一種線陣成像裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種線陣成像裝置。本實(shí)用新型的線陣成像裝置用于對被檢產(chǎn)品進(jìn)行多角度成像，該線陣成像裝置包括：多個光源、線陣成像器件、頻閃控制裝置、圖像采集裝置。本實(shí)用新型的線陣成像裝置采用多個光源從不同角度依次對被檢產(chǎn)品進(jìn)行照明，而采用同一線陣成像器件對不同照明條件下的圖像進(jìn)行采集。本實(shí)用新型涉及的裝置，不但能夠充分發(fā)揮線陣檢測系統(tǒng)的高速、高分辨率的優(yōu)勢，同時還能在一個工位、采用單個成像裝置實(shí)現(xiàn)多個照明方式下的圖像采集，大大節(jié)約了成本和現(xiàn)場空間要求。
【專利說明】一種線陣成像裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及機(jī)器視覺檢測領(lǐng)域，具體涉及一種線陣成像裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)過程中，隨著機(jī)器視覺檢測領(lǐng)域的發(fā)展，越來越多的檢測過程 依賴于自動檢測裝置，而不再采用人工進(jìn)行檢測。
[0003] 在目前的機(jī)器視覺領(lǐng)域，面陣系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)頻閃控制光源采圖，即一個面陣相機(jī) 配合一個或多個照明光源，當(dāng)被檢測工件抵達(dá)設(shè)定位置時系統(tǒng)觸發(fā)相機(jī)和光源采集圖像， 如果有多個光源，在相機(jī)連續(xù)采集的同時，不同光源按指定次序同步點(diǎn)亮，這樣可以利用同 一個相機(jī)配合不同照明光源得到的多幅圖像；但是這種技術(shù)只能用在低速、低幅面、低精度 的檢測環(huán)境中，不能適應(yīng)現(xiàn)代社會越來越高的生產(chǎn)效率和高精度檢測要求。
[0004] 對于線陣系統(tǒng)，目前結(jié)構(gòu)均是采用一個或若干個線陣相機(jī)配合一個線陣光源的結(jié) 構(gòu)，即線陣相機(jī)連續(xù)采圖，配合光源常亮，這樣雖然實(shí)現(xiàn)了高速高精度，但是線陣系統(tǒng)造價(jià) 昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，每增加一個相機(jī)工位都是對市場承受能力和現(xiàn)場安裝空間的考驗(yàn)，因此有 時不得不為此做出妥協(xié)，使得系統(tǒng)的檢測效果受到影響；雖然市面上也有4CCD集成的線陣 相機(jī)，但是CCD感光芯片的性能和結(jié)構(gòu)固定，因此線陣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)還是受到限制，總體來說 依然停留在單或多相機(jī)對同一照明方式的階段。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 針對上述問題，本實(shí)用新型提供了一種線陣成像裝置，用于對被檢產(chǎn)品進(jìn)行多角 度成像，所述線陣成像裝置包括：多組光源、線陣成像器件、傳送裝置、頻閃控制裝置，其特 征在于，
[0006] 所述多組光源設(shè)置于所述被檢產(chǎn)品的周圍，每組光源從不同角度照向所述被檢 產(chǎn)品；所述傳送裝置運(yùn)送或支撐所述被檢產(chǎn)品；所述線陣成像器件位于所述被檢產(chǎn)品的側(cè) 部，對向所述被檢產(chǎn)品；所述頻閃控制裝置分別與所述多組光源和所述線陣成像器件相連 接。
[0007] 進(jìn)一步地，所述線陣成像裝置還包括與所述線陣成像器件相連接的圖像接收裝置
[0008] 進(jìn)一步地，所述多組光源包括第一組光源、第二組光源和第三組光源，所述第一組 光源位于被檢產(chǎn)品的上方，以第一角度朝向所述被檢產(chǎn)品進(jìn)行照射；所述第二組光源位于 所述被檢產(chǎn)品下方，以第二角度朝向所述被檢產(chǎn)品進(jìn)行照射；所述第三組光源位于所述被 檢產(chǎn)品的上方，以第三角度朝向所述被檢產(chǎn)品進(jìn)行照射；所述線陣成像器件在所述被檢產(chǎn) 品上方，對所述被檢產(chǎn)品進(jìn)行拍攝。
[0009] 進(jìn)一步地，所述第一角度為所述第一組光源的光軸與被檢產(chǎn)品的物面法線的夾 角，所述第一組光源和所述成像裝置分別位于所述被檢產(chǎn)品的物面法線的兩側(cè)；所述第二 角度為所述第二組光源與所述被檢產(chǎn)品的物面法線的夾角；所述第三角度為所述第三組光 源的光軸與所述被檢產(chǎn)品的物面法線的夾角，所述第三角度不等于所述第一角度，其中，所 述第一角度等于第四角度，所述第四角度為所述成像裝置的光軸與所述被檢產(chǎn)品的物面法 線的夾角。
[0010] 進(jìn)一步地，所述頻閃控制裝置控制所述線陣成像器件以使得所述多組光源中的任 意一個點(diǎn)亮?xí)r，所述線陣成像器件進(jìn)行一次圖像采集以獲得一行圖像數(shù)據(jù)。
[0011] 進(jìn)一步地，所述多組光源包括第一組光源、第二組光源和第三組光源，所述第一組 光源位于被檢產(chǎn)品的上方，以第一角度朝向所述被檢產(chǎn)品進(jìn)行照射；所述第二組光源位于 所述被檢產(chǎn)品上方，正對所述被檢產(chǎn)品進(jìn)行照射；所述第三組光源位于所述被檢產(chǎn)品的上 方，以第三角度朝向所述被檢產(chǎn)品進(jìn)行照射；所述線陣成像器件在所述被檢產(chǎn)品上方，對所 述被檢產(chǎn)品進(jìn)行拍攝。本實(shí)用新型所提到的頻閃控制裝置采用現(xiàn)有的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)或者采用 具有脈沖發(fā)射功能的模擬電路實(shí)現(xiàn)。
[0012] 本實(shí)用新型中所提到的相對運(yùn)動并不一定指位置的相對運(yùn)動，線陣成像器件相對 于被檢產(chǎn)品的視場的改變也可以認(rèn)為是相對運(yùn)動。
[0013] 進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的線陣成像裝置的頻閃控制裝置包括頻閃增亮模塊，所述 頻閃增亮模塊控制所述多組光源采用頻閃增亮模式對所述被檢產(chǎn)品進(jìn)行照明。在常規(guī)的成 像裝置中，光源往往采用持續(xù)工作的方式進(jìn)行照明，而這種狀況下，LED的使用壽命會大大 縮短。由于本實(shí)用新型采用多光源交替照明的方式，更適用于采用頻閃增亮模式，不但可以 明顯延長LED顆粒壽命，同時照度的瞬間提高非常利于系統(tǒng)的整體性能提高。
[0014] 本實(shí)用新型的成像裝置可以通過一臺線陣成像器件同時采集多個照明方式下的 圖像。優(yōu)選地，該成像裝置通過抽行和拼接的方式獲得不同照明方式下的獨(dú)立圖像?；蛘?本實(shí)用新型的成像裝置可以應(yīng)用于一種產(chǎn)品檢測系統(tǒng)中，該檢測系統(tǒng)包括本實(shí)用新型的成 像裝置以及組合裝置。
[0015] 本實(shí)用新型涉及的裝置，不但能夠充分發(fā)揮線陣成像器件的高速、高分辨率的優(yōu) 勢，同時還能在一個工位實(shí)現(xiàn)一個相機(jī)對多個照明方式下的圖像采集，大大節(jié)約了成本和 現(xiàn)場空間要求，降低了系統(tǒng)難度。
[0016] 此外，采用本實(shí)用新型的成像裝置，圍繞一個成像裝置即可實(shí)現(xiàn)多種光照模型的 搭建，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，適合流水線上的有限空間安裝；使用本實(shí)用新型的技術(shù)，通過線 陣成像器件配合LED光源使用可采用頻閃增亮模式實(shí)現(xiàn)照明的瞬間增亮，延長了 LED光源 的使用壽命，同時提升了系統(tǒng)性能.采用本實(shí)用新型的成像裝置可得到同一產(chǎn)品相同位置 的不同光照模式下的信息，可直接提升檢測系統(tǒng)的速度性能，同時為缺陷分類提供準(zhǔn)確依 據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 下面結(jié)合本實(shí)用新型的附圖，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述：
[0018] 圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的線陣成像裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為圖1所示實(shí)施例中各光源的照射角度示意圖；
[0020] 圖3為采用本實(shí)用新型的線陣成像裝置所采集到的圖像以及通過產(chǎn)品檢測系統(tǒng) 的圖像處理裝置對所采集到的圖像進(jìn)行抽取和拼接之后所獲得的圖像；
[0021] 圖4為采用根據(jù)本實(shí)用新型的另一個實(shí)施例的光源線陣成像裝置所采集到的圖 像；
[0022] 圖5為將本實(shí)用新型的成像裝置應(yīng)用于產(chǎn)品檢測系統(tǒng)中時，產(chǎn)品檢測系統(tǒng)對圖4 中所采集到的圖像進(jìn)行抽取和拼接所獲得的紅外光照明情況下的圖像；
[0023] 圖6為將本實(shí)用新型的成像裝置應(yīng)用于產(chǎn)品檢測系統(tǒng)中時，產(chǎn)品檢測系統(tǒng)對圖4 中所采集到的圖像進(jìn)行抽取和拼接所獲得的白光照明情況下的圖像；
[0024] 圖7為將本實(shí)用新型的成像裝置應(yīng)用于產(chǎn)品檢測系統(tǒng)中時，產(chǎn)品檢測系統(tǒng)對圖4 中所采集到的圖像進(jìn)行抽取和拼接所獲得的藍(lán)光照明情況下的圖像。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 如圖1所示，該實(shí)施例中的線陣成像裝置包括：多組光源201-203 (在本實(shí)施例 中，每組光源僅包括一個光源，但是，在其他實(shí)施例中每組光源可以包括若干光源或光源陣 列）、線陣成像器件301、頻閃控制裝置501?？蛇x地，該成像裝置還可以包括圖像采集處理 裝置，其中圖像采集處理裝置包括圖像采集裝置和圖像處理裝置。
[0026] 如圖1和2所示，第一光源201位于被檢產(chǎn)品左上方、與被檢產(chǎn)品的物面法線呈 α度夾角，用作正向明場照明光源；第二光源202位于被檢產(chǎn)品的下方、垂直于被檢產(chǎn)品， 用作背光照明光源；第三光源203位于被檢產(chǎn)品101的右上方與被檢產(chǎn)品之間成β度的夾 角，用作暗場照明光源。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，雖然圖中并未畫出各個光源和成像裝置 的支撐和固定部件，他們是通過各自的固定裝置固定在其各自位置的。
[0027] 在本實(shí)施例中，線陣成像器件301采用線陣相機(jī)，通常情況下，線陣相機(jī)采用黑白 相機(jī)，不過，根據(jù)成像需要也可以采用彩色CCD線陣相機(jī)。線陣成像器件位于被檢產(chǎn)品的側(cè) 部（圖中為右上方)，對向被檢產(chǎn)品，與被檢產(chǎn)品的物面法線的夾角為Θ，優(yōu)選地，該夾角Θ 與夾角α相等。本文中所提到的側(cè)部指的是不在被檢產(chǎn)品的運(yùn)動路徑中，即被檢產(chǎn)品的運(yùn) 動方向側(cè)部。線陣成像器件301的線陣方向優(yōu)選地大體垂直于被檢產(chǎn)品相對于線陣成像器 件301的運(yùn)動方向。
[0028] 在本實(shí)施例中，被檢產(chǎn)品101設(shè)置于傳送帶上，傳送帶從左向右運(yùn)動，進(jìn)而帶動被 檢產(chǎn)品101通過檢測區(qū)域(也可以稱為成像區(qū)域)。被檢產(chǎn)品101可以是復(fù)卷或者單張形式 的紙質(zhì)產(chǎn)品、印刷品、布匹、玻璃、金屬帶材、無紡布等，也可以為其他產(chǎn)品。
[0029] 雖然在本實(shí)施例中，采用了三組光源進(jìn)行照明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本 實(shí)用新型可以采用任意數(shù)目的光源組。具體而言，本實(shí)用新型可以采用2至Ν組光源，Ν為 大于2的正整數(shù)，例如，4組、5組、6組等。各組光源的波長或照明方式可以彼此不同。光源 組的數(shù)量可以根據(jù)現(xiàn)場的需求、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品傳輸速度及檢測精度等確定。在本實(shí)施例 中采用的是3個光源。多個光源可以位于檢測位置(或稱為成像位置）的不同位置處，這里 所提到的檢測位置是各個光源所對向的位置，也是成像裝置所對向的位置，該檢測位置位 于被檢產(chǎn)品的運(yùn)動路徑中。
[0030] 頻閃控制裝置可以用于控制所述多組光源輪流點(diǎn)亮以對所述被檢產(chǎn)品進(jìn)行照明， 并且控制所述線陣成像器件對所述被檢產(chǎn)品進(jìn)行成像，其中，在成像期間，所述被檢產(chǎn)品與 所述線陣成像器件之間發(fā)生相對運(yùn)動。在一種實(shí)現(xiàn)方式中，頻閃控制裝置采用市售的脈沖 發(fā)生器。本文中所提到的圖像接收裝置也可以稱為圖像采集裝置。
[0031] 多個光源可以采用彼此不同的波長和照明方向，優(yōu)選地，所采用的光源為LED光 源。在本實(shí)施例中所采用的正向明場照明光源201、背光照明光源202和暗場照明光源203 均為LED光源。多個光源可以是不同波長的組合，如紅外光源、紫外光源、紅綠藍(lán)單色光源、 白光等；也可以采用多種照明形式，如正向光、背光、明場、暗場。就相機(jī)與光源的位置關(guān)系 而言，可以采用漫射工位或光澤度工位等，漫射工位指的是用于對漫射材料進(jìn)行拍攝時所 采用的相機(jī)、光源和被檢產(chǎn)品的設(shè)置方式，光澤度工位指的是對具有光澤度的材質(zhì)進(jìn)行檢 測時所采用的相機(jī)、光源和被檢產(chǎn)品的設(shè)置方式，這些設(shè)置方式對本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知 的，在此不再詳述。在形狀方面，光源可以采用高亮匯聚透鏡形式的線光源也可以采用條光 或拱形光等。
[0032] 本實(shí)用新型的線陣成像裝置還可以包括傳送裝置，傳送裝置用于承載被檢產(chǎn)品， 并且將被檢產(chǎn)品傳送通過檢測位置。此外，該成像裝置還可以包括機(jī)械支架，負(fù)責(zé)提供對上 述器件的支撐等。
[0033] 頻閃控制裝置501可以包括信號控制卡和頻閃控制器，或者二者可以集成在一 起。頻閃控制裝置501分別與多個光源201-203、線陣成像器件301相連接（圖中為了簡化， 并未畫出全部連接線)，用于控制多個光源和線陣成像器件，使得多個光源輪流點(diǎn)亮以對被 檢產(chǎn)品進(jìn)行依次照明。頻閃控制裝置控制線陣成像器件以使得多個光源中的任意一個點(diǎn)亮 時，線陣成像器件進(jìn)行一次圖像采集。頻閃控制裝置負(fù)責(zé)發(fā)出行信號觸發(fā)成像裝置采圖并 且控制光源的照明，并且還可以負(fù)責(zé)每組光源的頻閃增亮控制。圖像采集處理裝置一般由 圖像處理器實(shí)現(xiàn)(例如，圖像采集卡)，負(fù)責(zé)圖像信號的采集和處理。
[0034] 優(yōu)選地，所述頻閃控制裝置為脈沖發(fā)生器，用于以預(yù)定間隔發(fā)出觸發(fā)脈沖。
[0035] 下面以圖1所示實(shí)施例中的成像裝置為例，結(jié)合圖2來說明采用該系統(tǒng)進(jìn)行圖像 米集的過程。
[0036] 首先可以利用傳送裝置（圖中未示出）承載被檢產(chǎn)品101通過檢測工位(或檢測位 置)，當(dāng)被檢產(chǎn)品101的一側(cè)邊緣進(jìn)入到采集區(qū)域內(nèi)時，成像裝置的觸發(fā)裝置發(fā)出觸發(fā)指令， 觸發(fā)本實(shí)用新型的成像裝置開始照明和圖像采集。需要說明的是，該步驟是可選的，因?yàn)楸?檢產(chǎn)品可以預(yù)先放置在檢測工位處，系統(tǒng)的啟動也可以手動進(jìn)行。
[0037] 具體而言，觸發(fā)圖像采集之后，頻閃控制裝置501發(fā)出行信號，控制光源201開啟 (按照設(shè)定好的延遲時間、電流/電壓強(qiáng)度、脈沖寬度點(diǎn)亮）以對被檢產(chǎn)品進(jìn)行正向照明，與 此同時，頻閃控制裝置501控制成像裝置301進(jìn)行第一輪成像；然后，頻閃控制裝置501控 制光源201關(guān)閉、光源202開啟（按照設(shè)定好的延遲時間、電流/電壓強(qiáng)度、脈沖寬度點(diǎn)亮） 以對被檢產(chǎn)品進(jìn)行背向照明，與此同時，控制成像裝置301進(jìn)行第二輪成像；此后，頻閃控 制裝置501控制光源202關(guān)閉、光源203開啟以對被檢產(chǎn)品進(jìn)行小角度照明，并控制成像裝 置301進(jìn)行第三輪成像，依次類推，然后再開啟光源201。
[0038] 在不同光源的切換過程中，被檢產(chǎn)品相對于成像裝置發(fā)生運(yùn)動，只是被檢產(chǎn)品的 運(yùn)動速度相對于成像裝置的掃描速度小得多，所以在每行圖像的成像(掃描）過程中，可以 近似認(rèn)為被檢產(chǎn)品是相對靜止的。
[0039] 在一種實(shí)現(xiàn)方式中，所獲得的圖像可以直接用于后續(xù)使用。工作人員觀察所獲得 的采用三種光源照明的圖像即可以得到所需要的信息。
[0040] 在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，考慮到每一輪成像采集一行圖像或者幾行圖像(通常為一 行)。該成像裝置可以包括合成裝置。每一輪成像之后，成像裝置將所成圖像輸出至合成裝 置。因此，在進(jìn)行若干輪成像直至對整個被檢產(chǎn)品完成掃描之后，合成所得到的圖像包含采 用三種不同光源進(jìn)行照明時所得的圖像。在該實(shí)施例中，所得到的圖像第一行為正向照明 圖像，第二行為背向照明圖像，第三行為小角度照明圖像。也就是說，相機(jī)采集的圖像按照 第1、2、3、4、5、6......行分別對應(yīng)光源201、202、203、201、202、203......。該合成裝置對所獲 得的圖像進(jìn)行抽行和拼接處理。合成裝置與圖像采集裝置相連接。
[0041] 在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，將本實(shí)用新型應(yīng)用于檢測系統(tǒng)中，檢測系統(tǒng)可以包括合成 裝置，所述合成裝置對所獲得的圖像進(jìn)行抽行和拼接處理。例如，檢測系統(tǒng)的圖像采集處 理裝置可以抽取出光源201所對應(yīng)的各行圖像（S卩，第1、4、7…行的圖像)，光源202所對應(yīng) 的各行圖像（即，第2、5、8…行的圖像)，以及光源203所對應(yīng)的各行圖像(第3、6、9…行的圖 像)。然后，對各個光源所對應(yīng)的圖像進(jìn)行組合以獲得對應(yīng)于每個光源的一幅圖像，總計(jì)三 幅圖像（圖3中的A、B和C)。
[0042] 此三幅圖像是通過同一個相機(jī)得到的被檢產(chǎn)品的圖像，盡管所采用的照明方式不 同，由于所拍攝到的圖像信息的相對位置和尺寸不變，圖像檢測模塊可根據(jù)不同照明下的 圖像效果及特征進(jìn)行產(chǎn)品的質(zhì)量檢測或OCR識別等。因?yàn)檎彰鞯姆绞蕉鄻?，所獲得的信息 更豐富，所以檢測的項(xiàng)目和準(zhǔn)確度大大提升。
[0043] 換言之，本實(shí)用新型采用同一相機(jī)在相對相機(jī)固定的位置得到不同照明效果下的 被檢產(chǎn)品的特征的圖像，綜合各種照明方式下所得到的效果圖，可以對被檢產(chǎn)品特征的位 置有更好的判斷。
[0044] 例如，如果被檢測的產(chǎn)品為玻璃制品，玻璃上的黑道(不是缺陷）和劃傷(是缺陷)， 這兩種特征在背光下可能都是深色的，但是在暗場下劃傷是亮的而黑道還是黑的，這樣同 時結(jié)合兩幅圖信息對照，就能判斷出玻璃制品上的這個特征是黑道還是劃傷，如果是黑道， 則不將其視為不合格產(chǎn)品，否則如果為劃傷，則認(rèn)定被檢產(chǎn)品為不合格產(chǎn)品。這樣，不會造 成誤檢。
[0045] 傳統(tǒng)的線陣檢測系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，需要至少三臺相機(jī)及三個光源方能實(shí)現(xiàn)以上功 能，同時采集和處理裝置的數(shù)量也要成倍增加。而且如果采用兩臺或三臺相機(jī)分別進(jìn)行圖 像采集(例如，分別搭建背光和暗場工位)，由于相機(jī)之間需要非常準(zhǔn)確的標(biāo)定才能將位置 信息彼此對準(zhǔn)上，對機(jī)械和標(biāo)定過程有很高要求，因此很難實(shí)現(xiàn)。
[0046] 而采用本系統(tǒng)只要一臺相機(jī)配合三個光源即可實(shí)現(xiàn)，采集和處理裝置只要滿足一 臺相機(jī)和的處理要求即可。同時，由于采用線陣相機(jī)逐行地進(jìn)行圖像采集，采集任意兩行相 鄰圖像(對應(yīng)于不同的照明光源）之間的時間差和位置差可以忽略不計(jì)，這樣對不同照明方 式下的圖像進(jìn)行拼接后，所得到的圖像之間不會產(chǎn)生錯位。因此，不同照明方式的圖像之間 也不需要坐標(biāo)標(biāo)定和校正，大大降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本。
[0047] 也就是說，采用本實(shí)用新型的成像裝置與產(chǎn)品檢測系統(tǒng)相結(jié)合對產(chǎn)品進(jìn)行檢測， 既節(jié)省了工位、采用了更少的相機(jī)，同時，還不需要對不同圖像之間進(jìn)行彼此對準(zhǔn)，使檢測 更加準(zhǔn)確，處理更加方便。
[0048] 在上述實(shí)施例中，成像裝置僅在光源點(diǎn)亮?xí)r進(jìn)行圖像采集。在另一種實(shí)現(xiàn)方式中， 成像裝置可以保持持續(xù)工作，各個光源依次點(diǎn)亮，只要保證設(shè)置的參數(shù)不影響采圖的速度， 以及不同行之間的光源照明沒有干擾即可。
[0049] 在本實(shí)用新型的另一實(shí)施例中，依然采用3種照明方式進(jìn)行照明，只是第二光源 (在本實(shí)施例中，采用紅外波長光源）是從被檢產(chǎn)品的正上方進(jìn)行照明，而不是像上一實(shí)施 例那樣，從被檢產(chǎn)品的背面進(jìn)行照明。在本實(shí)施例中，所采用的成像裝置的角度與圖1所示 類似。在本實(shí)施例中，第一光源米用藍(lán)光光源，第三光源米用白光光源。
[0050] 采用該實(shí)施例中的成像裝置對一個示例樣品進(jìn)行圖像采集所得到的圖像如圖4 所示。該圖像是采用三種光源輪流打光并采用同一成像裝置進(jìn)行圖像采集所得到的。在本 實(shí)施例中，線陣成像器件采用3倍掃描頻率(相對于線陣成像器件的正常采集頻率而言）對 被檢產(chǎn)品進(jìn)行成像，因此，所成圖像的長度是被檢產(chǎn)品的三倍。換言之，線陣成像器件的采 樣頻率=3*被檢產(chǎn)品的運(yùn)動速度/每行圖像的采樣寬度。對于采用的光源組數(shù)目為N的情 況，則線陣成像器件的采樣頻率=N*被檢產(chǎn)品的運(yùn)動速度/每行圖像的采樣寬度。這樣，相 同光源相鄰的兩次對被檢產(chǎn)品進(jìn)行照明期間，被檢產(chǎn)品所移動的距離基本等于線陣成像器 件的采樣寬度。針對同一光源所成的圖像進(jìn)行拼接后，圖像之間不會存在間隙。
[0051] 所得圖像可以直接使用或結(jié)合產(chǎn)品檢測系統(tǒng)使用。在一種實(shí)現(xiàn)方式中，本發(fā)明的 成像裝置可以包括圖像抽行和拼接裝置。在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，獲得該圖像之后，可以通過 產(chǎn)品檢測系統(tǒng)的圖像處理裝置對所得圖像進(jìn)行抽行和拼接處理，分別得到3種光源所對應(yīng) 的圖像。所得圖像在圖5-7中示出，其中，圖5對應(yīng)于垂直紅外光、圖6對應(yīng)于白光、圖7對 應(yīng)于藍(lán)光。
[0052] 從圖中可以看出，雖然是對一個產(chǎn)品一次性拍照(從被檢產(chǎn)品的一側(cè)逐行掃描到 另一側(cè)）所得到的圖像，但是經(jīng)過抽行和拼接處理后卻得到了三種不同的效果圖。對于圖 像檢測系統(tǒng)而言，不同的光照條件下可突出不同的檢測信息，比如紅外正向光可以檢測可 見光下不易發(fā)覺的印刷缺陷，漫射(不符合反射定律的位置）的白光可以檢測一般印刷缺陷 (如臟點(diǎn)、套印偏差、露底)，反射位置(與相機(jī)關(guān)于被檢產(chǎn)品的物面法線對稱）的藍(lán)光可檢測 廣品表面的劃傷等等。
[0053] 在具體應(yīng)用中，如果利用所成圖像進(jìn)行產(chǎn)品的檢測，則需要對所得到的圖像進(jìn)行 處理。具體而言，在對被檢產(chǎn)品進(jìn)行檢測之前，需要采集標(biāo)準(zhǔn)圖像。首先開啟傳送裝置，使 一個或若干個標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品勻速、平穩(wěn)的穿過檢測位置，線陣掃描相機(jī)采集印刷產(chǎn)品表面的圖 像。對所采集的圖像同樣進(jìn)行抽行和拼接處理，獲得每種光源下的標(biāo)準(zhǔn)印刷產(chǎn)品的圖像信 息，以此數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)模板。
[0054] 開啟傳送帶，使被檢產(chǎn)品表面勻速、平穩(wěn)的穿過檢測位置，線陣相機(jī)采集被檢產(chǎn)品 的圖像并將采集圖案抽行分別拼接，將最終拼接所得到的在每種光照條件下的圖像與相應(yīng) 的標(biāo)準(zhǔn)模板進(jìn)行對比，判斷被檢區(qū)域是否有異常區(qū)域，并對異常區(qū)域的形態(tài)、聚類等特點(diǎn)進(jìn) 行分析，給出印刷質(zhì)量的檢測結(jié)果。
[0055] 在實(shí)際應(yīng)用中，如果需要檢測出既有透光缺陷（如有小洞）又有印刷缺陷的產(chǎn)品， 可以設(shè)計(jì)成這樣3個工位：透射光(如采用光源202) +反射光(光源201) +漫射光(光源 203)。如果只需要檢測白紙，可以只啟用2個工位：透光工位(光源202) +漫射工位(光源 203)。如果需要對新產(chǎn)品進(jìn)行檢測，還可以對光源的形式進(jìn)行調(diào)整，例如將條形光更換為拱 形光，相機(jī)也可能會傾斜另一個角度拍圖。
[0056] 需要說明的是，本實(shí)用新型的附圖中的各個部件的形狀均是示意性的，不排除與 其真實(shí)形狀存在一定差異，附圖僅用于對本實(shí)用新型的原理進(jìn)行說明，圖中所示部件的具 體細(xì)節(jié)并非對實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該理解，上述實(shí)施例也僅僅 是對本實(shí)用新型的示意性實(shí)現(xiàn)方式的解釋，并非對本實(shí)用新型范圍的限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種線陣成像裝置，用于對被檢產(chǎn)品進(jìn)行多角度成像，所述線陣成像裝置包括：多 組光源、線陣成像器件、傳送裝置、頻閃控制裝置，其特征在于， 所述多組光源設(shè)置于所述被檢產(chǎn)品的周圍，每組光源從不同角度照向所述被檢產(chǎn)品； 所述傳送裝置運(yùn)送或支撐所述被檢產(chǎn)品；所述線陣成像器件位于所述被檢產(chǎn)品的側(cè)部，對 向所述被檢產(chǎn)品；所述頻閃控制裝置分別與所述多組光源和所述線陣成像器件相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的線陣成像裝置，其特征在于，所述多組光源包括第一組光源、 第二組光源和第三組光源，所述第一組光源位于被檢產(chǎn)品的上方，以第一角度朝向所述被 檢產(chǎn)品進(jìn)行照射；所述第二組光源位于所述被檢產(chǎn)品下方，以第二角度朝向所述被檢產(chǎn)品 進(jìn)行照射；所述第三組光源位于所述被檢產(chǎn)品的上方，以第三角度朝向所述被檢產(chǎn)品進(jìn)行 照射；所述線陣成像器件在所述被檢產(chǎn)品上方，對所述被檢產(chǎn)品進(jìn)行拍攝。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的線陣成像裝置，其特征在于，所述第一角度為所述第一組光 源的光軸與被檢產(chǎn)品的物面法線的夾角，所述第一組光源和所述成像裝置分別位于所述被 檢產(chǎn)品的物面法線的兩側(cè)；所述第二角度為所述第二組光源與所述被檢產(chǎn)品的物面法線的 夾角；所述第三角度為所述第三組光源的光軸與所述被檢產(chǎn)品的物面法線的夾角，所述第 三角度不等于所述第一角度，其中，所述第一角度等于第四角度，所述第四角度為所述成像 裝置的光軸與所述被檢產(chǎn)品的物面法線的夾角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的線陣成像裝置，其特征在于，所述線陣成像裝置還包括與所 述線陣成像器件相連接的圖像接收裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的線陣成像裝置，其特征在于，所述線陣成像裝置還包括合成 裝置，其與所述圖像接收裝置相連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的線陣成像裝置，其特征在于，所述多組光源包括第一組光源、 第二組光源和第三組光源，所述第一組光源位于被檢產(chǎn)品的上方，以第一角度朝向所述被 檢產(chǎn)品進(jìn)行照射；所述第二組光源位于所述被檢產(chǎn)品上方，正對所述被檢產(chǎn)品進(jìn)行照射； 所述第三組光源位于所述被檢產(chǎn)品的上方，以第三角度朝向所述被檢產(chǎn)品進(jìn)行照射；所述 線陣成像器件在所述被檢產(chǎn)品上方，對所述被檢產(chǎn)品進(jìn)行拍攝。
【文檔編號】G01N21/89GK203838070SQ201420148081
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】劉婕宇, 陳湘潤, 李慶梅, 潘津, 田立勛, 商豐瑞 申請人:北京大恒圖像視覺有限公司