[实用新型]四焦距相位相干成像的光学测量机器视觉装置

说明书

本说明书实施例提供一种四焦距相位相干成像的光学测量机器视觉装置，属于图像采集技术领域，包括检测光源组件、相位板、第一傅里叶变换透镜、半透半反镜及第二傅里叶变换透镜；检测光源组件、相位板、第一傅里叶变换透镜、半透半反镜、第二傅里叶变换透镜及图像采集装置同光轴地依次设置；待检测晶体位于第一傅里叶变换透镜和第二傅里叶变换透镜重合的焦平面上，具有将晶体内部缺陷的相位信息转化为灰度信息，便于后续基于晶体缺陷图像对晶体缺陷进行分析的优点。

技术领域

本说明书涉及图像采集领域，特别涉及四焦距相位相干成像的光学测量机器视觉装置。

背景技术

视觉是由物体影像刺激视网膜产生的一种感觉，人类感知外部环境的工作主要由视觉、触觉、听觉以及嗅觉等感觉器官承担，其中大约80％的信息是通过视觉器官获取的。机器视觉技术则应用感光元件和计算机技术模拟人类视觉功能,代替人眼完成一部分检测工作。这使得现代检测技术变得更加活跃，也让机器视觉检测逐渐替代了传统接触式检测方法。利用机器视觉技术对晶体内部微小缺陷进行检测，可以避免在实际生产过程中与样品接触，在保证产品的质量和品质上有着非常重要的作用。

机器视觉检测是使用机器视觉系统检测生产线上的产品有无质量问题，对其美观度、舒适度和使用性能进行检测。扫描电镜法结合利用光学显微观察和电镜，对具有晶体缺陷的晶体的形貌、缺陷状态等参数进行检测，但是需要对样品进行喷金操作。由于喷金处理后的晶体很难再进行其他处理，其检测效率也不适合大批量的晶体检测。此外，使用动态泰曼干涉仪检测以及激光聚焦线扫描法可以实现对晶体内部的缺陷检测，前者的检测相对误差为2.4％，后者的检测分辨率达到了40um。但是该类方法的检测精度和分辨率还有待进一步提升。机器视觉很大程度上提高了产业的自动化程度与容错率，有利于提高生产中精密加工的智能程度。目前常见的机器视觉检测系统主要是针对芯片、轴类或其他金属类机械零件，这类物体大多符合实心、不透明、成像对比度高的特点，对于透明度高、成像对比度低的晶体缺陷检测却少有研究。

因此，需要提供一种四焦距相位相干成像的光学测量机器视觉装置，用于采集晶体缺陷图像，将晶体内部缺陷的相位信息转化为灰度信息，便于后续基于晶体缺陷图像对晶体缺陷进行分析。

实用新型内容

为了解决现有技术中透明度高、成像对比度低的晶体缺陷检测并未有成熟方案的技术问题，本说明书实施例之一提供一种四焦距相位相干成像的光学测量机器视觉装置，包括检测光源组件、相位板、第一傅里叶变换透镜、半透半反镜及第二傅里叶变换透镜；所述检测光源组件、所述相位板、所述第一傅里叶变换透镜、所述半透半反镜、所述第二傅里叶变换透镜及所述图像采集装置同光轴地依次设置；待检测晶体位于所述第一傅里叶变换透镜和所述第二傅里叶变换透镜重合的焦平面上。

在一些实施例中，所述装置还包括显微成像组件，通过所述待检测晶体的光线经所述半透半反镜分光后，一部分进入所述显微成像组件，另一部分进入所述图像采集装置。

在一些实施例中，所述检测光源组件包括半导体激光器。

在一些实施例中，所述半导体激光器发射的检测光线的波长为860纳米。

在一些实施例中，所述第一傅里叶变换透镜和所述第二傅里叶变换透镜的焦距均为400毫米。

在一些实施例中，所述相位板的相移为0.5π。

在一些实施例中，四焦距相位相干成像的光学测量机器视觉装置还包括处理器，所述处理器用于：对所述图像采集装置采集的晶体缺陷特征图像进行预处理，获取预处理后的灰度图像；对所述预处理后的灰度图像进行灰度分析，确定灰度信息；基于所述灰度信息，确定缺陷厚度。

在一些实施例中，所述处理器还用于：对所述晶体缺陷特征图像进行修复，获取修复后的灰度图像；确定所述修复后的灰度图像中的缺陷主要信息区域与缺陷次要信息区域。