專利名稱：硬質(zhì)卡片表面質(zhì)量檢測設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光學(xué)檢測設(shè)備，特別是檢測設(shè)備中的成像裝置。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)卡片用來記錄信息或作為憑證具有小巧方便的特點，目前各種硬質(zhì)卡片在生活中 得到廣泛應(yīng)用，如IC卡、各種銀行卡、電話卡等，很多人日常都會隨身攜帶多個卡以方便
使用。因此每年這一類的硬質(zhì)卡片生產(chǎn)數(shù)量十分巨大。
生產(chǎn)出來的硬質(zhì)卡片不可避免存在一定比率的次品，次品的缺陷大多集中在硬質(zhì)卡片 的表面質(zhì)量缺陷。硬質(zhì)卡片的表面一般具有兩層， 一層是印制有各種圖案的印刷層，另一 層是在覆蓋印刷層的透明的保護層。所說的硬質(zhì)卡片的表面缺陷主要有印刷層上存在的圖 文缺陷、顏色缺陷、臟點白點缺陷等，及保護層上存在的劃痕缺陷、氣泡缺陷、凹陷等。 對生產(chǎn)出來的硬質(zhì)卡片進行檢測以排除次品是必要的程序。
現(xiàn)有的硬質(zhì)卡片檢測常采用人工檢測，即利用人的視覺對硬質(zhì)卡片表面進行檢測。這 種人工檢測的方式顯然存在勞動強度大、效率低的問題，特別是對生產(chǎn)出的大量的硬質(zhì)卡 片進行檢測時這一問題更為突出。雖然有設(shè)計人員提出利用機器視覺技術(shù)實現(xiàn)自動化檢測 的方法，即利用數(shù)字成像技術(shù)獲得硬質(zhì)卡片表面圖像并與模板進行對比進行檢測，但這種 方案對于如何對硬質(zhì)卡片存在的兩層的缺陷進行區(qū)別檢測還沒有有效手段，對硬質(zhì)卡片的 兩層的缺陷分別檢測可以對后續(xù)采用何種手段處理有瑕疵的硬紙卡片提供依據(jù)。

實用新型內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有硬質(zhì)卡片檢測中存在的不能夠分別檢測保護層和印刷層的缺陷的問題， 本實用新型提供了一種硬質(zhì)卡片表面質(zhì)量檢測設(shè)備，能夠分別對印刷層和保護層成像，從 而區(qū)分兩層各自的缺陷。
本實用新型的技術(shù)方案如下
硬質(zhì)卡片表面質(zhì)量檢測設(shè)備，包括第一成像裝置和第二成像裝置，所述第一成像裝置 包括用于檢測硬紙卡片印刷層質(zhì)量的第一相機和第一光源，所述第一光源發(fā)出光的中心線 和第一相機的鏡頭的光軸同軸，且第一相機的鏡頭的光軸垂直于被檢測硬質(zhì)卡片表面；所 述第二成像裝置包括用于檢測硬紙卡片保護層質(zhì)量的第二相機和第二光源，所述第二光源
3發(fā)出光的中心線和第二相機的鏡頭的光軸鏡像同軸，且與被檢測硬質(zhì)卡片表面的夾角均大 于0°且小于90° 。
所述第一光源為環(huán)繞第一相機的鏡頭設(shè)置的環(huán)形光源。
所述第一光源和/或第二光源為定向光源。
所述第二光源為一特定波段光源，在被檢測硬質(zhì)卡片表面到第二相機的鏡頭上設(shè)置通 過所述特定波段光的濾光片，即在第二相機的鏡頭前設(shè)置通過所述特定波段光的濾光片； 所述第一光源為與所述特定波段相異波段的光源。
所述第二相機的成像芯片為黑白CCD。
所述第一相機的成像芯片為三個彩色CCD。
所述第二光源發(fā)出光的中心線和第二相機的鏡頭的光軸與被檢測硬質(zhì)卡片表面的夾角 均為60。。
本實用新型的技術(shù)效果
本實用新型的硬質(zhì)卡片表面質(zhì)量檢測設(shè)備包括兩個成像裝置，每個成像裝置均包括對 應(yīng)設(shè)置的光源與相機，即通過設(shè)置光源與相機的角度，使得每個相機主要接收經(jīng)被測硬質(zhì) 卡片表面反射的對應(yīng)光源的光，達到成像的目的。利用硬質(zhì)卡片表面保護層和印刷層不同 的反光特性，本實用新型的兩個成像裝置可以分別對保護層和印刷層的表面成像，且保護 層和印刷層反射的光不會互相干擾。保護層和印刷層的表面成像可以與預(yù)先設(shè)置的模板進 行比較檢測出保護層和/或印刷層存在的缺陷。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。
圖2為硬質(zhì)卡片表面光反射的原理圖。
圖3為第一光源的光在硬質(zhì)卡片表面的漫反射光的強度分布圖。
圖4為本實用新型的原理圖。
圖中標(biāo)識說明如下-
1、第一光源；2、第一相機鏡頭；3、第二光源；4、第二相機鏡頭；5、檢測箱體；6、 傳送帶；7、被檢測硬質(zhì)卡片；8、保護層；9、印刷層；10、入射光。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細說明。本實用新型中所述的硬質(zhì)卡片是指日常生活中見到的用來記錄信息或作為憑證的小而 硬的片狀物如磁卡、信用卡、身份證等，為了適應(yīng)于人們?nèi)粘y帶與使用，很多情況下這 些卡片都是由硬質(zhì)材料作為基體板，如PVC板，在基體板的表面印制各種圖案(印刷層)， 及為了降低對印刷層的磨損在印刷層表面粘結(jié)的透明的保護層。在制備硬質(zhì)卡片過程中， 難免會在印刷層和保護層上產(chǎn)生一些缺陷，如印刷層上的圖文缺陷、顏色缺陷、臟點和白 點等缺陷，再如保護層上的劃痕和氣泡等缺陷。具有上述缺陷的硬質(zhì)卡片被視為次品，對 次品的處理不能簡單地丟棄，這會增加制造成本，需要盡可能回收再利用這些次品。如何 處理這些次品使之能夠成為合格品，需要針對次品特定的缺陷進行處理，例如次品的缺陷 僅僅因為保護層上有氣泡缺陷，那么再次處理時只需要重新粘貼保護層即可。本實用新型 的一個主要功能就是區(qū)別檢測出硬質(zhì)卡片表面質(zhì)量缺陷，為下一步對次品的再處理方法提 供依據(jù)。
圖1顯示了本實用新型的主要結(jié)構(gòu)。第一成像裝置和第二成像裝置被設(shè)置在檢測箱體5 中，以減少外界光源對第一成像裝置和第二成像裝置的干擾。檢測箱體5的下方是硬質(zhì)卡 片傳送帶6，被傳送的硬質(zhì)卡片7的一個表面朝向檢測箱體。第一相機和第一光源1構(gòu)成了 第一成像裝置，第一光源1發(fā)出的光經(jīng)傳送帶6上的被檢測硬質(zhì)卡片7表面反射到第一相 機的鏡頭2，第一光源1發(fā)出光的中心線與第一相機鏡頭2的光軸同軸，并且第一相機的鏡 頭2的光軸垂直于被檢測硬質(zhì)卡片7表面。第二成像裝置包括第二相機和第二光源3，第二 光源3發(fā)出光的中心線和第二相機的鏡頭4的光軸鏡像同軸，第二光源3發(fā)出的光經(jīng)被檢 測硬質(zhì)卡片7表面會鏡面反射到第二相機的鏡頭4內(nèi)，且第二光源3發(fā)出光的中心線和第 二相機的鏡頭4的光軸與被檢測硬質(zhì)卡片7表面的夾角均大于0。且小于90° 。
圖2揭示了硬質(zhì)卡片表面對光的反射的關(guān)系，也即硬質(zhì)卡片表面的保護層8和印刷層9 的各自的反光特性。保護層8是一層平整、光滑且透明的薄膜，覆蓋在印刷層9表面，照 射到硬質(zhì)卡片表面的入射光10 (圖中粗體箭頭線)大部分直接透過保護層8，小部分入射 光會在保護層8表面形成鏡面反射。印刷層9是在PVC板上覆蓋的一層油墨層，穿過保護 層8的入射光到達印刷層9后形成漫反射。
圖3顯示了入射光在印刷層形成的漫反射光的強度分布，當(dāng)入射光垂直于硬質(zhì)卡片表 面時，漫反射光的強度分布符合余弦分布規(guī)律，即1=1。 cose，其中I是一個方向的反射光 的強度，I。為入射光中心線部分的強度，e為所述一個方向與硬質(zhì)卡片表面垂線間的夾角。 可見，當(dāng)6=0時，1=1。，即該方向的反射光的強度最大。因此圖1所示的本實用新型的第 一成像裝置中的第一光源發(fā)出光的中心線和第一相機鏡頭的光軸之間的位置關(guān)系需要符合 上述漫反射光的強度分布規(guī)律，使得第一相機鏡頭處于漫反射光最強方向。即第一相機鏡頭光軸垂直于被檢測硬質(zhì)卡片表面。被檢測硬質(zhì)卡片表面的印刷層對來自第一光源的入射 光形成漫反射光，在8=0方向上漫反射光的強度最大，即第一相機鏡頭所在位置接收的漫 反射光強度最大，利于第一相機形成清晰的印刷層的圖像，當(dāng)然這一圖像即印刷層的圖像。 由于第一光源的光被保護層反射的量很小，因此保護層反射的少量光進入第一相機的鏡頭 后對于印刷層的成像影響很小。
另一方面，第二成像裝置中的第二相機與第二光源對應(yīng)設(shè)置，即第二光源發(fā)出的光經(jīng) 被檢測硬質(zhì)卡片保護層鏡面反射到第二相機的鏡頭，第二相機接收反射的光后成像。具體 的是將第二光源發(fā)出光的中心線和第二相機的鏡頭的光軸設(shè)置成鏡像同軸。根據(jù)上面的分 析可以看到第二光源的光在保護層表面形成鏡面反射，根據(jù)鏡面反射關(guān)系將第二相機的鏡 頭設(shè)置成最大程度接收來自保護層的反射光，可以使得第二相機形成清晰的保護層的圖像。 可以看到，第二光源的光在保護層形成的鏡面反射光不會進入的第一相機的鏡頭，因此不 會對第一相機的成像產(chǎn)生干擾。根據(jù)前述的漫反射光的強度分布關(guān)系，在印刷層形成的漫 反射光(無論是第一光源還是第二光源產(chǎn)生的漫反射光)只有少部分進入到第二相機的鏡 頭，因此對第二相機形成保護層圖像干擾不大。當(dāng)然，為了進一步降低漫反射光對第二相 機的影響，有一個優(yōu)選的方案是調(diào)整第二相機的接收閾值，使得強度較低的漫反射光不被 第二相機成像。
圖4是本實用新型的原理圖，對應(yīng)于前述對第一成像裝置和第二成像裝置的描述。其 中第二光源3的光軸和第二相機的鏡頭4的光軸與被檢測硬質(zhì)卡片表面的夾角均為60° ， 這在實際應(yīng)用中是成像效果比較好的設(shè)置。本實施例中的第一光源1和第二光源3均采用 定向光源，能夠提高效率。
本實用新型中將光源的中心線與對應(yīng)相機鏡頭的光軸進行同軸設(shè)置的好處是光學(xué)效率 高。將第一光源設(shè)置成環(huán)繞第一相機的鏡頭的環(huán)形光源是上述使第一光源與第一相機鏡頭 光軸同軸的一個實現(xiàn)方式。
下面進一步舉例說明本實用新型一些優(yōu)選的方案。
還可以采用分光譜的結(jié)構(gòu)方式進一步降低第一光源對第二相機成像的干擾程度。具體 結(jié)構(gòu)如下將第二光源設(shè)置成紅色LED光源，第一光源為非紅色光源(本實施例中采用白 色光源)，同時在被檢測硬質(zhì)卡片表面到第二相機的鏡頭前設(shè)置紅色濾光片，即進入第二相 機鏡頭的光只有紅色光。這種結(jié)構(gòu)好處是即使有第一光源的光(或經(jīng)過反射的第一光源的 光)到達第二相機的鏡頭，也會被濾光片濾除，從而降低了第一光源對第二相機成像的干 擾程度。
將第二相機的成像芯片設(shè)置為黑白CCD可以降低成本，由于保護層成像沒有顏色要求，因此采用低成本的黑白CCD也可以達到檢測目的。
由于一般印刷層上很多部分會采用網(wǎng)點，若采用單CCD彩色相機成像有可能會出現(xiàn)彩 色莫爾條紋，降低檢測的準(zhǔn)確度，因此采用第一相機的成像芯片為三個彩色CCD的方案可 以解決這一問題。
當(dāng)采用翻片機構(gòu)后，本實用新型的第一成像裝置和第二成像裝置可以分別檢測硬質(zhì)卡 片的正反兩面，獲得的保護層和印刷層的圖像可以跟預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)模板進行對比從而對 硬質(zhì)卡片表面保護層和印刷層的質(zhì)量進行判斷。
權(quán)利要求1、硬質(zhì)卡片表面質(zhì)量檢測設(shè)備，包括第一成像裝置和第二成像裝置，其特征在于所述第一成像裝置包括第一相機和第一光源，所述第一光源發(fā)出光的中心線和第一相機的鏡頭的光軸同軸，且第一相機的鏡頭的光軸垂直于被檢測硬質(zhì)卡片表面；所述第二成像裝置包括第二相機和第二光源，所述第二光源發(fā)出光的中心線和第二相機的鏡頭的光軸鏡像同軸，且與被檢測硬質(zhì)卡片表面的夾角均大于0°且小于90°。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述硬質(zhì)卡片表面質(zhì)量檢測設(shè)備，其特征在于所述第一光源為環(huán)繞 第一相機的鏡頭設(shè)置的環(huán)形光源。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述硬質(zhì)卡片表面質(zhì)量檢測設(shè)備，其特征在于所述第一光源和 /或第二光源為定向光源。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述硬質(zhì)卡片表面質(zhì)量檢測設(shè)備，其特征在于所述第二光源為 一特定波段光源，在被檢測硬質(zhì)卡片表面到第二相機的鏡頭上設(shè)置通過所述特定波段光的 濾光片；所述第一光源為與所述特定波段相異波段的光源。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述硬質(zhì)卡片表面質(zhì)量檢測設(shè)備，其特征在于所述第二相機的 成像芯片為黑白CCD。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述硬質(zhì)卡片表面質(zhì)量檢測設(shè)備，其特征在于所述第一相機的 成像芯片為三個彩色CCD。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述硬質(zhì)卡片表面質(zhì)量檢測設(shè)備，其特征在于所述第二光源發(fā) 出光的中心線和第二相機的鏡頭的光軸與被檢測硬質(zhì)卡片表面的夾角均為60° 。
專利摘要為了解決現(xiàn)有硬質(zhì)卡片檢測中存在的不能夠分別檢測保護層和印刷層的缺陷的問題，本實用新型提供了一種硬質(zhì)卡片表面質(zhì)量檢測設(shè)備，包括第一成像裝置和第二成像裝置，所述第一成像裝置包括用于檢測印刷層質(zhì)量的第一相機和第一光源，所述第一光源發(fā)出光的中心線和第一相機的鏡頭的光軸同軸，且第一相機的鏡頭的光軸垂直于被檢測硬質(zhì)卡片表面；所述第二成像裝置包括用于檢測保護層的第二相機和第二光源，所述第二光源發(fā)出光的中心線和第二相機的鏡頭的光軸鏡像同軸，且與被檢測硬質(zhì)卡片表面的夾角均大于0°且小于90°。本實用新型可以廣泛應(yīng)用于各種銀行卡和證件卡的表面質(zhì)量檢測。
文檔編號G01N21/88GK201397305SQ200920107818
公開日2010年2月3日 申請日期2009年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月5日
發(fā)明者張殿斌, 艾小凱, 嚴 趙, 寬 陸 申請人:北京凌云光視數(shù)字圖像技術(shù)有限公司