CN110186925A - 检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种检测装置，用以检测一待测物。检测装置包含一分光镜、一图案光束产生器、一影像撷取器及一处理器。图案光束产生器与影像撷取器分别位于分光镜的相异侧且图案光束产生器与影像撷取器呈共轭配置。图案光束产生器用以发出一预设图案，并通过分光镜照射于待测物。影像撷取器通过分光镜撷取预设图案呈现于待测物上的一实际图案。处理器用以比较预设图案与实际图案，以作为判断待测物的品质的依据。

Description

检测装置
技术领域
本发明关于一种检测装置，特别是一种共轭配置的检测装置。
背景技术
由于目前智能手机的应用日益增加，如浏览新闻、社交网站以及玩游戏，因此消费者在生活上已离不开智能手机。智能手机的电池大致上分成内建式与可换式两种。内建式电池设计是手机机壳无设置可拆的电池背盖，以利智能手机的薄化。可换式电池设计是手机机壳设置有可拆的电池背盖，以利于电池的更换。
不论是内建式或可换式，电池在出厂前皆需要经过检测，以淘汰掉有瑕疵的电池。详细来说，电池在制作时会通过真空技术将外皮包覆电池芯，但若电池膨胀或电池外皮破损，则外观上就不平整。反之，若电池外观不平整，则代表电池有瑕疵而会影响电池的品质。然而，目前通过同轴或环形照明的方式来检测电池的外观，将产生影像对比度不高，以及检测品质较为不稳定的问题。
发明内容
本发明在于提供一种检测装置，藉以改善以往电池的外观检测是通过同轴或环形照明的方式来检测电池的外观，而产生影像对比度不高以及检测品质不稳定的问题。
本发明的一实施例所公开的检测装置，用以检测一待测物。检测装置包含一分光镜、一图案光束产生器、一影像撷取器及一处理器。图案光束产生器与影像撷取器分别位于分光镜的相异侧且图案光束产生器与影像撷取器呈共轭配置。图案光束产生器用以发出一预设图案，并通过分光镜照射于待测物。影像撷取器通过分光镜撷取预设图案呈现于待测物上的一实际图案。处理器用以比较预设图案与实际图案，以作为判断待测物的品质的依据。
根据上述实施例的检测装置，由于图案光束产生器与影像撷取器呈共轭配置，故与预设图案的比例与对比度相比，实际图案的比例与对比度较不会失真。如此一来，则能够提升实际影像的影像对比度，以及提升待测物检测的稳定性，进而提升检测装置的检测品质。
此外，由于图案光束产生器至分光镜的距离相等于影像撷取器的成像面至分光镜的距离，故可进一步减少影响检测稳定性的变数，进而进一步提升检测装置的检测品质。
以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请权利要求保护范围更进一步的解释。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例所述的检测装置的平面图。
图2为图1的光栅的平面图。
图3为图1的图案光束产生器所发出的预设图案的平面图。
图4为图1的影像撷取器所撷取的实际图案的平面图。
图5为图1的向量化的预设图案与向量化的实际图案的平面图。
图6为根据本发明第二实施例所述的光栅的平面图。
其中，附图标记：
10 检测装置
20 待测物
100 分光镜
110 第一面
120 第二面
200 图案光束产生器
210 光源
220 光栅
221 遮光条
222 透光口
220’ 光栅
221’ 第一遮光条
222’ 第二遮光条
223’ 透光口
300 影像撷取器
310 成像面
410 第一透镜
420 第二透镜
430 第三透镜
500 处理器
a、b 方向
P 预设图案
A 实际图案
V1 向量化的预设图案
V2 向量化的实际图案
D1～D4 距离
F 照明范围
C 撷取范围
具体实施方式
请参阅图1至图2。图1为根据本发明第一实施例所述的检测装置的平面图。图2为图1的光栅的平面图。
本实施例的检测装置10用以检测一待测物20。待测物20例如为锂电池。锂电池在制作时会用真空技术让外皮包覆电池芯。正常来说，若电池芯无膨胀且电池外皮无破损，则锂电池的外皮为平整状。反之，若电池芯无膨胀且电池外皮无破损，则外皮就会破损或变形。
检测装置10包含一分光镜100、一图案光束产生器200、一影像撷取器300及一处理器500。
分光镜100具有相对的一第一面110及一第二面120。第一面110与第二面120倾斜设置，且第一面110例如朝向右方，以及第二面120例如朝向上方。若光线沿方向a经过第一面110或第二面120，则光线会穿过第一面110或第二面120。若光线沿方向b经过第一面110或第二面120，则光线会受第一面110或第二面120反射。
图案光束产生器200与影像撷取器300分别位于分光镜100的相异侧且图案光束产生器200与影像撷取器300呈共轭配置。详细来说，图案光束产生器200例如位于分光镜100的右侧，且分光镜100的第一面110面向图案光束产生器200。影像撷取器300例如位于分光镜100的上侧，且分光镜100的第二面120面向影像撷取器300。所谓的图案光束产生器200与影像撷取器300呈共轭配置是指，通过分光镜100之后的图案光束产生器200的照明范围F与影像撷取器300的影像撷取范围C完全重叠，其效果容后一并说明。
图案光束产生器200包含一光源210及一光栅220。光源210例如为面光源。光栅220介于光源210与分光镜100之间。光栅220具有直条状的多个遮光条221。这些遮光条221分隔出多条透光口222，使得光源210通过光栅220发出具有多条白色长方形图案的一预设图案P(请暂参阅图3)，且图案光束产生器200所发出的预设图案P通过分光镜100照射于待测物20。在本实施例中，预设图案P为多条白色长方形图案的周期性图案，但不以此为限，在其他实施例中，预设图案也可以为非周期性图案。
此外，在本实施例中，图案光束产生器200是由光源210与光栅220构成，但并不以此为限。在其他实施例中，也可以单靠光源排列出预设图案的形状，以直接发出预设图案。
影像撷取器300用以通过分光镜100撷取预设图案P呈现于待测物20上的一实际图案A(请暂参阅图4)。影像撷取器300具有一成像面310。影像撷取器300所撷取的影像成像于成像面310。在本实施例中，成像面310至分光镜100的距离D1等于光栅220至分光镜100的距离D2，以减少影响检测稳定性的变数，进而增加检测装置10的检测精准度。
处理器500例如为个人电脑，并用以比较预设图案P与实际图案A以作为判断待测物20的品质的依据。
在本实施例中，检测装置10更包含一第一透镜410、一第二透镜420及一第三透镜430。第一透镜410、第二透镜420及第三透镜430皆例如为凸透镜。第一透镜410位于图案光束产生器200与分光镜100之间，以令图案光束产生器200所发出的预设图案P投射至分光镜100。第二透镜420位于影像撷取器300与分光镜100之间，以令预设图案P呈现于待测物20上的实际图案A投射于影像撷取器300的成像面310。此外，第一透镜410相同于第二透镜420，且第一透镜410至分光镜100的距离D3等于第二透镜420至分光镜100的距离D4，以进一步减少检测的变数，进而进一步增加检测装置10检测精准度。第三透镜430与第二透镜420分别位于分光镜100的相对两侧，即分光镜100位于影像撷取器300与第三透镜430之间，以将预设图案P汇聚于待测物20。
请参阅图3至5，图3为图1的图案光束产生器所发出的预设图案的平面图。图4为图1的影像撷取器所撷取的实际图案的平面图。图5为图1的向量化的预设图案与向量化的实际图案的平面图。
以具有瑕疵的待测物20来进行检测，即待测物20的外表面呈凹凸状。当图案光束产生器200所发出的具多条白色长方形图案的预设图案P(如图3所示)沿方向b投射于分光镜100的第一面110时，分光镜100的第一面110会将预设图案P反射至待测物20的凹凸表面。由于预设图案P会受到待测物20的凹凸表面的影响而从原本的白色长方形图案变成不规则的扭曲图案。也就是说，呈现于待测物20的实际图案A(如图4所示)变成多条不规则的扭曲图案。接着，实际图案A再沿方向a经分光镜100的第一面110投射于影像撷取器300的成像面310。接着，如图5所示，处理器500会将实际图案A向量化与预设图案P向量化，再将向量化的实际图案V2与向量化的预设图案V1重叠比较。具体来说，向量化的实际图案V2中的各曲线会和向量化的预设图案V1中距离最近的各直线相比，并例如以最小平方法的方式，计算出向量化的实际图案V2与向量化的预设图案V1的差异量。由于差异量超过一预设值，故判定不合格。反之，若曲线与直线的误差量小于预设值，则判定合格。
在本实施例中，由于图案光束产生器200与影像撷取器300呈共轭配置，故与预设图案P的比例与对比度相比，实际图案A的比例与对比度较不会失真。如此一来，则能够提升实际影像A的影像对比度，以及提升待测物20检测的稳定性，进而提升检测装置10的检测品质。
在图1实施例中，光栅220是以具有直条状的多个遮光条221为例，但并不以此为限。请参阅图6。图6为根据本发明第二实施例所述的光栅的平面图。
本实施例的光栅220’具有构成方格状的多个第一遮光条221’及多个第二遮光条222’，这些第一遮光条221’与这些第二遮光条222’共同分隔出多个透光口223’。由于本实施例的光栅220’具有双维度的图案，所以可进一步提升检测装置的检测精准度。
根据上述实施例的检测装置，由于图案光束产生器与影像撷取器呈共轭配置，故与预设图案的比例与对比度相比，实际图案的比例与对比度较不会失真。如此一来，则能够提升实际影像的影像对比度，以及提升待测物检测的稳定性，进而提升检测装置的检测品质。
此外，由于图案光束产生器至分光镜的距离相等于影像撷取器的成像面至分光镜的距离，故可进一步减少影响检测稳定性的变数，进而进一步提升检测装置的检测品质。

Claims (10)

1.一种检测装置，用以检测一待测物，其特征在于，该检测装置包含：
一分光镜；
一图案光束产生器与一影像撷取器，该图案光束产生器与该影像撷取器分别位于该分光镜的相异侧且该图案光束产生器与该影像撷取器呈共轭配置，该图案光束产生器用以发出一预设图案，并通过该分光镜照射于该待测物，该影像撷取器用以通过该分光镜撷取该预设图案呈现于该待测物上的一实际图案；
一处理器，用以比较该预设图案与该实际图案，以作为判断该待测物的品质的依据。
2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，通过该分光镜之后的该图案光束产生器的照明范围与该影像撷取器的影像撷取范围完全重叠。
3.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，该图案光束产生器至该分光镜的距离相等于该影像撷取器的一成像面至该分光镜的距离。
4.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于，该图案光束产生器包含一光源及一光栅，该光栅介于该光源与该分光镜之间，该光源通过该光栅发出该预设图案。
5.如权利要求4所述的检测装置，其特征在于，该光源为面光源。
6.如权利要求4所述的检测装置，其特征在于，该光栅具有直条状的多个遮光条，该些遮光条分隔出多条透光口。
7.如权利要求4所述的检测装置，其特征在于，该光栅具有构成方格状的多个第一遮光条及多个第二遮光条，该些第一遮光条与该些第二遮光条共同分隔出多个透光口。
8.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，更包含一第一透镜与一第二透镜，该第一透镜位于该图案光束产生器与该分光镜之间，该第二透镜位于该影像撷取器与该分光镜之间。
9.如权利要求8所述的检测装置，其特征在于，该第一透镜相同于该第二透镜，且该第一透镜至该分光镜的距离等于该第二透镜至该分光镜的距离。
10.如权利要求9所述的检测装置，其特征在于，更包含一第三透镜，该分光镜位于该影像撷取器与该第三透镜之间。
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