一种机器视觉高分辨同轴光照明检查装置制造方法及图纸

一种机器视觉高分辨同轴光照明检查装置，用于可视化检测放置在检测台上的透明待检工件的质量，包括照明系统，所述照明系统为同轴落射LED光源，在待检工件上形成的光斑照亮范围大于视场范围，于待检工件表面形成反射或透射，对于不透明介质则形成漫反射。通过照明系统光源使得被测工件得到均匀的、特效的照明，使得被测工件照明均匀性一致，当被检测工件为透明物体时，相对工件表面的杂质和污点，则形成高衬度的暗场效果，有利于发现细小物体，再通过分析软件，自动筛选不合格品，提升检测效率和判断的准确性，避免人工误判等现象发生。

A machine vision high resolution coaxial light inspection device

【技术实现步骤摘要】
一种机器视觉高分辨同轴光照明检查装置
本技术涉及机器视觉透明工件的检测领域，具体涉及一种机器视觉高分辨同轴光照明检查装置；可以提高生产和检测效率，同时减少人为的误判、漏判，从而实现高精度、高效率的自动化检测。
技术介绍
目前使用的人工目视检查装置相对分辨率较低，而且视场范围较小，例如检测一块5.5英寸的手机屏时，需要在横、竖两个维度进行多次移动，并相对照明光源进行多次角度调整，以便利用光线的透射、漫反射、反射等物理特性提升检测精度，这对检测人员的经验、技能的依赖过高，并且容易视觉疲劳，因此带来的视力耐疲劳性以及工件摆放角度存在的偏差，经常出现误判和漏判，合格品里总存在一些不良；同时，需要的检测镜头的分辨率不高，使得一些细小的问题得不到发现，再加上光源的发光角度单一，检测时存在检测盲点，不能完全满足产品检测的需求。
技术实现思路
本技术提供了一种机器视觉高分辨同轴光照明检查装置，接下来对本技术方案做进一步地阐述。本技术要解决的技术问题是：现有技术下手机屏的检测依赖人员的精度得不到保障；技术方案如下：一种机器视觉高分辨同轴光照明检查装置，用于可视化地检测放置在检测台上的透明待检工件的质量，包括：照明系统，产生向待测工件投射的检测光线，形成的是一束照射范围大于视场即观察范围的单色光斑照明范围；分光转向棱镜，一方面，将照明光斑转向引导至高分辨镜头，使照明能够经过高分辨镜头后形成不小于视场范围的落射照明光斑；另一方面，将高分辨镜头所采集的成像光束投射到相机相面；镜头，正对设置于待测工件的上方，接收来自待检工件的反射、透射以及漫反射光；相机，所述相机接收来自高分辨率镜头的光线，并转化为数字信号传输至显示器上；显示器，与相机连接，接收相机的拍摄信息并可视化呈现。进一步地，所述照明系统分布在高分辨率镜头的上方，包括LED光源、聚光镜、转向反光镜、集光镜和聚光镜调节拨杆，所述LED光源和高分辨率镜头的相面共轭，聚光镜调节拨杆调节聚光镜相对LED光源的位置；所述LED光源产生的光线经过聚光镜汇聚作用形成汇聚光线，再经转向反光镜反射后进入集光镜，集光镜对光线进一步汇聚后投向分光转向棱镜。进一步地，所述相机与分光转向棱镜之间的光路上设置有补偿镜和补偿镜调节拨杆；所述补偿镜对光线透过分光转向棱镜后像质降低进行修正补偿，同时，调整补偿镜拨杆可以调节补偿镜位置，使得补偿镜和LED光源共轭。进一步地，所述待检工件和高分辨率镜头之间的光路上设置有消光筒，消除非本系统外的光源所产生的干扰。进一步地，所述LED光源为高功率绿光LED光源的单色光源，单色光照明系统避免了因复合光(白光)带来的球差等像质问题的干扰。进一步地，所述LED光源连接设置在散热片上，降低LED光源工作时产生的热效应问题，维持其合适的工作环境温度，延长使用寿命。进一步地，所述镜头为高分辨、低畸变、低色差性能的4k镜头。在照明系统的照射下，对细小疵病进行分辨，并能将疵病特征进行放大，传输到高像素摄像头上，由摄像头实现光电成像转换，并传输到显示器中，通过专用的分析软件对疵病进行自动识别、测量、甄选、标定，从而实现快速的检测、监控、筛选。有益效果：与现有技术相比，本技术通过关于待检工件对称设置的照明系统光源使得被测工件得到全表面光照强度都是均匀的照明，保证被测工件全表面照明均匀性的一致，并且形成最佳的高衬度暗场效果，有利于发现细小物体；高分辨率镜头对被测物体进行检测，并成像到相面上，由相机进行采集并于显示器显示，实现可视化检测，大幅提高检测精度和速率。附图说明图1：本装置的结构示意图；图2：于待检工件上形成的光斑照亮范围的效果图；图中：照明系统10、LED光源11、聚光镜调节拨杆12、聚光镜13、转向反光镜14、集光镜15、散热片16、分光转向棱镜20、高分辨率镜头30、相机40、补偿镜50、补偿镜调节拨杆51、消光筒60。具体实施方式现结合附图1、2对本技术的一个具体实施例来做详细地阐述。参考附图1，一种机器视觉高分辨同轴光照明检查装置，用于可视化地检测放置在检测台上的透明待检工件的质量，包括：照明系统10，产生向待测工件投射的检测光线，形成的是一束照射范围大于视场即观察范围的单色光斑照明范围，于待检工件表面形成反射、投射以及漫反射；分光转向棱镜20，将照明光斑转向引导至高分辨镜头30，使照明能够经过高分辨镜头30后形成不小于视场范围的落射照明光斑；同时，对高分辨镜头30所采集的成像光束实现半透半反处理，即在分光转向棱镜内的界面处部分光线发生折射而另外部分将发生反射，使得成像光斑能够到达相机40相面。高分辨率镜头30，正对设置于待测工件的上方或下方，优选上方，接收来自待检工件的反射、透射以及漫反射光；相机40，所述相机接收来自高分辨率镜头的光线，并转化为数字信号传输至显示器上，优选的，所述相机40采用千兆网相机。显示器，与相机连接，接收相机的拍摄信息并可视化呈现。进一步地，所述照明系统10分布在高分辨率镜头的上方，包括LED光源11、聚光镜调节拨杆12、聚光镜13、转向反光镜14和集光镜15，所述LED光源11和高分辨率镜头30的相面共轭，所述聚光镜13架设设置在聚光镜调节拨杆12上，聚光镜调节拨杆12调节聚光镜13相对于LED光源11的位置；所述LED光源11产生的光线经过聚光镜13汇聚作用形成汇聚光线，再经转向反光镜14反射后进入集光镜15，集光镜15对光线进一步汇聚后投向分光转向棱镜20。所述照明系统10通过一个点光源即LED光源经过多重光学组件包括聚光镜、转向反光镜和集光镜后进入分光转向棱镜20，形成一个可以调节照明效果且不小于视场范围的光斑照明被测工件。进一步地，所述聚光镜调节拨杆12用以调节聚光镜13相对LED光源11的位置，以改变照明光斑的效果，实现更好的照明光斑。较佳地，所述LED光源11为高功率绿光LED光源的单色光源，通过大功率的单色光源保证足够的光斑强度和数量，单色光照明系统避免了因复合光(白光)带来的球差等像质问题的干扰，同时优选的，所述LED光源11连接设置在散热片16上，降低LED光源11工作时产生的热效应问题，维持其合适的工作环境温度，延长使用寿命。进一步地，所述相机40与分光转向棱镜20之间的光路上设置有补偿镜50和补偿镜调节拨杆51；所述补偿镜50对光线透过分光转向棱镜20后像质降低进行修正补偿，同时，调整补偿镜拨杆51可以调节补偿镜位置，使得补偿镜50和LED光源11共轭。所述待检工件和高分辨率镜头30之间的光路上设置有消光筒60，消除非本系统外的光源所产生的干扰光线。优选的，所述高分辨率镜头30为高分辨、低畸变、低色差性能的4k镜头，在照明系统10的照射下，对细小疵病进行分辨，并能将疵病特征进行放大，由摄像头实现光电成像转换，并传输到显示器中，通过专用的分析软件对疵病进行自动识本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器视觉高分辨同轴光照明检查装置，用于可视化地检测放置在检测台上的透明待检工件的质量，其特征在于包括：/n照明系统，产生向待测工件投射的检测光线，形成的是一束照射范围大于视场的单色光斑照明范围；/n分光转向棱镜，一方面将照明光斑转向引导至高分辨镜头，使照明光线能够经过高分辨镜头后形成不小于视场范围的落射照明光斑；另一方面，将镜头所采集的成像光束投射到相机相面；/n镜头，正对设置于待测工件的上方，接收来自待检工件的反射、透射以及漫反射光；/n相机，所述相机接收来自高分辨率镜头的光线，并转化为数字信号传输至显示器上；/n显示器，与相机连接，接收相机的拍摄信息并可视化呈现。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器视觉高分辨同轴光照明检查装置，用于可视化地检测放置在检测台上的透明待检工件的质量，其特征在于包括：
照明系统，产生向待测工件投射的检测光线，形成的是一束照射范围大于视场的单色光斑照明范围；
分光转向棱镜，一方面将照明光斑转向引导至高分辨镜头，使照明光线能够经过高分辨镜头后形成不小于视场范围的落射照明光斑；另一方面，将镜头所采集的成像光束投射到相机相面；
镜头，正对设置于待测工件的上方，接收来自待检工件的反射、透射以及漫反射光；
相机，所述相机接收来自高分辨率镜头的光线，并转化为数字信号传输至显示器上；
显示器，与相机连接，接收相机的拍摄信息并可视化呈现。


2.根据权利要求1所述的一种机器视觉高分辨同轴光照明检查装置，其特征在于：所述照明系统分布在镜头的上方，包括LED光源、聚光镜、聚光镜调节拨杆、转向反光镜和集光镜，所述LED光源和镜头的相面共轭，聚光镜调节拨杆调节聚光镜相对LED光源的位...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴诺岑，李方文，吴国通，韩文生，
申请(专利权)人：上饶市融合光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江西;36