一种检测装置及检测设备的制作方法

1.本发明涉及光学检测技术领域，特别涉及一种检测装置及检测设备。


背景技术：

2.随着电子信息技术的迅猛发展，手机更新换代的速度越来越快，包括软件和硬件的变更。如曲面手机屏成为发展趋势，其中，超曲面环幕屏越来越受到手机厂商的关注。
3.针对手机屏的发展趋势，现有的光学检测技术已经无法满足需求，在对曲面屏，尤其是超曲面环幕屏的边缘进行检测时，目前的光学检测仪器无法对曲面屏的边缘清晰成像，使得光学检测结果的精度降低。
4.如何对手机曲面屏进行精确检测是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.针对现有光学检测技术中无法对曲面屏边缘清晰成像的缺点，本发明提供一种检测装置，包括：光源装置，所述光源装置用于向待测区及其外围区域发射检测光束，所述检测光束沿垂直于待测物的方向入射至所述待测区及其外围区域，所述检测光束穿过所述外围区域形成复检光束，所述待测区用于改变所述检测光束的传播方向；反射元件，所述反射元件具有反射面，所述检测光束中心轴垂直于所述反射元件，所述反射面用于使至少部分所述复检光束反射至所述外围区域，所述复检光束穿过所述外围区域形成第一信号光；以及探测装置，所述探测装置用于接收信号光，所述信号光包括沿垂直于所述反射面的方向自所述外围区域出射的第一信号光，形成检测信息。
6.通过以上设置，光源装置出射的检测光束入射至待测区及其外围区域，部分检测光经待测物表面反射可形成部分信号光，而部分检测光穿过所述外围区域形成的复检光束穿过外围区域照射至反射面形成复检光束，部分复检光束经外围区域形成第一信号光，探测装置接收信号光，尤其是接收沿垂直于待测物的方向自外围区域出射的第一信号光，从而能够提高图像的对比度，提高检测的准确性。
7.在一种实施方式中，所述光源装置包括光源和分光镜，所述分光镜设置在所述光源和所述待测物之间的光路上，用于使所述光源出射的所述检测光束照射至所述检测物边缘；通过以上设置，该检测装置具有体积小的优点。
8.在一种实施方式中，所述光源为led光源阵列，所述分光镜为半透半反镜。
9.在一种实施方式中，所述分光镜用于反射所述光源出射的所述检测光束，并透过所述信号光；或者，所述分光镜用于透过所述光源出射的所述检测光束，并反射所述信号光。
10.在一种实施方式中，所述检测装置还包括承载面，用于放置所述待测物；所述光源装置与所述反射元件分别位于所述承载面的两侧，所述光源装置与所述探测装置位于所述承载面的同一侧；所述探测装置光轴垂直于所述反射面，或者所述光源的发光面平行于所述反光面。
11.在一种实施方式中，所述探测装置光轴垂直于所述反射面，所述光源装置位于所述探测装置与所述反射元件之间，所述光源装置具有靠近所述承载面的端面，所述端面与所述承载面的距离为150～170mm，所述承载面与所述反射面的距离为18～22mm。
12.在一种实施方式中，垂直于所述反射面的检测光束具有位于中心的中心光束；所述中心光束与所述探测装置的光轴经过同一直线。
13.在一种实施方式中，所述待测区包括所述待测物边缘的边缘线或孔的边缘线；所述外围区域包括位于所述边缘线一侧的待测物区域，或/和位于所述边缘线另一侧的空间区域。
14.在一种实施方式中，所述待测物表面至少存在一点处的外法线与反射面之间的夹角小于20
°
。
15.在一种实施方式中，所述外围区域包括待测物区域，所述外围区域相对于所述检测光束为透光材料或不透光材料。
16.在一种实施方式中，所述反射元件为镜面反射镜。
17.在一种实施方式中，所述光源装置包括远心平行光源；通过以上设置，使得光源装置出射的检测光束的平行度更高。
18.在一种实施方式中，所述反射元件为环形。
19.在一种实施方式中，所述待测物包括：中央区域，所述待测区位于所述中央区域的外围；还包括：平台；及位于所述平台上的支撑件，所述支撑件用于支撑所述待测物的所述中央区域，所述反射元件固定于所述平台，所述支撑件穿过所述反射元件的中空区域。
20.在一种实施方式中，所述检测信息包括待测区的位置、形状或尺寸信息中的一者或多者结合。
21.本发明还提供一种检测设备，包括上述任一所述的检测装置，还包括用于对所述待测物进行检测的检测部件。
22.在一种实施方式中，所述检测部件为色散共聚焦检测部分、干涉检测部件、彩色相机或反射谱检测部分中的至少一种。
23.本发明技术方案的有益效果包括：光源装置出射的检测光束入射至待测区及其外围区域，部分检测光经待测物表面反射可形成部分信号光(第二信号光)，而部分检测光穿过所述外围区域形成的复检光束穿过外围区域照射至反射面，这此过程中，由于待测区对检测光束的散射和衍射，导致检测光改变传播方向，不容易被探测装置接收；由于反射面垂直于检测光束的中心轴，复检光束经反射面反射后返回所述外围区，返回外围区的复检光穿过外围区形成第一信号光，所述探测装置能够两次接收信号光，从而能够增加外围区域和待测区的图像对比度，进而提高检测精度。同时，由于所述探测光用于接受信号光，所述信号光包括沿垂直于所述反射面的方向自所述外围区域出射的第一信号光，所述检测光束中心轴垂直于所述反射元件，则形成信号光的检测光束的平行性好，待测区改变所述检测光束传播方向之后的光束不容易被探测装置接收，从而能够进一步提高所形成图像的对比度，提高检测的准确性。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的
附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本申请所提供的检测装置的一种实施例的结构传输图；
26.图2为本申请所提供的检测装置的另一种实施例的结构示意图；
27.图3为本申请所提供的检测装置的另一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
28.本发明的核心是提供一种检测装置，该检测装置能够显著的提高待测物边缘的清晰度和对比度，提高对待测物的检测精度。
29.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
30.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
31.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
32.请参考图1和图2，图1为本发明所提供的检测装置的一种实施方式的光线传输图，图2为本发明所提供的检测装置的一种实施方式的结构示意图。
33.在本实施例中，检测装置包括：探测装置110、光源装置120及反射元件130，光源装置120用于像待测区及其外围区域发射检测光束，所述检测光束沿垂直于待测物的方向入射至所述待测区及其外围区域，所述检测光束穿过所述外围区域形成复检光束，所述待测区用于改变所述检测光束的传播方向；反射元件130具有反射面，所述检测光束中心轴垂直于所述反射元件，所述反射面用于使至少部分所述复检光束反射至所述外围区域，所述复检光束穿过所述外围区域形成第一信号光；探测装置110用于接收信号光，所述信号光包括沿垂直于反射元件130的反射面的方向自所述外围区域出射的第一信号光，形成检测信息。
34.本发明技术方案的有益效果包括：光源装置出射的检测光束入射至待测区及其外围区域，部分检测光经待测物表面反射可形成部分信号光(第二信号光)，而部分检测光穿过所述外围区域形成的复检光束穿过外围区域照射至反射面，这此过程中，由于待测区对检测光束的散射和衍射，导致检测光改变传播方向，不容易被探测装置接收；由于反射面垂直于检测光束的中心轴，复检光束经反射面反射后返回所述外围区，返回外围区的复检光穿过外围区形成第一信号光，所述探测装置能够两次接收信号光，从而能够增加外围区域和待测区的图像对比度，进而提高检测精度。同时，由于所述探测光用于接受信号光，所述信号光包括沿垂直于所述反射面的方向自所述外围区域出射的第一信号光，所述检测光束中心轴垂直于所述反射元件，则形成信号光的检测光束的平行性好，待测区改变所述检测光束传播方向之后的光束不容易被探测装置接收，从而能够进一步提高所形成图像的对比度，提高检测的准确性。
35.本实施例中，所述待测物表面至少存在一点处的外法线与反射面之间的夹角小于20
°
。
36.具体的，本实施例中，如图2所示，所述待测物150为2.5d或3d玻璃，例如手机屏或手机壳。
37.在本实施例中，所述检测区外围区域包括待测物150区域，所述外围区域相对于所述检测光束为透光材料，也可以为不透光材料。此外，待测物150包括中央区域，而所述待测区位于所述中央区域的外围。
38.所述待测区包括所述待测物边缘的边缘线或孔的边缘线；所述外围区域包括位于所述边缘线一侧的待测物区域，或/和位于所述边缘线另一侧的空间区域。
39.本实施例中，所述待测区为待测物的边缘线；所述外围区包括所述边缘线一侧的待测物区域和所述边缘线另一侧的空间区域。
40.所述空间区域指的是不属于待测物的部分，例如本实施中待测物边缘线附近的空气。
41.所述检测装置还包括承载面，所述承载面用于放置待测物。
42.在本实施例中，光源装置120包括光源121和分光镜122，其中，分光镜122设置在所述光源121和所述待测物150之间的光路上，用于使所述光源121出射的所述检测光束和信号光分离。通过以上设置，使得检测装置具有体积小的优点。
43.具体的，光源121为led光源阵列，其可以是白光、蓝光或者其他波长的光，其可出射平行的检测光束；分光镜122为半透半反镜，其可使部分光线透射部分光线反射。
44.在本实施例中，光源121用于向分光镜122发射检测光束，检测光束经分光镜反射或透射后沿垂直于待测物150的方向入射至所述待测区及其外围区域。
45.在本实施例中，如图1所示，分光镜122可用于反射所述光源121出射的所述检测光束，并透过所述信号光。在另一种实施方式中，如图3所示，分光镜122可用于透过所述光源121出射的所述检测光束，并反射所述信号光。
46.在另一实施方式中，光源装置120包括远心平行光源，该光源装置出射的检测光束平行度更高。
47.在本实施例中，光源装置120出射的垂直于所述反射元件130的反射面的检测光束具有位于中心的中心光束，所述中心光束与所述探测装置110的光轴经过同一直线。所述述中心光束与所述探测装置110的光轴经过同一直线，能够增加探测装置110探测的平行于探测装置光轴的信号光强度最大，降低发散角的光束的强，从而能够进一步增加所获取的图像对比度。
48.例如：本实施例中，所述光源装置120在承载面所在平面上形成实心光斑，所述探测装置110在承载面所在平面上的视场区域的中心与所述实心光斑的重合。
49.在其他实施例中，所述检测光束在所述承载面的横截面与所述探测装置在承载面的视场区域的中心相互偏离。
50.在本实施例中，所述光源装置120与所述反射元件130分别位于所述承载面的两侧，所述光源装置120和所述探测装置110位于所述承载面的同一侧；且所述探测装置110的光轴垂直于所述反射元件130的反射面。
51.本实施例中，所述探测装置110直接探测由分光镜122透过的信号光；所述光源发
射的探测光直接入射至所述分光镜122。该检测设备的结构紧凑，体积小。
52.在另一种实施方式中，请再次参阅图3，所述光源121的发光面平行于所述反射元件130的反射面。所述探测装置110直接探测由分光镜122反射的信号光；所述光源发射的探测光直接入射至所述分光镜122。
53.图1和图3所示的两种检测设备均具有结构紧凑，体积小的优点。
54.在其他实施例中，由分光镜反射或投射的光可经过一个或多个反射镜反射之后，被探测装置接收。和/或，所述光源发射的探测光经过一个或多个反射镜反射后到达所述分光镜。在本实施方式中，探测装置110包括探测器111和镜头112，采用工业相机，取材方便，成本较低。探测装置110的光轴垂直于所述反射元件130的反射面，所述光源装置120位于所述探测装置110与所述反射元件130之间；具体的，光源装置120具有靠近承载面的端面，该端面与承载面的距离为150～170mm，优选160mm；此外，承载面与反射元件的反射面的距离为18mm～22mm，优选20mm。通过以上设置，使得光源装置120出射的检测光束经待测物和/或反射面反射后，能有较多光线被探测装置收集，使得探测装置输出的轮廓图信号较强，进而降低检测装置的信噪比。
55.在本实施方式中，反射元件130的反射面为镜面反射，其可使照射至其上的检测光束，尤其是复检光束经反射面反射后保持平行特性，使复检光束平行的照射至待测物150的边缘。
56.所述反射元件130为环形，即所述反射元件130中间区域为中空。请再次参阅图1，该检测装置还包括平台140，以及位于平台140上的支撑件141，所述支撑件141用于支撑所述待测物150的中央区域，所述反射元件130固定在所述平台140上，所述支撑件141穿过所述反射元件130的中空区域。
57.所述支撑件141用于与待测物150接触的面为所述承载面；所述承载面平行于所述反射面。
58.当待测物150放置于所述承载面时，所述待测物150的主平面平行于所述承载面。例如，手机壳主平面接触承载面。
59.本实施例中，所述支撑件141包括多个吸盘，所述多个吸盘用于与待测物150直接接触，起到支撑待测物150的作用。所述探测装置110用于根据所述信号光获取待测区和外围区的图像；根据所述图像获取待测区的检测信息。
60.所述检测信息包括待测区的位置、形状或尺寸信息中的一者或多者组合。
61.具体的，本实施例中，所述检测信息包括2.5d或3d玻璃的边缘轮廓。在其他实施例中，所述检测信息包括孔的边缘线位置。
62.请再次参阅图1，光源121出射的平行的检测光束经过分光镜122后被分光镜122反射，检测光束沿垂直于承载面的方向入射至待测区及其外围区域，部分检测光束被待测物150表面反射形成部分信号光(第二信号光)，到达待测区的检测光束被待测区散射或衍射改变传播方向不容易被探测装置探测，使得待测区图像灰度值较小；第二信号光透过分光镜122后进入探测装置110，使得外围区的待测物所形成图像的灰度值较高；部分检测光束穿过所述外围区域的待测物和空间形成复检光束，所述复检光束经所述反射元件130的反射面反射后再次照射至所述外围区域，穿过所述外围区域的复检光束形成第一信号光，第一信号光透过分光镜122后被探测装置110接受，穿过外围区待测物的部分第一信号光进一
步增加了外围区待测区图像的灰度值，提高了对比度。由于所述外围区的空间区域对光传播方向的改变很小，垂直于反射面入射的复检光，垂直于复检光出射之后被探测装置接收，从而使外围区的空间区域的图像灰度值较高。综上，通过上述设置，可以提高所获取图像的对比度，该检测装置可形成待测物清晰的轮廓图。在本实施方式中，光源提供的平行的检测光束经待测物表面反射，以及反射面反射后被待测物透射共同被探测装置收集，形成待测物的轮廓图，提高待测物边缘成像的清晰程度。
63.在本实施方式中，该检测装置还包括运动台140，用于使待测物150相对于探测装置110和光源装置120移动和/或转动；具体的，待测物150设置在运动台140上，通过移动运动台140可以使得待测物150位于光源装置120的照射范围内。在其他实施方式中，也可以同时待测物150和反射元件130设置在运动台140上，使运动台140同时带动待测物150和反射元件130同时运动。
64.本申请还提供一种检测设备，该检测设备包括上述所述的检测装置，还包括：检测部件，检测部件用于对待测物150进行光学检测。该检测部件可以是为色散共聚焦检测部分、干涉检测部件、彩色相机或反射谱检测部分中的至少一种。
65.虽然参照特定的示例来描述了本发明，其中，这些特定的示例仅仅旨在是示例性的，而不是对本发明进行限制，但对于本领域普通技术人员来说是显而易见的是，在不脱离本发明的精神和保护范围的基础上，可以对所公开的实施例进行改变、增加或者删除。