一种用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置的制作方法

本实用新型涉及一种图像采集装置，尤其涉及一种用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置。

背景技术：

随着生活水平的不断提高，消费电子类产品在人们日常生活中应用越来越广泛，而液晶屏幕在消费电子中具有重要的作用，在需要显示、反馈或者人机交互的场合都需要液晶屏幕来配合实现。

由于生产液晶屏幕的工艺复杂，工序良多，各个环节都可能出现瑕疵，液晶屏幕的检测就成为良品率控制的重要手段。液晶屏幕缺陷检测中通常包括外观缺陷检测、点线缺陷检测及mura检测等，其中，mura是指显示器亮度不均匀造成各种痕迹的现象，而mura检测即是指对显示器亮度不均匀造成各种痕迹的现象的问题进行检测，mura检测由于其多样性和复杂性，其检测的难度在液晶屏幕的缺陷检测中比较大。通常地，进行mura检测时需要从多个角度方向去观察屏幕上的mura缺陷才能够全面检查到mura缺陷，如此在机器视觉检测中就需要在不同角度布置相机来获取液晶屏幕多个角度方向的图像，因而需要多套相机镜头成像系统，然而多套成像系统不仅硬件成本高，而且会占用较大的空间，从而导致整个设备的体积过大。

鉴于此，有必要设计一种使用单套图像采集单元即可用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置，旨在解决现有的液晶屏幕mura检测装置需要使用多套图像采集单元来获取不同角度方向的图像的问题。

一种用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置，包括有：

用于拍摄待测液晶屏幕的第一图像采集单元，其与待测液晶屏幕相对设置；

至少一反射镜组，其包括有一次反射镜和二次反射镜，所述一次反射镜的镜面与待测液晶屏幕相对设置且所述一次反射镜的镜面与待测液晶屏幕的夹角为锐角，所述二次反射镜的镜面与所述一次反射镜的镜面相对设置且所述二次反射镜的镜面与待测液晶屏幕的夹角为钝角，所述一次反射镜和所述二次反射镜均设置在所述第一图像采集单元对待测液晶屏幕的成像光路之外，待测液晶屏幕在所述一次反射镜中的成像在所述二次反射镜中的成像位于所述第一图像采集单元的拍摄范围之内。

作为一种可选的实施例，所述一次反射镜的镜面与待测液晶屏幕的夹角大小为0°～45°。

作为一种可选的实施例，所述二次反射镜的镜面与待测液晶屏幕的夹角大小为135°～180°。

作为一种可选的实施例，所述反射镜组的数量为四组。

进一步地，所述反射镜组中的一次反射镜分别设置于待测液晶屏幕的前视方向处、后视方向处、左视方向处及右视方向处，所述反射镜组中的二次反射镜分别与一次反射镜对应而设置于待测液晶屏幕的后侧处、前侧处、右侧处及左侧处。

作为一种可选的实施例，所述第一图像采集单元的光轴对准待测液晶屏幕的中心。

作为一种可选的实施例，所述第一图像采集单元的光轴偏离待测液晶屏幕的中心，所述第一图像采集单元对待测液晶屏幕的成像光路上还设置有一用于使待测液晶屏幕在所述第一图像采集单元的成像的中心落在所述第一图像采集单元的光轴上的调整反射镜组。

进一步地，所述调整反射镜组包括有一反射镜及一半透半反镜，所述反射镜与所述第一图像采集单元相对设置且所述反射镜的镜面与所述第一图像采集单元的光轴的面线夹角为锐角，所述半透半反镜的镜面与所述反射镜的镜面相对设置且所述半透半反镜的镜面与待测液晶屏幕的夹角为锐角。

进一步地，所述第一图像采集单元的旁侧处还设置有第二图像采集单元，所述第二图像采集单元对待测液晶屏幕的成像光路透过所述半透半反镜且所述第二图像采集单元的光轴对准待测液晶屏幕的中心。

本实用新型中，该用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置中的第一图像采集单元可直接拍摄待测液晶屏幕一角度方向的图像，同时，第一图像采集单元通过反射镜组中的一次反射镜和二次反射镜的反射可拍摄待测液晶屏幕其他角度方向的图像，如此，一套图像采集单元即可获取不同角度方向的图像信息，其无需配置多个图像采集单元即可满足了mura检测的需求，降低mura检测系统的复杂性，同时降低了硬件成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一实施例提供的用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置的一结构示意图；

图2为本实用新型的一实施例提供的用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置的一部分平面结构示意图；

图3为本实用新型的一实施例提供的用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置的另一部分平面结构示意图；

图4为本实用新型的一实施例提供的用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置中第一反射镜组的一等效光路示意图；

图5为本实用新型的一实施例提供的用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置中第一反射镜组的另一等效光路示意图；

图6为本实用新型的一实施例提供的用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置的成像示意图；

图7为本实用新型的另一实施例提供的用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置的一平面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。在本申请的说明中，各部件的方位描述是相对于待检测液晶屏幕水平放置而言的。

参阅图1，图1为本实用新型的一实施例提供的用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置的一结构示意图。在此实施例中，该用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置中包括有一第一图像采集单元2及四组反射镜组，第一图像采集单元2与待测液晶屏幕1相对设置，第一图像采集单元2用于拍摄待测液晶屏幕1，以获取待测液晶屏幕1一角度方向的图像；为方便理解及指示，图1中将四组反射镜组分别标记为第一反射镜组、第二反射镜组、第三反射镜组和第四反射镜组，其中，第一反射镜组包括有一次反射镜30及二次反射镜31，一次反射镜30的镜面与待测液晶屏幕1相对设置且一次反射镜30的镜面与待测液晶屏幕1的夹角为锐角，二次反射镜31的镜面与一次反射镜30的镜面相对设置且二次反射镜31的镜面与待测液晶屏幕1的夹角为钝角，一次反射镜30和二次反射镜31均设置在第一图像采集单元2对待测液晶屏幕1的成像光路之外，待测液晶屏幕1在一次反射镜30中所成的虚像在二次反射镜31中的成像位于第一图像采集单元2的拍摄范围之内。相似地，第二反射镜组包括有一次反射镜40及二次反射镜41，第三反射镜组包括有一次反射镜50及二次反射镜51，第四反射镜组包括有一次反射镜60及二次反射镜61，且第二反射镜组中的一次反射镜40及二次反射镜41、第三反射镜组中的一次反射镜50及二次反射镜51以及第四反射镜组中的一次反射镜60及二次反射镜61的设置方式可参阅第一反射镜组中的一次反射镜30及二次反射镜31，不再重复赘述。

本申请中，第一图像采集单元2可直接获取待测液晶屏幕1的一角度方向的图像，且由于每一反射镜组均设置在第一图像采集单元2对待测液晶屏幕1的成像光路之外，每一反射镜组可反射待测液晶屏幕1的其他角度方向以供第一图像采集单元2拍摄，如此，使用第一图像采集单元2即可获取待测液晶屏幕1不同角度方向的图像，满足了mura检测的需求。

在液晶屏幕mura检测时，通常需要获取待测液晶屏幕1的正视图像及侧视图像以进行检测处理，因而，参阅图1，待测液晶屏幕1水平放置于一平面上，第一图像采集单元2设置于待测液晶屏幕1的上方处以拍摄待测液晶屏幕1的正视图像，而反射镜组设置于第一图像采集单元2对待测液晶屏幕1的成像光路外，以供第一图像采集单元2通过反射镜组拍摄待测液晶屏幕1的侧视图像。

本申请中，参阅图1和图6，第一图像采集单元2可直接拍摄的待测液晶屏幕1的正视图像200，同时，四组反射镜组中的一次反射镜分别设置于待测液晶屏幕1的前视方向处、后视方向处、左视方向处及右视方向处，四组反射镜组中的二次反射镜分别与一次反射镜对应而设置于待测液晶屏幕的后侧处、前侧处、右侧处及左侧处。在此实施例中，参阅图1，待测液晶屏幕1水平放置于一平面上，第一反射镜组中的一次反射镜30设置于待测液晶屏幕1的前侧上方处，即第一反射镜组中的一次反射镜30设置于待测液晶屏幕1的前视方向处；第二反射镜组中的一次反射镜40设置于待测液晶屏幕1的后侧上方处，即第二反射镜组中的一次反射镜40设置于待测液晶屏幕1的后视方向处；第三反射镜组中的一次反射镜50设置于待测液晶屏幕1的左侧上方处，即第三反射镜组中的一次反射镜50设置于待测液晶屏幕1的左视方向处；第四反射镜组中的一次反射镜60设置于待测液晶屏幕1的右侧上方处，即第四反射镜组中的一次反射镜60设置于待测液晶屏幕1的右视方向处；相应地，第一反射镜组中的二次反射镜31与一次反射镜30对应而设置于待测液晶屏幕1的后侧处，第二反射镜组中的二次反射镜41与一次反射镜40对应而设置于待测液晶屏幕1的前侧处，第三反射镜组中的二次反射镜51与一次反射镜50对应而设置于待测液晶屏幕1的右侧处，第四反射镜组中的二次反射镜对61与一次反射镜60对应而设置于待测液晶屏幕1的左侧处。如此，参阅图1和图6，位于前侧上方处的一次反射镜30与位于后侧处的二次反射31镜配合组成的第一反射镜组可使第一图像采集单元2拍摄待测液晶屏幕1的前视图像300；位于后侧上方处的一次反射镜40与位于前侧处的二次反射镜41配合组成的第二反射镜组可使第一图像采集单元2拍摄待测液晶屏幕1的后视图像400；位于左侧上方处的一次反射镜50与位于右侧处的二次反射镜51配合组成的第三反射镜组可使第一图像采集单元2拍摄待测液晶屏幕1的左视图像500；位于右侧上方处的一次反射镜60与位于左侧处的二次反射镜61配合组成的第四反射镜组可使第一图像采集单元2拍摄待测液晶屏幕1的右视图像600。拍摄时，第一图像采集单元2可直接拍摄待测液晶屏幕1的正视图像200，同时，第一图像采集单元2可通过四组反射镜组拍摄待测液晶屏幕1的前视图像300、后视图像400、左视图像500及右视图像600，其中，该正视图像200用于待测液晶屏幕1正视mura缺陷的检测，该前视图像300用于待测液晶屏幕1前视mura缺陷的检测，该后视图像400用于待测液晶屏幕1后视mura缺陷的检测，该左视图像500用于待测液晶屏幕1左视mura缺陷的检测，该右视图像600用于待测液晶屏幕1右视mura缺陷的检测，满足检测需求。

本申请中，本领域普通技术人员可以理解地，在对待测液晶屏幕1进行mura检测时，可根据实际需要通过pg(屏幕点亮模组)控制待测液晶屏幕1切换各种不同的画面，如红、绿、蓝、白255、白127、白63、黑等画面，当待测液晶屏幕1切换为红色画面时，第一图像采集单元2拍摄待测液晶屏幕1处于红色画面的各个角度图像，以用于检测待测液晶屏幕1上的红色mura；相似地，当待测液晶屏幕1切换为其他画面时，第一图像采集单元2会相应拍摄对应的图像以便提供给检测系统进行进一步的缺陷分析。

本申请中，每一反射镜组中的一次反射镜和二次反射镜配合使用时，应注意调节每一反射镜组中的一次反射镜的镜面与待测液晶屏幕1的夹角、二次反射镜的镜面与待测液晶屏幕1的夹角，以达到最优的反射效果为宜。

参阅图2，图2示意了第一图像采集单元2、待测液晶屏幕1、第一反射镜组及第二反射镜组的平面结构，其中，第一反射镜组中的一次反射镜30的镜面与待测液晶屏幕1的夹角为θ1，夹角θ1通常在0°～45°；第一反射镜组中的二次反射镜31的镜面与待测液晶屏幕1的夹角为β1，夹角β1通常在135°～180°。其中，夹角θ1最佳为10°～35°之间，夹角β1最佳为140°～160°之间，例如，在此实施例中，夹角θ1＝30°，夹角β1＝142°。第二反射镜组中的一次反射镜40的镜面与待测液晶屏幕1的夹角为θ2，夹角θ2通常在0°～45°；第二反射镜组中的二次反射镜41的镜面与待测液晶屏幕1的夹角为β2，夹角β2通常在135°～180°。其中，夹角θ2最佳为10°～35°之间，夹角β2最佳为140°～160°之间，例如，在此实施例中，夹角θ2＝30°，夹角β2＝142°。

相似地，参阅图3，图3示意了第一图像采集单元2、待测液晶屏幕1、第三反射镜组及第四反射镜组的平面结构，其中，第三反射镜组中的一次反射镜50的镜面与待测液晶屏幕1的夹角为θ3，夹角θ3通常在0°～45°；第三反射镜组中的二次反射镜51的镜面与待测液晶屏幕1的夹角为β3，夹角β3通常在135°～180°。其中，夹角θ3最佳为10°～35°之间，夹角β3最佳为140°～160°之间，例如，在此实施例中，夹角θ3＝30°，夹角β3＝142°。第四反射镜组中的一次反射镜60的镜面与待测液晶屏幕1的夹角为θ4，夹角θ4通常在0°～45°；第四反射镜组中的二次反射镜61的镜面与待测液晶屏幕1的夹角为β4，夹角β4通常在135°～180°。其中，夹角θ4最佳为10°～35°之间，夹角β4最佳为140°～160°之间，例如，在此实施例中，夹角θ4＝30°，夹角β4＝142°。

其中，为方便在图2和图3中标示夹角，附图中通过一与待测液晶屏幕1所在平面平行的虚拟平面进行标示，以方便理解。

在本申请中，每一反射镜组中的一次反射镜和二次反射镜均为一平面镜。

在本申请中，第一图像采集单元2通常为一像素不低于500万的相机，且该相机的镜头通常为大景深镜头，以拍摄到侧视图像。此外，为方便对焦，该相机的镜头采用具有自动对焦功能的镜头，以便在拍摄不同角度的图像时自动使用不同的对焦位置。

实际成像时，此实施例中的四组反射镜组的成像过程相似，为方便理解其成像过程，图4和图5中均选用第一反射镜组的成像过程为例进行说明。

参阅图4和图6，在此实施例中，第一反射镜组中的一次反射镜30位于待测液晶屏幕1的前侧上方处，二次反射镜31位于待测液晶屏幕1的后侧处，成像时，本领域普通技术人员可以理解地，第一图像采集单元2在第一反射镜组中的二次反射镜31中形成第一图像采集单元2的第一虚像2’，第一图像采集单元2的第一虚像2’在一次反射镜30中形成第一图像采集单元2的第二虚像2”，第一图像采集单元2的第二虚像2”位于待测液晶屏幕1的前视角度方向处，从而可以拍摄待测液晶屏幕1的前视图像300。

参阅图5和图6，在此实施例中，第一反射镜组中的一次反射镜30位于待测液晶屏幕1的前侧上方处，二次反射镜31位于待测液晶屏幕1的后侧处，成像时，本领域普通技术人员可以理解地，待测液晶屏幕1在第一反射镜组中的一次反射镜30中形成待测液晶屏幕1的第一虚像1’，待测液晶屏幕1的第一虚像1’在二次反射镜31中形成待测液晶屏幕1的第二虚像1”，第一图像采集单元2通过二次反射镜31拍摄待测液晶屏幕1的第二虚像1”，其中，待测液晶屏幕1的第二虚像1”显示了待测液晶屏幕1的前视角度方向，如此可获取待测液晶屏幕1的前视图像300。

图4和图5所示的等效光路示意图中成像原理一致，其仅是本领域不同技术人员的理解不同而得到的示意图，两者均可以示意第一图像采集单元2通过第一反射镜组获取待测液晶屏幕1的前视图像300的过程。同样地，本领域普通技术人员可以理解地，第一图像采集单元2通过第二反射镜组拍摄待测液晶屏幕1的后视图像400的过程、第一图像采集单元2通过第三反射镜组拍摄待测液晶屏幕1的左视图像500的过程以及第一图像采集单元2通过第四反射镜组拍摄待测液晶屏幕1的右视图像600的过程均可根据此成像过程进行理解。

本申请的其他一些实施例中，用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置中可根据实际需要设置更多组或者更少组的反射镜组，例如，图像采集装置中可设置一组反射镜组、二组反射镜组、六组反射镜组或者八组反射镜组等。

在此实施例中，参阅图1，第一图像采集单元2的光轴对准待测液晶屏幕1的中心，此时，第一图像采集单元2拍摄的待测液晶屏幕1的图像质量最优。

当然，在其他一些实施例中，受一些因素的影响，第一图像采集单元2的光轴偏离待测液晶屏幕1的中心，待测液晶屏幕1在第一图像采集单元2的成像将偏离中心，此时第一图像采集单元2采集的待测液晶屏幕1的图像质量相对较差，对待测液晶屏幕1的mura缺陷检测造成一定的影响。为了避免此问题，本申请中，第一图像采集单元2对待测液晶屏幕1的成像光路上还设置有一调整反射镜组，该调整反射镜组用于使待测液晶屏幕1在第一图像采集单元2的成像的中心落在第一图像采集单元2的光轴上，如此，即使第一图像采集单元2的光轴偏离待测液晶屏幕1的中心，第一图像采集单元2可通过调整反射镜组调整其对待测液晶屏幕1的成像光路，使待测液晶屏幕1在第一图像采集单元2的成像的中心落在第一图像采集单元2的光轴上，第一图像采集单元2可以获取待测液晶屏幕1的清晰图像，满足mura缺陷检测的需求。

参阅图7，在此实施例中，第一图像采集单元2的旁侧处还设置有第二图像采集单元8。调整反射镜组包括有一反射镜70及一半透半反镜71，反射镜70与第一图像采集单元2相对设置且反射镜70的镜面与第一图像采集单元2的光轴的面线夹角为锐角，半透半反镜71的镜面与反射镜70的镜面相对设置且半透半反镜71的镜面与待测液晶屏幕1的夹角为锐角，半透半反镜71设置在第二图像采集单元8的正下方。

拍摄时，待测液晶屏幕1的成像光线一方面透过半透半反镜71进入第二图像采集单元8内，另一方面由半透半反镜71反射至反射镜70后再由反射镜70反射至第一图像采集单元2内，由此，待测液晶屏幕1在第一图像采集单元2第二图像采集单元8内的成像中心均能与各自的光轴重合，使得采集到的图像质量最优。

通常地，该第二图像采集单元8为大面阵相机，其拍摄的液晶屏幕1的正视图像可用于用来检测待测液晶屏幕1的缺陷，如点线缺陷及异物颗粒等外观缺陷等。

本实用新型的方案中，该用于液晶屏幕mura检测的图像采集装置中的第一图像采集单元2可直接拍摄待测液晶屏幕1一角度方向的图像，同时，第一图像采集单元2通过一组或多组反射镜组的反射可拍摄待测液晶屏幕1其他不同角度方向的图像，如此，第一图像采集单元2可获取不同角度方向的图像信息，即使用一套图像采集单元即可获取待测液晶屏幕1多视角的图像，其无需配置多个相机即可满足了mura检测的需求，降低mura检测系统的复杂性，同时降低了硬件成本。

在本实用新型所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。例如，某些部件或装置可采用等同的部件或装置实现，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。