[發明專利]一種利用光譜差分平場矯正檢測鏡頭潔凈度的方法

有效

• 申請號: 202011030015.4
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112326683B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 何姜;周威;柏佩宏
• 申請（專利權）人: 南京茂萊光學科技股份有限公司;茂萊(南京)儀器有限公司;南京茂萊精密測量系統有限公司
• 主分類號: G01N21/94
• 分類號: G01N21/94;G01N21/88
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李倩

本發明公開了一種利用光譜差分平場矯正檢測鏡頭潔凈度的方法，包括如下步驟：一、搭建光譜可調的平場測試光路；二、選定光譜，測量明場圖像數據和暗場圖像數據；三、針對每個像素，進行光譜差分平場校正運算；四、將各個像素所得光譜差分結果的矩陣以圖像形式顯示，進行鏡頭潔凈度的判斷。本發明利用不同光譜進行差分平場矯正，可以抑制大角度視場低相對照度的影響，提高大視場范圍的信噪比，可二次增強待檢測雜質成像的信噪比，可以對雜質成像進行邊緣增強，可以放大待檢測雜質的可觀測范圍，可以統一雜質的可觀測模式，可以有效利用雜質自身的光譜敏感特性，最小可分辨尺寸為探測器像素大小(um量級)，綜合以上各種因素提高檢測成功率。

技術領域

本發明涉及鏡頭檢測方法，具體涉及一種利用光譜差分平場矯正檢測鏡頭潔凈度的方法。

背景技術

潔凈度是成像系統重要指標，直接關系到雜散光，鬼像，均勻性等成像關鍵因素。在鏡頭的制造過程中，表面缺陷的產生往往是不可避免的。一般而言，表面缺陷是產品表面局部物理或化學性質不均勻的區域，如夾雜、破損、污點等等，其會對產品的清潔度帶來不良影響。因此，生產企業對鏡頭的清潔度檢測非常重視，通過及時發現鏡頭的表面缺陷，有效控制產品質量，根據檢測結果進一步分析生產工藝中存在的某些問題，從而杜絕或減少缺陷品的產生。

成品鏡頭潔凈度的檢測，目前以目視為主，該方法存在抽檢率低、準確性不高、實時性差、效率低、勞動強度大的缺點，且受限于檢測員的工作經驗、工作狀態，而基于機器視覺的檢測方法可以很大程度上克服上述弊端。

機器視覺是一種無接觸、無損傷的自動檢測技術，是實現設備自動化、智能化和精密控制的有效手段，具有安全可靠、光譜響應范圍寬、可在惡劣環境下長時間工作和生產效率高等突出優點。機器視覺檢測系統通過適當的光源和圖像傳感器(CCD攝像機)獲取產品的表面圖像，利用相應的圖像處理算法提取圖像的特征信息，然后根據特征信息進行表面缺陷的定位、識別、分級等判別和統計、存儲、查詢等操作；視覺表面缺陷檢測系統基本組成主要包括圖像獲取模塊、圖像處理模塊、圖像分析模塊、數據管理及人機接口模塊。

圖像獲取模塊由CCD攝像機、光學鏡頭、光源及其夾持裝置等組成，其功能是完成產品表面圖像的采集。在光源的照明下，通過光學鏡頭將產品表面成像于相機傳感器上，光信號先轉換成電信號，進而轉換成計算機能處理的數字信號。目前工業用相機主要基于CCD或CMOS(complementary metal oxide semiconductor)芯片的相機。CCD是目前機器視覺最為常用的圖像傳感器。光源直接影響到圖像的質量，其作用是克服環境光干擾，保證圖像的穩定性，獲得對比度盡可能高的圖像。目前常用的光源有鹵素燈、熒光燈和發光二級管(LED)。LED光源以體積小、功耗低、響應速度快、發光單色性好、可靠性高、光均勻穩定、易集成等優點獲得了廣泛的應用。

由光源構成的照明系統按其照射方法可分為明場照明與暗場照明、結構光照明與頻閃光照明。由于明場信號本身帶有大角度視場相對照度的信息，其會對成像效果產生不可忽視的影響，而如何抑制大角度視場低相對照度的影響，放大待檢測雜質的可觀測范圍，進而有效提高雜質的檢測效率，是目前本領域研究的重點。

發明內容

發明目的：針對現有技術存在的雜質可觀測范圍小、雜質檢測效率低的問題，本發明的目的是提供一種利用光譜差分平場矯正有效提高雜質檢測效率的鏡頭潔凈度檢測方法。

技術方案：本發明所述的利用光譜差分平場矯正檢測鏡頭潔凈度的方法，包括如下步驟：

(1)搭建平場測試光路，所述平場測試光路的光譜可調；所述平場測試光路包括光源、待測鏡頭和單色相機；將單色相機的感光面垂直于待測鏡頭的鏡頭光軸放置，并平移至待測鏡頭的出光位置；

(2)定義明場數據是視場中心最亮處值是飽和值的80％～90％時的數據，暗場數據是沒有信號輸入時的數據；固定曝光時間，固定曝光時間，調整光源亮度，進行明場、暗場圖像數據采集。選定光譜，測量不同光譜下的明場圖像數據和暗場圖像數據；