CN211478808U - 基板玻璃缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种基板玻璃缺陷检测装置，包括控制单元、用于对基板玻璃的缺陷位置进行照明的光源、以及用于对缺陷位置进行图像采集的可变焦的摄像单元，控制单元用于控制摄像单元沿基板玻璃的厚度方向变焦并进行图像采集；光源的中心线与摄像单元的物侧透镜的中心线重合，以使光源发射出的光束沿摄像单元的图像采集路径射向缺陷位置。通过使光源的中心线与物侧透镜的中心线重合，从而令光源发射出的光束可以沿摄像单元的图像采集路径射向缺陷位置，在摄像单元采集图像的过程中，照明效果好、成像效果佳。

Description

基板玻璃缺陷检测装置

技术领域

本公开涉及基板玻璃制造加工领域，具体地，涉及一种基板玻璃缺陷检测装置。

背景技术

液晶基板玻璃是显示领域的基板，广泛应用于各种显示器中。随着显示领域对像素和对比度要求的提高，液晶基板玻璃的缺陷也要更少更小。液晶基板玻璃的缺陷主要表现为玻璃表面和玻璃内部的气泡、铂金、灰尘、结石等。由于面检相机要检查整块液晶基板玻璃，只能拍到缺陷大概外形，无法确认缺陷具体尺寸和层次，不能判断所检测液晶基板玻璃是否合格。这就要求在检验液晶基板玻璃时，检验员要对面检发现的缺陷进行复检，现有技术中复检的缺陷检测装置成像效果差，不便于检测人员对缺陷位置所采集图像的测量与分析。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种基板玻璃缺陷检测装置，该基板玻璃缺陷检测装置成像效果佳、便于检测人员对缺陷位置所采集图像的测量与分析。

为了实现上述目的，本公开提供一种基板玻璃缺陷检测装置，包括控制单元、用于对基板玻璃的缺陷位置进行照明的光源、以及用于对所述缺陷位置进行图像采集的可变焦的摄像单元，所述控制单元用于控制所述摄像单元沿所述基板玻璃的厚度方向变焦并进行图像采集；所述光源的中心线与所述摄像单元的物侧透镜的中心线重合，以使所述光源发射出的光束沿所述摄像单元的图像采集路径射向所述缺陷位置。

可选地，所述基板玻璃缺陷检测装置还包括测距单元，所述测距单元用于测量该检测装置与所述基板玻璃之间的距离，所述控制单元用于根据所述测距单元测得的距离信息控制所述摄像单元聚焦在所述基板玻璃靠近该检测装置的一面。

可选地，所述测距单元包括激光发射器、以及用于接收从该激光发射器射出并经所述基板玻璃反射的激光的光电接收器。

可选地，所述摄像单元还包括驱动部、固定设置的摄像单元本体、以及与所述摄像单元本体固定连接的像侧透镜，所述驱动部根据所述控制单元发送的控制指令驱动所述物侧透镜沿其中心线方向移动，以实现对所述基板玻璃的多次聚焦。

可选地，所述摄像单元还包括第一反射机构和第二反射机构，所述物侧透镜的中心线用于与所述基板玻璃平行，所述像侧透镜的中心线用于与所述基板玻璃垂直，所述第一反射机构用于将所述缺陷位置的图像信息反射至所述物侧透镜，所述第二反射机构用于将所述物侧透镜接收的所述图像信息反射至所述像侧透镜。

可选地，所述第一反射机构和所述第二反射机构分别构造为第一直角三棱镜和第二直角三棱镜，且该第一直角三棱镜和第二直角三棱镜的斜面分别构造为第一反射面和第二反射面。

可选地，所述光源与所述第二直角三棱镜的直角面相邻设置，以使所述光源发射出的光束依次穿过所述第二直角三棱镜、所述物侧透镜后经所述第一反射面射向所述缺陷位置。

可选地，所述物侧透镜构造为凸透镜，所述像侧透镜构造为凹透镜，所述凸透镜和所述凹透镜的曲率中心重合。

可选地，所述光源选用LED发光二极管，以发射出波长在400-800nm之间、光束发散性为37°且辐射面积大于10mm²的可见光。

可选地，所述基板玻璃缺陷检测装置还包括壳体，所述控制单元、所述光源及所述摄像单元均设置在所述壳体内。

通过使光源的中心线与物侧透镜的中心线重合，从而令光源发射出的光束可以沿摄像单元的图像采集路径射向缺陷位置，在摄像单元采集图像的过程中，照明效果好、成像效果佳。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种实施方式的基板玻璃缺陷检测装置的结构示意简图，其中图中还示出了基板玻璃。

附图标记说明

21 驱动部 22 物侧透镜

23 摄像单元本体 24 像侧透镜

25 第一反射机构 251 第一反射面

26 第二反射机构 261 第二反射面

3 测距单元 4 光源

10 壳体 100 基板玻璃

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是指具体结构轮廓的内和外，所使用的术语如“第一、第二”等仅是为了区分一个要素和另外一个要素，并不具有顺序性和重要性。

如图1所示，本公开提供一种基板玻璃缺陷检测装置，包括控制单元、用于对基板玻璃100的缺陷位置进行照明的光源4、以及用于对缺陷位置进行图像采集的可变焦的摄像单元，控制单元用于控制摄像单元沿基板玻璃100的厚度方向变焦并进行图像采集；光源4的中心线与摄像单元的物侧透镜22的中心线重合，以使光源4发射出的光束沿摄像单元的图像采集路径A射向缺陷位置。

通过使光源4的中心线与物侧透镜22的中心线重合，从而令光源4发射出的光束可以沿摄像单元的图像采集路径A射向缺陷位置，在摄像单元采集图像的过程中，照明效果好、成像效果佳。

在一种实施方式中，如图1所示，该基板玻璃缺陷检测装置还可以包括测距单元3，该测距单元3可以用于测量该检测装置与基板玻璃100之间的距离，控制单元用于根据测距单元3测得的距离信息控制摄像单元聚焦在基板玻璃100靠近该检测装置的一面。换言之，通过该测距单元3将摄像单元聚焦在基板玻璃100的基准面(靠近检测装置的一面)上，实现该检测装置的自动聚焦，自动化程度高。当然，也可以手动进行基准面的聚焦，本公开对此不作限制。

具体地，测距单元3可以包括激光发射器、以及用于接收从该激光发射器射出并经基板玻璃100反射的激光的光电接收器。例如，该激光发射器可以发射波长为650nm的激光，且该激光为功率小于1mw的连续波，经过基板玻璃100靠近检测装置的一面的反射后，该激光到达光电接收器。通过检测激光从该激光发射器发出该光电接收器接收该激光所用的时间，以来确定该检测装置与该基准面之间的距离。测量精度高的同时元器件成本低廉。在另外一种实施方式中，该测距单元3也可以构造为超声波距离传感器，本公开对此不作限定。

在一种实施方式中，如图1所示，摄像单元还可以包括驱动部21、固定设置的摄像单元本体23、以及与摄像单元本体23固定连接的像侧透镜24，驱动部21根据控制单元发送的控制指令驱动物侧透镜22沿其中心线方向移动，以实现对基板玻璃100的多次聚焦，每次聚焦的变化量可以相同，以使该摄像单元可以沿着基板玻璃的厚度方向均匀地进行聚焦并进行拍摄，以对基板玻璃不同厚度处的缺陷进行检测，以判断是否合格。

可选地，驱动部21可以构造为直线电机，成本低廉且驱动稳定。但是本公开并不对该驱动部21的具体结构类型进行限定，也可以选用其他类型的驱动结构。

可选地，摄像单元本体23可以构造为CCD矩阵彩色摄像头，成像效果佳，便于图像的采集。当然本公开也并不会对该摄像单元本体23的具体结构类型进行限定。

另外，如图1所示，该摄像单元还可以包括第一反射机构25和第二反射机构26，物侧透镜22的中心线可以用于与基板玻璃100平行，像侧透镜24的中心线可以用于与基板玻璃100垂直，第一反射机构25用于将缺陷位置的图像信息反射至物侧透镜22，第二反射机构26用于将物侧透镜22接收的图像信息反射至像侧透镜24，进而通过摄像单元本体23对图像进行采集。通过设置该第一反射机构25和第二反射机构26，以满足在物侧透镜22的中心线和像侧透镜24的中心线不重合的情况下，实现图像的采集，使得该物侧透镜22和像侧透镜24的具体布置方式更加灵活，方便结构的布置。

进一步地，第一反射机构25和第二反射机构26可以分别构造为第一直角三棱镜和第二直角三棱镜，且该第一直角三棱镜和第二直角三棱镜的斜面分别构造为第一反射面251和第二反射面261。该两个直角三棱镜成本低廉的同时且反射效果佳。

更进一步地，光源4与第二直角三棱镜的直角面相邻设置，以使光源4发射出的光束依次穿过第二直角三棱镜、物侧透镜22后经第一反射面251射向缺陷位置。在光束经过第二直角三棱镜时，该光束平行穿过该透明的直角三棱镜并不发生折射或者反射，但当光束穿过物侧透镜22并射向第一反射面251时，光束会发生反射，具体地，该光束射向该第一反射面251的入射角为45度，从而可以使得光束垂直射向基板玻璃100的缺陷位置处，实现良好的照明效果。

可选地，上述的物侧透镜22可以构造为凸透镜，像侧透镜24可以构造为凹透镜，凸透镜和凹透镜的曲率中心重合，并且该凹透镜的曲率半径可以是该凸透镜的曲率半径的两倍，以进一步提高成像的效果。

上述的光源4可以选用LED发光二极管，以发射出波长在400-800nm之间、光束发散性为37°且辐射面积大于10mm²的可见光，以保证光源4发射出的光束尽可能为平行光束，以提高照明的效果。

另外，如图1所示，基板玻璃缺陷检测装置还可以包括壳体10，控制单元、光源4及摄像单元可以均设置在壳体10内，以通过该壳体10对该装置的光学元器件进行保护。

该基板玻璃缺陷检测装置的具体工作过程如下：

首先，将该检测装置安装在距离基板玻璃为4cm至8cm的位置处，以保证该检测装置中的摄像单元能够正常工作；

其次，控制单元可以先控制光源4对缺陷位置进行照明；

进而，该控制单元可以控制测距单元3进行该检测装置与基板玻璃100间距离的测量，待测量完成后，该测距单元3将距离信息反馈至控制单元，控制单元根据该距离信息进行算法运算以控制摄像单元聚焦在该基板玻璃100靠近该检测装置的一面，待聚焦完成后，该摄像单元对该面进行图像采集；

然后，控制单元向驱动部21发送控制指令驱动物侧透镜22沿其中心线方向移动，以实现对基板玻璃100的多次聚焦，每次聚焦的变化量可以相同，以使该摄像单元可以沿着基板玻璃的厚度方向均匀地进行聚焦并进行拍摄；

最后，摄像单元将多张拍摄的图像信息反馈至控制单元，控制单元对基板玻璃不同厚度处的图像信息的缺陷进行检测，以判断是否合格。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种基板玻璃缺陷检测装置，其特征在于，包括控制单元、用于对基板玻璃(100)的缺陷位置进行照明的光源(4)、以及用于对所述缺陷位置进行图像采集的可变焦的摄像单元，

所述控制单元用于控制所述摄像单元沿所述基板玻璃(100)的厚度方向变焦并进行图像采集；

所述光源(4)的中心线与所述摄像单元的物侧透镜(22)的中心线重合，以使所述光源(4)发射出的光束沿所述摄像单元的图像采集路径(A)射向所述缺陷位置。

2.根据权利要求1所述的基板玻璃缺陷检测装置，其特征在于，所述基板玻璃缺陷检测装置还包括测距单元(3)，所述测距单元(3)用于测量该检测装置与所述基板玻璃(100)之间的距离，所述控制单元用于根据所述测距单元(3)测得的距离信息控制所述摄像单元聚焦在所述基板玻璃(100)靠近该检测装置的一面。

3.根据权利要求2所述的基板玻璃缺陷检测装置，其特征在于，所述测距单元(3)包括激光发射器、以及用于接收从该激光发射器射出并经所述基板玻璃(100)反射的激光的光电接收器。

4.根据权利要求1所述的基板玻璃缺陷检测装置，其特征在于，所述摄像单元还包括驱动部(21)、固定设置的摄像单元本体(23)、以及与所述摄像单元本体(23)固定连接的像侧透镜(24)，所述驱动部(21)根据所述控制单元发送的控制指令驱动所述物侧透镜(22)沿其中心线方向移动，以实现对所述基板玻璃(100)的多次聚焦。

5.根据权利要求4所述的基板玻璃缺陷检测装置，其特征在于，所述摄像单元还包括第一反射机构(25)和第二反射机构(26)，所述物侧透镜(22)的中心线用于与所述基板玻璃(100)平行，所述像侧透镜(24)的中心线用于与所述基板玻璃(100)垂直，所述第一反射机构(25)用于将所述缺陷位置的图像信息反射至所述物侧透镜(22)，所述第二反射机构(26)用于将所述物侧透镜(22)接收的所述图像信息反射至所述像侧透镜(24)。

6.根据权利要求5所述的基板玻璃缺陷检测装置，其特征在于，所述第一反射机构(25)和所述第二反射机构(26)分别构造为第一直角三棱镜和第二直角三棱镜，且该第一直角三棱镜和第二直角三棱镜的斜面分别构造为第一反射面(251)和第二反射面(261)。

7.根据权利要求6所述的基板玻璃缺陷检测装置，其特征在于，所述光源(4)与所述第二直角三棱镜的直角面相邻设置，以使所述光源(4)发射出的光束依次穿过所述第二直角三棱镜、所述物侧透镜(22)后经所述第一反射面(251)射向所述缺陷位置。

8.根据权利要求4所述的基板玻璃缺陷检测装置，其特征在于，所述物侧透镜(22)构造为凸透镜，所述像侧透镜(24)构造为凹透镜，所述凸透镜和所述凹透镜的曲率中心重合。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的基板玻璃缺陷检测装置，其特征在于，所述光源(4)选用LED发光二极管，以发射出波长在400-800nm之间、光束发散性为37°且辐射面积大于10mm²的可见光。

10.根据权利要求1-8中任意一项所述的基板玻璃缺陷检测装置，其特征在于，所述基板玻璃缺陷检测装置还包括壳体(10)，所述控制单元、所述光源(4)及所述摄像单元均设置在所述壳体(10)内。

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