[发明专利]一种球形弯曲表面缺陷检测系统及检测方法

说明书

本发明公开了一种球形弯曲表面缺陷检测系统及检测方法，包括：夹持旋转模块，检测模块，所述检测模块包括光源，明场成像单元和暗场成像单元。S1：使用夹持旋转模块夹持被测镜片；S2：所述夹持旋转模块夹持所述被测镜片并以所述夹持旋转模块的中心轴旋转，同时所述检测模块以所述被测镜片的上表面球面球心偏转；或所述夹持旋转模块夹持所述被测镜片以所述夹持旋转模块的中心轴旋转，同时所述夹持旋转模块夹持所述被测镜片以所述被测镜片的上表面球面球心偏转；S3：所述暗场探测元件和所述明场探测元件将光信号转化为电信号。本发明检测球面的光学镜片，不仅适用于平面或者大曲率半径的球面，还适用于小曲率半径的球面，适应性强，检测精度高。

技术领域

本发明涉及一种球形弯曲表面缺陷检测技术领域，尤其涉及一种球形弯曲表面缺陷检测系统及检测方法。

背景技术

光学镜片的表面缺陷大小和数目是镜片加工厂出厂产品的重要指标，光学镜片的表面缺陷具体有划痕，点伤，脏污等。带有这些缺陷的镜片会影响组装镜头的成像质量，带来杂光，成像不清晰等不良影响。因此，对镜片表面的缺陷检测是实现质量把关、提升生产工艺、优化产品性能的重要手段之一。传统对镜片表面缺陷的检测主要通过人工检测的方式，这种方式有以下缺点：1.镜片缺陷检测一致性差，检测人员需要长期的培训，且不同人员检测结果不一致概率高；2.成本高，需要雇用大量的人力检测以及占用大量的厂房空间。3.检测速度慢，熟练的工人每分钟仅能检测3-4片。因此，传统的检测方式急需被高效、高准确度的自动化检测设备取代。

光学镜片的自动化检测需要克服以下几个难点：1.光学镜片表面为球面，传统相机机器视觉拍摄缺陷并处理只适用于平面或者大曲率半径的球面。2.光学镜片表面缺陷尺寸较小，通常在微米量级。3.检测速度要求高，要求能够超过人工检测的速度，达到每分钟5片以上。

CN103926257A公布了一种基于太赫兹时域光谱仪的镜片缺陷检测方法，其采用太赫兹时域光谱仪对待测镜片逐行扫描，根据扫描点的反射系数和透射系数分析吸收系数，判断是否为缺陷，该方法由于太赫兹波分辨率不高，难以检测微小的缺陷，且成本高昂；CN107741430A公布了一种基于接触式图像传感器(CIS)的镜片检测系统，造价低廉，但是只适合于曲率半径较大的镜片缺陷检测，且因为镜片曲率半径的影响，边缘清晰度相比中心清晰度低；CN111307421A公布了一个基于远心镜头的缺陷检测方法，利用环形光源和背光光源分别搭建暗场和亮场环境，步进电机驱动远心镜头对镜片逐层拍摄检测缺陷，这种方法的缺点是效率较低，图像处理难度高，且镜片不同位置缺陷散射的光强度不一致，容易误检或漏检。

为此，我们设计了一种球形弯曲表面缺陷检测系统及检测方法以此解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种球形弯曲表面缺陷检测系统及检测方法，解决了现有技术中光学镜片表面为球面，传统相机机器视觉拍摄缺陷并处理只适用于平面或者大曲率半径的球面以及光学镜片表面缺陷尺寸较小，通常在微米量级造成检测精度低，检测效率低的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种球形弯曲表面缺陷检测系统，包括：

夹持旋转模块，用于夹持并旋转被测镜片；

检测模块，用于检测所述被测镜片的球形弯曲表面缺陷；

所述检测模块包括光源，明场成像单元和暗场成像单元，所述光源用于照射所述被测镜片的表面，所述明场成像单元用于收集所述被测镜片表面的反射光，所述暗场成像单元用于收集所述被测镜片表面的散射光，所述暗场成像单元的光轴与所述光源的入射光线呈60度夹角，所述明场成像单元的光轴与所述暗场成像单元的光轴呈60度夹角，所述明场成像单元的光轴与所述光源的入射光线呈120度夹角。

进一步地，所述明场成像单元包括明场接收透镜和明场探测元件，所述明场接收透镜用于接收所述被测镜片表面的反射光，接收到的所述反射光通过所述明场探测元件将光信号转化为电信号。