[实用新型]一种透明片状产品外观缺陷成像系统

说明书

技术领域

本实用新型属于机器视觉与计量检测技术领域，涉及一种透明片状产品外观缺陷成像系统；特别适用于各类透明及半透明的片状工业产品，如显示屏的成品，半成品及其所需的各种片状材料或组件的外观缺陷机器视觉检测。

背景技术

任何成像系统的成像性能都是决定于四个关键因素：选用的图像采集系统类型是面阵还是线阵、选用的光源的形状、选用的光源的发光特征、被检品与光源和图像采集系统的三者安装位置相对关系；

大量实践及理论分析证实，透明片状产品外观缺陷成像系统，一般需要图像采集系统的光轴不垂直于被检品表面，才能获得较好的成像效果。因此所有选用面阵图像采集系统的形式，都存在焦平面不能与被检品平面重合，进而不能清晰成像的问题；而选用线阵图像采集系统的形式，各种背光源、各种条形光源或各种准平行光源在配合线阵图像采集系统使用时，会存在两种缺陷；其一是，如果光源的安装位置不能使线阵图像采集系统通过被检区域平面的镜像或透射作用观察到亮场，那么，该系统就仅能对缺陷区域内法线方向在特定较小角度区间内的缺陷点有效识别，导致整体缺陷成像不清晰甚至不能被观察到的问题；其二是，如果光源的安装位置，能使线阵图像采集系统通过被检区域平面的镜像或透射作用观察到亮场，那么，该系统就存在图像的背景灰度较高，导致图像对比度下降的问题，一些细小缺陷由于周边高灰度区域的影响或者是成像过程本身的低通作用而被提高灰度，最终难以在图像中被观察到。

现有检测系统缺点是：仅能对缺陷区域内法线方向在特定较小角度区间内的缺陷点有效识别，导致整体缺陷成像不清晰甚至不能被观察到；图像背景灰度较高，导致图像对比度下降，以及一些细小缺陷，由于周边高灰度区域的影响或者是成像过程本身的低通作用而被提高灰度，从而难以在图像中被观察到；而采用条形光源的系统，由于缺陷区域接收到的入射光都是来自同一方向，而被检品缺陷区域内的各点界面有着不同的法线方向，无法通过区别调节光源不同区域的亮度，使获得的图像中各种类型缺陷区域的严重程度与实际情况趋于一致，这将导致检测结果的不准确。

发明内容

本实用新型公开了一种透明片状产品外观缺陷成像系统，以解决现有技术中由于缺陷区域内部分点不能被观察到，导致整体缺陷成像不清晰甚至不能被观察到；图像为高灰度背景，导致对比度低、细小缺陷难以被发现；不同特征的缺陷，在图像中表现出的严重程度与实际情况不成比例，导致检测结果不准确等问题。

本实用新型包括线阵图像采集系统、面散射光源和被检品载具；线阵图像采集系统包括线阵相机、镜头、工控机；镜头安装在线阵相机上，线阵相机与工控机电连接；面散射光源包括漫射板、LED灯、散热底座；LED灯安装在散热底座上，LED灯前方安装漫射板；检品载具位于面散射光源下方；线阵图像采集系统安装在被检品载具的上方，线阵图像采集系统的光轴与被检品载具上表面的法线夹角大于45°小于90°；检品载具可沿水平方向上运动，面散射光源的漫射板不与线阵图像采集系统的光轴相对于被检品表面的镜像线相交。

线阵图像采集系统的有效成像视场范围是被检品载具上表面的一条线段，该线段与线阵图像采集系统的光轴垂直相交；面散射光源在垂直于视场范围方向上的最小水平长度的和大于2倍的面散射光源发光面各点到被检品载具上表面的最大距离。

工作过程如下：被检对象水平放置在被检品载具上，检品载具托举着被检品水平方向上运动；面散射光源对被检品载具上承载的被检品照明；反射光经过图像采集系统的镜头被线阵相机观察到，产生的电信号通过电连接传输给工控机并被存储在工控机的硬盘内；当需要进一步调整图像中不同类型缺陷区域的明显程度，使之更接近实际情况时，可以通过尝试逐一调整对应视场区域的不同入光方向上的LED灯的亮度，使对应的成像效果更加优化。

本实用新型的积极效果：整体缺陷成像清晰可观察；图像对比度高，细小缺陷可被观察；通过区别调节光源不同区域的亮度，可使获得图像中各种类型的缺陷区域的严重程度与实际情况趋于一致。

附图说明

图1为本实用新型结构主视图；

图2为本实用新型结构仰视图；