CN109827974B - 一种树脂滤光片膜裂检测设备及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种树脂滤光片膜裂检测设备及检测方法，该检测设备包括承载装置、光源装置、图像获取装置和图像处理及分析***；承载装置，用于承载待检测的滤光片；光源装置设置在承载装置的下方，用于照明滤光片；图像获取装置设置在承载装置的上方，且与光源装置设置于同一竖直平面，用于获取及输出滤光片的图像信息；图像处理及分析***，用于接收及处理图像获取装置输出的滤光片的图像信息，并判断滤光片是否存在膜裂缺陷。本发明提供的一种树脂滤光片膜裂检测设备及检测方法，能够高效、全面的将树脂滤光片的膜裂拍出并检测，且对膜裂缺陷的滤光片进行分拣，避免了出厂的滤光片产品存在膜裂的缺陷，保证了滤光片质量的稳定性和统一性。

Description

一种树脂滤光片膜裂检测设备及检测方法

技术领域

本发明实施例涉及滤光片技术领域，尤其涉及一种树脂滤光片膜裂检测设备及检测方法。

背景技术

手机镜头内部的滤光片通常为蓝玻璃材质，不存在膜裂缺陷，但当滤光片的材质换成树脂后，在表面镀膜膜层内部会出现隐裂，即膜裂；使用传统的打光方案很难拍清楚膜裂缺陷，同时，最常用的人工检测方案在显微镜下也很难检测到该种缺陷，所以，缺少一种高效的、全面的检测方案将膜裂拍出并检测。

发明内容

本发明提供一种树脂滤光片膜裂检测设备及检测方法，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种树脂滤光片膜裂检测设备，包括承载装置、光源装置、图像获取装置和图像处理及分析***；

所述承载装置，用于承载待检测的滤光片；

所述光源装置设置在所述承载装置的下方，用于照明所述滤光片；

所述图像获取装置设置在所述承载装置的上方，且与所述光源装置设置于同一竖直平面，用于获取及输出所述滤光片的图像信息；

所述图像处理及分析***，用于接收及处理所述图像获取装置输出的所述滤光片的图像信息，并判断所述滤光片是否存在膜裂缺陷。

进一步地，所述树脂滤光片膜裂检测设备中，所述承载装置包括承载台、放置在所述承载台上的Tray盘和带动所述承载台移动的伺服电机；

所述伺服电机的传动轴连接有同步轮，所述同步轮通过皮带连接有惰轮，所述惰轮设置在所述承载台的下方。

进一步地，所述树脂滤光片膜裂检测设备中，所述光源装置设置在距离所述承载装置上的滤光片20mm的下方位置。

进一步地，所述树脂滤光片膜裂检测设备中，所述光源装置包括蓝光平行光源和菲涅尔透镜。

进一步地，所述树脂滤光片膜裂检测设备中，所述图像获取装置包括CCD工业相机和与所述CCD工业相机配套的双远心镜头；

所述CCD工业相机与所述图像处理及分析***之间电连接。

进一步地，所述树脂滤光片膜裂检测设备中，所述双远心镜头的倍率小于0.8倍，景深大于1.3mm。

进一步地，所述树脂滤光片膜裂检测设备，还包括用于将存在膜裂缺陷的滤光片从Tray盘取出并进行替换的四轴机械手臂。

第二方面，本发明实施例提供一种树脂滤光片膜裂检测方法，采用上述第一方面所述的树脂滤光片膜裂检测设备执行，所述方法包括：

将待检测的滤光片放置在所述承载装置的Tray盘上；

所述光源装置照明所述滤光片；

当所述CCD工业相机对焦完成后，向上或向下调节所述CCD相机的垂直高度，直到实现膜裂缺陷成像；

所述承载装置的伺服电机依据设定方式带动所述Tray盘上的滤光片移动，以供所述图像获取装置对所述滤光片进行取像；

所述图像获取装置对所述滤光片进行取像，获得所述滤光片的图像信息，并向所述图像处理及分析***输出所述图像信息；

所述图像处理及分析***接收并处理所述滤光片的图像信息，并判断所述滤光片是否存在膜裂缺陷。

进一步地，所述树脂滤光片膜裂检测方法中，所述图像处理及分析***接收并处理所述滤光片的图像信息，并判断所述滤光片是否存在膜裂缺陷的步骤包括：

接收所述滤光片的图像信息；

基于灰度及形状信息，从所述图像信息中提取待检测目标区域；

统计所述待检测目标区域的平均灰度值，确定所述待检测目标区域的高亮度填充值和低亮度填充值；所述高亮度填充值用于填充所述待检测目标区域的高亮度外轮廓，所述低亮度填充值用于填充所述待检测目标区域的低亮度外轮廓

分别对已填充完毕的高亮度外轮廓和低亮度外轮廓求均值图像；

以所述均值图像为阈值图像，对所述待检测目标区域进行局部阈值分割，得到候选缺陷区域；

基于形态学处理，连接断开的所述候选缺陷区域；

对所述候选缺陷区域进行连通域分析和筛选，确定存在膜裂缺陷的滤光片。

进一步地，所述树脂滤光片膜裂检测方法，还包括：

所述图像处理及分析***记录存在膜裂缺陷的滤光片在Tray盘上的坐标位置；

所述四轴机械手臂移动到所述坐标位置，从Tray盘上取出存在膜裂缺陷的滤光片，并将良品区里的滤光片填补到所述坐标位置。

本发明实施例提供一种树脂滤光片膜裂检测设备及检测方法，能够高效、全面的将树脂滤光片的膜裂拍出并检测，且对膜裂缺陷的滤光片进行分拣，避免了出厂的滤光片产品存在膜裂的缺陷，保证了滤光片质量的稳定性和统一性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种树脂滤光片膜裂检测设备的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种树脂滤光片膜裂检测方法的流程示意图；

图3是本发明实施例二提供的向上调节相机时，膜裂表现情况示意图；

图4是本发明实施例二提供的向下调节相机时，膜裂表现情况示意图。

附图标记：

承载装置100，光源装置200，图像获取装置300，图像处理及分析***400。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种树脂滤光片膜裂检测设备的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供一种树脂滤光片膜裂检测设备包括承载装置100、光源装置200、图像获取装置300和图像处理及分析***400；

所述承载装置100，用于承载待检测的滤光片；

所述光源装置200设置在所述承载装置100的下方，用于照明所述滤光片；

所述图像获取装置300设置在所述承载装置100的上方，且与所述光源装置200设置于同一竖直平面，用于获取及输出所述滤光片的图像信息；

所述图像处理及分析***400，用于接收及处理所述图像获取装置300输出的所述滤光片的图像信息，并判断所述滤光片是否存在膜裂缺陷。

其中，所述承载装置100包括承载台、放置在所述承载台上的Tray盘和带动所述承载台移动的伺服电机；

所述伺服电机的传动轴连接有同步轮，所述同步轮通过皮带连接有惰轮，所述惰轮设置在所述承载台的下方。

所述承载台是采用玻璃等透明材质制成。

所述光源装置200设置在距离所述承载装置100上的滤光片20mm的下方位置，包括平行光源和菲涅尔透镜，所述平行光源为蓝光光源。

需要说明的是，发明人在研究过程中尝试了市面上多种平行光，并将它们分类：平行度最好的平行对射光(白色、绿色)，平行度不是很好的平行对射光(透镜组合质量较差的，平行度查一些的平行对射光)，菲涅耳平行光以及贴有平行膜的平行背光。因为膜裂是发生在镀膜表面膜层内部且较轻微，平行度最好的平行对射光通过透镜调教产生的平行光的衍射现象会将这种缺陷掩盖，无法做到拍摄清楚；然后，发明人尝试了平行度不是很好的平行对射光，因为它发出的光平行度不是很好，所以通过这种细微的膜裂缺陷会加大不平行度，使得透射光的散射角度有偏移，通过以清楚对焦为基点，继续向上或向下调节相机的垂直高度以实现虚焦时，可以分别实现将膜裂缺陷拍成白色条纹或黑色条纹的效果。当然，发明也尝试了平行度相对最差的贴有平行膜的平行背光，但即使调节了不同的焦面，依然无法拍摄清楚(尝试了白色、蓝色和绿色)，甚至还尝试了用线扫光源测试了，例如条光，但发现只有平行于条光方向的膜裂缺陷可以检测到，垂直或者不与平行于条光的膜裂平行的膜裂痕迹无法观测到。所以，发明人总结出问题的关键点在与两方面，一是产生平行光的平行度，二是接收穿透拍摄物汇聚光线的焦面。检测膜裂这种缺陷，用透镜产生的绝对平行光对其不敏感，但是菲涅耳光以及较差平行度的平行对射光则可以显现出来，进一步的，采用平行度更差的平行背光，该缺陷又无法显现，所以只有平行度在一定范围内(平行度一般)的平行光才会将树脂滤光片的膜裂缺陷照出，而采用菲涅耳光发出的平行光刚好在上述提及的一定范围内。菲涅耳光是通过一系列的同心圆透镜产生出了相互有些许干涉的平行光，这种光束通过物体后的发散角与其余平行光不同；同时，在符合镜头、相机光路设计的焦面上，即光线汇聚的面上，无法将通过膜裂缺陷的光束集中起来，他们其实发生了轻微的折射，所以应该在偏离焦面范围内，才能拍到通过了膜裂缺陷的那部分折射光。

所述图像获取装置300包括CCD工业相机和与所述CCD工业相机配套的双远心镜头；所述CCD工业相机与所述图像处理及分析***400之间电连接。

所述双远心镜头的倍率小于0.8倍，景深大于1.3mm。

具体的，本发明实施例采用500万像素的CCD工业相机，配合双远心镜头组成图像获取装置300，双远心镜头的景深需要满足大于1.3mm，倍率需要小于0.8倍。

优选的，所述树脂滤光片膜裂检测设备还包括用于将存在膜裂缺陷的滤光片从Tray盘取出并进行替换的四轴机械手臂，该四轴机械手臂可以实现满盘合格品的出货。

本发明实施例提供一种树脂滤光片膜裂检测设备，能够高效、全面的将树脂滤光片的膜裂拍出并检测，且对膜裂缺陷的滤光片进行分拣，避免了出厂的滤光片产品存在膜裂的缺陷，保证了滤光片质量的稳定性和统一性。

实施例二

请参阅图2，为本发明实施例二提供的一种树脂滤光片膜裂检测方法的流程示意图。该方法由本发明实施例所提供的树脂滤光片膜裂检测***执行，步骤如下：

S501、将待检测的滤光片放置在所述承载装置的Tray盘上。

S502、所述光源装置照明所述滤光片。

所述光源装置设置在距离所述承载装置上的滤光片20mm的下方位置，其包括蓝光平行光源和菲涅尔透镜。

S503、当所述CCD工业相机对焦完成后，向上或向下调节所述CCD相机的垂直高度，直到实现膜裂缺陷成像。

此步骤改变了传统通用的对焦形式，以传统对清楚焦点为基点，继续调节相机垂直高度，从而实现了在向上偏焦点和向下偏焦两个方位处的膜裂缺陷成像，这是由于发明人在研究过程中发现：虚焦的情况下能看到膜裂缺陷，清楚对焦情况下反而无法看到膜裂缺陷。具体的，向上调节相机时，膜裂表现为中间白色、边缘灰色的情况(如图3所示)，而向下调节相机时，膜裂表现为中间黑色、边缘灰色的情况(如图4所示)。

需要说明的是，基于灰度分析，两种调节方案都可以将膜裂缺陷与镜面上其他区域区分开来。

S504、所述承载装置的伺服电机依据设定方式带动所述Tray盘上的滤光片移动，以供所述图像获取装置对所述滤光片进行取像。

其中，伺服电机为双轴伺服电机，则设定方式为双轴伺服电机带动Tray盘沿x轴和y轴移动，以Tray盘上每片或每四片为一个拍摄单位顺次通过CCD工业相机的视野，直到整盘的待检测滤光片样品全部检测完毕。

S505、所述图像获取装置对所述滤光片进行取像，获得所述滤光片的图像信息，并向所述图像处理及分析***输出所述图像信息。

S506、所述图像处理及分析***接收并处理所述滤光片的图像信息，并判断所述滤光片是否存在膜裂缺陷。

需要说明的是，发明人在研究过程中发现树脂滤光片膜裂这种缺陷不像是玻璃表面有灰尘，一般的打光方式和拍摄方式就可以拍摄清楚，只不过是不同方式成像后，灰尘的表现形式不同而已，但发明人研究的核心就是如何区分出灰尘点和非缺陷区域，从而完成拍摄和检测。在面对膜裂由于工艺的原因，非常难通过一般的光学手段拍摄清楚，特别是各个方向的膜裂，无法在同一种光照条件下显性的表现出来的情况，发明人通过分析膜裂的特殊性以及对于平行光的反应，选择了特定的平行光产生手段做背光，并通过确定一个合适的工作距离和位置，完成了对样本的照明；同时通过实验探究了其他光源拍摄效果以及成像效果，总结出来了发散角对拍摄到膜裂这种缺陷的重要影响作用，所以改变了原本通用的对焦形式，以传统对清楚焦点为基点，继续调节相机垂直高度，从而实现了在向上偏焦点和向下偏焦两个方位处的膜裂缺陷成像，该缺陷成像能明确区分膜裂与其他缺陷。

进一步的，S106包括：

(1)接收所述滤光片的图像信息；

(2)基于灰度及形状信息，从所述图像信息中提取待检测目标区域；

(3)统计所述待检测目标区域的平均灰度值，确定所述待检测目标区域的高亮度填充值和低亮度填充值；所述高亮度填充值用于填充所述待检测目标区域的高亮度外轮廓，所述低亮度填充值用于填充所述待检测目标区域的低亮度外轮廓

(4)分别对已填充完毕的高亮度外轮廓和低亮度外轮廓求均值图像；

(5)以所述均值图像为阈值图像，对所述待检测目标区域进行局部阈值分割，得到候选缺陷区域；

(6)基于形态学处理，连接断开的所述候选缺陷区域；

(7)对所述候选缺陷区域进行连通域分析和筛选，确定存在膜裂缺陷的滤光片。

在得到了能明确区分膜裂与其他缺陷和非缺陷区域的图像信息后，通过上述图像处理手段，可定位并测量出每片滤光片上膜裂的位置和大小。

优选的，所述树脂滤光片膜裂检测方法还包括：

所述图像处理及分析***记录存在膜裂缺陷的滤光片在Tray盘上的坐标位置；

所述四轴机械手臂移动到所述坐标位置，从Tray盘上取出存在膜裂缺陷的滤光片，并将良品区里的滤光片填补到所述坐标位置，从而实现满盘合格品的出货。

本发明实施例提供一种树脂滤光片膜裂检测方法，能够高效、全面的将树脂滤光片的膜裂拍出并检测，且对膜裂缺陷的滤光片进行分拣，避免了出厂的滤光片产品存在膜裂的缺陷，保证了滤光片质量的稳定性和统一性。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种树脂滤光片膜裂检测设备，其特征在于，包括承载装置、光源装置、图像获取装置和图像处理及分析***；

所述承载装置，用于承载待检测的滤光片；

所述光源装置设置在所述承载装置的下方，用于照明所述滤光片；

所述图像获取装置设置在所述承载装置的上方，且与所述光源装置设置于同一竖直平面，用于获取及输出所述滤光片的图像信息；

所述图像处理及分析***，用于接收及处理所述图像获取装置输出的所述滤光片的图像信息，并判断所述滤光片是否存在膜裂缺陷；

所述光源装置包括蓝光平行光源和菲涅尔透镜；

所述图像获取装置包括CCD工业相机和与所述CCD工业相机配套的双远心镜头；

所述CCD工业相机与所述图像处理及分析***之间电连接；

当所述CCD工业相机对焦完成后，向上或向下调节所述CCD工业相机的垂直高度，直到虚焦成像实现膜裂缺陷成像；

还包括用于将存在膜裂缺陷的滤光片从Tray盘取出并进行替换的四轴机械手臂。

2.根据权利要求1所述的树脂滤光片膜裂检测设备，其特征在于，所述承载装置包括承载台、放置在所述承载台上的Tray盘和带动所述承载台移动的伺服电机；

所述伺服电机的传动轴连接有同步轮，所述同步轮通过皮带连接有惰轮，所述惰轮设置在所述承载台的下方。

3.根据权利要求1所述的树脂滤光片膜裂检测设备，其特征在于，所述光源装置设置在距离所述承载装置上的滤光片20mm的下方位置。

4.根据权利要求1所述的树脂滤光片膜裂检测设备，其特征在于，所述双远心镜头的倍率小于0.8倍，景深大于1.3mm。

5.一种树脂滤光片膜裂检测方法，采用权利要求1-4中任一项所述的树脂滤光片膜裂检测设备执行，其特征在于，所述方法包括：

将待检测的滤光片放置在所述承载装置的Tray盘上；

所述光源装置照明所述滤光片；

当所述CCD工业相机对焦完成后，向上或向下调节CCD相机的垂直高度，直到实现膜裂缺陷成像；

所述承载装置的伺服电机依据设定方式带动所述Tray盘上的滤光片移动，以供所述图像获取装置对所述滤光片进行取像；

所述图像获取装置对所述滤光片进行取像，获得所述滤光片的图像信息，并向所述图像处理及分析***输出所述图像信息；

所述图像处理及分析***接收并处理所述滤光片的图像信息，并判断所述滤光片是否存在膜裂缺陷。

6.根据权利要求5所述的树脂滤光片膜裂检测方法，其特征在于，所述图像处理及分析***接收并处理所述滤光片的图像信息，并判断所述滤光片是否存在膜裂缺陷的步骤包括：

接收所述滤光片的图像信息；

基于灰度及形状信息，从所述图像信息中提取待检测目标区域；

统计所述待检测目标区域的平均灰度值，确定所述待检测目标区域的高亮度填充值和低亮度填充值；所述高亮度填充值用于填充所述待检测目标区域的高亮度外轮廓，所述低亮度填充值用于填充所述待检测目标区域的低亮度外轮廓；

分别对已填充完毕的高亮度外轮廓和低亮度外轮廓求均值图像；

以所述均值图像为阈值图像，对所述待检测目标区域进行局部阈值分割，得到候选缺陷区域；

基于形态学处理，连接断开的所述候选缺陷区域；

对所述候选缺陷区域进行连通域分析和筛选，确定存在膜裂缺陷的滤光片。

7.根据权利要求5所述的树脂滤光片膜裂检测方法，其特征在于，还包括：

所述图像处理及分析***记录存在膜裂缺陷的滤光片在Tray盘上的坐标位置；

所述四轴机械手臂移动到所述坐标位置，从Tray盘上取出存在膜裂缺陷的滤光片，并将良品区里的滤光片填补到所述坐标位置。

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