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原文传递一种基于阵列相机的序列光学元件表面缺陷在线检测装置及方法

专利名称：	一种基于阵列相机的序列光学元件表面缺陷在线检测装置及方法
摘要：	本发明提供了一种基于阵列相机的序列光学元件表面缺陷在线检测装置及方法，包括：照明系统、光学镜头、一个数字摄像机或阵列相机、二维运动装置、数字图像处理器。本发明的主要创新点是使用了二维运动装置带动相机在水平和竖直方向进行平移达到阵列相机的效果，阵列相机检测系统省去了对不同物距下的多个光学元件进行调焦成像的繁琐步骤，使得成像系统的成像焦距可以通过设置不同的重建物距进行灵活改变。此方法可应用于光学元件表面缺陷的在线检测，对多个光学元件表面缺陷同时在线检测速度的提高具有重大意义。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	中国科学院光电技术研究所
发明人：	张文学;王继红;任戈;储君秋;谭玉凤;熊文尚
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910412107.X
公开号：	CN110082360A
分类号：	G01N21/88(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	610209 四川省成都市双流350信箱
主权项：	1.一种基于阵列相机的序列光学元件表面缺陷在线检测装置，其特征在于：包括：照明系统、光学镜头、一个数字摄像机或阵列相机、二维运动装置和数字图像处理器；其中：所述的照明系统，照明光源可以是激光器或者条形、环形发光二极管光源，用于区别光学元件表面缺陷与非缺陷区域的成像效果；所述的光学镜头，用于采集不同物距下的被检测光学元件的光学图像；所述的数字摄像机或阵列相机，用于将图像转换为对应的数字图像信号；所述的二维运动装置，用于带动相机实现X-Y两轴平移，满足定位精度和量程；所述的数字图像处理器，用于对相机采集到的数字信号进行存储、数字重聚焦运算、图像处理，判断光学元件是否有缺陷，显示数字图像的处理结果；一个数字摄像机或阵列相机同时采集到景深范围之内不同光学元件的表面缺陷图像以后，通过对图像进行数字重聚焦可以得到不同物距下的多个光学元件表面缺陷分布情况。 2.根据权利要求1所述的基于阵列相机的序列光学元件表面缺陷在线检测装置，其特征在于：阵列相机可以是多个相机集成，也可采用二维运动装置带动相机实现X-Y两轴平移，从而达到阵列相机的效果。 3.根据权利要求1所述的基于阵列相机的序列光学元件表面缺陷在线检测装置，其特征在于：光源的选择方式主要是依赖于光学元件在光学系统中的实际工作状况来确定不同的在线检测方式，检测照明方式主要有以下三种：同轴正向照明；同轴反向照明；边缘光源照明。 4.一种基于阵列相机的序列光学元件表面缺陷在线检测方法，利用权利要求1所述的基于阵列相机的序列光学元件表面缺陷在线检测装置，其特征在于：包括以下步骤： A、检测任务确定，检测分辨率指标随之确定，选择镜头和成像系统参数，成像系统参数包括CCD传感芯片的像元分辨率和像元数目；根据检测分辨率计算放大率确定镜头焦距，多个光学元件都必须位于成像系统的景深范围内，多个光学元件表面的缺陷信息都可以清晰的在单个相机的感光面进行成像； B、进行相机标定，获取相机的内参数矩阵，通过位移平台移动相机的位置改变阵列相机之间的基线位置大小，获取相机的外参数； C、不同位置处相机采集到多幅同时包含多个光学元件缺陷信息的图像，对图像进行数字重聚焦得到多个光学元件表面缺陷分布，此时非重聚焦物距下的其他光学元件表面缺陷在重聚焦图像中的表现为离焦的混叠图像； D、对数字重聚焦之后的图像进行滤波去噪，获取阈值二值化，边缘提取，统计缺陷的几何信息，包括缺陷的面积、长宽比、周长和数目，再结合成像系统的放大倍率得到光学系统中多个光学元件表面的缺陷信息分布。
所属类别：	发明专利