[发明专利]确定透明材料表面瑕疵/污渍所在位置的装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于光学检测领域，具体涉及一种确定透明材料表面瑕疵/污渍所在位置的装置和方法。

背景技术

透明材料在人们生活、科研等方面得到了广泛应用，如，手机屏幕保护膜、相机镜头、大尺寸天文望远镜等，可以说透明材料的应用涉及各行业的方方面面。随着人们对手机、电视等电子设备体验感的要求不断提高，透明材料表面的洁净度需满足一定的要求。除此之外，科学研究的很多应用场景要求减小透明材料表面的灰尘附着，如，高能激光系统中，镜片上的灰尘会造成元器件的损伤。对空气洁净度的要求，在一定程度上减小了透明材料表面的污染，但对透明材料表面瑕疵/污染的区分及清洁在生活、生产及科研工作等方面发挥着重要作用。

然而，在瑕疵及污渍尺寸很小的情况下，瑕疵/污渍位置(上表面或下表面)较难区分，进一步的影响了材料的筛选及清洁。

发明内容

为了解决现有技术中透明材料表面瑕疵/污渍位置(上表面/下表面)难区分的问题，本发明提出了一种确定透明材料表面瑕疵/污渍所在位置的装置和方法。

本发明提出的确定透明材料表面瑕疵/污渍所在位置的装置包括：光源、相机、用于相机定位的定位装置、数据处理装置和判断装置。

其中所述光源和所述相机位于所述透明材料同一侧，所述光源发射的自然光以布儒斯特角入射到所述透明材料的表面。

所述定位装置将相机定位于入射光经所述透明材料的上表面或下表面反射后的反射光路上。

所述相机用于分别观测上表面和下表面的成像，所述相机的镜头前设置有s偏振片。

数据处理装置用于记录入射位置信息和所述相机观测到的成像信息，并对成像信息进行处理获得成像的强度。

判断装置根据相机观测到的瑕疵/污渍的光强来判断瑕疵/污渍的位置。

利用所述装置确定透明材料表面瑕疵/污渍所在位置的方法包括：(1)将相机定位于入射光经透明材料的上表面或下表面反射后的反射光路上；(2)通过移动透明材料相机分别完成对上表面和下表面的扫描，并记录各位置的成像和光强；(3)根据瑕疵/污渍的成像信息来判断瑕疵/污渍的位置。

本发明还提出了另一种确定透明材料表面瑕疵/污渍所在位置的装置，包括光源、第一相机、第二相机、分光器件、定位装置、数据处理装置和判断装置。其中所述光源和所述第一相机、第二相机位于所述透明材料同一侧，所述光源发射的自然光以布儒斯特角入射到所述透明材料的表面。

定位装置将第一相机和第二相机分别定位于入射光经透明材料的上表面或下表面反射后的反射光路上。

入射光经透明材料的上表面或下表面反射后通过所述分光器件分别进入所述第一相机和所述第二相机，其中上表面反射光的s分量经s偏振片进入所述第一相机，下表面反射光的p分量经过p偏振片进入所述第二相机。

数据处理装置用于记录入射位置信息以及第一相机和第二相机观测到的成像信息。

判断装置根据所述第一相机和所述第二相机观测到的瑕疵/污渍的成像来判断瑕疵/污渍的位置。

利用所述装置确定透明材料表面瑕疵/污渍所在位置的方法包括，移动透明材料对上下表面的扫描，如果在第一相机上检测到瑕疵/污渍，则判断其位置在上表面；如果在第二相机上检测到瑕疵/污渍，则判断其位置在下表面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用成像方法设计了确定透明材料瑕疵/污渍所在位置的装置和方法，本发明的装置构造简单，能够准确、快速地实现透明材料瑕疵/污渍位置的判断，便于透明材料的筛选及清洁，提高工作效率，具有广泛的工业应用前景。

附图说明

图1为电磁波传播示意图；

图2为自然光的示意图；

图3为线偏振光的示意图；

图4为反射及折射时光的偏振态示意图；

图5为光以布儒斯特角入射时透明材料反射及透射光偏振态的变化示意图；

图6为光以布儒斯特角入射时经透明材料反射及折射后偏振态的变化示意图；

图7为本发明的一个实施例的装置示意图；

图8为本发明的另一个实施例的装置示意图。

【附图标记说明】：

1-光源；2-相机、第一相机；3-s偏振片；4-分光器件；5-p偏振片；6-第二相机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。