一种基于微透镜阵列投影的高亮面缺陷检测装置的制作方法

1.本发明涉及缺陷检测领域，特别是涉及一种基于微透镜阵列投影的高亮面缺陷检测装置。


背景技术：

2.现代化工业中，机器视觉检测大量用于工况监测、产品检验与质量控制领域。机器视觉检测是利用照明光源和相机获取待检测物表面图像。具有高反射表面的零件如精加工的金属、具有镀层和涂层的金属及塑料零件等由于具有强烈的镜面反射，使用机器视觉进行表面缺陷检测有很大困难。
3.传统的视觉检测的投影方法所使用的投影装置存在结构复杂、设备体积大，光源耗电大、温度高、寿命短、图像边界不清晰等缺点，同时投影距离也受到一定的限制。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种基于微透镜阵列投影的高亮面缺陷检测装置，具有结构简单紧凑、投影图案均匀清晰、缺陷检测率高的优点。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.一种基于微透镜阵列投影的高亮面缺陷检测装置，包括：光源、准直透镜、微透镜阵列和相机，所述光源的光线依次通过所述准直透镜、微透镜阵列再照向待测产品；
7.所述准直透镜，用于将散射光转换成平行光；
8.所述微透镜整列，其内部设置有均匀分布的条纹图案遮光层；
9.所述相机，用于拍摄待测产品。
10.作为优选，所述微透镜阵列包括前端第一微透镜阵列和后端第二微透镜阵列；所述条纹图案遮光层位于所述第一微透镜阵列与所述后端第二微透镜阵列之间，所述第一微透镜阵列和第二微透镜阵列中的微透镜数量相同。
11.作为优选，所述第一微透镜阵列、内部遮光层和第二微透镜阵列一体成型。
12.作为优选，所述光源可垂直照射也可斜照射于待检样品的表面。
13.作为优选，所述光源可为led光源、卤素灯、疝气灯、汞灯的一种。
14.作为优选，所述系统还包括能传送待检测样品的输送带
15.本发明的有益效果是：
16.本发明是利用准直透镜将散射光源转换成平行光源，在通过两个微透镜阵列以及遮光层，将条纹图案投射到待检测样品的表面，微透镜阵列能将不同的图像集成到微型光学镜头上，用于产生绚丽的清晰图像，通过相机拍照，获取待检测样品表面的相位图像，通过分析条纹图案就可以分析出待检测样品表面是否存在缺陷，通过移动待检测样品使其与条纹图案之间发生位移，使得相机能够拍摄到不同的相位图像；本发明可使用微透镜阵列投影技术实现清晰度高、投射距离远的高质量的条纹光发射；同时，其结构简单、成本低、使用方便，对产品质量的提升以及公司检测成本的降低具有重要意义。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例所提供的检测装置示意图；
19.图2为本发明实施例所提供的一个微图案阵列示意图；
20.图3为本发明实施例所提供的另一微图案阵列示意图。
21.图中，1-电路板，2-光源，3-准直透镜，4-第一微透镜阵列，5-遮光层，6-第二微透镜阵列、7-待检测样品、8-相机。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.本发明的目的是提供一种基于微透镜阵列投影的高亮面缺陷检测装置，与现有技术相比本发明具有结构简单、紧凑，投影图案均匀清晰、缺陷检测率高的优点。
24.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
25.实施例：
26.参考图1，本实施例提供的一种基于微透镜阵列投影的高亮面缺陷检测装置，包括电路板1、光源2、准直透镜3、微透镜阵列、待检测样品7和相机8；光源2安装于电路板1上，光源2上还安装有准直透镜3，能够将光源2发出的散射光转换成平行光，光源2产生的光线经过微透镜阵列后照射到待检测样品7上；
27.微透镜阵列组合包括第一微透镜阵列4和第二微透镜阵列6以及位于第一透镜阵列4和第二透镜阵列6之间的条纹微图案遮光层5，第一微透镜阵列4、条纹微图案遮光层5、第二微透镜阵列6沿光轴依次放置，平行光穿过微透镜阵列后，将条纹微图案投射到待检测样品7的表面，通过相机8拍摄待检测样品7上的相位图像，第一透镜阵列4和第二透镜阵列6能够使图像更加清晰、投射距离更远；
28.所述条纹图案遮光层5中的条纹图案沿第一微透镜阵列4内相邻两个透镜的交汇处设置，以遮挡两个透镜交汇处发出的折射光线，使得投射到待测产品表面的条纹图案的明暗边界更加清晰，而第二透镜阵列6沿第一透镜阵列4排列，用于调整穿过第一透镜阵列4的光线的焦点。
29.通过分析条纹图案就可以分析出待检测样品表面是否存在缺陷，通过移动待检测样品使其与条纹图案之间发生位移，使得相机8能够拍摄到不同的相位图像。
30.所述电路板1可用于调整光源2的亮度，以便形成更好的照明；所述光源2可为led光源、卤素灯、疝气灯和汞灯的一种。
31.所述的第一微透镜阵列4和第二微透镜阵列6中的微透镜数量均相同且垂直于光
轴的平面排列，条纹微图案5由带有微图案的遮光片在垂直于光轴的平面上排列，微图案遮光层5的各个遮光片上只有微图案的部分透光，微图案以外的部分不透光，如图2和图3所示，且各个遮光片上的微图案形状不完全相同与如图2和图3所示，使得在成像面上的成像清晰且保持远近亮度一致。
32.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。


技术特征：
1.一种基于微透镜阵列投影的高亮面缺陷检测装置，其特征在于，包括：光源、准直透镜、微透镜阵列和相机，所述光源的光线依次通过所述准直透镜、微透镜阵列再照向待测产品；所述准直透镜，用于将散射光转换成平行光；所述微透镜整列，其内部设置有均匀分布的条纹图案遮光层；所述相机，用于拍摄待测产品。2.根据权利要求1所述的一种基于微透镜阵列投影的高亮面缺陷检测装置，其特征在于，所述微透镜阵列包括前端第一微透镜阵列和后端第二微透镜阵列；所述条纹图案遮光层位于所述第一微透镜阵列与所述后端第二微透镜阵列之间，所述第一微透镜阵列和第二微透镜阵列中的微透镜数量相同。3.根据权利要求2所述的一种基于微透镜阵列投影的高亮面缺陷检测装置，其特征在于，所述条纹图案遮光层中的条纹图案沿微透镜阵列内相邻两个透镜的交汇处设置。4.根据权利要求2所述的一种基于微透镜阵列投影的高亮面缺陷检测装置，其特征在于，所述第一微透镜阵列、内部遮光层和第二微透镜阵列一体成型。5.根据权利要求1所述的一种基于微透镜阵列投影的高亮面缺陷检测装置，其特征在于，所述光源可垂直照射也可斜照射于待检样品的表面。6.根据权利要求1所述的一种基于微透镜阵列投影的高亮面缺陷检测装置，其特征在于，所述光源可为led光源、卤素灯、疝气灯、汞灯的一种。

技术总结
本发明涉及一种基于微透镜阵列投影的高亮面缺陷检测装置，涉及缺陷检测及光学领域。沿光轴方向上依次放置光源、准直透镜和微透镜阵列，同时该系统还包括待检测样品和相机。所述的微透镜阵列内部可带有不同方向、周期的条纹微图案遮光层；光源发出的光线经过准直透镜后，通过微透镜阵列以及微透镜阵列内部的遮光层，从而在像面上形成不同的条纹图案变化；所述微透镜阵列形成的条纹图案覆盖于样品的表面，经所述相机拍摄并传递给计算机中的视觉处理软件进行缺陷检测。与现有技术相比本发明具有结构简单、紧凑，投影图案均匀清晰、缺陷检测率高的优点。率高的优点。率高的优点。


技术研发人员：张翔 余劲松 魏凯 夏勇
受保护的技术使用者：慧三维智能科技（苏州）有限公司
技术研发日：2021.12.10
技术公布日：2022/4/26