一种用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法技术

本发明专利技术公开了一种用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法，获取用于产品表面多维疵点检测的CCD传感器在工作状态下，CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的工作频率，并重新设计可单点点亮的LED照明光源，根据这个工作特性，映射控制的点亮对应位置处的LED灯珠，瞬时点亮LED灯珠，可过载，亮度显著提升，而且，由于通电时间短，实际功耗低，发热量小，不再需要主动散热部件，整体体积小，且与CCD传感器的像素同步依次点亮，在满足照明需求的同时，极大的节约能耗，延长寿命，便于产品表面三维疵点检测需要的照明光源的现场安装，适用于各种工业环境，提高检测精确度，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法
本专利技术涉及产品表面检测
，具体涉及一种用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法。
技术介绍
CCD传感器，由一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器转换成数字信号，供计算机对其进行处理。目前，CCD传感器在工业产品品表面瑕疵检测上得到了广泛应用。尤其是针对产品表面各种疵点的检测。在产品表面疵点（精确度要求很高）的检测过程中，取样环境十分重要，必须为后续的图像处理过程提供可靠的、高精度的数据，以得到准确的疵点检测结果。通过产品表面疵点的类型不同，可分为三维疵点和二维疵点，其中，三维疵点包括产品表面的凸起、凹陷等平整度缺陷，在三维空间呈现的疵点；现有技术中，针对在产品表面三维疵点的检测过程中，取样环境十分重要，因为需要平行光源（倾斜照射在三维疵点），才能够呈现，因此，对三维疵点的取样照明比二维疵点要求要高很多，对于产品表面三维疵点，如果取样数据不准确，后续的图像处理方法精准度再高，同样得不到精确的产品表面三维疵点检测。当前，在CCD传感器扫描取样过程中，照明光源的亮度和稳定性直接影响CCD传感器扫描取样的动态范围和精度，照明光源的亮度高和稳定性好，则可以获取更精确的取样数据，更宽的动态范围，并适应更多的样本类型。目前，照明光源多为LED照明光源，照明亮度的提高，极大程度上受到LED照明光源散热能力的限制。对于工作中的产品表面检测设备，照明光源的安装空间有限，实际上往往难以应用过大过重的LED照明光源。而且，在设备工作产生的晃动，会影响照明的稳定性，从而影响CCD传感器扫描取样的动态范围和精度。因此，如何根据CCD传感器扫描取样的工作特性以及产品表面疵点特性，构建一种用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法，能减少其的体积，且保证其良好的工作，以便提高CCD传感器扫描取样的精确度，是当前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有针对产品表面三维疵点检测，CCD传感器扫描取样过程中，照明光源亮点不够，散热不好的问题。本专利技术的用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法，根据产品表面三维疵点的属性特征，选择同频率共聚焦LED照明光源进行照明，便于三维疵点（包括凸起、凸包等三维层面缺陷）的投影成像检测，且LED照明光源可瞬时点亮LED灯珠，可过载，亮度显著提升，且与CCD传感器的像素同步依次点亮，在满足照明需求的同时，极大的节约能耗，延长寿命，并通过光学原理实现共聚焦的工作过程（针对三维疵点），大大提高产品表面三维疵点检测取样的准确性，照明效果好，散热效率高，以获取更精确的取样数据，更宽的动态范围，并适应更多的样本类型，具有良好的应用前景。为了达到上述的目的，本专利技术采用的技术方案为：一种用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法，包括以下步骤，步骤（A），获取用于产品表面疵点检测的CCD传感器在工作状态下像素点沿工作方向依次曝光的时序；步骤（B），根据该CCD传感器像素点的数量，使用与其匹配且可单点点亮的LED照明光源，按照CCD传感器的像素点与LED照明光源内的LED灯珠根据位置及排列顺序建立对应的映射关系，在LED照明光源内将LED灯珠划分为多个分区，形成LED灯珠单元，每个LED灯珠单元内的LED灯珠可同时颗点亮或者熄灭；步骤（C），调整LED照明光源的安装位置和光路，使LED照明光源内各LED灯珠单元的照明聚焦点与CCD传感器像素点的取样聚焦点聚于相同位置，实现共聚焦；步骤（D），根据CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序，控制LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元的点亮或者熄灭，使两者同频率同步工作；步骤（E），在CCD传感器扫描工作时，CCD传感器像素点的取样和LED照明光源内LED灯珠的照明保持同频率共聚焦工作。前述的用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法，步骤（A），获取用于产品表面疵点检测的CCD传感器在工作状态下像素点沿工作方向依次曝光的时序，包括以下步骤，（A1），将电信号测试仪器与CCD传感器连接，建立测试环境；（A2），给CCD传感器工作提供需要的时钟信号和供电，使其正常扫描工作；（A3），依次对正常扫描工作的CCD传感器内各个像素点进行瞬时单点照明，并通过电信号测试仪器记录该CCD传感器的像素点的输出信号，完成CCD传感器内各个像素点输出信号的记录；（A4），通过各个像素点输出信号变化周期的数据统计，得到该CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序。前述的用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法，步骤（B），根据该CCD传感器像素点的数量，使用与其匹配且可单点点亮的LED照明光源，按照CCD传感器的像素点与LED照明光源内的LED灯珠根据位置及排列顺序建立对应的映射关系，在LED照明光源内将LED灯珠划分为多个分区，形成LED灯珠单元，具体为：CCD传感器像素点为LED照明光源内LED灯珠单元数量的整数倍。前述的用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法，步骤（D），根据CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序，控制LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元的点亮或者熄灭，使两者同频率同步工作，该LED灯珠单元内为两颗LED灯珠，具体实现过程为，（D1），CCD传感器像素点当前像素点工作时，点亮该像素点对应的LED灯单元内位于前侧的LED灯珠T1时间后，点亮该LED灯单元内位于后侧的LED灯珠T2时间后，熄灭该LED灯单元内位于前侧的LED灯珠；（D2），在该LED灯单元内位于后侧的LED灯珠，继续点亮T1+T2时间后熄灭；（D3），CCD传感器像素点沿工作方向依次曝光，重复（D1）-（D2），完成LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元内LED灯珠的点亮或者熄灭，使CCD传感器像素点和LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元同频率同步工作。前述的用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法，设f为CCD传感器单个像素工作频率，每个像素的宽度为i，扫描光学系统的放大率为1/X，且每个像素在物像上对应的宽度为i·X，光源镜头的放大率为1/Y，单颗LED灯珠的宽度加上两颗的LED灯珠间距为s，且单颗LED灯珠需要照亮的物像范围S=s·Y，照亮到CCD传感器上即为S/i·X个像素，每颗LED灯珠需要点亮的时间T1=S·f/i·X，相邻灯珠交叠点亮T2至少为1/f且小于2/f，X、Y为镜头的特性参数。前述的用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法，所述LED灯珠单元内LED灯珠的点亮为瞬时点亮。前述的用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法，步骤（C），调整LED照明光源的安装位置和光路，使LED照明光源内LED灯珠单元的照明聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法，其特征在于：包括以下步骤，/n步骤（A），获取用于产品表面疵点检测的CCD传感器在工作状态下像素点沿工作方向依次曝光的时序；/n步骤（B），根据该CCD传感器像素点的数量，使用与其匹配且可单点点亮的LED照明光源，按照CCD传感器的像素点与LED照明光源内的LED灯珠根据位置及排列顺序建立对应的映射关系，在LED照明光源内将LED灯珠划分为多个分区，形成LED灯珠单元，每个LED灯珠单元内的LED灯珠可同时颗点亮或者熄灭；/n步骤（C），调整LED照明光源的安装位置和光路，使LED照明光源内各LED灯珠单元的照明聚焦点与CCD传感器像素点的取样聚焦点聚于相同位置，实现共聚焦；/n步骤（D），根据CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序，控制LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元的点亮或者熄灭，使两者同频率同步工作；/n步骤（E），在CCD传感器扫描工作时，CCD传感器像素点的取样和LED照明光源内LED灯珠的照明保持同频率共聚焦工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤（A），获取用于产品表面疵点检测的CCD传感器在工作状态下像素点沿工作方向依次曝光的时序；
步骤（B），根据该CCD传感器像素点的数量，使用与其匹配且可单点点亮的LED照明光源，按照CCD传感器的像素点与LED照明光源内的LED灯珠根据位置及排列顺序建立对应的映射关系，在LED照明光源内将LED灯珠划分为多个分区，形成LED灯珠单元，每个LED灯珠单元内的LED灯珠可同时颗点亮或者熄灭；
步骤（C），调整LED照明光源的安装位置和光路，使LED照明光源内各LED灯珠单元的照明聚焦点与CCD传感器像素点的取样聚焦点聚于相同位置，实现共聚焦；
步骤（D），根据CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序，控制LED照明光源内对应位置的LED灯珠单元的点亮或者熄灭，使两者同频率同步工作；
步骤（E），在CCD传感器扫描工作时，CCD传感器像素点的取样和LED照明光源内LED灯珠的照明保持同频率共聚焦工作。


2.根据权利要求1所述的用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法，其特征在于：步骤（A），获取用于产品表面疵点检测的CCD传感器在工作状态下像素点沿工作方向依次曝光的时序，包括以下步骤，
（A1），将电信号测试仪器与CCD传感器连接，建立测试环境；
（A2），给CCD传感器工作提供需要的时钟信号和供电，使其正常扫描工作；
（A3），依次对正常扫描工作的CCD传感器内各个像素点进行瞬时单点照明，并通过电信号测试仪器记录该CCD传感器的像素点的输出信号，完成CCD传感器内各个像素点输出信号的记录；
（A4），通过各个像素点输出信号变化周期的数据统计，得到该CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序。


3.根据权利要求1所述的用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法，其特征在于：步骤（B），根据该CCD传感器像素点的数量，使用与其匹配且可单点点亮的LED照明光源，按照CCD传感器的像素点与LED照明光源内的LED灯珠根据位置及排列顺序建立对应的映射关系，在LED照明光源内将LED灯珠划分为多个分区，形成LED灯珠单元，具体为：CCD传感器像素点为LED照明光源内LED灯珠单元数量的整数倍。


4.根据权利要求1所述的用于产品表面三维疵点检测的同频率共聚焦LED照明光源构建方法，其特征在于：步骤（D），根据CCD传感器的像素点沿工作方向依次曝光的时序，控制LED照明光源内对应位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：周维，郑步笑，徐存辉，陈立新，
申请(专利权)人：江苏善果缘智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32