一种视觉检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及光器件技术领域，尤其涉及一种视觉检测装置。


背景技术：

2.aoi(automated optical inspection，自动光学检测)是基于光学原理来对常见缺陷进行检测的设备。aoi是新兴起的一种新型测试技术，但发展迅速，很多厂家都推出了aoi测试设备。但目前仍存在一些问题，如：当同一个aoi需要识别多种特征，如脏污及划痕需要同时测试，需拍摄2次或使用2个相机分离拍摄，成本高且算法复杂；当直角aoi检测，如产品边缘直角过渡，常规做法使用多相机不同角度拍摄，或同一相机旋转产品多次拍摄，结构复杂及成本高昂；当内倒角检测，如产品浅凹孔或凸台测试，业内常规做法使用多相机不同角度拍摄，或同一相机使用反光镜拍摄(仅四周成像，中间难以成像)；高精度坐标系位置识别，如产品凸台或螺柱位置，业内多次拍摄后需要使用标定建立坐标全局系位置，但由于机械精度及机台振动等原因，误差大，难以形成高精度测量。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型实施例的目的是提供一种视觉检测装置，对于特殊检测只需一次拍摄即可获得多张不同特征检测图像，测量准确度高、成本低。
4.本实用新型实施例提供一种视觉检测装置，包括固定机构，以及位于所述固定机构内部的棱镜、凸透镜及若干个透镜组合；其中，所述透镜组合包括凹凸胶合镜或凸凹胶合镜，所述棱镜包括若干个分光面，所述分光面镀有膜层。
5.可选地，所述视觉检测装置包括第一透镜组合和第二透镜组合，所述视觉检测装置内沿光轴方向的光器件排布顺序为：棱镜、凸透镜、第一透镜组合及第二透镜组合。
6.可选地，所述视觉检测装置包括第一透镜组合和第二透镜组合，所述视觉检测装置内沿光轴方向的光器件排布顺序为：凸透镜、第一透镜组合、棱镜及第二透镜组合。
7.可选地，所述膜层包括分束膜、偏振分光膜、带通滤光膜、长波通膜、长波阻膜、短波通膜、短波阻膜或增透膜中的任意一种或多种。
8.可选地，所述棱镜包括二分光面棱镜、三分光面棱镜、四分光面棱镜、五分光面棱镜或六分光面棱镜中的任意一种。
9.可选地，所述棱镜包括一体成型棱镜或胶合棱镜。
10.实施本实用新型实施例包括以下有益效果：本实施例中的视觉检测装置包括棱镜、凸透镜及若干个透镜组合，通过凸透镜调节目标物体与视觉检测装置之间的距离，通过透镜组合减少色差并汇聚光线，通过棱镜将信号光分成2束或2束以上的光线以实现一次拍照获取多张不同特征的成像，结构及测试方法简单，提高了测量精度，且降低了成本。
附图说明
11.图1是本实用新型实施例提供的一种视觉检测装置的结构示意图；
12.图2是本实用新型实施例提供的另一种视觉检测装置的结构示意图；
13.图3是本实用新型实施例提供的一种视觉检测装置的光路示意图；
14.图4是本实用新型实施例提供的另一种视觉检测装置的光路示意图；
15.图5是本实用新型实施例提供的多种棱镜的结构示意图。
具体实施方式
16.下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
17.棱镜是一种按照出射光线和入射光线成特定角度来转折光线的光学元件。在光路中棱镜有改变出射光与入射光之间的角度，使光线偏移以改变图像方向的作用。
18.本实用新型实施例提供一种视觉检测装置，包括固定机构，以及位于所述固定机构内部的棱镜、凸透镜及若干个透镜组合；其中，所述透镜组合包括凹凸胶合镜或凸凹胶合镜，所述棱镜包括若干个分光面，所述分光面镀有膜层。
19.需要说明的是，固定机构的作用是固定视觉检测装置中棱镜、凸透镜及透镜组合，使光器件按指定距离固定下来，使其能稳定输出图像，不受外界干扰。凸透镜的作用是调节目标物业与视觉检测装置之间的距离，棱镜的作用是将信号光分成两束或两束以上的光线，凸透镜的作用是减少色差和汇聚光线。
20.需要说明的是，透镜组合的个数根据实际应用确定，本实施例不做具体限制。
21.需要说明的是，视觉检测装置中棱镜、凸透镜及透镜组合之间沿光轴的排列顺序根据实际应用确定，本实施例不做具体限制。
22.需要说明的是，棱镜不同分光面之间的角度可设置，不同的角度对入射光线改变传播方向的角度也不同，具体角度大小的设置根据实际应用确定，本实施例不做具体限制。角度大小包括0.1度～90度等多种组合，棱镜角度由视野大小(也即二分成像间的间隔距离)和工作距离决定，工作距离越长，视野宽度方向越小，棱镜角度越小。
23.可选地，所述视觉检测装置包括第一透镜组合和第二透镜组合，所述视觉检测装置内沿光轴方向的光器件排布顺序为：棱镜、凸透镜、第一透镜组合及第二透镜组合。
24.需要说明的是，当视觉检测装置包括两个透镜组合时，即可以形成清洗的像，也可以减少成本。
25.具体地，参阅图1，视觉检测装置内沿光轴方向的光器件排布顺序为：棱镜1、凸透镜2、第一透镜组合3及第二透镜组合4，视觉检测装置内的光器件均安装在固定机构5的内部。
26.对应的光路图参阅图3，目标物体的信号光在棱镜1被分成2束光线，2束光线分别依次经过凸透镜2、第一透镜组合3及第二透镜组合4后在ccd相机上聚成清晰的两个像。
27.可选地，所述视觉检测装置包括第一透镜组合和第二透镜组合，所述视觉检测装置内沿光轴方向的光器件排布顺序为：凸透镜、第一透镜组合、棱镜及第二透镜组合。
28.具体地，参阅图2，视觉检测装置内沿光轴方向的光器件排布顺序为：凸透镜2、第一透镜组合3、棱镜1及第二透镜组合4，视觉检测装置内的光器件均安装在固定机构5的内部。对应的光路图参阅图4，目标物体的信号光依次经过凸透镜2及第一透镜组合3后，在棱镜1进行汇聚，并被棱镜1分成2束光线，2束光线分别经过第二透镜组合4后在ccd相机上聚成清晰的两个像。
29.可选地，所述膜层包括分束膜、偏振分光膜、带通滤光膜、长波通膜、长波阻膜、短波通膜、短波阻膜或增透膜中的任意一种或多种。
30.需要说明的是，膜层包括但不限于分束膜、偏振分光膜、带通滤光膜、长波通膜、长波阻膜、短波通膜、短波阻膜或增透膜，膜层的具体类型根据实际应用确定，本实施例不做具体限制。
31.可选地，所述棱镜包括二分光面棱镜、三分光面棱镜、四分光面棱镜、五分光面棱镜或六分光面棱镜中的任意一种。
32.需要说明的是，棱镜包括但不限于二分光面棱镜、三分光面棱镜、四分光面棱镜、五分光面棱镜或六分光面棱镜，棱镜的具体类型根据实际应用确定，本实施例不做具体限制。
33.具体地，参阅图5，图5(a)表示五分棱镜的立体图，图5(d)表示五分棱镜的俯视图；
34.图5(b)表示二分棱镜的立体图，图5(e)表示二分棱镜的俯视图；图5(c)表示三分棱镜的立体图，图5(f)表示三分棱镜的俯视图。五分棱镜四周的四个面与中间面之间的夹角可调节，二分棱镜两个平面之间的夹角可调节，三分棱镜两边的面与中间面之间的夹角可调节。
35.下面列举2个组合应用场景进行说明。
36.组合一：5分棱镜+带通膜+增透膜
37.具体方式：5分棱镜镀不同波长的带通膜，背平面镀增透膜，通过5种对应的光源以不同照射条件照射在物体上，ccd能形成5个不同的光组合而形成的像。由于5个图像拍摄在同一位置，5个图像的打光方式不一样，一次可以同时拍摄不同的特征，且特征的位置成对应关系。位置对应可以得到精确的坐标，可以建立全局坐标，提高测试精度。
38.组合二：3分棱镜+增透膜
39.调整3分棱镜角度，使左右通过棱镜的光以大角度照射到凸台/凹陷的倒角，使其能从中间拍摄正面相片，左右棱镜确认倒角边缘尺寸及外观。
40.可选地，所述棱镜包括一体成型棱镜或胶合棱镜。
41.需要说明的是，棱镜如果是一体成型成像效果会更好，但是成本相对较高；棱镜如果是胶合棱镜，可以通过不同形状的透镜胶合而成，如三分棱镜可以通过一个长方体和2个三棱柱胶合而成；不同分光面之间的角度更方便调整，胶合棱镜在胶合面的成像有影响，但是成本相对较低。
42.本实施例中的觉检测装置有以下优点。
43.同一个aoi需要识别多种特征：调整棱镜角度，使用同一照片多种光源同时拍摄，独立(互不干扰)成像，减少成本。
44.直角aoi检测：调整棱镜外形及角度，使用同一照片能形成不同角度位置的清晰的像，测试简单，成像质量高。
45.内倒角检测：调整棱镜外形及角度，使用同一照片能形成不同角度位置的清晰的像，测试简单，成像质量高。
46.高精度坐标系位置识别：调整棱镜外形及角度，使用同一照片能形成不同特征清晰的像，同时计算能减少机械及机台振动带来的误差。
47.实施本实用新型实施例包括以下有益效果：本实施例中的视觉检测装置包括棱
镜、凸透镜及若干个透镜组合，通过凸透镜调节目标物体与视觉检测装置之间的距离，通过透镜组合减少色差并汇聚光线，通过棱镜将信号光分成2束或2束以上的光线以实现一次拍照获取多张不同特征的成像，结构及测试方法简单，提高了测量精度，且降低了成本。
48.以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。