CN105486341A - 一种大幅面高速高精度自动光学检测设备 - Google Patents

Abstract

一种大幅面高速高精度自动光学检测设备，涉及自动光学检测领域，解决了现有自动光学检测设备中移动小视场镜头、容易将各种误差引入到检测精度中的问题。该设备包括支撑平台；减震支架；平移导轨副；平移导轨副上的工件台；透射照明光源；精密驱动装置；控制***；光栅尺；镜头支架；反射照明光源；反射镜；精密调焦平台；大视场高精度镜头；拼接探测器焦面组件。大视场高精度镜头的成像视场大于750mm，成像焦面由品字形拼接的探测器阵列构成，控制部分或全部拼接探测器以不同帧频工作，以匹配不同工件的移动速度。本发明通过大视场高精度镜头结合多片探测器拼接焦面，突破单镜头不能大视场成像、多镜头成像不一致的问题，提高了检测效率和精度。

Description

一种大幅面高速高精度自动光学检测设备

技术领域

本发明涉及自动光学检测技术领域，具体涉及一种大幅面高速高精度自动光学检测设备。

背景技术

随着工业技术的发展，特别是工业2025的需求变化，在工业电路板、锡膏、钢网等自动光学检测(AIO)领域对检测精度、检测速度和检测尺寸的要求不断提高，对相应的自动光学检测设备的要求也越来越高，如何提高检测设备的各项指标以适应工业技术的发展就显得非常急迫。

目前，自动光学检测(AIO)设备，都是采用小视场光学镜头，安装在X/Y平移平台上，对工件(电路板、锡膏、钢网等)的局部面积进行成像，移动镜头，对整个工件分时、分段、局部成像，然后用软件拼接成一幅较大的图像，再与标准文件(图像或数据)进行比较，给出检测误差和报告。这类检测设备由于检测原理的限制，检测的效率很低，难以满足工业发展的需要。可查的最高效率的检测设备，针对200mm×200mm的工件，最快需要5min，即135mm²/s。目前工业检测的工件尺寸典型尺寸在500mm×500mm左右，并逐步向800mm×750mm～900mm×900mm方向发展，而且检测效率要求在5000mm²/s以上(即检测500mm×500mm工件，应在1min内完成)。

目前的检测设备受到两个方面的技术局限：首先，成像器件(CCD、CMOS)尺寸的限制，单片成像器件只能成像感光面积对应尺寸的图像，要完成整个工件检测，就需较长时间；其次，光学镜头的限制，常规的工业镜头，只能满足小视场成像，视场大的镜头焦距很短，难以满足高分辨率成像要求，且畸变较大，无法应用到检测领域。所以，从技术上，目前的检测设备是不能对大型工件进行快速高效、高精度的成像检测。同时该类检测设备还存在几个问题：第一，由于需要来回移动镜头，对X/Y平移精度要求较高，X/Y平移误差会直接计入到检测误差中，镜头移动太快，成像质量和检测精度无法保证，移动太慢，则检测效率太低；第二，该类检测设备都是固定工件、移动镜头的检测模式，存在起起停停的节拍，该种模式限制了其在工业生产流水线上的应用，不能很好的适应流水线操作。

发明内容

为了解决现有自动光学检测设备中移动小视场镜头、容易将各种误差引入到检测精度中的问题，本发明提供了一种大幅面高速高精度自动光学检测设备。本发明采用大视场高精度镜头结合多片大面阵、高帧频探测器拼接焦面技术，发明了一种大幅面、高速、高精度的自动光学检测设备，主要应用于工业上电路板、锡膏、钢网等产品的检测，提高了检测效率和检测精度，同时克服了现有自动光学检测设备存在的技术局限和不足。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种大幅面高速高精度自动光学检测设备，包括：

支撑平台；

固定在支撑平台底部的减震支架；

设置在支撑平台上表面且相互平行的两个平移导轨副；

放置在平移导轨副上的工件台；

固定在支撑平台上表面且位于工件台正下方的透射照明光源；

固定在支撑平台后端且与工件台相连的精密驱动装置，所述精密驱动装置通过电机驱动工件台，使工件台随着平移导轨副的滑动在支撑平台上单方向往复运动和定位；

控制***，用于显示设备当前状态，用于驱动精密驱动装置运行，用于控制拼接探测器焦面组件的探测器帧频，用于人机交互设置、显示设备程序运行状态及检测结果输出，用于实现成像图像的拼接和处理，用于将拼接图像与标准文件进行对比、实现工件误差检测；

与控制***相连的光栅尺，所述光栅尺的读数头和光栅分别安装在工件台和支撑平台上，用于测量工件台移动的速度和位置并将速度和位置信号反馈给控制***，通过控制***控制精密驱动装置运行使工件台运动，所述工件台移动的速度与拼接探测器焦面组件的探测器帧频匹配；

固定在支撑平台上表面边缘且位于两个平移导轨副外侧的镜头支架；

固定在镜头支架内侧的反射照明光源；

固定在镜头支架上表面的反射镜和精密调焦平台；

固定在精密调焦平台上表面且水平设置的大视场高精度镜头和拼接探测器焦面组件，所述大视场高精度镜头前后端分别对准反射镜和拼接探测器焦面组件，所述反射镜与大视场高精度镜头的光轴成45°夹角，所述反射镜用于转折成像检测光路，通过调整精密调焦平台使工件台上的工件与拼接探测器焦面组件的探测器感光面完全共轭，且拼接探测器焦面组件与工件台通过大视场高精度镜头完全共轭。

进一步的，所述控制***包括：

计算机，用于连接并控制所有电联组件，是整个设备中枢；

与计算机电连接的设备状态灯，用于显示设备当前状态；

与计算机电连接的显示器，用于人机交互设置、显示设备程序运行状态及检测结果输出；

分别与计算机、精密驱动装置、光栅尺和拼接探测器焦面组件电连接的控制器，用于驱动精密驱动装置运行，用于控制拼接探测器焦面组件的探测器帧频；

安装在计算机中的图像采集卡和控制软件，用于实现成像图像的拼接和处理，用于将拼接图像与标准文件进行对比、实现工件误差检测。

进一步的，该检测设备还包括安装在支撑平台和工件台之间的工件指示器，所述工件指示器位于透射照明光源前端；当工件台上有工件并移动工件指示器时，所述工件指示器给出一个控制信号，开始成像检测。

进一步的，所述大视场高精度镜头包括沿光轴依次排列的物面、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜和像面；所述第五透镜和第六透镜组成胶合镜，所述物面发出的光线依次经第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、胶合镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜到达像面进行成像；

所述光阑将整个大视场高精度镜头分成前透镜组和后透镜组，所述第一透镜至第四透镜组成前透镜组，所述前透镜组的光焦度按照正、负、正、正组合，所述前透镜组的焦距比例关系为：(6.8～7.2):(-0.85～-1.22):(0.9～1.2):(1.85～2.15)；所述胶合镜、第七透镜、第八透镜和第九透镜组成后透镜组，所述后透镜组的光焦度按照负、正、正、负组合，所述后透镜组的焦距比例关系为：(-0.9～-1.1):(1.5～1.7):(3.6～4):(-1.25～-1.55)；通过前透镜组和后透镜组校正***高级像差和平衡像差，通过胶合镜的胶合面校正***色差；

所述物面为工件台上的工件，所述像面为拼接探测器焦面组件，所述物面和像面相对于整个大视场高精度镜头完全共轭，共轭距为大视场高精度镜头焦距的6～8倍，所述物面和像面的缩比倍率为0.25～0.4。

进一步的，所述大视场高精度镜头还包括设置在第六透镜与第七透镜之间的平板滤光片，用于选取不同的谱段。

进一步的，所述前透镜组的组合焦距比例关系为：(6.8～7.3):(-0.9～-1.1):(1.4～1.6)；所述后透镜组的组合焦距比例为：(-0.9～-1.1):(1.1～1.3):(-1.25～-1.55)。

进一步的，所述第一透镜、第三透镜、第五透镜、第八透镜和第九透镜均采用重火石玻璃或镧火石玻璃制成；所述第二透镜、第四透镜、第六透镜和第七透镜均采用K9玻璃或K3玻璃制成。

进一步的，所述减震支架为多个，采用薄膜空气弹簧或减震垫，对环境的震动进行隔离，减轻外部环境变化对检测精度的影响；所述支撑平台采用大理石材质或钢制材质制成，对整个自动光学检测设备起到支撑作用；所述工件台采用高精度透明玻璃制成。

进一步的，所述透射照明光源和反射照明光源均采用均匀的LED面光源，亮度均匀可调，所述透射照明光源用于照明工件台上的镂空形工件，完成镂空形工件的透射照明检测；所述反射照明光源用于照明工件台上的非镂空形工件，完成非镂空形工件的反射照明检测。

进一步的，所述拼接探测器焦面组件由多片探测器按照品字形拼接而成，在工件台移动方向上各探测器之间有重叠像元，且所有探测器的光敏像元在同一平面上；根据工件大小和形状，通过多片探测器选择部分或全部探测成像，根据工件移动速度，调整拼接探测器焦面组件的探测器曝光帧频。

本发明的有益效果是：

首先，本发明采用固定大视场高精度镜头、结合多片大面阵、高帧频探测器拼接焦面和移动工件的成像模式，避免了现有自动光学检测设备中移动小视场镜头、易将各种误差引入到检测精度中的问题，提高了检测效率和检测精度，同时克服了现有自动光学检测设备存在的技术局限和不足。

其次，本发明采用多片探测器拼接焦面和大视场高精度镜头，突破了单镜头不能大视场成像、多镜头成像不一致的问题，优化了结构，统一了基准。

第三，本发明采用多片大面阵、高帧频探测器，提高了成像速度；可根据工件的运动速度进行帧频匹配，结合工件检测的工作模式，可在工业生产流水线上工作，极大的适应了工业检测发展的需要。

附图说明

图1为本发明的大幅面高速高精度自动光学检测设备的结构示意图。

图2为本发明中的大视场高精度镜头的结构示意图。

图3为本发明中的大视场高精度镜头的光路示意图。

图4为本发明的成像检测光路示意图。

图5为本发明中的拼接探测器焦面组件焦面拼接示意图。

图6为本发明的成像检测原理图。

图中：1、减震支架，2、支撑平台，3、平移导轨副，4、透射照明光源，5、工件台，6、精密驱动装置，7、光栅尺，8、工件指示器，9、镜头支架，10、反射照明光源，11、反射镜，12、精密调焦平台，13、大视场高精度镜头，14、拼接探测器焦面组件，15、设备状态灯，16、控制器，17、计算机，18、显示器，19、第一透镜，20、第二透镜，21、第三透镜，22、第四透镜，23、第五透镜，24、第六透镜，25、第七透镜，26、第八透镜，27、第九透镜，28、像面，29、光轴，30、光阑，31、物面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明的一种大幅面高速高精度自动光学检测设备，主要包括：多个减震支架1、支撑平台2、两个平移导轨副3、透射照明光源4、工件台5、精密驱动装置6、光栅尺7、工件指示器8、镜头支架9、反射照明光源10、反射镜11、精密调焦平台12、大视场高精度镜头13、拼接探测器焦面组件14、设备状态灯15、控制器16、计算机17、显示器18。其中的镜头支架9、反射照明光源10、反射镜11、精密调焦平台12、大视场高精度镜头13和拼接探测器焦面组件14位于外壳内，外壳安装在支撑平台2上，外壳在图1中只显示一半。

减震支架1采用薄膜空气弹簧或者减震垫，对环境的震动进行隔离，目的是减轻外部环境变化对检测精度的影响。本实施方式中，减震支架1为四个。

多个减震支架1固定在支撑平台2底部，支撑平台2通过多个减震支架1直接安装在地面上。本实施方式中，支撑平台2采用大理石材质或者钢制材质制成，支撑平台2对整个自动光学检测设备起到支撑作用。

在支撑平台2上表面的左右两侧各设置有一维平移导轨副3，平移导轨副3在1米的行程上，精度控制在5μm以内，同时需要保证左右两个平移导轨副3的平行度。工件台5放置在左右两个平移导轨副3上，等于间接放置在支撑平台2上，工件台5可以随着平移导轨副3的滑动在支撑平台2上单方向往复精密运动和定位。本实施方式中，工件台5采用高精度的透明玻璃制成。

透射照明光源4固定在支撑平台2上表面，并且透射照明光源4位于工件台5的正下方，透射照明光源4用于照明工件台5上的镂空形工件(如钢网)，完成镂空形工件的透射照明检测。本实施方式中，透射照明光源4采用均匀的LED面光源，保证其亮度均匀且亮度可调。

精密驱动装置6固定在支撑平台2的后端面上，工件台5和精密驱动装置6之间通过精密丝杠或同步带相连，精密驱动装置6通过电机驱动工件台5，使工件台5在支撑平台2上随着两个平移导轨副3单方向往复精密运动和定位。

光栅尺7的读数头和光栅分别安装在工件台5和支撑平台2上，用于测量工件台5移动的速度和位置，光栅尺7还与控制器16电连接，光栅尺7产生的速度和位置信号，通过线缆反馈到控制器16中，然后控制精密驱动装置6使得工件台5以需求的速度运行，能够与拼接探测器焦面组件14的探测器帧频准确匹配。

工件指示器8安装在支撑平台2和工件台5之间的位置，并位于透射照明光源4的前端。当工件台5上有工件，并移动工件指示器8时，工件指示器8给出一个控制信号，开展成像检测。

在支撑平台2上表面边缘安装镜头支架9，整个镜头支架9位于两个平移导轨副3外侧，并直接安装在支撑平台2上。本实施方式中，镜头支架9为龙门型式，采用整体式结构或者组装式结构。

如图1所示，反射照明光源10安装在镜头支架9内侧，反射照明光源10用于照明工件台5上的非镂空形工件(如电路板)，完成非镂空形工件的反射照明检测。本实施方式中，反射照明光源10采用均匀的LED面光源，保证其亮度均匀且亮度可调。

本发明的自动光学检测设备配置了透射照明光源4和反射照明光源10两种光源；透射照明光源4和反射照明光源10都采用均匀的LED面光源，其亮度均匀且亮度可调，透射照明光源4和反射照明光源10分别用于工件台5上的镂空工件和不镂空工件的检测，即透射照明检测和反射照明检测。

精密调焦平台12安装在镜头支架9上表面，大视场高精度镜头13和拼接探测器焦面组件14都安装在精密调焦平台12上表面，并且大视场高精度镜头13和拼接探测器焦面组件14都水平设置，反射镜11固定在镜头支架9上表面前端，反射镜11和拼接探测器焦面组件14分别位于大视场高精度镜头13前后两端，即大视场高精度镜头13前端对准反射镜11，大视场高精度镜头13后端对准拼接探测器焦面组件14，反射镜11呈45°设置即反射镜11与大视场高精度镜头13的光轴29的夹角为45°，反射镜11用于转折成像检测光路，最终将垂直光路转换成水平光路，同时减少设备的结构尺寸。

拼接探测器焦面组件14由多片探测器拼接而成，多片探测器的拼接方法如图5所示，采用品字形拼接方式，探测器可采用CCD或者CMOS，为了提高分辨率，采用大面阵、高频探测器。拼接的关键是在工件台5移动方向上，保证各探测器之间有一定的重叠像元，同时保证所有探测器的光敏像元在同一平面上。来回调整精密调焦平台12使得工件台5上的工件能够与拼接探测器焦面组件14上的探测器感光面完全共轭，并且拼接探测器焦面组件14与工件台5通过大视场高精度镜头13完全共轭。根据工件大小和形状，本发明的自动光学检测设备可以通过拼接探测器焦面组件14中品字形排列的多片探测器，选择部分或全部探测成像；同时根据工件运动速度，本发明的自动光学检测设备可以控制或自适应调整拼接探测器焦面组件14中品字形排列的多片探测器的曝光帧频，匹配最佳成像效果。

如图1所示，本发明的自动光学检测设备的控制***主要包括设备状态灯15、控制器16、计算机17和显示器18，其中计算机17中安装有图像采集卡和控制软件。控制器16分别与精密驱动装置6、光栅尺7和拼接探测器焦面组件14电连接，计算机17与设备状态灯15、控制器16和显示器18电连接。设备状态灯15用于显示设备当前状态(空闲、准备、工作、故障等)，控制器16用于驱动精密驱动装置6的运行、控制拼接探测器焦面组件14的探测器帧频，计算机17是整个设备中枢，用于连接并控制所有电联组件，显示器18用于人机交互设置、显示设备程序运行状态以及检测结果输出，计算机17中的图像采集卡以及控制软件用于实现多片探测器成像图像的拼接和图像处理，并与标准文件进行对比，实现工件误差的检测。

如图6所示，本发明采用固定大视场高精度镜头13和拼接探测器焦面组件14、移动工件台5的成像检测工作形式。大视场高精度镜头13的成像视场能覆盖整个工件台5的面积，通过大视场高精度镜头13与工件台5完全共轭，即拼接探测器焦面组件14能够对工件台5上的整个工件面积进行成像，大视场高精度镜头13对工件台5上的工件进行多片探测器成像，再利用计算机17中的图像采集卡以及控制软件对将多片探测器所成的像进行拼接，形成完整的图像，并且采用完整的图像标准文件进行一一比较，采用异或的方法求解出误差，并采用报表和图像显示，实现大幅面成像检测。

本发明的自动光学检测设备的工作模式至少包括单件检测模式和流水线检测模式，单件检测模式是工件台5匀速进出来进行工件检测，流水线检测模式是工件台5匀速进入，检测完后快速返回来进行工件检测。

如图2所示，大视场高精度镜头13主要包括物面31(在本实施方式中指的是工件台5上的工件)、共光轴设置的九块透镜(九块透镜分别为第一透镜19、第二透镜20、第三透镜21、第四透镜22、第五透镜23、第六透镜24、第七透镜25、第八透镜26、第九透镜27)、光阑30、像面28(在本实施方式中指的是拼接探测器焦面组件14)和光轴29。物面31和像面28分别位于光轴29的最左端和最右端。九块透镜和光阑30设置在物面31和像面28之间，也就是说第一透镜19～第九透镜27沿着光轴29从左到右依次设置，第一透镜19前端为大视场高精度镜头13的物面31，第九透镜27后端为大视场高精度镜头13的像面28，其中光阑30设置在第四透镜22和第五透镜23之间。九块透镜中的第五透镜23和第六透镜24构成胶合镜，第一透镜19、第二透镜20、第三透镜21、第四透镜22、第七透镜25、第八透镜26、第九透镜27都是单镜。

光阑30将整个大视场高精度镜头13分成前透镜组和后透镜组，第一透镜19、第二透镜20、第三透镜21和第四透镜22组成前透镜组，前透镜组的光焦度按照正、负、正、正组合即第一透镜19、第二透镜20、第三透镜21和第四透镜22的光焦度分别为正、负、正、正，前透镜组焦距的比例关系约为：(6.8～7.2):(-0.85～-1.22):(0.9～1.2):(1.85～2.15)，即第一透镜19的焦距f₁’、第二透镜20的焦距f₂’、第三透镜21的焦距f₃’和第四透镜22的焦距f₄’的比例关系约为：f₁’:f₂’:f₃’:f₄’＝(6.8～7.2):(-0.85～-1.22):(0.9～1.2):(1.85～2.15)，前透镜组的光焦度主要体现为正-负-正结构，前透镜组的组合焦距比例关系约为：(6.8～7.3):(-0.9～-1.1):(1.4～1.6)。

胶合镜(由第五透镜23与第六透镜24构成的胶合镜)、第七透镜25、第八透镜26和第九透镜27组成后透镜组，后透镜组的光焦度按照负、正、正、负组合即胶合镜、第七透镜25、第八透镜26和第九透镜27的光焦度分别为负、正、正、负，后透镜组焦距的比例关系约为：(-0.9～-1.1):(1.5～1.7):(3.6～4):(-1.25～-1.55)，即胶合镜(由第五透镜23与第六透镜24构成的胶合镜)的焦距f_5-6’、第七透镜25的焦距f₇’、第八透镜26的焦距f₈’和第九透镜27的焦距f₉’的比例关系约为：f_5-6’:f₇’:f₈’:f₉’＝(-0.9～-1.1):(1.5～1.7):(3.6～4):(-1.25～-1.55)，后透镜组的光焦度主要体现为负-正-负结构，后透镜组的组合焦距比例约为：(-0.9～-1.1):(1.1～1.3):(-1.25～-1.55)。

第一透镜19～第九透镜27都是采用中国玻璃库中的玻璃材料制成：第一透镜19、第三透镜21、第五透镜23、第八透镜26和第九透镜27都采用重火石玻璃或镧火石玻璃制成；第二透镜20、第四透镜22、第六透镜24、第七透镜25都采用常规的冕玻璃制成，主要是K9玻璃和K3玻璃。

作为进一步改进，为了适应不同场合和不同照明光源需求，同时扩大大视场高精度镜头13的应用，根据在实际工业中的应用以及照明光源的光谱谱段变化，在结构尺寸最小的第六透镜24与第七透镜25之间设置平板滤光片，用于选取不同的谱段。第一透镜19～第九透镜27的表面镀膜可以是宽光谱膜系，在不同照明条件下，采用不同膜系的平板滤光片，结合第四透镜22、第五透镜23和第六透镜24的几何参数调整，可达到优质成像，这样大视场高精度镜头13的基本结构不变，扩大了应用，极大的节约了成本，有利于大视场高精度镜头13的工业批量生产。

大视场高精度镜头13是一种大视场无畸变缩比物镜，物面31和像面28相对于整个大视场高精度镜头13完全共轭，共轭距约为大视场高精度镜头13焦距的6～8倍，物面31和像面28的缩比倍率在0.25～0.4之间，同时物面31和像面28的缩比畸变小于0.012％，大视场高精度镜头13的成像视场能覆盖整个工件台5面积，通过大视场高精度镜头13与工件台5完全共轭。物面31的尺寸最大可达750mm，即设备能检测工件尺寸达到750mm以上，像面有效尺寸为240mm。光学***光路通过反射镜11转折，物面31为水平方向，像面28为垂直方向，物面31和像面28都是平面。

本发明的成像检测光路如图4所示，物面31即工件台5上的工件发出的光线经过反射镜11反射后入射至第一透镜9上，入射光依次经过第一透镜19、第二透镜20、第三透镜21、第四透镜22、光阑30、第五透镜23、第六透镜24、第七透镜25、第八透镜26、第九透镜27到达像面28即拼接探测器焦面组件14进行成像。前后两组透镜都刚好具有独立校正基本像差参数和变量的功能，因此大视场高精度镜头13的镜片数量能够控制到最少，前后两组透镜的组合主要是校正***高级像差和平衡像差；在靠近光阑30的胶合镜(第五透镜23和第六透镜24所构成的胶合镜)的胶合面，主要用于校正***色差。

Claims (10)

1.一种大幅面高速高精度自动光学检测设备，其特征在于，包括：

支撑平台(2)；

固定在支撑平台(2)底部的减震支架(1)；

设置在支撑平台(2)上表面且相互平行的两个平移导轨副(3)；

放置在平移导轨副(3)上的工件台(5)；

固定在支撑平台(2)上表面且位于工件台(5)正下方的透射照明光源(4)；

固定在支撑平台(2)后端且与工件台(5)相连的精密驱动装置(6)，所述精密驱动装置(6)通过电机驱动工件台(5)，使工件台(5)随着平移导轨副(3)的滑动在支撑平台(2)上单方向往复运动和定位；

控制***，用于显示设备当前状态，用于驱动精密驱动装置(6)运行，用于控制拼接探测器焦面组件(14)的探测器帧频，用于人机交互设置、显示设备程序运行状态及检测结果输出，用于实现成像图像的拼接和处理，用于将拼接图像与标准文件进行对比、实现工件误差检测；

与控制***相连的光栅尺(7)，所述光栅尺(7)的读数头和光栅分别安装在工件台(5)和支撑平台(2)上，用于测量工件台(5)移动的速度和位置并将速度和位置信号反馈给控制***，通过控制***控制精密驱动装置(6)运行使工件台(5)运动，所述工件台(5)移动的速度与拼接探测器焦面组件(14)的探测器帧频匹配；

固定在支撑平台(2)上表面边缘且位于两个平移导轨副(3)外侧的镜头支架(9)；

固定在镜头支架(9)内侧的反射照明光源(10)；

固定在镜头支架(9)上表面的反射镜(11)和精密调焦平台(12)；

固定在精密调焦平台(12)上表面且水平设置的大视场高精度镜头(13)和拼接探测器焦面组件(14)，所述大视场高精度镜头(13)前后端分别对准反射镜(11)和拼接探测器焦面组件(14)，所述反射镜(11)与大视场高精度镜头(13)的光轴(29)成45°夹角，所述反射镜(11)用于转折成像检测光路，通过调整精密调焦平台(12)使工件台(5)上的工件与拼接探测器焦面组件(14)的探测器感光面完全共轭，且拼接探测器焦面组件(14)与工件台(5)通过大视场高精度镜头(13)完全共轭。

2.根据权利要求1所述的一种大幅面高速高精度自动光学检测设备，其特征在于，所述控制***包括：

计算机(17)，用于连接并控制所有电联组件，是整个设备中枢；

与计算机(17)电连接的设备状态灯(15)，用于显示设备当前状态；

与计算机(17)电连接的显示器(18)，用于人机交互设置、显示设备程序运行状态及检测结果输出；

分别与计算机(17)、精密驱动装置(6)、光栅尺(7)和拼接探测器焦面组件(14)电连接的控制器(16)，用于驱动精密驱动装置(6)运行，用于控制拼接探测器焦面组件(14)的探测器帧频；

安装在计算机(17)中的图像采集卡和控制软件，用于实现成像图像的拼接和处理，用于将拼接图像与标准文件进行对比、实现工件误差检测。

3.根据权利要求1所述的一种大幅面高速高精度自动光学检测设备，其特征在于，还包括安装在支撑平台(2)和工件台(5)之间的工件指示器(8)，所述工件指示器(8)位于透射照明光源(4)前端；当工件台(5)上有工件并移动工件指示器(8)时，所述工件指示器(8)给出一个控制信号，开始成像检测。

4.根据权利要求1所述的一种大幅面高速高精度自动光学检测设备，其特征在于，所述大视场高精度镜头(13)包括沿光轴(29)依次排列的物面(31)、第一透镜(19)、第二透镜(20)、第三透镜(21)、第四透镜(22)、光阑(30)、第五透镜(23)、第六透镜(24)、第七透镜(25)、第八透镜(26)、第九透镜(27)和像面(28)；所述第五透镜(23)和第六透镜(24)组成胶合镜，所述物面(31)发出的光线依次经第一透镜(19)、第二透镜(20)、第三透镜(21)、第四透镜(22)、光阑(30)、胶合镜、第七透镜(25)、第八透镜(26)、第九透镜(27)到达像面(28)进行成像；

所述光阑(30)将整个大视场高精度镜头(13)分成前透镜组和后透镜组，所述第一透镜(19)至第四透镜(22)组成前透镜组，所述前透镜组的光焦度按照正、负、正、正组合，所述前透镜组的焦距比例关系为：(6.8～7.2):(-0.85～-1.22):(0.9～1.2):(1.85～2.15)；所述胶合镜、第七透镜(25)、第八透镜(26)和第九透镜(27)组成后透镜组，所述后透镜组的光焦度按照负、正、正、负组合，所述后透镜组的焦距比例关系为：(-0.9～-1.1):(1.5～1.7):(3.6～4):(-1.25～-1.55)；通过前透镜组和后透镜组校正***高级像差和平衡像差，通过胶合镜的胶合面校正***色差；

所述物面(31)为工件台(5)上的工件，所述像面(28)为拼接探测器焦面组件(14)，所述物面(31)和像面(28)相对于整个大视场高精度镜头(13)完全共轭，共轭距为大视场高精度镜头(13)焦距的6～8倍，所述物面(31)和像面(28)的缩比倍率为0.25～0.4。

5.根据权利要求4所述的一种大幅面高速高精度自动光学检测设备，其特征在于，还包括设置在第六透镜(24)与第七透镜(25)之间的平板滤光片，用于选取不同的谱段。

6.根据权利要求4所述的一种大幅面高速高精度自动光学检测设备，其特征在于，所述前透镜组的组合焦距比例关系为：(6.8～7.3):(-0.9～-1.1):(1.4～1.6)；所述后透镜组的组合焦距比例为：(-0.9～-1.1):(1.1～1.3):(-1.25～-1.55)。

7.根据权利要求4所述的一种大幅面高速高精度自动光学检测设备，其特征在于，所述第一透镜(19)、第三透镜(21)、第五透镜(23)、第八透镜(26)和第九透镜(27)均采用重火石玻璃或镧火石玻璃制成；所述第二透镜(20)、第四透镜(22)、第六透镜(24)和第七透镜(25)均采用K9玻璃或K3玻璃制成。

8.根据权利要求1所述的一种大幅面高速高精度自动光学检测设备，其特征在于，所述减震支架(1)为多个，采用薄膜空气弹簧或减震垫，对环境的震动进行隔离，减轻外部环境变化对检测精度的影响；所述支撑平台(2)采用大理石材质或钢制材质制成，对整个自动光学检测设备起到支撑作用；所述工件台(5)采用高精度透明玻璃制成。

9.根据权利要求1所述的一种大幅面高速高精度自动光学检测设备，其特征在于，所述透射照明光源(4)和反射照明光源(10)均采用均匀的LED面光源，亮度均匀可调，所述透射照明光源(4)用于照明工件台(5)上的镂空形工件，完成镂空形工件的透射照明检测；所述反射照明光源(10)用于照明工件台(5)上的非镂空形工件，完成非镂空形工件的反射照明检测。

10.根据权利要求1所述的一种大幅面高速高精度自动光学检测设备，其特征在于，所述拼接探测器焦面组件(14)由多片探测器按照品字形拼接而成，在工件台(5)移动方向上各探测器之间有重叠像元，且所有探测器的光敏像元在同一平面上；根据工件大小和形状，通过多片探测器选择部分或全部探测成像，根据工件移动速度，调整拼接探测器焦面组件(14)的探测器曝光帧频。