[发明专利]大口径光学晶体表面微缺陷的快速寻位与批量检测方法

权利要求书

1.一种大口径光学晶体表面微缺陷的快速寻位与批量检测方法，其特征在于，它由以下步骤实现：

步骤1.安装待测光学晶体元件，组装并调整微缺陷检测显微系统，晶体元件移动机构各轴自动回零；

步骤2.基于大口径元件光栅式扫描路径，确定显微镜实际放大倍率，估算不同放大倍率下缺陷检测CCD的视野范围，选择整块晶体元件表面微缺陷扫描步距；

步骤3.采用连续运动采集的扫描方案获得整块晶体表面微缺陷图像；

步骤4.采用基于欧洲机器视觉协会制定的GenlCam标准开发的JAI SDK函数库，编制检测缺陷时CCD图像采集程序，通过建立图像采集程序与给定的数控运动程序的通讯，实现根据晶体实时扫描位置采集图像的功能；图像采集程序用于控制CCD采集图像，数控运动程序用于控制晶体元件的移动；

步骤5.根据步骤4采集的多张光学晶体表面图像，基于图像处理算法对图像中微缺陷轮廓位置进行拟合，获得每张图片中缺陷点数量、位置、尺寸信息；

步骤6.开发微缺陷点自动检测程序和图形化界面，建立基于Microsoft Access微缺陷信息的数据库，实现对采集图像的批量处理和缺陷点详细信息的管理；

步骤2的具体实现过程为：

步骤2-1、确定显微镜实际光学放大倍率，首先固定CCD和显微镜位置，调焦至晶体待检表面，调节显微镜的可调透镜放大倍率读数为K₁；然后利用微铣刀进行对刀，从而在晶体待测表面留下一个圆形轮廓刀痕，利用CCD拍摄此时图片；接着控制晶体沿Y₁轴运动一个固定距离D₁，使得此时CCD中仍能观察到此刀痕，并再次拍照；测算出两次图片中刀痕移动的像素距离P₁，此时可计算出实际光学放大倍率为D₁/(s×P₁)，s为CCD内部像素单元实际尺寸；

调节至不同的显微镜放大读数，重复上述过程，则可得到不同倍率下的实际放大倍率，显微镜的实际光学放大倍率K与镜筒上的标注读数k满足以下公式：

K＝0.75×2.0×k (1)

步骤2-2、估算不同倍率下CCD视野范围并确定光栅式扫描步距，根据缺陷检测CCD的像素尺寸和分辨率，结合确定的显微镜实际放大倍率K可估算出不同倍率下缺陷检测CCD的视野范围如下：

选择扫描步距Δx小于或等于3.5mm、Δy小于或等于3.0mm。

2.根据权利要求1所述的一种大口径光学晶体表面微缺陷的快速寻位与批量检测方法，其特征在于，在步骤1中，所述微缺陷检测显微系统的CCD和显微镜的光轴对准平台上的加工窗口，用于检测光学晶体下表面缺陷，显微镜头前端安装环形高亮LED光源，光源内LED管安装角度与水平方向成30°，使光线集中在晶体表面CCD视场范围。

3.根据权利要求1所述的一种大口径光学晶体表面微缺陷的快速寻位与批量检测方法，其特征在于：

步骤3所述的连续运动采集扫描方案中，光学晶体沿光栅式扫描路径做连续运动，同时上方CCD以一定时间间隔采集一次图像；所述一定时间间隔是指晶体每运动一个扫描步距的时间间隔。

4.根据权利要求3所述的一种大口径光学晶体表面微缺陷的快速寻位与批量检测方法，其特征在于，在步骤4中，所述的CCD图像采集程序是在Visual Studio 2012和C++语言编程调试环境下开发的；图像采集程序与给定的数控运动程序的通讯采用窗口消息(WM_COPYDATA)的方式实现通讯，采集中的每一张图像以“X-n_x-Y-n_y.bmp”的方式命名，其中“n_x”、“n_y”分别表示X、Y方向走过的扫描步距数。