暗场光源的一侧，所述光学部件用于反射至少一部分所述暗场光源射来的光线，以减少或避免所述暗场光源射来的光线朝向所述相机的方向反射。

在一种技术方案中，所述承载装置远离所述暗场光源的一侧设有能够朝向所述相机反光的反光物体，所述光学部件位于所述反光物体靠近所述承载装置的一侧。

在一种技术方案中，还包括透射光源，所述透射光源位于所述光学部件远离所述暗场光源的一侧，所述透射光源包括发光部件和匀光部件，所述匀光部件用于均匀所述发光部件射出的光线，所述反光物体包括所述匀光部件；

所述光学部件为分光片，所述分光片位于所述承载装置与所述匀光部件之间，所述分光片倾斜布置，所述分光片用于透射所述透射光源的部分光线以形成暗场照明，并用于反射所述暗场光源射来的光线。

在一种技术方案中，所述分光片的反光率大于50％。

在一种技术方案中，所述分光片的反光率为90％至95％，所述分光片的透光率为5％至10％。

在一种技术方案中，所述分光片固定在所述透射光源上。

在一种技术方案中，所述相机的朝向与所述承载装置的承载平面垂直，所述光学部件具有倾斜反光面，所述倾斜反光面与所述相机的朝向成45度角。

在一种技术方案中，所述暗场光源设有至少两处，所述相机的光学主轴与所述承载装置的承载平面垂直，两处所述暗场光源相对于所述相机的光学主轴对称并与所述相机的光学主轴具有夹角，所述夹角不大于25度。

在一种技术方案中，所述光学检测设备还包括透射光源，所述透射光源位于所述光学部件远离所述暗场光源的一侧；所述相机的光学主轴与所述透射光源的出光方向一致。

在一种技术方案中，所述承载装置为输送模块，所述输送模块包括支撑轮，所述支撑轮用于支撑所述待测物并带动所述待测物移动，支撑轮之间具有径向间隔，所述径向间隔供用于照亮所述待测物的照明光通过。

本实用新型的有益效果：

据上述光学检测设备，由于设置了光学部件，暗场光源射向待测物的较高亮度光线能够被光学部件反射，从而减少或避免暗场光源射来的光线朝向相机的方向反射，例如能够减少或避免暗场光源射来的光线照射到位于承载装置远离暗场光源的一侧且能够朝向所述相机反光的反光物体上，因此光学检测设备就不易或不会形成对暗场成像造成影响的背景噪音，有利于提高检测结果准确度。

进一步地，所述光学部件为分光片，分光片不但能够反射暗场光源射向待测物的较高亮度光线，而且能够透过一部分透射光源的光线，不会由于透射光源的匀光部件的漫反射作用形成暗场检测背景噪音，能够方便地实现暗场检测与透射检测的集成。

附图说明

图1为本实用新型中一种光学检测设备的一个实施例的结构示意；

图2为光学检测设备成像时的分时控制时序图；

图中附图标记对应的特征名称列表：

10、暗场光源；20、相机；30、透射光源；40、分光片；50、待测物。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本实用新型中一种光学检测设备的实施例：

在一种实施例中，光学检测设备为手机玻璃盖板检测设备，用于对手机玻璃盖板上的缺陷进行检测，其核心是机器视觉光路系统。光学检测设备包括承载装置、暗场光源10、相机20和光学部件。

传输单元采用磁力轮输送线，磁力轮输送线能够支撑待测物并带动待测物移动，使待测物能够沿磁力轮输送线的输送方向被扫描而完成检测。磁力轮输送线可以采用常规磁力轮模组，依靠磁力轮实现扭矩的传递，动力传递为非接触式，没有机械磨损，寿命更长，没有粉尘。磁力轮输送线中，相邻两用于支撑待测物的支撑轮之间的间隔能够供光源产生的光线通过并进入相机中，从而实现待测物的成像。用于支撑待测物的支撑轮可以是磁力轮，也可以是普通滚轮，采用普通滚轮时，磁力轮仅起到传递驱动力的作用。在其他实施例中，传输单元也可以替换为其他形式，例如普通的辊子输送线，各辊子的辊轴之间可以通过齿轮、链条或同步带等方式实现传动。如图1所示，待测物在第一检测工位时，长边与传输单元的传送方向一致，而待测物在第二检测工位时，长边与传输单元的传送方向垂直，因此，第一检测工位处用于支撑待测物的滚轮数量(两排)少于第二检测工位处用于支撑待测物的滚轮数量(四排)。

暗场光源10用于照射所述承载装置上的待测物50。作为一种优选的实施方式，如图1，所述暗场光源10设有至少两处，所述相机20的光学主轴与所述承载装置的承载平面垂直，至少两处所述暗场光源10相对于所述相机20的光学主轴对称并与所述相机20的光学主轴具有夹角，所述夹角不大于25度。在一种实施例中，暗场光源10有两处，两处所述暗场光源10与所述相机20的光学主轴的夹角为10°，结构紧凑，并且有利于控制暗场光源10在待测物50上形成的亮带的角度范围，从而能够降低成本。在其他实施例中，暗场光源10的数量也可以增减。

相机20用于实现光学成像，所述相机20与所述暗场光源10位于所述承载装置的同一侧。在一种实施例中，所述相机20的朝向与所述承载装置的承载平面垂直。当然，在其他实施例中，相机20也可以相对于承载装置的承载平面倾斜布置。作为光学检测设备领域的一种典型应用，相机20采用线扫相机，能够对待测物50沿待测物50相对相机20的移动方向进行线状成像，成像为直线状且垂直于承载装置的传输方向，所有有效的成像拼接后即可获得整个待测物50的完整成像。在一种实施例中，所述相机20的朝向与所述承载装置的承载平面垂直，便于相机20和对应光源的布置。

在一种实施例中，光学检测设备还包括透射光源30，所述透射光源30位于所述光学部件远离所述暗场光源10的一侧；所述相机20的光学主轴与所述透射光源30的出光方向一致。作为一种优选的实施方式，透射光源30包括发光部件和匀光部件，所述匀光部件设置在透射光源30靠近所述相机20的一侧，用于均匀所述发光部件射出的光线，能够实现较为均匀的光照效果。典型地，匀光部件可以采用匀光板，匀光板也称扩散板，能够实现光线的扩展和均匀化。

在一种实施例中，所述承载装置远离所述暗场光源10的一侧设有能够朝向所述相机20反光的反光物体，反光物体包括上述匀光部件。匀光部件的自身光学结构决定了其能够实现均光，但是也会产生较为明显的反光，从而容易对相机20的成像造成干扰。特别是对于两处所述暗场光源10与所述相机20的光学主轴的夹角较小的情况，暗场光源10发出的光线更容易被匀光部件反射向相机20。

为了避免匀光部件对暗场成像的干扰，光学检测设备还包括光学部件，所述光学部件位于所述承载装置远离所述暗场光源10的一侧，所述光学部件用于反射至少一部分所述暗场光源10射来的光线，以减少或避免所述暗场光源10射来的光线朝向所述相机20的方向反射。在一种实施例中，所述光学部件为分光片40，所述分光片40位于所述承载装置与所述匀光部件之间，所述分光片40倾斜布置，所述分光片40用于透射所述透射光源30的部分光线以形成暗场照明，并用于反射所述暗场光源10射来的光线。采用分光片40既能够透射一部分透射光源30发出的光线，满足透射成像需求，又能够反射暗场光源10射来的光线，避免暗场光源10射来的光线照射到匀光部件上以后再反射到相机20中，既能够实现透射检测，又能够避免设置透射光源30后导致暗场检测受到干扰，使得透射检测和暗场检测能够集成在一处，并且能够适应暗场光源10与相机的较小夹角，避免小夹角下匀光板产生严重反光。

作为一种优选的实施方式，所述分光片40固定在所述透射光源30上。作为一种优选的实施方式，光学部件具有倾斜反光面，所述倾斜反光面与所述相机20的朝向成45度角。对于平面结构的分光片40来说，分光片40相对于竖直平面呈45度角倾斜布置。

在一种实施方式中，分光片40的反光率大于50％，作为一种优选的实施方式，所述分光片40的反光率为90％至95％，所述分光片40的透光率为5％至10％。分光片40采用上述发光、透光特性能够更有效地避免暗场检测受到影响。

检测时，如图2，透射光源30和暗场光源10在光源控制器的控制下依次亮起，相机20在透射光源30亮起和暗场光源10亮起时分别对应地进行曝光，实现成像。暗场检测可以检测手机玻璃盖板上的划伤、崩边、脏污、异色等缺陷，穿透检测可以检测手机玻璃盖板上的凹凸点、漏光、丝印缺等缺陷。通过控制相机20沿输送模块的输送方向的成像尺寸和模块的输送速度，即可对待测物50的各部分以线扫方式进行透射成像和暗场成像，拼合后即可获得整个待测物50的完整成像。

在上述实施例中，光学检测设备自身包括匀光板，匀光板构成能够朝向所述相机20反光的反光物体。在其他实施例中，反光物体也可以是光学检测设备上的其他结构，反光物体还可以使光学检测设备之外的物体。另外，在其他实施例中，光学检测设备也可以不包括透射光源30。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种光学检测设备，其特征在于，包括：

承载装置，所述承载装置用于承载待测物；

暗场光源(10)，所述暗场光源(10)用于照射所述承载装置上的待测物；

相机(20)，所述相机(20)与所述暗场光源(10)位于所述承载装置的同一侧；

以及光学部件，所述光学部件位于所述承载装置远离所述暗场光源(10)的一侧，所述光学部件用于反射至少一部分所述暗场光源(10)射来的光线，以减少或避免所述暗场光源(10)射来的光线朝向所述相机(20)的方向反射。

2.如权利要求1所述的光学检测设备，其特征在于，所述承载装置远离所述暗场光源(10)的一侧设有能够朝向所述相机(20)反光的反光物体，所述光学部件位于所述反光物体靠近所述承载装置的一侧。

3.如权利要求2所述的光学检测设备，其特征在于，还包括透射光源(30)，所述透射光源(30)位于所述光学部件远离所述暗场光源(10)的一侧，所述透射光源(30)包括发光部件和匀光部件，所述匀光部件用于均匀所述发光部件射出的光线，所述反光物体包括所述匀光部件；

所述光学部件为分光片(40)，所述分光片(40)位于所述承载装置与所述匀光部件之间，所述分光片(40)倾斜布置，所述分光片(40)用于透射所述透射光源(30)的部分光线以形成暗场照明，并用于反射所述暗场光源(10)射来的光线。

4.如权利要求3所述的光学检测设备，其特征在于，所述分光片(40)的反光率大于50％。

5.如权利要求4所述的光学检测设备，其特征在于，所述分光片(40)的反光率为90％至95％，所述分光片(40)的透光率为5％至10％。

6.如权利要求3至5中任一项所述的光学检测设备，其特征在于，所述分光片(40)固定在所述透射光源(30)上。

7.如权利要求1至5中任一项所述的光学检测设备，其特征在于，所述相机(20)的朝向与所述承载装置的承载平面垂直，所述光学部件具有倾斜反光面，所述倾斜反光面与所述相机(20)的朝向成45度角。

8.如权利要求1至5中任一项所述的光学检测设备，其特征在于，所述暗场光源(10)设有至少两处，所述相机(20)的光学主轴与所述承载装置的承载平面垂直，两处所述暗场光源(10)相对于所述相机(20)的光学主轴对称并与所述相机(20)的光学主轴具有夹角，所述夹角不大于25度。

9.如权利要求1或2所述的光学检测设备，其特征在于，所述光学检测设备还包括透射光源(30)，所述透射光源(30)位于所述光学部件远离所述暗场光源(10)的一侧；所述相机(20)的光学主轴与所述透射光源(30)的出光方向一致。

10.如权利要求1至5中任一项所述的光学检测设备，其特征在于，所述承载装置为输送模块，所述输送模块包括支撑轮，所述支撑轮用于支撑所述待测物并带动所述待测物移动，支撑轮之间具有径向间隔，所述径向间隔供用于照亮所述待测物的照明光通过。