[實用新型]一種偏振均勻平行光產生裝置及自動光學檢測系統

有效

• 申請號: 202020868488.0
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN212207138U
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 洪志坤;范景洋;張勝森;歐昌東;鄭增強
• 申請（專利權）人: 武漢精立電子技術有限公司;武漢精測電子集團股份有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/25;G01B11/00;G01B11/02
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 王聰聰

本實用新型公開了一種偏振均勻平行光產生裝置及自動光學檢測系統，該裝置包括光源、光束均勻與平行組件、第一起偏器、半透半反鏡和第二起偏器；光束均勻與平行組件對光源出射光束進行處理后形成平行光；平行光透過第一起偏器后形成線偏振光，射向半透半反鏡的線偏振光經反射后垂直照射在待測物品表面；該線偏振光與待測物品的表面缺陷作用后產生偏振態發生變化的散射光以及偏振態未變化的鏡面反射光；散射光和鏡面反射光經半透半反鏡后射向第二起偏器，第二起偏器的偏振方向被配置為與第一起偏器呈90°，以濾除鏡面反射光且允許散射光通過；本實用新型有效濾除對缺陷檢測影響較大的鏡面反射光且不影響正常的缺陷成像，提高對缺陷信息的靈敏度和分辨能力。

技術領域

本實用新型屬于光學檢測技術領域，更具體地，涉及一種偏振均勻平行光產生裝置及自動光學檢測系統。

背景技術

自動光學檢測是指采用光學成像技術獲取被測目標的圖像，再經過快速圖像處理與圖形識別算法，從攝取圖像中獲取目標的尺寸、位置、方向、光譜特征、結構以及缺陷等信息，從而可以執行產品檢驗、裝配線上的零部件鑒定及定位、過程監控中的測量、過程控制反饋、分類與分組等任務。

光源照明技術涉及到照明方法與打光技巧，它決定了自動光學檢測系統能夠攝取目標的信息種類。在缺陷檢測過程中，被測目標表面的平整物面區域才能較好的將光反射到相機鏡頭中，不平整的物面區域(缺陷位置)上的光被斜著反射(散射)到其他方向，因此會在相機拍攝的圖像中呈現暗色區域，形成缺陷信息。照明的改變會嚴重影響攝像機對缺陷信息的靈敏度與分辨能力，尤其是檢測曲率變化較大且具有較強光學反射率的復雜表面，光源的選擇與打光技巧更為重要。為了提高攝取圖像中缺陷信息的對比度，進而提高缺陷檢測的準確性，在對被測目標進行檢測時，必須保證光源的平行度和均勻程度，同時需要對被測目標表面的鏡面反射光進行抑制。

圖1是現有技術中常用的照明設備的結構示意圖，如圖1所示，該照明設備由光源1、漫射板2、分光鏡3、吸光板4及防塵片5及散熱器6構成。光源1發出來的光經過漫射板2變成均勻光，照射到分光鏡3上，一半的光透過分光鏡3照射到左側壁上，這部分光被吸收不會進入攝像頭，對成像沒有影響；另一半光經分光鏡3反射到下面的待測物上，從物體表面反射上來的光照射到分光鏡3后，部分光直接透過分光鏡3進入到相機，這部分光供成像使用；另一部分光反射回右側的漫射板2，對成像也沒影響。這種照明方式存在以下問題：1、當被測目標的表面較為平滑時容易產生鏡面反射光，鏡面反射光容易掩蓋缺陷信息；2、光源發出的光平行性差，增加了缺陷辨別的難度；3、光源雜散光吸收不徹底，會影響成像的精度；4、光源顏色單一，缺陷信息對比度不夠明顯；因此，現有的照明設備無法應用在物體的表面缺陷檢測中。

實用新型內容

針對現有技術的至少一個缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種偏振均勻平行光產生裝置及自動光學檢測系統，其目的在于解決現有的光源產生裝置存在的無法有效抑制鏡面反射光、缺陷檢測精度低的問題。

為實現上述目的，按照本實用新型的一個方面，提供了一種偏振均勻平行光產生裝置，該裝置包括光源、光束均勻與平行組件、第一起偏器、半透半反鏡和第二起偏器；

所述光束均勻與平行組件、第一起偏器、半透半反鏡依次設置在光源出射光束的光路上，所述第二起偏器位于半透半反鏡遠離所述第一起偏器的一側且與第一起偏器垂直設置；

所述光束均勻與平行組件對光源出射光束進行處理后形成照度均勻的平行光；所述平行光透過所述第一起偏器后形成線偏振光，射向所述半透半反鏡的所述線偏振光經反射后垂直照射在待測物品的表面；

該線偏振光與待測物品的表面缺陷作用后產生偏振態發生變化的散射光，與待測物品的表面作用后產生偏振態未變化的鏡面反射光；所述散射光和鏡面反射光經過半透半反鏡后射向第二起偏器，該第二起偏器的偏振方向被配置為與第一起偏器呈90°，用以濾除鏡面反射光且允許散射光通過。