TWI585381B - Foreign body detection system and its method - Google Patents

Description

異物檢測系統及其方法

本發明涉及一種異物檢測系統及其方法，特別是一種在鏡頭之振動測試的同時進行鏡頭之可動異物檢查的系統與方法。

隨著電子產品加入照相功能的多功能化，鏡頭模組已成為基本配備。因為鏡頭模組通常是由多個鏡片組裝，不論塑膠或玻璃的光學鏡片，成品的良莠取決於組裝品質，業界有以人工檢測鏡頭模組中的各項瑕疵檢測，普遍存在耗時過長、單位時間產出過低與人工成本極高的缺點，更重要的是，不具檢測的客觀性。因此，業界亟待能夠同時提高異物檢測的效率與判斷的客觀性的檢查方案，以進一步提高品質與降低成本。

此外，申請案號第103126912號「整合性振動檢測裝置」，係為本發明申請人所提出，其公開一種整合性振動檢測裝置，使待測鏡頭裝設至一振動測試機台的一檢測治具上，藉由透過待測鏡頭擷取的特徵圖形產生變化，透過得知光軸是否偏移，而能確定待測鏡頭是否發生鬆動。由於振動機的操作原理本便是對鏡頭模組施予一定程度的振動後，確認鏡頭的各項成像品質，申請人更進一步利用振動機的振動，結合對鏡頭偵測可動異物的檢測需求，以期滿足前述要求的檢查方案。

本發明之目的在於提供一種異物檢測系統及其方法，可簡化 對待測鏡頭的異物檢測程序，並以機器視覺對待測鏡頭判斷可動異物存在，提高效率與判斷的客觀性。

為此，本發明提供一種異物檢測系統，包括：一振動機、一治具單元、與一決策單元。治具單元設於振動機上而可與振動機同步振動；治具單元包括一基座、一光源、一感測器、與一檢測屏。一待測鏡頭定位至基座上，感測器位於待測鏡頭之一側、檢測屏設於待測鏡頭之另一側，使待測鏡頭在感測器與檢測屏之間；光源則與感測器或檢測屏同側；感測器擷取透過待測鏡頭對應檢測屏之一檢測影像。決策單元電連接至感測器，取得檢測影像之一灰階值資訊，並與一灰階值之閥值進行比對。

為此，本發明提供一種異物檢測方法，包括一種異物檢測方法，概述步驟如下：置備一待測鏡頭於一振動機之一治具單元上，擷取待測鏡頭之一檢測影像；其中，檢測影像係對應治具單元之一檢測屏所形成。使治具單元與振動機同步振動，並於振動中擷取檢測影像。使用一決策單元進行將檢測影像之灰階值資訊與一灰階值之閥值之一比對程序。

100‧‧‧異物檢測系統

10‧‧‧振動機

20‧‧‧治具單元

22‧‧‧基座

24‧‧‧光源

26‧‧‧感測器

28‧‧‧檢測屏

30‧‧‧決策單元

62‧‧‧檢測區

70、70’‧‧‧檢測影像

72、72’‧‧‧檢測部分

80‧‧‧可動異物

S102~S108、A‧‧‧步驟

第1圖為本發明之異物檢測系統之裝置示意圖；第2A圖為本發明振動前之檢測影像；第2B圖為本發明振動後之檢測影像；第3圖為本發明之異物檢測方法之流程圖；以及第3A圖為本發明之異物檢測方法之部分流程圖。

請同時參閱第1、2A、2B圖之異物檢測系統100，其包括： 一振動機10、一治具單元20、與一決策單元30。治具單元20設於振動機10上，而可與振動機10同步振動；治具單元20包括一基座22、一光源24、一感測器26、與一檢測屏28。待測鏡頭50定位至基座22上，感測器26位於待測鏡頭50之一側、檢測屏28設於待測鏡頭50之另一側，使待測鏡頭50在感測器26與檢測屏28之間。光源24則可任意設置，或可選擇與感測器26同側、或可選擇與檢測屏28同側；而本實施例中，光源24與感測器26同側。

如第2A圖，檢測屏28具有一檢測區62。感測器26可透過待測鏡頭50，以擷取對應檢測屏28之一檢測影像70，檢測影像70可與檢測屏28之檢測區62對應具有一檢測部分72。決策單元30電連接至感測器26，可以計算檢測影像70之灰階值資訊，例如在本實施例中，決策單元30計算檢測影像70灰階值的平均值與標準差，換句話說，灰階值資訊可以為平均值或標準差其中之一或兩者之組合。由於治具單元20與振動機10同步振動，即表示不論振動與否，感測器26、待測鏡頭50、檢測屏28之位置均呈相對固定，亦表示在沒有外部影響或可動異物80存在的情況下，感測器26所擷取的檢測影像70應保持相同。由於待測鏡頭50本身的取像角度、以及待測鏡頭50與檢測屏28之間的距離，均會影響取像範圍，藉著把待測鏡頭50與檢測屏28盡可能地靠近，使檢測影像70的整體僅反映檢測屏28的檢測區62的方式，可高度排除外部影響。

因此，此時待測鏡頭50的取像變化，即推論為可動異物80的影響。當待測鏡頭50在振動之前，如第2A圖，可動異物80尚未經由振動移出，因此待測鏡頭50所被擷取的檢測影像70可如實地反應出檢測屏28上的檢測區62。當待測鏡頭50在振動之後，如第2B圖，發生可動異物80的移 動，因可動異物80的存在導致光線的折、反射，感測器26所擷取的檢測影像70’的檢測部分72’將發生局部的灰階值變化。

本實施例中，將檢測區62保持純色，可使決策單元30在影像計算時可降低外部干擾而發生誤判的機率；在較佳地情況下，檢測區62保持白色，檢測部分72’中的灰階值變化更趨清晰。此外，縱使可動異物80原本存在檢測影像70中檢測部分72以外的區域，可透過調整適當的振動頻率而令大多數的可動異物80移至檢測影像70之檢測部分72。

由於決策單元30是對所擷取的檢測影像70、70’的整體、或對檢測影像70、70’的檢測部分72、72’，進行灰階值的計算，計算的資訊包括平均值與標準差其中之一或兩者的組合。此外，決策單元30可對灰階值的平均值或標準差預設一閥值，並比對檢測影像70、70’(的檢測部分72、72’)之灰階值(的平均值或標準差)與灰階值之閥值，來判斷是否有可動異物80的存在。通常，標準差是用來反映資料的離散程度，因此決策單元30可至少預設灰階值標準差的閥值，以與檢測影像70、70’計算後的灰階值標準差進行比對。在另一種實施態樣中，決策單元30亦可從振動中反覆取得的灰階值資訊，自動計算取得或回饋修正前述灰階值之閥值。

充分理解本發明之異物檢測系統的運作之後，參閱第3圖與第3A圖，為本發明異物檢測方法之流程圖。步驟S102：置備待測鏡頭50於一治具單元20上；檢測影像70係對應治具單元20之一檢測屏28所形成。步驟S104：使治具單元20與振動機10同步振動，並於振動中擷取待測鏡頭50之檢測影像70。步驟S106：使用一決策單元30進行將檢測影像70之灰階值資訊與一灰階值之閥值的比對程序。步驟S108：輸出比對結果。

本異物檢測方法是為了檢驗待測鏡頭50是否存在可動異物80，透過對待測鏡頭50施予振動，使暫時沾黏或殘存的可動異物80有機會移動至對應到檢測屏28的範圍；由於可動異物80移動將造成所擷取的檢測影像70’發生灰階值的變化，並單一的檢測影像70’中，灰階值的標準差或/及平均值、與其相對應的灰階值之閥值作比對，而能進一步判斷可動異物80的存在；相對於先前技術，不但將振動程序與異物檢測程序合併以縮減在製時間，更能以機器視覺解決人力耗費、且達到檢測的客觀性。本方法對於待測鏡頭50振動後是否發生光軸偏移、以及組裝的其他品質是否達到要求，雖非本發明所問，但本發明卻可以很好地與申請人先前的申請案加以結合，例如光軸是否偏移的檢測可透過檢測屏28預設特徵圖像而加以驗證，並在本方法中，更進一步結合光軸偏移的檢測程序，更進一步的降低檢驗程序、並提高檢驗準確度、精確度、及其客觀性。

例如，步驟S102中，可按需求在檢測屏28上更設有圖像區，而檢測區62即定義為圖像區以外的區域；而檢測影像70則分別對應檢測區與圖像區，分別形成有檢測部分72與圖像部分。是以，步驟S106之前或之後，更進一步包括一A步驟，用以判斷待測鏡頭50是否組裝穩固。該A步驟包括：使用決策單元30判斷振動後檢測影像70’之圖像部分與檢測屏28之圖像區是否產生光軸偏移。此時在步驟S108中，所輸出的比對結果為一判斷可動異物80是否存在、以及光軸是否偏移的綜合判斷結果。並且，在步驟S108之後可更具一判斷式，決定是否結束檢測、或回到步驟S104；很顯然地，本發明的異物檢測方法之步驟S102~106，可與不同檢測需求配合，具有檢測上的兼容性。

其中，A步驟中，當待測鏡頭50發生光軸偏移，表示待測鏡頭50的組裝不穩固，則直接結束檢測方法。當待測鏡頭50未發生光軸偏移，表示待測鏡頭50的組裝穩固，則進行後續程序的異物檢查，並與異物檢查的結果進行產品良劣的綜合判斷。

由於常規的振動測試，多在檢測並確認振動後的成像品質或補償方式，本發明申請人利用振動機的振動結合異物檢測，有別於先前技術的人工檢測與常規的振動測試，可進一步滿足檢測效率與客觀判斷的檢查方案，實解決了本領域先前技術中長期存在的問題，因此本發明的確具備可專利性。

綜上所述，本發明之異物檢測方法及異物檢測系統，除了能夠以簡單的灰階值計算就即輕鬆判斷異物是否存在，更能縮減在製時間，以機器視覺達到檢測的客觀性。本發明更至少包括功效有：達到有效檢測、快速檢測、高檢測、降低人力及人力檢測衍生的失誤率；此外，本發明之異物檢測系統及其方法，尚有利於操作人員的訓練與使用、以及能高度兼容其他檢測需求。

本發明及其具體實施例係不侷限於上述例示，其概念透過申請專利範圍的概念與範疇下可為替代或變換。

S102~S108、A‧‧‧步驟

Claims (8)

1. 一種異物檢測系統，包括：一振動機；一治具單元，設於該振動機上而可與該振動機同步振動；該治具單元包括一基座、一光源、一感測器、與一檢測屏；其中，一待測鏡頭定位至該基座上，該感測器位於該待測鏡頭之一側、該檢測屏設於該待測鏡頭之另一側，使該待測鏡頭在該感測器與該檢測屏之間；該光源則與該感測器或該檢測屏同側；該感測器透過該待測鏡頭擷取對應該檢測屏之一檢測影像；以及一決策單元，電連接至感測器，取得該檢測影像之一灰階值資訊，並與一灰階值之閥值進行比對。
2. 如請求項1之異物檢測系統，其中：該灰階值資訊係為平均值或標準差其中之一或兩者之組合。
3. 如請求項1之異物檢測系統，其中：該檢測屏包括一檢測區，該檢測區為純色。
4. 如請求項1之異物檢測系統，其中：該灰階值之閥值為一標準差閥值。
5. 一種異物檢測方法，包括：置備一待測鏡頭於一振動機之一治具單元上；其中，該待測鏡頭相對二側各設有一感測器與一檢測屏；該檢測屏至少包括一檢測區；該感測器可透過該待測鏡頭擷取對應該檢測屏之一檢測影像；使該治具單元與該振動機同步振動，並於振動中擷取該檢測影像； 以及使用一決策單元將該檢測影像之灰階值資訊與一灰階值之閥值的比對程序。
6. 如請求項5之異物檢測方法，該步驟「使用一決策單元進行該檢測影像之灰階值資訊與一灰階值之閥值的比對程序」中，包括：該灰階值資訊係為平均值或標準差其中之一或兩者之組合。
7. 如請求項5之異物檢測方法，該步驟「使用一決策單元進行將該檢測影像之灰階值資訊與一灰階值之閥值的比對程序」中，包括：該閥值為一標準差之閥值，使用該決策單元計算該檢測影像之灰階值的標準差，並與該標準差之閥值進行比對。
8. 如請求項5之異物檢測方法，該步驟「置備一待測鏡頭於一振動機之一治具單元上」中，包括：定義該檢測屏有一檢測區，並保持該檢測區為純色。