[发明专利]一种镜片面状疵病自动检测装置及方法

说明书

一种镜片面状疵病自动检测装置及方法，由主控制器（1）、暗室柜（2）、光源（3）、放大镜片支架装置（11）、放大镜片（12）、成像光屏（13）和工业相机（14）、被检镜片夹持装置（15）组成；被检镜片夹持装置（15）安装于暗室柜（2）内，使被检镜片（9）平面与光源（3）光轴呈垂直状态，其特征在于：所述的主控制器（1）通过串口向单片机控制器（4）发送步进电机（6）控制命令，同时通过数据线获取工业相机（14）所拍摄数字图像，结合数字图像处理方法实现对被检镜片（9）品质的判断。本发明，可实现对镜片面状疵病的快速、自动检测，极大的提高了镜片检测的准确率和效率，可推动镜片检测的智能化发展。

技术领域

本发明涉及一种镜片面状疵病自动检测装置及方法，特别是指采用机器视觉方法对镜片表面的水印、树脂纹、橘皮、雾等面状疵病实现自动检测的装置和方法。

背景技术

眼镜已成为必不可少的消费品，且其消费群体庞大，镜片行业近年来通过提高自主研发和引进国外技术，镜片生产过程的自动化水平逐步提高，但镜片质量检测目前依然全部采用人工检测的方式完成。人工检测很大程度上依赖于检测人员的经验和技术，易受主观因素、个体差异等因素影响，而对于面状疵病检测方面，检测工人需要在白炽灯的辅助下，通过旋转和倾斜等动作实现对被检镜片的多角度观测，该方法不仅伤害检测人员视力，而且检测速度较慢，更为甚者，容易漏检疵病特征不明显的镜片，检测的品质质量很不稳定。因此，镜片品质检测的低效、低精度和高成本严重制约了我国眼睛行业的发展。

对于镜片疵病的自动化检测，专利：一种光栅调制的镜片疵病自动检测装置和方法（CN201510424415.6）、一种镜片疵病在线检测装置（CN201510424414.1）、一种镜片表面点状与线状杂质的检测装置（CN201310543198.3）和一种镜片双面疵病检测装置及方法（CN201310543428.6）等专利均提出了采用机器视觉方法实现对镜片点状和线状疵病的自动化识别和检测，并设计了相应的自动检测装置；专利：一种镜片水印疵病图像检测装置（CN201310749191.7）提出了一种镜片水印疵病图像检测装置，上述方法通过平行光透射的方法将水印缺陷投影成像至白色光屏上，结合数字图像处理方法实现对镜片水印缺陷的检测，但无法实现对树脂纹、雾等低折射率的面状瑕疵的检测。

发明内容

针对现有的镜片面状疵病检测技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种可实现对镜片面状疵病的快速检测装置和方法，用于提高检测准确率和效率，为镜片在线检测提供基础。

本发明的技术方案为：一种镜片面状疵病自动检测装置，由主控制器、暗室柜、光源、放大镜片支架装置、放大镜片、成像光屏和工业相机、被检镜片夹持装置组成；所述被检镜片夹持装置由单片机控制器、步进电机驱动器、步进电机、双向直线丝杠和镜片夹爪组成，被检镜片夹持装置安装于暗室柜内，使被检镜片平面与光源光轴呈垂直状态，其特征在于：所述的主控制器通过串口向单片机控制器发送步进电机控制命令，同时通过数据线获取工业相机所拍摄数字图像，结合数字图像处理方法实现对被检镜片品质的判断。

所述的暗室柜为一框架结构，用于提供机器视觉检测环境，隔离外界环境光干扰；所述光源安装于暗室柜顶部，其光轴与被检镜片和放大镜片中心位于同一垂直线，且距离被检镜片物理尺寸≥40cm。

所述的单片机控制器与主控制器采用串口相连，并通过I/O口通过步进电机与步进电机驱动器相连，步进电机再与双向直线丝杠连接，镜片夹爪安装固定于双向直线丝杠上，用于支撑被检镜片，所述的双向直线丝杠带动镜片夹爪移动，其单边运动自由度≥10cm。

所述放大镜片支架装置由舵机、放大镜片支架和放大镜片组成，安装在被检镜片夹持装置的正下方，使被检镜片与放大镜片中心位于同一垂直，所述舵机与单片机控制器通过I/O口连接，根据镜片类型改变其转动角度，所述放大镜片支架为一圆环，并设置有台阶结构，使放大镜片紧密放置于放大镜片支架台阶上。

所述的成像光屏为一白色成像平面，位于被检镜片正下方，其面积大于被检镜片的投影图像。