表面检测装置制造方法及图纸

本申请公开了一种表面检测装置。基于本申请，光源模组产生的检测光具有多向性，并且，具有多向性的检测光可以在检测对象的对象表面形成多向反射，因此，即便对象表面是足以对定向光形成镜面反射的光滑表面，多向反射也可以通过产生等效于漫反射的反射效果而抑制镜面反射的发生。从而，通过多向反射产生的反射光可以避免产生与表面特征无关的虚像，从而避免环境虚像对反射光在成像模组的成像质量的干扰，进而提高对对表面特征的检测准确度。进而提高对对表面特征的检测准确度。进而提高对对表面特征的检测准确度。

Surface detection device

【技术实现步骤摘要】
表面检测装置


[0001]本申请涉及表面检测技术，特别涉及一种表面检测装置。

技术介绍

[0002]物体表面可能会由于例如划伤、碰撞等原因而存在凹凸不平的表面缺陷，并且，此类的表面缺陷往往是细微且不易被观察到的。
[0003]为了检测上述的表面缺陷，可以在物体表面产生检测光，并且，检测光在物体表面形成的反射光可以被成像模组接收并成像。其中，物体表面的表面特征会影响反射光在成像模组的成像位置，因此，根据反射光在成像模组的成像位置，可以确定物体表面的表面特征。例如，根据反射光在成像模组的成像位置，可以确定物体表面的深度信息，该深度信息用于表征表面特征的凹凸程度。从而，根据物体表面的表面特征，可以确定该物体表面是否存在表面缺陷。
[0004]然而，对于诸如显示屏等表面粗糙度接近镜面的物体表面，检测光可能会在物体表面形成镜面反射或趋近于镜面反射的反射效果，由此导致反射光会形成与表面特征无关的环境虚像，并且该环境虚像会严重干扰反射光在成像模组的成像质量，从而干扰对表面特征的确定，导致检测的准确率不高。

技术实现思路

[0005]在本申请的实施例中，提供了一种表面检测装置，有助于提高对表面特征的检测准确度。
[0006]在一个实施例中，一种表面检测装置可以包括：
[0007]光源模组，用于向检测对象的对象表面产生具备多向性的检测光；
[0008]成像模组，用于对所述检测光在所述对象表面产生的反射光成像，其中，所述检测光中不全平行的多组子光束在所述对象表面形成抑制镜面反射的多向反射，并且，所述反射光通过所述多向反射产生；
[0009]处理模组，用于根据所述反射光在所述成像模组的成像位置，确定所述对象表面的表面特征。
[0010]可选地，所述光源模组包括：光束发生组件，用于产生源光束，其中，所述源光束用于激发定向光束的产生；多向折射构件，用于使所述定向光束折射成被分别向不同方向折射，以形成具备所述多方向性的所述检测光。
[0011]可选地，所述多向折射构件的入射光面被配置为：使所述定向光束光线被分割成多组子光束，并且使所述多组子光束分别以不同的入射角进入所述多向折射构件；所述多向折射构件的出射光面被配置为：使分别向不同方向折射的所述多组子光束收敛形成具备所述多方向性的所述检测光。
[0012]可选地，所述定向光束的光束横截面呈线形；所述入射光面被配置为：使所述多组子光束在所述线形的线宽方向上以相同的入射角进入所述多向折射构件，并且，使所述多
组子光束在所述线形的线长方向上以不同的入射角进入所述多向折射构件；所述出射光面被配置为：使收敛形成的所述检测光在所述线宽方向上的尺寸为所述定向光束的进入所述多向折射构件时的入射线宽，并且，使收敛形成的所述检测光在所述线长方向的尺寸被限制为不超过预设的线长阈值。
[0013]可选地，所述入射光面包括多个柱面；其中，所述多个柱面的轴线沿所述线宽方向延伸，以使所述多组子光束在所述线宽方向上以相同的入射角进入所述多向折射构件；并且，所述多个柱面沿所述线长方向排列，以使所述多组子光束在所述线长方向上以不同的入射角进入所述多向折射构件。
[0014]可选地，所述出射光面包括平滑柱面；其中，所述平滑柱面的轴线沿所述线宽方向延伸，以使收敛形成的所述检测光在所述线宽方向上的尺寸为所述定向光束的进入所述多向折射构件时的入射线宽；并且，所述平滑柱面在所述线长向上跨越所述出射光面，所述平滑柱面的曲率半径被配置为将收敛形成的所述检测光在所述线长方向的尺寸限制为不超过所述线长阈值。
[0015]可选地，所述光源模组进一步包括光束束形构件，用于响应于所述源光束的能量激励，产生具有预定光束横截面形状的所述定向光束。
[0016]可选地，所述光束束形构件包括一字光斑透镜，所述一字光斑透镜用于响应于所述源光束在所述光束束形构件形成的能量光斑，产生光束横截面呈线形的所述定向光束。
[0017]可选地，所述光源模组进一步包括光束聚合构件，用于将所述源光束的能量聚合在所述光束束形构件。
[0018]可选地，所述光束聚合构件包括准直透镜，所述准直透镜用于将所述源光束的各条光线在所述光束束形构件聚合形成能量光斑；所述光束束形构件包括一字光斑透镜，所述一字光斑透镜用于响应于所述能量光斑，产生光束横截面呈线形的所述定向光束。
[0019]基于上述实施例，光源模组产生的检测光具有多向性，并且，具有多向性的检测光可以在检测对象的对象表面形成多向反射，因此，即便对象表面是足以对定向光形成镜面反射的光滑表面，多向反射也可以通过产生等效于漫反射的反射效果而抑制镜面反射的发生。从而，通过多向反射产生的反射光可以避免产生与表面特征无关的虚像，从而避免环境虚像对反射光在成像模组的成像质量的干扰，进而提高对对表面特征的检测准确度。
附图说明
[0020]以下附图仅对本申请做示意性说明和解释，并不限定本申请的范围：
[0021]图1为本申请实施例依据的检测原理的示意图；
[0022]图2为本申请的一个实施例中的表面检测装置的示例性结构示意图；
[0023]图3为如图2所示的表面检测装置中的光源模组的第一实例结构示意图；
[0024]图4为如图2所示的表面检测装置中的光源模组的第二实例结构示意图；
[0025]图5为如图2所示的表面检测装置中的光源模组的第三实例结构示意图；
[0026]图6为如图2所示的表面检测装置中的成像模组的实例结构示意图。
具体实施方式
[0027]为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对
本申请进一步详细说明。
[0028]图1为本申请实施例依据的检测原理的示意图。在图1中，检测光从光源模组20射出的检测光出光位置P1、反射光进入成像模组30的反射光入光位置P2、以及检测光在检测对象的对象表面S0产生反射光的光反射位置P3，其中，检测光出光位置P1、反射光入光位置P2以及光反射位置P3之间呈三角分布，并且，经过反射光入光位置P2的反射光可以产生在感光阵列300成像。
[0029]通常情况，检测光出光位置P1和反射光入光位置P2是预先部署、且固定不变的，而光反光位置P3则是随着对象表面S0的凹凸深度的不同而相应改变的，因此，光反射位置P3形成的光反射角度θ也会随着光反射位置P3的改变而相应改变，从而导致反射光在感光阵列300的产生位置改变。
[0030]例如，图1中以实线示出了对象表面S0平坦时的反射路径、并以虚线示出了对象表面S0凸起时的光路，并且，这两个光路的光反射角度θ、以及在感光阵列300的反射光产生位置是不同的，这种产生位置的不同即可表征对象表面S0在平坦和凸起时的深度差幅。
[0031]本申请的实施例所实施的表面检测，可以基于如图1所示的原理，并且，由于检测光出光位置P1、反射光入光位置P2以及光反射位置P3之间呈三角分布，因此，该原理也可以被称为“三角法”原理。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面检测装置，其特征在于，包括：光源模组，用于向检测对象的对象表面产生具备多向性的检测光；成像模组，用于对所述检测光在所述对象表面产生的反射光成像，其中，所述检测光中不全平行的多组子光束在所述对象表面形成抑制镜面反射的多向反射，并且，所述反射光通过所述多向反射产生；处理模组，用于根据所述反射光在所述成像模组的成像位置，确定所述对象表面的表面特征。2.根据权利要求1所述的表面检测装置，其特征在于，所述光源模组包括：光束发生组件，用于产生源光束，其中，所述源光束用于激发定向光束的产生；多向折射构件，用于使所述定向光束被分别向不同方向折射，以形成具备所述多方向性的所述检测光。3.根据权利要求2所述的表面检测装置，其特征在于，所述多向折射构件的入射光面被配置为：使所述定向光束光线被分割成多组子光束，并且使所述多组子光束分别以不同的入射角进入所述多向折射构件；所述多向折射构件的出射光面被配置为：使分别向不同方向折射的所述多组子光束收敛形成具备所述多方向性的所述检测光。4.根据权利要求3所述的表面检测装置，其特征在于，所述定向光束的光束横截面呈线形；所述入射光面被配置为：使所述多组子光束在所述线形的线宽方向上以相同的入射角进入所述多向折射构件，并且，使所述多组子光束在所述线形的线长方向上以不同的入射角进入所述多向折射构件；所述出射光面被配置为：使收敛形成的所述检测光在所述线宽方向上的尺寸为所述定向光束的进入所述多向折射构件时的入射线宽，并且，使收敛形成的所述检测光在所述线长方向的尺寸被限制为不超过预设的线长阈值。5.根据权利要求4所述的表面检测装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华林，毛增涛，曲亚楠，
申请(专利权)人：杭州海康机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：