一种多景深同步检测装置和方法与流程

本发明涉及工业视觉检测，更具体地，涉及一种多景深同步检测装置和方法。

背景技术：

1、目前，在检测具有一定厚度的物体时，当物体的厚度超过了镜头景深的范围，镜头一次成像便不能同时将物体的上下两个表面拍摄清晰。通常的做法是多次拍摄，即先拍摄第一次，然后移动相机再拍摄一次；或者调整对焦环，改变镜头的对焦面再拍一次。这不仅增加了拍摄时间，使检测速度降低，而且不断改变相机位置或对焦面，会降低拍摄系统的稳定性。

技术实现思路

1、针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种多景深同步检测方法和系统，通过光路的设计，使得不同景深范围内的平面可以同时成像于同一个相机，提高了检测的效率和稳定性。

2、为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种多景深同步检测装置，该装置包括：

3、相机， n个半透半反镜和 n个反射单元；其中 n≥1；

4、所述相机与所有的半透半反镜构成垂直于所述相机靶面的第一光路，所述第一光路上的第一成像光通过所述半透半反镜后进入相机；

5、所述反射单元与所述半透半反镜一一对应，与所述相机构成 n个第二光路，所述第二光路上的第二成像光依次通过所述反射单元和所述半透半反镜后进入相机；

6、所述第一光路的光程与所述 n个第二光路的光程相等。

7、进一步地，上述多景深同步检测装置还包括：

8、所述半透半反镜和所述反射单元被设置为使得所述第二光路的第一部分与所述第一光路平行，所述第二光路的第二部分与所述第一光路垂直；

9、其中，所述第一部分是所述第二光路中入射至所述装置的部分，所述第二部分是所述第二光路在所述半透半反镜和所述反射单元之间的部分。

10、进一步地，上述多景深同步检测装置还包括：

11、还包括角度调节单元，用于调节所述反射单元和所述半透半反镜的相对角度，使得第二成像光可以完整的沿所述反射单元和所述半透半反镜到达所述相机。

12、进一步地，上述多景深同步检测装置还包括：

13、还包括遮光快门，设置在所述第一光路和所述第二光路上，用于遮蔽光路，以使得所述相机在同一时刻仅获取一个成像光；

14、或，还包括不同波长范围的带通滤光片，设置在所述第一光路和所述第二光路上，用于使得所述第一成像光和所述第二成像光的颜色各不相同；所述相机为彩色相机；还包括数字图像处理单元，在所述彩色相机接收所有成像光后，进行数字图像处理，依据带通滤光片的颜色，分离不同成像光所成的像。

15、进一步地，上述多景深同步检测装置还包括：

16、还包括景深调节单元，用于在相机获取待测平面的像后，对比所述第二成像光所成像与所述第一成像光所成像的清晰度，调节所述半透半反镜和所述反射单元的位置。

17、按照本发明的第二个方面，还提供了一种多景深同步检测方法，应用于上述任一项所述的多景深同步检测装置，包括：

18、将相机正对待测平面，所述待测平面不同的位置具有高度差；

19、调整所述相机镜头焦距和所述装置的位置，使所述相机通过第一光路对焦于所述待测平面的第一高度，同时使所述相机通过第二光路对焦于所述待测平面的 n个第二高度；其中，所述相机与半透半反镜构成垂直于所述相机靶面的第一光路， n个反射单元， n个所述半透半反镜与所述相机构成第二光路；其中 n≥1；

20、通过所述装置同时或者分时获取所述待测平面在 n+1个高度位置处的成像。

21、进一步地，上述多景深同步检测方法还包括：

22、调整所述装置的位置，使所述相机通过所述第一光路垂直对焦于所述待测平面的第一高度，同时使所述相机通过所述第二光路垂直对焦于所述待测平面的第二高度，还使得所述第二光路在所述半透半反镜和所述反射单元之间的部分与所述第一光路垂直，且该部分的光程与所述待测平面之间的高度差相等。

23、进一步地，上述多景深同步检测方法还包括：

24、还包括调节所述装置中的反射单元和半透半反镜的角度，使得所述相机获取完整的所述待测平面的第二高度的成像。

25、进一步地，上述多景深同步检测方法还包括：

26、所述第一光路和所述第二光路上设置有遮光快门，用于遮蔽光路，以使得所述相机在同一时刻仅获取一个高度的待测平面的成像；通过相机获取所有高度下待测平面的成像后，依据所述遮光快门与光路的对应关系，分离不同高度下待测平面的成像；

27、或，所述第一光路和所述第二光路还分别经过不同波长范围的带通滤光片；所述相机为彩色相机；通过相机同时获取所有高度下待测平面的成像后，进行数字图像处理，依据带通滤光片的颜色，分离不同高度下待测平面的成像。

28、进一步地，上述多景深同步检测方法还包括：

29、对比第二高度下所成像与第一高度下所成像的清晰度；

30、当所述第二高度下所成像的清晰度小于所述第一高度下所成像的清晰度时，调节该第二光路中的反射单元，使得所述第二高度下所成像的清晰度与所述第一高度下所成像的清晰度之差小于第一阈值。

31、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

32、本发明提供的一种多景深同步检测装置，通过光路的设计，使得不同景深范围内的平面可以同时成像于同一个相机，提高了检测的效率和稳定性。

技术特征：

1.一种多景深同步检测装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的多景深同步检测装置，其特征在于：

3.如权利要求1所述的多景深同步检测装置，其特征在于：

4.如权利要求1所述的多景深同步检测装置，其特征在于：

5.如权利要求1所述的多景深同步检测装置，其特征在于：

6.一种多景深同步检测方法，应用于如权利要求1-5任一项所述的多景深同步检测装置，其特征在于：

7.如权利要求6所述的多景深同步检测方法，其特征在于：

8.如权利要求6所述的多景深同步检测方法，其特征在于：

9.如权利要求6所述的多景深同步检测方法，其特征在于：

10.如权利要求6所述的多景深同步检测方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种多景深同步检测装置，该装置包括：相机，N个半透半反镜和N个反射单元；其中N≥1；相机与所有的半透半反镜构成垂直于相机靶面的第一光路，第一光路上的第一成像光通过半透半反镜后进入相机；反射单元与半透半反镜一一对应，与相机构成N个第二光路，第二光路上的第二成像光依次通过反射单元和半透半反镜后进入相机；第一光路的光程与N个第二光路的光程相等。本发明还公开了一种多景深同步检测方法。本发明通过光路的设计，使得不同景深范围内的平面可以同时成像于同一个相机，提高了检测的效率和稳定性。

技术研发人员：时强,欧昌东,邓俊涛
受保护的技术使用者：武汉精立电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14