[发明专利]一种检测并区分透明玻璃盖板上下表面缺陷的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于透明玻璃盖板缺陷的视觉检测技术领域，涉及一种检测并区分透明玻璃盖板上下表面缺陷的装置及方法，具体涉及利用视觉检测识别透明玻璃盖板缺陷并利用光学镜头景深差判断透明玻璃盖板缺陷位于透明玻璃盖板上层或下层的装置及方法。

背景技术

目前，透明玻璃盖板已经越来越广泛地应用在众多电子产品上，如手机、Pad等，每年仅手机上的需求量就有几千万个。但目前透明玻璃盖板的缺陷检测方法还处于人工肉眼识别的阶段，效率、良品率、误判量难以满足业界的需求。尤其是透明玻璃盖板上下表层的异物、刮伤，利用人眼判断时，不仅耗费大量人力，容易出现误判，而且较难区分缺陷位于透明玻璃盖板上表层还是下表层。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种检测并区分透明玻璃盖板上下表面缺陷的装置。该发明采用两个光学成像相机、一个光学镜头和一个折反式棱镜完成透明玻璃盖板上下表面缺陷的采集，然后利用计算机软件算法实现透明玻璃盖板缺陷的提取和缺陷处于上下表层的位置判定。

作为一种检测并区分透明玻璃盖板上下表面缺陷的装置和方法，本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种检测并区分透明玻璃盖板上下表面缺陷的装置，检测装置包括设置于待测透明玻璃盖板上的成像相机，成像相机通过光学镜头对准待测透明玻璃盖板实现表面缺陷的检测；所述光学镜头的景深范围远小于待测透明玻璃盖板的厚度，光学镜头光轴与待测透明玻璃盖板平面严格垂直，待测透明玻璃盖板成像区域的四个直角与成像相机CCD的距离偏差低于光学镜头景深的1/5，保证采集同一幅图像的各个位置具有良好、一致的清晰度；所述待测透明玻璃盖板整体在光学镜头焦距位置波动距离小于景深的1/4，保证采集的所有图像具有良好、一致的清晰度。

优选的，所述置于待测透明玻璃盖板上的成像相机设在待测透明玻璃盖板的上表面上方，成像相机为两台，两台成像相机镜头出射光束交汇于折反棱镜，折反棱镜下方设光学镜头，光学镜头与待测透明玻璃盖板上表面相对应设置。通过调整成像光路的后截距，使两个相机成像物距差别为待测玻璃板厚度，并调节待测透明玻璃盖板与镜头的距离，保证两个相机分别对待测透明玻璃盖板的上、下表层分别清晰成像。

优选的，所述置于待测透明玻璃盖板上的成像相机分别设在待测透明玻璃盖板的上、下表面，各成像相机镜头出射光束通过光学镜头分别与待测透明玻璃盖板上、下表面相对应设置。

优选的，所述检测装置可以固定在某一位置，待测透明玻璃盖板安装在一个运动模块上，或待测透明玻璃盖板安装在某一固定位置，检测装置安装在一个运动模块上，以对大幅待测透明玻璃盖板上下表面缺陷成像。

相应地，本发明给出了一种检测并区分透明玻璃盖板上下表面缺陷的装置的检测方法，包括以下步骤：

1)相机安装：安装好检测装置，光学镜头对准垂直待测透明玻璃盖板，并使得待测透明玻璃盖板成像区域的四个直角与成像相机CCD的距离偏差低于光学镜头景深的1/5；

2)相机启动：将两台成像相机分别连接至计算机，启动工控机和两个成像相机，并使得待测透明玻璃盖板整体在光学镜头焦距位置波动距离小于景深的1/4；

3)后截距调整：分别调节两个相机成像光路的后截距，使两个相机成像物距差等于待测玻璃板厚度，保证两个相机分别对待测透明玻璃盖板上下表层分别清晰成像；

4)阈值标定：

(a)两个成像相机同时对带有各种缺陷的透明玻璃盖板进行上下表面的图像采集；

(b)对每一幅图像，计算图像任意位置(x，y)的灰度梯度向量

(c)根据透明玻璃盖板上缺陷的类型，标定出对应缺陷的灰度梯度幅值K的阈值T[T_min，T_max]的范围；

5)扫描成像：两个成像相机同时对待测透明玻璃盖板进行上下表面进行扫描成像；

6)图像二值化：

(a)对每一幅图像，计算图像任意位置(x，y)的灰度梯度向量

(b)计算任意图像位置(x，y)处图像灰度梯度幅值K；

(c)根据已获得的缺陷灰度梯度阈值范围，若K(x,y)∈T，则图像灰度置为255，像素显示为白色，若则图像灰度置为0，像素显示为黑色：

7)缺陷识别：若图像某位置灰度为白色，则待测透明玻璃盖板在该位置存在缺陷；