專利名稱：孔洞檢測方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系涉及一種對象的檢測裝置與方法，更具體而言，本發(fā)明系涉及檢測對象孔洞內(nèi)部表面的裝置與方法。
背景技術(shù)：
許多制造商都會(huì)定期檢測所制造之產(chǎn)品，此為典型的質(zhì)量管理措施，用來鑒別瑕疵產(chǎn)品，進(jìn)而控制所制造產(chǎn)品的質(zhì)量。許多產(chǎn)品必須檢測其內(nèi)部表面，例如螺孔等。一般而言，傳統(tǒng)的孔洞檢測方法系運(yùn)用攝影機(jī)捕捉孔洞內(nèi)部表面，攝影機(jī)與受檢測產(chǎn)品通常必須相對轉(zhuǎn)動(dòng)，以期能夠獲得內(nèi)部表面完整的視界。許多情況下，攝影機(jī)與受檢測產(chǎn)品通常必須相對轉(zhuǎn)動(dòng)360°，當(dāng)攝影機(jī)與受檢測產(chǎn)品完成360°轉(zhuǎn)動(dòng)后，攝影機(jī)能夠捕捉受檢測產(chǎn)品內(nèi)部表面完整的影像，然后利用所捕捉受檢測產(chǎn)品內(nèi)部表面的影像鑒別產(chǎn)品可能的瑕疵。然而傳統(tǒng)孔洞檢測方法必須使攝影機(jī)與受檢測產(chǎn)品相對轉(zhuǎn)動(dòng)，是一種極為耗費(fèi)時(shí)間檢測方法。另外，因?yàn)閭鹘y(tǒng)檢測方法必須讓攝影機(jī)環(huán)繞著受檢測產(chǎn)品轉(zhuǎn)動(dòng)，因此必須設(shè)計(jì)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械裝置，是一種極為耗費(fèi)成本的檢測方法。同時(shí)因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械裝置會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，也會(huì)影響傳統(tǒng)檢測方法影像的質(zhì)量。而且，執(zhí)行傳統(tǒng)孔洞檢測的系統(tǒng)并不具備足夠之聚焦深度，導(dǎo)致傳統(tǒng)孔洞檢測系統(tǒng)所捕捉影像產(chǎn)生散焦問題，同時(shí)也會(huì)影響影像質(zhì)量，并產(chǎn)生影像失真問題。因?yàn)槭д嬗跋裰?zhǔn)容易造成影像分辨率不佳之結(jié)果，所以失真影像不易檢測，也不易獲取重要尺寸信肩、ο傳統(tǒng)孔洞檢測系統(tǒng)請參照圖6a、6b所示，如圖6a所示，一光學(xué)系統(tǒng)600，包括安裝在沿著一個(gè)中心軸線606轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械裝置(未顯示)上的一部攝影機(jī)602與一光學(xué)模塊604;—個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)(未顯示)將光學(xué)模塊604移動(dòng)至三個(gè)不同位置1、2、3，并在該三個(gè)不同位置捕捉對象608的三個(gè)影像，也就是影像1、影像2與影像3 ；—個(gè)照明器609 用來照明物件608 ；依據(jù)檢測目的及受檢測對象，可配置更多影像捕捉位置以獲得更多影像；隨后一控制器610執(zhí)行所捕捉影像之檢測，以鑒別各個(gè)影像之瑕疵，并將受檢測參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)樣板實(shí)施比對，或與使用者所設(shè)定瑕疵范圍實(shí)施比較，以決定對象608的良窳。圖6b顯示另一個(gè)傳統(tǒng)系統(tǒng)700，該系統(tǒng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的是對象608，而非光學(xué)模塊604 ； 該傳統(tǒng)系統(tǒng)700通常用來檢測中、小型尺寸與重量之對象，或是因?yàn)榭臻g或設(shè)計(jì)等限制因素?zé)o法轉(zhuǎn)動(dòng)光學(xué)模塊的情況下采用之。在該傳統(tǒng)系統(tǒng)700中，轉(zhuǎn)動(dòng)對象608，而光學(xué)模塊604 則依據(jù)不同預(yù)先設(shè)定時(shí)間間隔捕捉對象608之影像，以產(chǎn)生如第6a圖所示傳統(tǒng)系統(tǒng)600之效果。利用上述傳統(tǒng)系統(tǒng)600與700，捕捉數(shù)個(gè)影像所需時(shí)間極為冗長，同時(shí)控制器610 需處理數(shù)個(gè)影像，以產(chǎn)生檢測所需的影像。此外前述傳統(tǒng)系統(tǒng)須利用一個(gè)馬達(dá)與編碼器模組612轉(zhuǎn)動(dòng)光學(xué)模組604或物件608，所費(fèi)不貲。光學(xué)模組604與物件608的轉(zhuǎn)動(dòng)信息則回饋到控制器610，以利在適當(dāng)觸發(fā)預(yù)設(shè)點(diǎn)觸發(fā)攝影機(jī)602。因此有必 要開發(fā)一個(gè)孔洞內(nèi)部表面檢測方法，該方法無需轉(zhuǎn)動(dòng)受檢測對象，并透過檢測孔洞整個(gè)內(nèi)部表面單一影像，即能快速獲致最佳的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種孔洞檢測方法及其裝置，在無須轉(zhuǎn)動(dòng)受檢測對象的情況下，檢測孔洞內(nèi)部表面。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案提出一種孔洞檢測方法，包括引導(dǎo)照明光線指向一個(gè)具備兩個(gè)端點(diǎn)及延伸在兩個(gè)端點(diǎn)之間一個(gè)內(nèi)部表面的孔洞；接收通過一個(gè)鏡頭總成反射自該內(nèi)部表面的光線；將該孔洞內(nèi)部表面投射成一個(gè)二維影像；在一個(gè)影像平面捕捉該孔洞內(nèi)部表面該二維影像，該內(nèi)部表面沿著該二維影像充分聚焦；執(zhí)行影像處理，進(jìn)而檢測該孔洞內(nèi)部表面。設(shè)計(jì)、制作一種孔洞檢測裝置，包括照明器，以利將照明光線指向一個(gè)具備兩個(gè)端點(diǎn)及延伸在兩個(gè)端點(diǎn)之間一個(gè)內(nèi)部表面的孔洞；鏡頭總成，以利接收反射自該內(nèi)部表面的光線，同時(shí)將該孔洞該內(nèi)部表面投射成一個(gè)二維影像，該鏡頭總成具備一個(gè)至少延伸至該孔洞該兩個(gè)端點(diǎn)之間的一個(gè)景深；影像捕捉設(shè)備，以利捕捉在一個(gè)影像平面上該內(nèi)部表面的該二維影像，該內(nèi)部表面沿著該二維影像充分聚焦；與處理器，以利執(zhí)行影像處理，進(jìn)而檢測該孔洞該內(nèi)部表面。


圖1是本發(fā)明孔洞檢測方法流程圖。圖2是本發(fā)明顯示孔洞檢測裝置剖視圖。圖3是圖2中的鏡頭總成剖面視圖。圖4是圖2之裝置運(yùn)用背景照明所捕捉到通孔之影像示意圖。圖5是圖2之裝置運(yùn)用背景照明所捕捉到具備螺帽槽通孔之影像示意圖。圖6a、6b是現(xiàn)有技術(shù)所使用系統(tǒng)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述參照附圖，本發(fā)明各實(shí)施例涉及檢測物件孔洞內(nèi)表面，不需要物件被旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。傳統(tǒng)方法由于需要將物體360°轉(zhuǎn)動(dòng)因而耗費(fèi)時(shí)間，且傳統(tǒng)檢測方法因?yàn)樾枰獙z測裝置和物件相對移動(dòng)的操作裝置，因而費(fèi)用很高。為了簡潔和清晰，以下本發(fā)明的說明中，關(guān)于本申請所檢測孔洞內(nèi)表面的物體限制為不需要被旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，然而這并不排除有利于物件內(nèi)部檢測而不需要物件被旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的其它形式的實(shí)施例，本發(fā)明各實(shí)施例所基于的基本發(fā)明原理和概念是共同的。以下結(jié)合圖1只圖5對典型實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述。圖1是依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，顯示物件孔洞檢測方法10的流程圖。該方法10 包括步驟12，該步驟12將照明光線指向該孔洞，該孔洞具備兩端，以及延伸至該孔洞兩端的內(nèi)部表面。該方法10包括步驟14，該步驟14可將反射自該孔洞內(nèi)部表面的光線導(dǎo)向一個(gè)鏡頭總成；該方法10同時(shí)包括步驟15，該步驟15可將該孔洞內(nèi)部表面投射成二維環(huán)狀影像 (flat ring image)，該二維環(huán)狀影像可顯示該孔洞內(nèi)部表面完整細(xì)節(jié)；該方法10也包括步驟16，該步驟16可捕捉二維環(huán)狀影像，同時(shí)將該二維環(huán)狀影像由光學(xué)形式轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式；該方法10進(jìn)一步包括步驟18，該步驟18處理并檢測該二維環(huán)狀影像，進(jìn)而檢測該孔洞內(nèi)部表面。依據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，此處說明一種檢測裝置100，請參閱圖2。該裝置100包括一個(gè)或多個(gè)照明光源102，以利將照明光束103指向孔洞104，該孔洞104系屬圓柱型孔洞，該孔洞104系形成于對象106之上，正如同某一制造產(chǎn)品上的通孔。本發(fā)明此一實(shí)施例中，運(yùn)用該照明光源102將光線指向該孔洞104。該孔洞104具備第一端點(diǎn)108、第二端點(diǎn) 110，以及內(nèi)部表面112，該內(nèi)部表面112延伸于該第一端點(diǎn)108與該第二端點(diǎn)110之間；該第一端點(diǎn)108與該第二端點(diǎn)110相較，該第一端點(diǎn)108比較接近該裝置100 ；該孔洞104可以是通孔，也可以是盲孔(blind hole)；同理，該照明光源102用來提供該通孔或該盲孔之照明。該照明光源102提供白色、彩色或單色光線以照明該孔洞104。該照明光源102范例如熒光燈管與白色、彩色或單色發(fā)光二極管，或是來自太陽之自然光線。如果該孔洞104 為一通孔，可行的方式是以背景燈光指向該第二端點(diǎn)110，反之如果該孔洞104為一盲孔， 可行的方式是將照明指向該第一端點(diǎn)108。該裝置100也包括鏡頭總成116，如圖2所示，照明光束反射自該孔洞104該內(nèi)部表面112，并指向該鏡頭總成116。優(yōu)選的方式是該鏡頭總成116應(yīng)配置在該孔洞104該第一端點(diǎn)108之上。圖3是圖2所示的鏡頭總成116 —個(gè)完整圖示，同時(shí)圖3也顯示穿過該鏡頭總成 116光線117的路徑。更具體而言，圖3所示該鏡頭總成116包括復(fù)數(shù)鏡頭，也就是一個(gè)第一鏡頭118、一個(gè)第二鏡頭120、一個(gè)第三鏡頭122、一個(gè)第四鏡頭124與一個(gè)第五鏡頭126。 或者該等復(fù)數(shù)鏡頭可由棱鏡取代之，以達(dá)到相同的光學(xué)效果。優(yōu)選方式是該第一至第五鏡頭118、120、122、124、126中， 每一鏡頭沿著該鏡頭總成116 —個(gè)中心軸線128配置，可行的方式是該中心軸線128與圖2所示該孔洞104縱軸重合。以下將說明鏡頭總成設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)施例。該第一至第五鏡頭118、120、122、124、 126中，每一鏡頭規(guī)格尺寸及該鏡頭總成116型態(tài)模塊如附表一
權(quán)利要求
1.一種孔洞檢測方法，包括引導(dǎo)照明光線指向一個(gè)具備兩個(gè)端點(diǎn)及延伸在兩個(gè)端點(diǎn)之間一個(gè)內(nèi)部表面的孔洞；接收通過一個(gè)鏡頭總成反射自該內(nèi)部表面的光線；將該孔洞內(nèi)部表面投射成一個(gè)二維影像；在一個(gè)影像平面捕捉該孔洞內(nèi)部表面該二維影像，該內(nèi)部表面沿著該二維影像充分聚焦·’與執(zhí)行影像處理，進(jìn)而檢測該孔洞內(nèi)部表面。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的孔洞檢測方法，其特征在于所述引導(dǎo)照明光線指向具備兩個(gè)端點(diǎn)及延伸在兩個(gè)端點(diǎn)之間一個(gè)內(nèi)部表面的一個(gè)孔洞包括將照明光線指向兩個(gè)端點(diǎn)其中之一。
3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的孔洞檢測方法，其特征在于進(jìn)一步包括提供另一個(gè)指向該孔洞的照明光線。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的孔洞檢測方法，其特征在于所述引導(dǎo)照明光線包括引導(dǎo)白色、彩色與單色光線其中之一。
5.依據(jù)權(quán)利要求4所述的孔洞檢測方法，其特征在于所述接收通過一個(gè)鏡頭總成反射自該內(nèi)部表面的光線包括接收通過復(fù)數(shù)鏡頭的光束，以利將該孔洞內(nèi)部表面投射成一個(gè)二維環(huán)狀影像。
6.依據(jù)權(quán)利要求5所述的孔洞檢測方法，其特征在于所述接收通過復(fù)數(shù)鏡頭的光束包括沿著一個(gè)軸向配置該復(fù)數(shù)鏡頭，該軸向與該孔洞縱軸充分重合。
7.依據(jù)權(quán)利要求1所述的孔洞檢測方法，其特征在于所述執(zhí)行影像處理，進(jìn)而檢測該孔洞內(nèi)部表面包括在一個(gè)顯示工具顯示該二維影像。
8.依據(jù)權(quán)利要求7所述的孔洞檢測方法，其特征在于進(jìn)一步包括在該顯示工具上提供一個(gè)指示方法，該方法與該孔洞該內(nèi)部表面所偵測到的瑕疵有關(guān)。
9.依據(jù)權(quán)利要求1所述的孔洞檢測方法，其特征在于所述執(zhí)行影像處理，進(jìn)而檢測該孔洞內(nèi)部表面包括決定孔洞的深度。
10.依據(jù)權(quán)利要求1所述的孔洞檢測方法，其特征在于所述執(zhí)行影像處理，進(jìn)而檢測該孔洞內(nèi)部表面包括決定在該孔洞該內(nèi)部表面所形成的內(nèi)部螺紋間距。
11.一種孔洞檢測裝置，包括照明器，以利將照明光線指向一個(gè)具備兩個(gè)端點(diǎn)及延伸在兩個(gè)端點(diǎn)之間一個(gè)內(nèi)部表面的孔洞；鏡頭總成，以利接收反射自該內(nèi)部表面的光線，同時(shí)將該孔洞該內(nèi)部表面投射成一個(gè)二維影像，該鏡頭總成具備一個(gè)至少延伸至該孔洞該兩個(gè)端點(diǎn)之間的一個(gè)景深；影像捕捉設(shè)備，以利捕捉在一個(gè)影像平面上該內(nèi)部表面的該二維影像，該內(nèi)部表面沿著該二維影像充分聚焦；與處理器，以利執(zhí)行影像處理，進(jìn)而檢測該孔洞該內(nèi)部表面。
12.依據(jù)權(quán)利要求11所述的孔洞檢測裝置，其特征在于所述照明器將該照明光線指向至少該孔洞該兩個(gè)端點(diǎn)其中之一。
13.依據(jù)權(quán)利權(quán)利要求11所述的孔洞檢測裝置，其特征在于包括將一個(gè)照明光線指向該孔洞該兩個(gè)端點(diǎn)其中之一的第二照明器。
14.依據(jù)權(quán)利要求11所述的孔洞檢測裝置，其特征在于進(jìn)一步包括另一個(gè)照明器，以利將照明光線指向該孔洞。
15.依據(jù)權(quán)利要求11所述的孔洞檢測裝置，其特征在于所述照明光線是該照明器所產(chǎn)生白色、彩色與單色光線其中之一。
16.依據(jù)權(quán)利要求11所述的孔洞檢測裝置，其特征在于所述照明光線系來自太陽之自然光線。
17.依據(jù)權(quán)利要求11所述的孔洞檢測裝置，其特征在于所述鏡頭總成包括成像配置的復(fù)數(shù)鏡頭，以利將該孔洞該內(nèi)部表面投射成一個(gè)二維環(huán)狀影像。
18.依據(jù)權(quán)利要求16所述的孔洞檢測裝置，其特征在于所述復(fù)數(shù)鏡頭沿著一個(gè)軸向配置，該軸向與該孔洞縱軸充分重合。
19.依據(jù)權(quán)利要求11所述的孔洞檢測裝置，其特征在于所述影像捕捉設(shè)備與一個(gè)顯示工具連結(jié)，以利影像顯示。
20.依據(jù)權(quán)利要求11所述的孔洞檢測裝置，其特征在于所述影像捕捉設(shè)備與該鏡頭總成鄰接配置，以利捕捉該二維影像。
21.依據(jù)權(quán)利要求11所述的孔洞檢測裝置，其特征在于所述處理器包括檢測與該孔洞該內(nèi)部表面相對應(yīng)的二維影像的影像處理單元。
22.依據(jù)權(quán)利要求21所述的孔洞檢測裝置，其特征在于所述影像處理單元決定該孔洞的深度。
23.依據(jù)權(quán)利要求21所述的孔洞檢測裝置，其特征在于其中該影像處理單元決定在該孔洞該內(nèi)部表面所形成的內(nèi)部螺紋間距。
24.依據(jù)權(quán)利要求11所述的孔洞檢測裝置，其特征在于進(jìn)一步包括能夠在該顯示工具顯示的指示器，該指示器用來指示該孔洞該內(nèi)部表面所檢測到的瑕疵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種孔洞檢測方法及其裝置，該檢測裝置包括一照明器，以利將照明光束指向一具備兩個(gè)端點(diǎn)及延伸在該兩個(gè)端點(diǎn)間一內(nèi)部表面的孔洞；該檢測裝置同時(shí)也包括一鏡頭總成，以利將該孔洞該內(nèi)部表面投射成二維影像；該鏡頭總成具備一圓柱型視界，同時(shí)也具備一圓柱型景深，該圓柱型景深至少在該孔洞該兩個(gè)端點(diǎn)之間延伸；該檢測裝置進(jìn)一步包括一影像捕捉設(shè)備，以利捕捉該二維影像以及一影像處理設(shè)備，以利執(zhí)行該二維影像檢測，進(jìn)而檢測該孔洞該內(nèi)部表面；更具體而言，在該孔洞兩個(gè)端點(diǎn)間延伸的該內(nèi)部表面沿著該二維影像充分聚焦。
文檔編號G01B11/30GK102171553SQ200980135804
公開日2011年8月31日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者任長坡, 維克多·費(fèi)多普拉柯夫 申請人:聯(lián)達(dá)科技檢測私人有限公司