一种用于外观缺陷检测的光学系统的制作方法

本申请涉及产品外观检测领域，尤其涉及一种用于外观缺陷检测的光学系统。

背景技术：

1、镜面产品在生产过程中有弱凹凸不平、碰压划伤、脏污等外观缺陷。目前检测镜面产品的外观缺陷的方案主要有：1、检测人员观察镜面产品表面是否有外观缺陷；2、在检测现场布置装配远心镜头的面阵相机，通过面阵相机对镜面产品表面拍摄的图像进行外观检测。

2、上述方案中，人工检测镜面产品的外观缺陷不仅效率慢，由于人的疏忽还会存在漏检的问题。而采用面阵相机检测镜面产品的外观缺陷时，对于弱凹凸不平的碰压划伤和脏污，面阵相机无法根据图像进行区分，会影响外观检测的准确度。

3、因此，提供一种高精度用于镜面产品的外观缺陷检测的光学系统，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种用于外观缺陷检测的光学系统，能够准确地检测镜面产品的外观缺陷。

2、第一方面，提供了一种用于外观缺陷检测的光学系统，包括成像组件、镜头组件和光源组件；

3、所述成像组件、所述镜头组件和所述光源组件依次设置于待测产品的一侧，所述成像组件与所述镜头组件同轴，所述光源组件的第一中心轴线与所述镜头组件的第二中心轴线相交且垂直；

4、所述光源组件包括位于所述第一中心轴线方向上依次设置的光源、准直透镜和平面透镜；

5、所述光源包括位于不同位置的至少两个子光源，所述至少两个子光源射出至少两种波长的光，所述至少两个子光源包括位于所述准直透镜的焦距位置的第一子光源，所述第一子光源发射的光用于通过所述准直透镜和所述平面透镜，垂直照射在所述待测产品的表面；

6、每一所述子光源射出的光透过所述准直透镜后，经所述平面透镜反射在所述待测产品表面，并经所述待测产品表面反射后依次透过所述平面透镜、所述镜头组件进入所述成像组件；

7、所述成像组件用于通过所述镜头组件对所述待测产品的表面进行拍摄，以获取用于进行外观缺陷检测的图像。

8、在一个示例中，若所述待测产品的表面平行于所述镜头组件背离所述成像组件的端面的切面，所述平面透镜靠近所述准直透镜的平面与所述第一中心轴线方向的夹角为45度。

9、在一个示例中，所述至少两个子光源还包括第二子光源，所述第二子光源射出的光的波长与其他子光源射出的光的波长不同，所述第二子光源与所述第一子光源所在直线垂直于所述待测产品表面所在平面，所述第二子光源位于所述第一子光源与所述待测产品之间。

10、在一个示例中，所述至少两个子光源还包括第三子光源，所述第三子光源射出的光的波长与其他子光源射出的光的波长不同，所述第三子光源与所述第一子光源所在直线垂直于所述待测产品表面所在平面，所述第三子光源位于所述第一子光源与所述镜头组件之间。

11、在一个示例中，所述第二子光源与所述第一子光源的间距为2毫米，所述第三子光源与所述第一子光源的间距为2毫米。

12、在一个示例中，每一所述子光源包括发光二极管和光阑，所述光阑的尺寸小于或等于3mm×3mm。

13、在一个示例中，所述准直透镜的折射率为1.491，所述准直透镜的阿贝数为55.310，所述平面透镜的折射率为1.517，所述平面透镜的阿贝数为64.167。

14、在一个示例中，所述平面透镜的透过率和反射率的比值为5:5。

15、在一个示例中，所述平面透镜靠近所述待测产品的端面与所述待测产品的表面之间的距离为30±5mm，所述平面透镜与所述镜头组件同轴。

16、在一个示例中，所述镜头组件包括35mm定焦镜头，所述35mm定焦镜头的下表面与所述待测产品的表面之间的距离为200±5mm，所述准直透镜的焦距为35mm。

17、本申请实施例提供的上述光学系统，通过光源射出至少两种波长的光，其中，位于准直透镜的焦距位置的第一子光源射出的光，用于通过准直透镜平行入射到平面透镜，从而能够通过简单地调整平面透镜所在平面和待测产品的表面所在平面之间的角度(即调整平面透镜靠近准直透镜的平面与第一中心轴线l1方向的夹角α，以及待测产品的摆放角度)，使得第一子光源射出的光垂直照射到待测产品表面。而除第一子光源以外的其他子光源的光由于不在准直透镜的焦距位置，因此经过准直透镜和平面透镜后，以除垂直以外的其他角度照射到待测产品表面。由于待测产品表面为镜面，若镜面平整，能够将第一子光源射出的光反射到镜头组件和成像组件；若待测产品的外观存在缺陷，则镜面不平整，能够将其他子光源射出的光反射到镜头组件和成像组件。因此，在光的波长不同导致光的颜色发生变化的情况下，能够根据成像组件获取的待测产品表面的图像中的颜色变化，来高效准确的判断待测产品表面中是否有缺陷，以及若判断有缺陷，根据获取的待测产品表面的图像确定缺陷所在的位置。

技术特征：

1.一种用于外观缺陷检测的光学系统，其特征在于，包括成像组件、镜头组件和光源组件；

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，若所述待测产品的表面平行于所述镜头组件背离所述成像组件的端面的切面，所述平面透镜靠近所述准直透镜的平面与所述第一中心轴线方向的夹角为45度。

3.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述至少两个子光源还包括第二子光源，所述第二子光源射出的光的波长与其他子光源射出的光的波长不同，所述第二子光源与所述第一子光源所在直线垂直于所述待测产品表面所在平面，所述第二子光源位于所述第一子光源与所述待测产品之间。

4.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述至少两个子光源还包括第三子光源，所述第三子光源射出的光的波长与其他子光源射出的光的波长不同，所述第三子光源与所述第一子光源所在直线垂直于所述待测产品表面所在平面，所述第三子光源位于所述第一子光源与所述镜头组件之间。

5.根据权利要求4所述的光学系统，其特征在于，所述第二子光源与所述第一子光源的间距为2毫米，所述第三子光源与所述第一子光源的间距为2毫米。

6.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，每一所述子光源包括发光二极管和光阑，所述光阑的尺寸小于或等于3mm×3mm。

7.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述准直透镜的折射率为1.491，所述准直透镜的阿贝数为55.310，所述平面透镜的折射率为1.517，所述平面透镜的阿贝数为64.167。

8.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述平面透镜的透过率和反射率的比值为5:5。

9.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述平面透镜靠近所述待测产品的端面与所述待测产品的表面之间的距离为30±5mm，所述平面透镜与所述镜头组件同轴。

10.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述镜头组件包括35mm定焦镜头，所述35mm定焦镜头的下表面与所述待测产品的表面之间的距离为200±5mm，所述准直透镜的焦距为35mm。

技术总结
本申请提供了一种用于外观缺陷检测的光学系统，能够准确地检测镜面产品的外观缺陷。该系统包括成像组件、镜头组件和光源组件；成像组件、镜头组件和光源组件依次设置于待测产品一侧，光源组件的第一中心轴线与镜头组件的第二中心轴线相交且垂直；光源组件包括光源、准直透镜和平面透镜；光源包括位于不同位置的至少两个子光源，至少两个子光源射出至少两种波长的光，位于准直透镜的焦距位置的第一子光源发射的光用于通过准直透镜和平面透镜，垂直照射在待测产品表面；每一子光源射出的光入射在待测产品表面经反射进入成像组件；成像组件用于通过镜头组件对待测产品的表面进行拍摄以获取用于进行外观缺陷检测的图像。

技术研发人员：贾睿,黄宽,武飞,冷振,周钟海,姚毅
受保护的技术使用者：凌云光技术股份有限公司
技术研发日：20230330
技术公布日：2024/1/15