基于光通量的微孔检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于光通量的微孔检测方法，涉及光学检测方法技术领域，该方法包括将待检测工件放置于成像光路中，相机采集光学成像系统对待检测工件的微孔成像，由相机的图像处理系统处理后将图像输出到显示屏上，观察图像判定微孔的通透状态，其中，光学成像系统采用像方离焦的工作模式缩小成像，将待测工件上的所有微孔一次完整地成像于相机的图像接收靶面上，相机接收到的微孔成像经放大处理，输出到显示屏上形成弥散光斑，这些弥散光斑通过待检测工件微孔的光通量显示出相应的灰度值，通过观察弥散光斑的明暗程度来判定待检测工件上的各个微孔的通透状态。本发明专利技术解决了现有微孔检测无法在一次成像中判定工件上各个微孔的通透状态的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学检测方法
，尤其是一种基于光通量的微孔检测方法。
技术介绍
微孔滤膜等微孔工件上有许多微小的通孔，这些微孔工件的孔通率对其使用性能有较大影响，为了确保工件质量，需使用光学仪器检测工件上的微孔的贯通情况，即检测出工件上众多的微孔中哪些是全通的孔，哪些是半通的孔以及哪些是不通的。微孔工件上的微孔直径大多为8μm左右，直径达到8μm的孔为全通的孔，直径远小于8μm的是半通的孔或者是不通的孔，故现有的微孔检测方法是，利用光学镜头对这些微孔进行放大成像后通过CCD相机成像于显示器或电视机上，用人眼直接根据它们的几何尺寸大小进行区分其通与半通的情况。但是，在检测较大的微孔工件时，例如微孔分布在直径为φ42.5mm的圆内的工件，光学放大成像后这个分布范围远远地超出了相机的图像接收靶面尺寸，也就是说无法一次完整地显示所有的微孔，当然也就无法同时比较全部微孔的大小了，这样的检测系统就失去了它的使用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于光通量的微孔检测方法，这种方法可以解决现有微孔检测无法在一次成像中判定工件上各个微孔的通透状态的问题。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：这种基于光通量的微孔检测方法将待检测工件放置于成像光路中，相机采集光学成像系统对待检测工件的微孔成像，由相机的图像处理系统处理后将图像输出到显示屏上，观察图像判定微孔的通透状态，光学成像系统采用像方离焦的工作模式缩小成像，将待测工件上的所有微孔一次完整地成像于相机的图像接收靶面上，相机接收到的微孔成像经放大处理，输出到显示屏上形成弥散光斑，这些弥散光斑通过待检测工件微孔的光通量显示出相应的灰度值，通过观察弥散光斑的明暗程度来判定待检测工件上的各个微孔的通透状态。上述基于光通量的微孔检测方法的技术方案中，更具体的技术方案还可以是：光学成像系统的镜头采用像方远心的平场镜头，平场镜头的焦距为40.5mm，工作距离为495mm，数值孔径为0.025，边缘畸变值小于0.014%。进一步的，相机的最低感应照度为0.001Lux。进一步的，待检测工件与相机的成像镜头之间的光路与外部光线相隔离。进一步的，光学成像系统的各透镜表面均镀制有增透膜。由于采用了上述技术方案，本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：1、本专利技术采用了缩小成像的光学成像系统，实现直径较大的微孔工件的各个微孔的完整成像，基于不同通透状态的微孔光通量，微孔成像形成不同明暗程度弥散光斑，由此通过观察弥散光斑的明暗程度来判定工件各个微孔的通透状态。2、光学成像系统的工作距离达到495mm，能保留足够的操作空间；较大的数值孔径有利于收集到光线透过微孔后的细微变化，更易于根据弥散光斑的明暗程度来判定微孔的通透状态；控制边缘视场的畸变值小于等于0.014%，可避免光学成像的畸变对检测结果产生影响。3、相机的最低感应照度为0.001Lux，可以准确地采集到各个微孔光通量的细微变化。4、工件至镜头的光路与外部光线隔离，能避免外界环境的光线被工件表面反射后而进入光学成像系统的镜头，而真正透过工件微孔的光线是很弱的，这样反射光线会严重地影响到透过微孔的弱光束，造成无法对图像的灰度值进行判定的情况出现，这种隔离可以获得背景很暗的高对比度图像，非常适合于各个弥散光斑的灰度值判定。5、在透镜表面镀制增透膜，能降低光线在透镜表面反射形成的杂散光对像面衬度的影响，真实还原工件上各个微孔的通光状态。附图说明图1是基于光通量的微孔检测方法实施例的测试结果图。具体实施方式下面结合附图实施例对本专利技术作进一步详述：本实施例检测对象是直径为42.5mm的圆形的微孔工件，通过以下基于光通量的微孔检测方法，将分布在φ42.5mm圆内的所有微孔一次完整成像，检测出各个微孔的通透状态。本实施例采用的相机的CCD靶面尺寸为1/2″，光学成像系统的成像倍率β=0.09×，相机的最低感应照度为0.001Lux；光学成像的镜头采用像方远心的平场镜头，平场镜头的焦距为40.5mm，工作距离为495mm，数值孔径为0.025，边缘畸变值小于0.014%；待检测工件与相机的成像镜头之间的光路与外部光线相隔离；光学成像系统的各透镜表面均镀制有增透膜。微孔检测方法的具体步骤为：启动相机，使相机处于连续的图像采集状态，开启光源，将待检测工件放置于成像光路中的检测工位，光学成像系统处于像方离焦的工作模式缩小成像，将待测工件上的所有微孔一次完整地成像于相机的图像接收靶面上，相机接收到的微孔成像经图像处理系统放大处理，输出到显示屏上形成弥散光斑，这些弥散光斑通过待检测工件微孔的光通量显示出相应的灰度值，通过观察弥散光斑的明暗程度来判定待检测工件上的各个微孔的通透状态。由于观察到的图像是光学成像系统离焦后的弥散光斑，根据光学系统成像的特性可知，无论这些微孔是全通、半通或是微通，它们形成的弥散光斑直径几乎是一致的，它们的面积也基本相同，因此凭几何尺寸的大小还是无法判定这些微孔的通透状态。但是这些弥散光斑的亮度(即灰度值)是有很大区别的，因为直径远小于8μm的半通微孔所通过的光能量(即光通量)肯定远小于全通的微孔的光通量，那么相机中的CCD感光元件接收到的光照度肯定也不同，显示屏上显示的弥散光斑的灰度值就是CCD感光元件接收到的光照度的直接体现，这样就可以通过弥散光斑的亮度变化来区别各个微孔的通透状态。本实施例的检测结果如图1所示，图中最亮的部分光斑即为全通微孔1，一般灰度值在210以上；而图中稍微暗一些成灰色的光斑即为半通微孔2，这些微孔直径远小于8μm，其通光量明显低于全通微孔，这些光斑的灰度值普遍在160以下，但是能明显的看到；在图中有一个地方为不通微孔3，该处是与背景同样的灰度，明显被间隔开了一个，此类地方即为不通的微孔。在遇到非常难判定光斑灰度值的情况下，可以稍微调整一下镜头的离焦量(增大或减少离焦量)，这时各个弥散光斑的亮度会有明显的变化，从而可以准确地判定各个微孔的通透状态。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光通量的微孔检测方法，将待检测工件放置于成像光路中，相机采集光学成像系统对待检测工件的微孔成像，由相机的图像处理系统处理后将图像输出到显示屏上，观察图像判定微孔的通透状态，其特征在于：光学成像系统采用像方离焦的工作模式缩小成像，将待测工件上的所有微孔一次完整地成像于相机的图像接收靶面上，相机接收到的微孔成像经放大处理，输出到显示屏上形成弥散光斑，这些弥散光斑通过待检测工件微孔的光通量显示出相应的灰度值，通过观察弥散光斑的明暗程度来判定待检测工件上的各个微孔的通透状态。

【技术特征摘要】
1.一种基于光通量的微孔检测方法，将待检测工件放置于成像光路中，相机采集光学成像系统对待检测工件的微孔成像，由相机的图像处理系统处理后将图像输出到显示屏上，观察图像判定微孔的通透状态，其特征在于：光学成像系统采用像方离焦的工作模式缩小成像，将待测工件上的所有微孔一次完整地成像于相机的图像接收靶面上，相机接收到的微孔成像经放大处理，输出到显示屏上形成弥散光斑，这些弥散光斑通过待检测工件微孔的光通量显示出相应的灰度值，通过观察弥散光斑的明暗程度来判定待检测工件上的各个微孔的通透状态。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张景华，
申请(专利权)人：梧州奥卡光学仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45