一种对玻璃多层面摄像的摄像装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于玻璃摄像的装置及其方法，用来拍摄在玻屏各层面，正面、反面和中心层面的各种瑕疵，含划伤、边崩、黑白点、漏光、裂缝、针孔、凹凸点、气泡和脏污等的高画质的图像。本发明专利技术也涉及到一种可以根据用户对玻屏缺陷不同检测要求而设计的灵活又可扩充的摄像装置的硬件系统结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种对玻璃多层面摄像的摄像装置及其方法
本专利技术涉及玻璃自动化检测中拍摄到在玻璃各层面(正面、反面和中心层面)的各种瑕疵(含划伤、边/面崩、黑白点、漏光、裂纹、针孔、凹凸点、气泡和脏污)高画质的图像。具体地说，本专利技术是为此而设计的稳定、可靠、快速和高清晰度的摄像装置及方法。本专利技术涉及基于机器视觉系统的玻璃自动化检测、传送控制、光学摄像设计和该装置的硬件结构，本专利技术还涉及到在玻璃自动化检测中使用多台摄像设备，每一台摄像设备都拍摄到一种或多种的玻璃各层面(正面、反面和中心层面)的各种瑕疵。
技术介绍
玻璃自动化检测有广泛的应用领域，特别是在手机玻屏、IPAD玻屏和平板显示玻屏的制造商的玻屏检测领域。由于很难获得玻璃各层面(正面、反面和中心层面)的各种瑕疵(含划伤、边/面崩、黑白点、漏光、裂纹、针孔、凹凸点、气泡和脏污)稳定而可靠图像，所以在目前世界上还没有能完全检测出玻屏玻璃各层面(正面、反面和中心层面)的各种瑕疵(含划伤、边/面崩、黑白点、漏光、裂纹、针孔、凹凸点、气泡和脏污)的自动化检测系统，所以绝大部分玻屏制造商的玻屏检测是采用人工检测；人工检测又会受到人的视力的限制而使得检测精度的低劣，而人的感觉、情绪和疲劳度波动也使得人工检测结果的不可靠。在现有玻璃自动化检测技术中，已有能拍摄到单项或几项瑕疵的装置，而尚未有如同本专利技术的能获得玻璃各层面的各种瑕疵稳定而可靠图像单一和完整的解决方法和装置。在现有玻璃自动化检测技术中，大都使用多台面帧相机来拍摄到较高精度的图像，不过这种技术在拍摄小尺寸的玻屏(比如手机玻屏)时往往会受到机械安装空间的限制而无法安装多台面帧相机。本专利技术创造性地使用了线幀相机+Micro-Lens实现了基于单台相机的显微照相技术而避开了机械安装空间限制的难题。在本专利技术的对玻璃多层面摄像中，难度最高的是对玻璃划伤的多层面摄像。到目前为止，尚未有摄像能拍摄出任意角度玻璃划伤的单一装置。比如，有些玻璃划伤摄像中，能只拍摄和玻屏长边垂直方向(+/-30°)的图像，或只拍摄和玻屏长边水平方向(+/-30°)的图像。本专利技术的装置从多个不同位置和不同角度向检测对象照射灯光的照明技术，解决了拍摄到任意角度玻璃划伤图像的摄像难题。大部分基于视觉系统的检测系统为了图像分析和检测只拍摄一帧被检测玻屏的图像；本专利技术中的摄像装置采用了开放式的硬件结构，在该装置中，可以根据用户玻璃检测要求的不同而设计拍摄一帧或多帧被检测玻屏的图像，每一帧图像都拍摄到被检测物的一种或多种的瑕疵在不同层面的清晰影像；并且在多任务的图像处理和检测软件的支持下，实现对玻屏各层面上瑕疵的高速检测。在视觉系统的应用中，摄像的硬件设备通常是固定的，不易对其改动。本专利技术中的摄像装置的开放式硬件结构能根据玻屏检测的不同要求而灵活地组合摄像硬件设备。在视觉系统的图像拍摄中，一种是固定被检测物而移动相机和照明装置，另一种是本专利技术采用的固定相机和照明装置而移动被检测物。为控制本专利技术涉及对玻璃多层面的摄像和实时检测，其软件系统必须实现多任务的图像处理和检测技术。
技术实现思路
本专利技术涉及的这一种摄像装置，能拍摄到在玻璃表面、背面和中间层的缺陷种类包括又不局限于划伤、边崩、黑白点、漏光、裂纹、针孔、凹凸点、气泡和脏污；该装置的硬件包含有移动平台，一台或多台线幀(含面幀)相机，一架或多架条状灯具(含面状灯具)，一个或多个镜头(含显微镜头)。本专利技术可用来获得玻璃划痕的图像，其方法是在不同的位置安装多台灯具分别从不同的角度照明在玻屏上，以获得清晰的划痕照片。相机安装在和玻璃面板的垂直面上，在和拍照线平行面的两侧的两个条状光源照射拍照线上，另外一个条状光源从和拍照线垂直面的一侧发射两光束并和前两光束重合在拍照线上。这种技术能够显示所有方向上的划痕和得到清晰的划痕图片。本专利技术可用来获得玻璃边崩和面崩的图像，其方法是把相机安装在和玻璃面板上方的垂线上，在玻屏的上方一条状光源从拍照线平行面上把光束照射在拍照线上。这种技术能够显示边崩和面崩的缺陷并得到清晰的图像。本专利技术可用来获得黑白点的图像，其方法是把相机安装在和玻璃面板上方的垂线上，在玻屏的下方一条状光源从拍照线平行面上把光束照射在拍照线上。这种技术能够显示黑白点的缺陷并得到清晰的图像。本专利技术可用来获得玻璃漏光的图像，其方法是把相机安装在和玻屏上方的垂线上，在玻屏背面的垂线上一条状光源把光束照射在玻屏的拍照线上。这种技术能够显示漏光的缺陷并得到清晰的图像。本专利技术可用来获得玻璃裂纹的图像，其方法是把相机安装在和玻屏背面的垂线上，在玻屏背面一条状光源把光束照射在玻屏背面的拍照线上。这种技术能够显示裂纹的缺陷并得到清晰的图像。本专利技术可用来获得玻璃针孔的图像，其方法是把线扫描相机安装在和玻屏上方的垂线上，在玻屏背面的垂线上两条状光源把光束照射在玻屏背面的拍照线上。这种技术能够显示针孔的缺陷并得到清晰的图像。本专利技术可用来获得玻璃凹凸点的图像，其方法是把线扫描相机安装在和玻屏背面的垂线上，在玻屏背面一条状光源把光束照射在玻屏背面的拍照线上。这种技术能够显示凹凸点的缺陷并得到清晰的图像。本专利技术可用来获得玻璃气泡和脏污的图像，其方法是把线扫描相机安装在和玻屏上方的垂线上，一条状光源安装在玻璃上方并照射重合在拍照线上。这种技术能够显示气泡和脏污的缺陷并得到清晰的图像。本专利技术所述的新的灵活的硬件结构以满足不同的玻璃检测要求。根据客户要求的检测玻屏缺陷类型的统计数，来设计不同的硬件系统，通过安装多个摄像机和其对应的灯具，每个摄像机将拍摄到一个或多个在玻屏上的缺陷，所有能拍摄到缺陷类型将和用户要求相同。在这种定制的硬件系统，所有的玻璃缺陷，即客户须检查将被清晰地拍摄出来，为玻璃检测成功的必要条件。附图说明在本专利技术所有的示意图中都不标明相机和玻璃面板之间的距离，因为该距离将由(1)行扫描摄像机的分辨率，例如，通常在机器视觉应用中常用的1K，2K，4K，8K，12K，16K的线扫描相机或超大容量的区域扫描相机很普及的，(2)玻屏的宽度，和(3)玻屏缺陷检测精度这三方面的因素来决定。这三方面因素的任何一因素的变化，将导致选择摄像机和玻璃面板之间的距离的变化。图1-1是本专利技术的用于获得在玻屏划痕缺陷图像的示意图。图1-2是图1-1的补充示意图，标定了相机和条状灯的夹角角度。图1-3是图1-1的补充示意图，显示了条状光束照射在拍照线上的光路图。图2-1是本专利技术的用于拍摄在玻屏上边崩和面崩缺陷图像的示意图。图2-2是图2-1的补充示意图，标定了相机拍照线和条状灯的夹角角度。图2-3是图2-1的补充示意图，显示了条状光束照射在拍照线上的光路图。图3-1是本专利技术的用于拍摄在玻屏上黑白点缺陷图像的示意图。图3-2是图3-1的补充示意图，标定了相机拍照线和条状灯的夹角角度。图3-3是图3-1的补充示意图，显示了条状光束照射在拍照线上的光路图。图4-1是本专利技术的用于拍摄在玻屏上边崩和漏光缺陷图像的示意图。图4-2是图4-1的补充示意图，标定了相机拍照线和条状灯的夹角角度。图4-3是图4-1的补充示意图，显示了条状光束照射在拍照线上的光路图。图5-1是本专利技术的用于拍摄在玻屏上裂纹缺陷图像的示意图。图5-2是图5-1的补充示意图，标定了相机拍照线和条状灯的夹角角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于玻璃摄像的装置，其特征是，包括：至少一台相机，至少一个光源，至少一个电脑和/或一架传送机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.21 US 61/517,6201.一种拍摄玻璃瑕疵的方法，划痕的图像的拍摄，其特征是，为拍摄到玻璃上划痕的图像：相机为线帧相机,该线帧相机安装在玻璃上方的垂线上，两个条状光源安装在和拍照线平行的两侧并照射在拍照线上，另一个线光源安装在和拍照线垂直的平面上；光源(5)把一条光束(10)照射在相机的拍照线(6)上，光束和玻璃的夹角角度为70°-80°；为拍摄到玻璃表面和移动平台移动方向夹角为+/-30°的划伤，另外两个条状光源(3和4)从相机(2)的侧面分别把光束(8和9)照射在相机的拍照线上，光束(8和9)和拍照线(6)的夹角为20°-30°，能强化地拍摄出玻屏表面所有方向的划痕。2.一种可以根据用户对玻屏和所有其它平面物体缺陷检测的不同要求而灵活设计的又可扩充的摄像装置的硬件系统结构，包含：一台移动平台、一台或多台带有镜头摄像机和光源，每个摄像机将拍摄到一个或多个在玻屏和其它平面物体上的缺陷，所有能拍摄到缺陷类型将包含用户要求的所有缺陷类型；其中，所述缺陷类型选自划痕及边崩、黑白点、漏光、裂缝、针孔、凹凸点、气泡或脏污中的一种或多种缺陷；所述划痕的拍摄方法由权利要求1所述的拍摄玻璃瑕疵的方法进行拍摄。3.如权利要求2所述的硬件系统结构，其特征在于：所述边崩的图像的拍摄方法为：为拍摄到玻璃上边崩和面崩的图像，相机安装在移动平台上方的垂线上，一条状光源安装在相机同侧并照射在相机的拍照线上，光束和拍照线的夹角为70°-80°，能清晰地拍摄出玻璃上边崩和面崩的图像。4.如权利要求2所述的硬件系统结构，其特征在于：所述黑白点图像的拍摄方法为：为拍摄到玻璃上黑白点的图像，相机(2)安装在玻璃平板(1)上方的垂线上，一条状光源(3)安装在移动平台玻璃下方一侧,其发射的光束照射并重合在相机的拍照线(6)上，该光束(5)和拍照线(6)平行，相机和光束的夹角为80°-100°，能清晰地拍摄出玻璃上黑白点的图像。5.如权利要求2所述的硬件系统结构，其特征在于：所述漏光图像的拍摄方法为：为拍摄到玻璃上漏光的图像，相机安装在玻璃上方的垂线上，一条状光源安装在玻璃背面并照射在相机的拍照线上，光束和拍照线的夹角为80°-100°，能清晰地拍摄出...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜连生，
申请(专利权)人：艾悌亚信息技术上海有限公司，美国表面分析公司，
类型：发明
国别省市：上海;31