[发明专利]镜片表面清洁度检测装置及方法

权利要求书

1.一种镜片表面清洁度检测装置，其特征在于：包括三维电控运动模块、线阵CCD图像传感器、图像采集卡、显微镜头、光源照明模块、图像处理模块以及电源模块，其中三维电控运动模块用于装载镜片，控制镜片在高度和平面上的位置；所述线阵CCD图像传感器，结合显微镜头，用于采集镜片表面污染物质的图像；所述图像采集卡用于缓存线阵CCD图像传感器采集的图像数据，并通过接口电路将数据传送至图像处理模块；所述光源照明模块采用2个线阵LED光源，用于照射镜片表面污染物质；所述图像处理模块用于对线阵CCD图像传感器采集的图像进行预处理和污染物质特征提取。

2.根据权利要求1所述的镜片表面清洁度检测装置，其特征在于：所述图像处理模块包括图像预处理模块和图像污染物质特征提取与输出模块，其中图像预处理模块包括图像拼接处理单元、图像灰度化处理单元、图像去噪处理单元和图像边缘检测单元；所述图像污染物质特征提取与输出模块包括图像圆检测单元、格雷厄姆法求凸壳单元、图像形态学膨胀运算单元、图像污染物质判断单元、图像二值化输出处理单元。

3.根据权利要求1所述的镜片表面清洁度检测装置，其特征在于：所述三维电控运动模块采用伺服电机控制的方式，控制运动平移台在x、y、z三维空间中移动。

4.根据权利要求1所述的镜片表面清洁度检测装置，其特征在于：所述图像处理模块在PC机或者嵌入式系统中运行。

5.一种镜片表面清洁度检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、接通2个LED线阵光源使其发出线阵光，线阵光和运动工作台的X方向保持垂直，最终照射在运动工作台上的被测镜片表面且两个线阵光重叠；

步骤2、调整线阵CCD图像传感器，使其能够获取线阵光上的背景图像；

步骤3、微调电控平移台高度使图像进一步清晰化，控制电控平移台从设置的起始点逐行逐列匀速移动，同时控制图像采集卡将线阵CCD图像传感器获取的图像传送至图像处理模块；

步骤4、图像处理模块对采集图像进行预处理，包括图像拼接处理、图像灰度化处理、图像去噪处理、图像边缘检测；

步骤5、图像处理模块对图像中污染物质进行特征提取和输出，包括图像圆检测算法、格雷厄姆求凸壳算法、图像形态学膨胀运算、图像污染物质判断、图像二值化输出处理。

6.根据权利要求5所述的镜片表面清洁度检测方法，其特征在于：步骤3中应用线阵CCD图像传感器的扫描同步控制，其控制公式为：

其中v代表三维电控平移台的行进速度，vx代表线阵CCD图像传感器的线扫描速度，S代表线阵CCD图像传感器的像素尺寸，f代表显微镜头焦距，D代表镜头到镜片的距离。