用于泄漏检测的成像系统技术方案

一种用于泄漏物检测的成像系统和方法使用纹影成像来对具有与环境空气不同的折射率的经增压气体流进行定位并且特性化。特别地，纹影成像系统包括经准直的光、刀口空间滤波器，并且，4F望远镜成像系统用于创建受测试装置（DUT）的图像。DUT被增压并且针对泄漏而被监测。当泄漏存在并且位于DUT的所监测的平面中时，对比度变化说明泄漏的存在、位置以及特性。例如，防水/防泄漏移动装置可以针对模块的层之间的泄漏物（诸如，防水电子器件外壳的机壳中的泄漏）而被评价。该检测能够允许经由视觉标识来对泄漏点进行标识和特性化。

【技术实现步骤摘要】
用于泄漏检测的成像系统对相关申请的交叉引用本申请要求提交于2020年1月9日的、题为用于泄漏检测的成像系统的序号为No.62/958,764的美国临时专利申请的根据U.S.C.第35部第119条第（e）款的利益，该临时申请的整个公开内容特此通过引用而明确地被并入本文中。
技术介绍
1.
本申请涉及对气密性地密封的装置中的泄漏物进行测试并且检测气密性地密封的装置中的泄漏物，并且更具体地涉及防泄漏装置模块或组件的水紧密性和空气紧密性的评价。2.相关技术描述。移动装置（诸如，蜂窝电话和平板）往往被防泄漏外壳保护以免于水破坏和/或污染。在一些实例中，这样的外壳可以由装置制造商集成到移动装置中。然而，对壳体部件的破坏、密封剂或粘附剂的错误应用或其它制造无规律性可能引起在其它情况下“防水”或“防泄漏”的外壳体或内壳体失效。对于移动装置的壳体，盖玻璃、显示模块以及框架通常粘附在一起。所组装的壳体中的泄漏物的检测对保证最终产品的性能和完整性是很重要的，并且对于检测并且校正制造过程中的差错（例如，通过确定哪个层或哪个部件正造成泄漏）也是很重要的。在泄漏物检测的方面的努力已包括用以开发气体“嗅探”检测方法的微尺度机械结构，其中，通过检测特定气体的存在和浓度而检测泄漏。然而，气体可能扩散和/或稀释或存在于少量的不可检测的流中，由此妨碍泄漏的精确的位置和特性。此外，“嗅探器”装置一般对于在检测处于小规模泄漏（诸如在移动装置中）中使用太大了。需要的是优于前文的改进。
技术实现思路
本公开涉及一种用于泄漏物检测的成像系统和方法使用纹影成像来对具有与环境空气不同的折射率的经增压气体流进行定位并且特性化。特别地，纹影成像系统包括经准直的光、刀口空间滤波器以及4F望远镜成像系统，从而创建受测试装置（DUT）的图像。DUT被增压并且针对泄漏而被监测。当泄漏存在并且位于包括DUT的所监测的平面中时，对比度变化说明泄漏的存在、位置以及特性。例如，防水/防泄漏移动装置可以针对模块的层之间的泄漏物（诸如，防水电子器件外壳的机壳中的泄漏）而被评价。该检测能够允许经由视觉标识来对泄漏点进行标识和特性化。在一个实施例中，本公开提供了一种成像系统，该成像系统包括：点光源，其配置成发射光信号；抛物面准直镜，其定位成接收光信号，抛物面准直镜配置成发射经准直的光信号；抛物面聚光镜，其定位成接收经准直的光信号；空间滤波器，其定位于抛物面聚光镜的傅里叶平面处，空间滤波器配置成使经滤波的光信号通过；图像传感器，其定位于抛物面聚光镜的输出侧处，使得图像传感器定位成接收经滤波的光信号；受测试装置，其定位于抛物面准直镜与抛物面聚光镜之间的物体平面处；以及经增压气体源，其配置成使受测试装置的内部容积增压，由此，成像系统配置成在光学上检测经增压气体从受测试装置的泄漏。在某些方面，成像系统可以包括具有与环境空气不同的折射率的气体。受测试装置可以配置为气密性地密封的装置。光信号为非相干光信号，诸如，由发光二极管发射的信号。光可以是相干光信号，诸如，光信号由激光器发射。在附加方面，图像传感器可以是能够操作地连接到控制器的成像装置，控制器被编程为通过评估检测的图像中的对比度变化的存在或不存在而评价检测的图像以确定泄漏的存在。控制器可以利用机器学习方法来评价检测的图像，诸如，将检测的图像作为机器学习回归问题而评价。控制器可以利用深度学习方法来评价检测的图像，诸如，将检测的图像作为深度学习分类问题而评价。控制器可以将检测的图像作为深度学习检测器问题而评价，诸如，将检测的图像作为深度学习分割问题而评价。在另一实施例中，本公开提供了一种用于评价装置中的泄漏的方法，该方法包括：发射光信号；修改光信号，以创建经准直的光信号；对光信号进行滤波，以创建经滤波的光信号；感测经滤波的光信号，以创建感测的图像；将受测试装置沿着经准直的光信号放置于物体平面中，使得在感测的图像中出现受测试装置的图像；将经增压气体指引到受测试装置的内部容积中，评价感测的图像中的对比度；以及基于评价对比度的步骤，确定经增压气体是否从受测试装置的内部容积泄漏。在某些方面，方法可以包括具有与环境空气不同的折射率的经增压气体。方法还可以包括基于感测的图像中的对比度而确定受测试装置中的泄漏的量级和特性。受测试装置可以配置成气密性地密封的装置。发射光信号的步骤可以包括发射非相干光信号。发射光信号的步骤可以包括发射相干光信号。感测经滤波的光信号以创建感测的图像的步骤可以包括利用图像传感器来拍摄感测的图像。评价感测的图像中的对比度的步骤可以由能够操作地连接到图像传感器的控制器实行。在仍有的另一实施例中，本公开提供了一种用于评价检测的图像的方法，该方法包括：接收经背景减除的图像；应用图像度量，以测量并且分析经背景减除的图像；记录并且存储图像测量值和分析；以及基于所应用的图像度量和所接收的测量值而对经背景减除的图像的方面进行分类。在某些方面，方法可以包括将经背景减除的图像划分成感兴趣区和非感兴趣区。分类步骤可以包括预测标签，诸如，无泄漏、少量泄漏或大量泄漏。分类步骤可以包括预测泄漏区。方法可以包括将经背景减除的图像划分成网格。应用步骤可以包括将经背景减除的图像作为回归问题而分析。应用步骤可以包括利用机器学习方法。应用步骤可以包括利用深度学习方法，诸如，将经背景减除的图像作为分类问题而分析。应用步骤可以包括将经背景减除的图像作为检测问题而分析。应用步骤可以包括诸如通过预测泄漏区而将经背景减除的图像作为分割问题而分析。在还有的另一实施例中，本公开提供了一种成像系统，该成像系统包括：点光源，其配置成发射光信号；准直透镜，其定位成接收光信号。准直透镜配置成发射经准直的光信号。系统还包括：4F成像望远镜，其定位成接收经准直的光信号；和空间滤波器，其定位于4F成像望远镜的傅里叶平面处，空间滤波器配置成使经滤波的光信号通过。系统进一步包括图像传感器，图像传感器定位于4F成像望远镜的输出侧处，使得图像传感器定位成接收经滤波的光信号。受测试装置定位于准直透镜与4F成像望远镜之间的物体平面处，并且，经增压气体源配置成使受测试装置的内部容积增压，成像系统配置成检测经增压气体从受测试装置的泄漏。以此方式，成像系统配置成为受测试装置提供光学泄漏检测。在某些方面，气体可以具有与环境空气不同的折射率。受测试装置可以配置为气密性地密封的装置。空间滤波器可以是刀口滤波器。光信号可以为非相干光信号，诸如，由发光二极管发射的光信号。光信号可以是相干光信号，诸如，由激光器发射的光信号。图像传感器可以是相机。在其它方面，图像传感器可以是能够操作地连接到控制器的成像装置。控制器可以利用处理指令来编程为通过评估检测的图像中的对比度变化的存在或不存在而评价检测的图像以确定泄漏的存在。在仍有的另一实施例中，本公开提供了一种用于评价装置中的泄漏的方法，该方法包括：发射光信号；使光信号经过准直透镜，以创建经准直的光信号；使经准直的光信号经过4F成像望远镜和定位于4F成像望远镜的傅里叶平面处的空间滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成像系统，包括：/n点光源，其配置成发射光信号；/n准直透镜，其定位成接收所述光信号，所述准直透镜配置成发射经准直的光信号；/n4F成像望远镜，其定位成接收所述经准直的光信号；/n空间滤波器，其定位于所述4F成像望远镜的傅里叶平面处，所述空间滤波器配置成使经滤波的光信号通过；/n图像传感器，其定位于所述4F成像望远镜的输出侧处，使得所述图像传感器定位成接收所述经滤波的光信号；/n受测试装置，其定位于在所述准直透镜与所述4F成像望远镜之间的物体平面处；以及/n经增压气体源，其配置成使所述受测试装置的内部容积增压，所述成像系统配置成检测所述经增压气体从所述受测试装置的泄漏，由此，所述成像系统配置成为所述受测试装置提供光学泄漏检测。/n

【技术特征摘要】
20200109 US 62/9587641.一种成像系统，包括：
点光源，其配置成发射光信号；
准直透镜，其定位成接收所述光信号，所述准直透镜配置成发射经准直的光信号；
4F成像望远镜，其定位成接收所述经准直的光信号；
空间滤波器，其定位于所述4F成像望远镜的傅里叶平面处，所述空间滤波器配置成使经滤波的光信号通过；
图像传感器，其定位于所述4F成像望远镜的输出侧处，使得所述图像传感器定位成接收所述经滤波的光信号；
受测试装置，其定位于在所述准直透镜与所述4F成像望远镜之间的物体平面处；以及
经增压气体源，其配置成使所述受测试装置的内部容积增压，所述成像系统配置成检测所述经增压气体从所述受测试装置的泄漏，由此，所述成像系统配置成为所述受测试装置提供光学泄漏检测。


2.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述气体具有与环境空气不同的折射率。


3.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述受测试装置配置为气密性地密封的装置。


4.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述光信号为非相干光信号。


5.根据权利要求4所述的成像系统，其中，所述非相干光信号由发光二极管发射。


6.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述光信号为相干光信号。


7.根据权利要求6所述的成像系统，其中，所述相干光信号由激光器发射。


8.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述图像传感器是能够操作地连接到控制器的成像装置，所述控制器利用处理指令来编程为通过评估检测的图像中的对比度变化的存在或不存在而评价所述检测的图像以确定泄漏的存在。


9.一种用于评价装置中的泄漏的方法，所述方法包括：
发射光信号；
修改所述光信号，以创建经准直的光信号；
对所述光信号进行滤波，以创建经滤波的光信号；
感测所述经滤波的光信号，以创建感测...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·金，Y·程，P·布鲁内迈尔，A·桑卡拉纳拉雅南，
申请(专利权)人：金宝电子印第安纳公司，
类型：发明
国别省市：美国;US