[发明专利]一种利用离焦差分平场矫正检测镜头洁净度的方法

说明书

本发明公开了一种利用离焦差分平场矫正检测镜头洁净度的方法，包括如下步骤：一、搭建平场测试光路；二、确定相机感光面与待测镜头后焦面距离，测量不同离焦下的明场图像数据和暗场图像数据；三、针对每个像素，进行离焦差分平场校正运算；四、将各个像素的离焦差分结果的矩阵以图像形式显示，进行镜头洁净度的判断。本发明利用不同离焦进行差分平场矫正，可以抑制大角度视场低相对照度的影响，提高大视场范围的信噪比，可二次增强待检测杂质成像的信噪比，可以对杂质成像进行边缘增强，可以放大待检测杂质的可观测范围，可以统一杂质的可观测模式，最小可分辨尺寸为探测器像素大小(um量级)，综合以上各种因素提高检测成功率。

技术领域

本发明涉及镜头检测方法，具体涉及一种利用离焦差分平场矫正检测镜头洁净度的方法。

背景技术

洁净度是成像系统重要指标，直接关系到杂散光，鬼像，均匀性等成像关键因素。在镜头的制造过程中，表面缺陷的产生往往是不可避免的。一般而言，表面缺陷是产品表面局部物理或化学性质不均匀的区域，如夹杂、破损、污点等等，其会对产品的清洁度带来不良影响。因此，生产企业对镜头的清洁度检测非常重视，通过及时发现镜头的表面缺陷，有效控制产品质量，根据检测结果进一步分析生产工艺中存在的某些问题，从而杜绝或减少缺陷品的产生。

成品镜头洁净度的检测，目前以目视为主，该方法存在抽检率低、准确性不高、实时性差、效率低、劳动强度大的缺点，且受限于检测员的工作经验、工作状态，而基于机器视觉的检测方法可以很大程度上克服上述弊端。

机器视觉是一种无接触、无损伤的自动检测技术，是实现设备自动化、智能化和精密控制的有效手段，具有安全可靠、可在恶劣环境下长时间工作和生产效率高等突出优点。机器视觉检测系统通过适当的光源和图像传感器(CCD摄像机)获取产品的表面图像，利用相应的图像处理算法提取图像的特征信息，然后根据特征信息进行表面缺陷的定位、识别、分级等判别和统计、存储、查询等操作；视觉表面缺陷检测系统基本组成主要包括图像获取模块、图像处理模块、图像分析模块、数据管理及人机接口模块。

图像获取模块由CCD摄像机、光学镜头、光源及其夹持装置等组成，其功能是完成产品表面图像的采集。在光源的照明下，通过光学镜头将产品表面成像于相机传感器上，光信号先转换成电信号，进而转换成计算机能处理的数字信号。目前工业用相机主要基于CCD或CMOS(complementary metal oxide semiconductor)芯片的相机。CCD是目前机器视觉最为常用的图像传感器。光源直接影响到图像的质量，其作用是克服环境光干扰，保证图像的稳定性，获得对比度尽可能高的图像。目前常用的光源有卤素灯、荧光灯和发光二级管(LED)。LED光源以体积小、功耗低、响应速度快、发光单色性好、可靠性高、光均匀稳定、易集成等优点获得了广泛的应用。

由光源构成的照明系统按其照射方法可分为明场照明与暗场照明、结构光照明与频闪光照明。由于明场信号本身带有大角度视场相对照度的信息，其会对成像效果产生不可忽视的影响，而如何抑制大角度视场低相对照度的影响，放大待检测杂质的可观测范围，进而实现有效的杂质检测，是目前本领域研究的重点。其次，目前的光学系统在测量过程中由于操作繁琐，前置条件多，不适用于测试仪器受限的情况。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的杂质可观测范围小、杂质检测效率低的问题，本发明的目的是提供一种利用离焦差分平场矫正有效提高杂质检测效率、适用于测试仪器受限情况的镜头洁净度检测方法。

技术方案：本发明所述的利用离焦差分平场矫正检测镜头洁净度的方法，包括如下步骤：

(1)搭建平场测试光路，所述平场测试光路包括光源、待测镜头和单色相机；将单色相机的感光面垂直于待测镜头的镜头光轴放置，并平移至待测镜头的出光位置；