一种树脂镜片漏膜缺陷检测的装置的制作方法

本实用新型属于镜片检测领域，特别是涉及一种采用机器视觉技术的树脂镜片漏膜缺陷检测的装置与方法。

背景技术：

镀膜是镜片生产后续处理的重要步骤之一，不仅有利于提高镜片的硬度和抗划伤能力，而且可实现聚焦、准直、滤光、反射及折射等效果。目前镜片镀膜采用真空冷镀方法，通过镀膜材料气化及离子化后打击在镜片表面以形成非常薄的薄膜，但由于生产过程中膜厚分布不均匀及镜片洁净程度不足，造成部分镜片产生漏膜缺陷，严重影响了镜片光学成像效果，因此，对于漏膜情况的检测是镜片生产行业必不可少的缺陷检测项目。目前国内镜片生产企业全部采用人工检测法，该方法很大程度上依赖于检测人员经验和技术，易受主观因素、个体差异等因素影响，且易漏检缺陷产品。

经相关专利检索，针对树脂镜片的缺陷检测方法逐步完善，如：一种镜片面状疵病自动检测装置及方法（CN105606629A）、一种镜片表面点状与线状杂质的检测装置（CN103630553A）、基于机器视觉的镜片表面缺陷智能检测系统及其实现方法（CN105891233A）、一种光栅调制的镜片疵病自动检测装置和方法（CN105067639A），所述专利目前已实现了对树脂镜片的点状、线状及面状缺陷的检测，但均未涉及镜片镀膜情况的检测。

而镜片表面镀膜品质检测主要针对镀膜厚度方面，如：一种镜片表面镀膜厚度均匀度测试装置（CN107478165A）、一种用于同时多点镜片镀膜厚度检测的方法（CN104048612A）及一种测试镀膜厚度的方法（CN102087105A），通过构建多点光学系统，根据折射和全反射原理较精确计算膜的厚度，但均未提及该方法对镜片漏膜情况的检测能力，且其复杂的光学系统很难满足对缺陷的实时在线检测。

技术实现要素：

针对现有镜片缺陷检测技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种树脂镜片漏膜缺陷检测的装置。是通过旋转电机驱动相机与光源进行180°旋转，对待检镜片进行两次拍摄以保证光照和图像采集的全面性；采用数字图像处理方法对所采集图像进行处理与分析，以实现对镜片漏膜区域的识别与标记。

本实用新型的技术方案为：一种树脂镜片漏膜缺陷检测的装置，由暗箱、旋转电机、固定架、运动控制器、主控制器、相机、光源、镜片固定架和背景板组成，其特征在于：所述的旋转电机固定于暗箱顶部，与运动控制器相连，用于旋转切换相机和光源的位置，以实现对镜片的两次分区采集；所述运动控制器与主控制器采用串口连接，通过串口信号触发运动控制器驱动旋转电机执行旋转动作；所述固定架通过键槽结构与旋转电机相连，其尺寸及构造由相机和光源与镜片之间的位置关系决定；所述镜片固定架紧固安装在暗箱内，用于夹持待检镜片，使镜片在检测过程中保持稳定；所述背景板安装于被检镜片下方。

所述相机与主控制器采用相机接口相连，用于获取被检镜片的实时图像，通过相机的固定架布置于待检镜片上方，且相机平面与镜片呈一倾斜角度，其视场大于镜片直径且像素分辨率满足疵病最小尺寸的识别要求。

所述光源由发光二极管和高散射漫射板组成，用于为视觉检测系统提供一致性的光照环境，其尺寸由被检镜片的最大尺寸而定，并与相机相对安装，且其光照范围覆盖镜片区域一半以上。

所述的背景板的表面为黑色吸光材质，以提高镜片漏膜缺陷与图像背景之间的区分度。

本实用新型，1. 采用机器视觉技术实现了对镜片漏膜缺陷的实时快速检测，克服了传统检测方法的弊端，大幅提高了检测效率和自动化程度；2. 对缺陷位置与形状特征进行量化处理，提高了树脂镜片品质检测的精确度；3. 本实用新型应用对镜片类型和尺寸具有自适应性，可满足所有树脂镜片的漏膜缺陷检测；4. 通过拍摄工位自动切换方法对待检镜片采用双工位拍摄方式，不仅避免了由镜片反光引起的识别误差，还可对镜片表面实现全面检测。5. 本实用新型，可应用于近视镜、老花镜、远视镜和散光镜等各种镜片的漏膜缺陷检测中。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是漏膜缺陷数字图像处理流程图；

图3是本实用新型检测流程图。

图中：1暗箱；2旋转电机；3固定架；4 运动控制器；5 主控制器；6相机；7光源；8镜片固定架；9背景板。

具体实施方式

如图1所示，一种树脂镜片漏膜缺陷检测装置，包括暗箱1、旋转电机2、固定架3、运动控制器4、主控制器5、相机6、光源7、镜片固定架8、背景板9。旋转电机2固定于暗室1上方，由运动控制器4驱动控制其执行旋转命令，其运动参数由主控制器4通过串口通讯方式向运动控制器4发送；固定架3与旋转电机2通过键槽结构连接，其尺寸及构造由相机6和光源7与镜片之间的位姿关系决定；相机5和光源7相对安装，其中，相机6平面与镜片呈一倾斜角度，其视场大于镜片直径且像素分辨率满足疵病最小尺寸的识别要求；光源7与镜片呈一倾斜角度，光照范围可覆盖镜片区域一半以上；相机6与主控制器5通过以太网相连，通过运动控制时序触发相机6进行图像采集；背景板9安装于被检镜片下方，与被检镜片平面平行，其面积可覆盖镜片投影图像。

如图2所示，漏膜缺陷数字图像处理流程为：所采集的原始图像进行均值滤波处理滤除图像中由的噪声点；采用阈值分割和形态学腐蚀运算方法将镜片区域从背景区域中分割出；边缘检测算法提取镜片边缘，求取边缘与其外接矩形交点，通过交点相连的方式将镜片区域切割成两部分，选择由光源全覆盖区域作为后续处理的感兴趣区域；采用边缘检测算法提取镜片边缘，求取边缘与其外接矩形交点，通过交点相连的方式将镜片区域切割成两部分，选择由光源全覆盖区域作为后续处理的感兴趣区域；采用动态阈值分割方法提取可疑缺陷区域，同时以可疑区域中心点为种子点进行区域生长；对所提取的缺陷进行定位及其形状参数计算，并对当前待检镜片进行品质分级处理。

如图3所示，一种树脂镜片漏膜缺陷检测方法，包括如下步骤：

1、离线状态下，对相机6进行标定，矫正由镜头畸变，并计算图像中各像素位置的像素分辨率，调相机光圈和焦距，使其获取的图像最为清晰；

2、被检镜片放置于镜片固定架8；

3、相机6通过主控制器5获取第一幅半边镜片图像；

4、主控制器5通过串口通讯方式向运动控制器4发送运动参数；

5、运动控制器4驱动旋转电机2执行180°旋转命令；

6、运动控制器4完成旋转后向主控制器5发送反馈信息；

7、相机6通过主控制器5获取第二幅另半边镜片图像；

8、分别对两幅图像进行数字图像处理，识别漏膜缺陷；

9、根据漏膜缺陷位置信息对缺陷进一步筛选；

10、对缺陷位置与形状参数进一步分析，并对镜片品质分级。

本实用新型，通过旋转电机驱动相机与光源进行180°旋转，对待检镜片进行两次拍摄以保证光照和图像采集的全面性；采用数字图像处理方法对所采集图像进行处理与分析，以实现对镜片漏膜区域的识别与标记。

所述数字图像处理方法主要包括图像滤波、图像分割、感兴趣区域提取、缺陷识别；所述图像滤波是指采用对所采集图像进行均值滤波处理，用均值代替原图像中的各个像素值，用于滤除图像中由的噪声点；所述图像分割采用阈值分割方法将待检镜片区域与背景区域进行分割，并采用形态学腐蚀运算方法去除由镜片边缘对光源折射引起的光斑；所述感兴趣区域提取首先通过边缘检测算法提取镜片边缘，求取边缘与其外接矩形交点，通过交点相连的方式将镜片区域切割成两部分，选择由光源全覆盖区域作为后续处理的感兴趣区域；所述缺陷识别通过对感兴趣区域图像进行均值滤波，消除漏膜缺陷所引起的亮斑区域，并与原图像进行对比分析，求取灰度值较小区域，当其差值小于一定阈值时即判定为漏膜可疑区域，再以可疑区域中心点为种子点进行区域生长，确定最后的漏膜区域；所述漏膜区域的识别与标记首先通过离线标定的方法求取相机视眼下不同区域的像素分辨率，以此为基础求取缺陷区域的形状特征参数，包括面积和周长，并根据缺陷在镜片所处位置对被检镜片进行分级。