细丝直径检测装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种细丝直径检测装置，包括：液晶显示器、显微成像系统、图像传感器、图像处理系统；显微成像系统对准液晶显示器，显微成像系统与图像传感器连接，图像传感器将显微镜成像系统所成的像传递给图像处理系统。本发明的细丝直径检测方法，包括如下步骤：1）计算得到液晶显示器的上每个液晶像素点之间的图像像素距离；2）根据液晶显示器的像素实际间隔，算出图像中的图像像素距离与实际距离的比例；3）计算细丝在液晶显示器中的像素直径；4）根据步骤2）得到的比例计算细丝的实际直径。本发明的有益之处在于：充分利用了液晶显示器中各个像素点的均匀性和精确性，非接触式地测量细丝直径，并且系统装置简单，操作方便。
【专利说明】细丝直径检测装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种测试方法及装置，具体涉及一种基于液晶显示器的细丝直径检测 装置及方法。
【背景技术】
[0002] 随着现代制造工艺的日趋精湛，液晶显示器的单个像素可以越做越小，而且像素 的均匀度可以达到十分精确的水平。除了促进现代显示技术的飞速发展之外，液晶的这样 一种优良的特性也可以为精密尺寸测量的发展提供一定的空间。
[0003] 细丝直径的测量一直以来都是长度测量中的一个重要的研究方向，目前的测量方 法主要有接触式测量和非接触式测量。接触式的测量方法主要有卡尺法、千分尺测量法、尺 法、弓高法和坐标测量机测量法等方法，接触式测量法虽然应用比较广泛，但由于这类方法 易对被测件表面造成损伤，并且不能在线测量，测量效率低。非接触式的测量方法主要有称 重法、光电测量法和显微镜测量法；称重法只能测量细丝的品均直径，无法确定细丝每个位 置处的准确尺寸；光电测量法主要包括投影法、干涉法和衍射法，他们均具有测量不便，不 稳定的缺点。传统显微镜采用目视读数，效率低，测量强度大，且测量时人为因素影响较大， 测量结果不稳定。
【发明内容】
[0004] 为解决现有技术的不足，本发明的目的在于，提供一种基于液晶显示器的细丝直 径测量系统，在保证测量精度的情况下，减小系统的复杂程度，提高测量的便捷性。
[0005] 为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
[0006] 细丝直径检测装置，其特征在于，包括：液晶显示器、显微成像系统、图像传感器、 图像处理系统；所述显微成像系统对准液晶显示器，所述显微成像系统与图像传感器连接， 所述图像传感器将显微镜成像系统所成的像传递给图像处理系统。
[0007] 前述的细丝直径检测装置，其特征在于，所述液晶显示器垂直于显微成像系统的 光轴。
[0008] 前述的细丝直径检测装置，其特征在于，所述显微成像系统的物镜为可更换的物 镜。
[0009] 前述的细丝直径检测装置，其特征在于，所述图像传感器为C⑶或CMOS。
[0010] 前述的细丝直径检测装置，其特征在于，所述图像处理系统为计算机、单片机、数 字信号处理器或现场可编程门阵列。
[0011] 基于前述细丝直径检测装置的细丝直径检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0012] 1)、调节所述显微成像系统，使得放大后的所述液晶显示器上每个液晶像素点清 晰成像，所述图像传感器将该图像传递给所述图像处理系统，计算得到液晶显示器的上每 个液晶像素点之间的图像像素距离；
[0013] 2)、根据液晶显示器的像素实际间隔，算出图像中的图像像素距离与实际距离的 比例；
[0014] 3)、将待检测的细丝放在所述液晶显示器上，再次调节所述显微成像系统，使得放 大后的所述细丝清晰成像，所述图像传感器将该图像传递给所述图像处理系统，计算所述 细丝在所述液晶显示器中的像素直径；
[0015]4)、根据步骤2)得到的比例计算细丝的实际直径。
[0016] 前述的细丝直径检测方法，其特征在于，所述步骤1)中，图像像素距离指通过显 微成像系统和图像传感器后得到的数字图像中的两个目标之间的以图像像素为单位的距 离，计算液晶显示器中两个相邻的像素之间的图像像素距离方法为：任意取一个液晶像素 点的RGB亚像素点中的一个颜色进行处理，将该颜色的亚像素点中心作为该液晶像素点的 中心，并使用低通滤波、阈值分割、目标检测的方法检测图像中的液晶显示器亚像素点位 置，然后使用多个液晶显示器中的像素距离取均值的方法计算得到液晶显示器中相邻的像 素点之间的图像像素距离。
[0017] 前述的细丝直径检测方法，其特征在于，所述步骤2)中，液晶显示器的像素实际 间隔指液晶显示器中两个相邻的像素之间的实际距离。
[0018] 前述的细丝直径检测方法，其特征在于，所述步骤2)中，液晶显示器中两个相邻 的像素之间的实际距离通过下式计算得到：
[0019]
【权利要求】
1. 细丝直径检测装置，其特征在于，包括：液晶显示器、显微成像系统、图像传感器、图 像处理系统；所述显微成像系统对准液晶显示器，所述显微成像系统与图像传感器连接，所 述图像传感器将显微镜成像系统所成的像传递给图像处理系统。
2. 根据权利要求1所述的细丝直径检测装置，其特征在于，所述液晶显示器垂直于显 微成像系统的光轴。
3. 根据权利要求1所述的细丝直径检测装置，其特征在于，所述显微成像系统的物镜 为可更换的物镜。
4. 根据权利要求1所述的细丝直径检测装置，其特征在于，所述图像传感器为CCD或 CMOS。
5. 根据权利要求1所述的细丝直径检测装置，其特征在于，所述图像处理系统为计算 机、单片机、数字信号处理器或现场可编程门阵列。
6. 基于权利要求1至5任意一项所述细丝直径检测装置的细丝直径检测方法，其特征 在于，包括如下步骤： 1) 、调节所述显微成像系统，使得放大后的所述液晶显示器上每个液晶像素点清晰成 像，所述图像传感器将该图像传递给所述图像处理系统，计算得到液晶显示器的上每个液 晶像素点之间的图像像素距离； 2) 、根据液晶显示器的像素实际间隔，算出图像中的图像像素距离与实际距离的比 例； 3) 、将待检测的细丝放在所述液晶显示器上，再次调节所述显微成像系统，使得放大后 的所述细丝清晰成像，所述图像传感器将该图像传递给所述图像处理系统，计算所述细丝 在所述液晶显示器中的像素直径； 4) 、根据步骤2)得到的比例计算细丝的实际直径。
7. 根据权利要求6所述的细丝直径检测方法，其特征在于，所述步骤1)中，图像像素距 离指通过显微成像系统和图像传感器后得到的数字图像中的两个目标之间的以图像像素 为单位的距离，计算液晶显示器中两个相邻的像素之间的图像像素距离方法为：任意取一 个液晶像素点的RGB亚像素点中的一个颜色进行处理,将该颜色的亚像素点中心作为该液 晶像素点的中心，并使用低通滤波、阈值分割、目标检测的方法检测图像中的液晶显示器亚 像素点位置，然后使用多个液晶显示器中的像素距离取均值的方法计算得到液晶显示器中 相邻的像素点之间的图像像素距离。
8. 根据权利要求7所述的细丝直径检测方法，其特征在于，所述步骤2)中，液晶显示器 的像素实际间隔指液晶显示器中两个相邻的像素之间的实际距离。
9. 根据权利要求8所述的细丝直径检测方法，其特征在于，所述步骤2)中，液晶显示器 中两个相邻的像素之间的实际距离通过下式计算得到：
式中，X表示分辨率为mXn的k英寸显示器的两个相邻像素之间的实际距离。
10. 根据权利要求8所述的细丝直径检测方法，其特征在于，所述步骤3)中，计算所述 细丝在所述液晶显示器中的像素直径，是通过边缘检测的方法检测出细丝两个边的边缘， 再计算出两边缘之间的像素距离。
【文档编号】G01B11/08GK104457598SQ201410816240
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月24日 优先权日:2014年12月24日
【发明者】林斌, 杨松涛, 熊义可, 曹向群 申请人:苏州江奥光电科技有限公司