CN101349420A - 一种向内发光的球体光源装置 - Google Patents
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Abstract
一种应用在珍珠等易产生高光的球形物体图像采集上的光源装置。目前的光源只能对球形物体的一个面发出均匀的光，不能解决物体表面因照明不均匀产生的阴影、光斑及高光等问题。本发明包括球体，其特征在于所述的球体包括具有同一球心的外球和透光内球，内、外球上都开有相机拍摄孔，内球上的相机拍摄孔与外球上的相机拍摄孔相通，外球上装有多个向内发光的发光体，球体的上、下端开有通孔。本发明解决了在图象采集过程中，珍珠表面因照明不均匀产生的阴影、光斑及高光等问题。
Description
技术领域
本发明涉及光源，具体地说是一种应用在珍珠等易产生高光的球形物体图像采集上的光源装置。
背景技术
目前应用在珍珠图像采集上的光源主要是平面光源或半球形光源，而只能对球形物体的一个面发出均匀的光，不能解决物体表面因照明不均匀产生的阴影、光斑及高光等问题，阴影、大光斑或高光会对实时检测所采集到的图象产生覆盖，因而工业相机通过现有的光源无法采集到真实、接近全面的珍珠表面影像。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种向内发光的球体光源装置，该光源从各个角度向球心处发出光线，均匀照射在珍珠的全部外表面上，避免珍珠表面形成高光、光斑或阴影，以使工业相机采集到真实、全面的珍珠表面影像。
为此，本发明采用如下的技术方案：一种向内发光的球体光源装置，包括球体，其特征在于：所述的球体包括具有同一球心的外球和透光内球，内、外球上都开有相机拍摄孔，内球上的相机拍摄孔与外球上的相机拍摄孔相通，外球上装有多个向内发光的发光体，球体的上、下端开有通孔。透光内球除了透光作用外，还对外球起到保护作用，防止珍珠损坏发光体。
通孔用于珍珠通过球体，当珍珠处于球体的球心时，用工业相机通过相机拍摄孔对珍珠进行图片拍摄。多个发光体从各个角度向内发光，光线经过透光内球照向球心处，该光源均匀发光，使珍珠外表面上的亮度、明度均匀，避免珍珠表面上形成高光、光斑或阴影。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采取以下技术措施：
上述的球体光源装置，球体的上端通孔为进珠孔，下端通孔为出珠孔，进珠孔与出珠孔之间设有一对珍珠起导向作用的下落导向组件，该组件有下面二种结构：
1)所述的下落导向组件包括一光学玻璃方管和连接在玻璃方管两端的上、下玻璃圆管，三管的中心线位于球体的轴线上，上玻璃圆管的上部连接在进珠孔处，下玻璃圆管的下部连接在出珠孔处。玻璃方管减少光线的折射(相对玻璃圆管而言)，比较适合相机拍摄孔的轴线与玻璃方管垂直的结构形式使用(相机拍摄孔的轴心与球心处于同一水平面上)。
2)所述的下落导向组件包括位于同一轴线上的上导管和下导管，下导管呈锥形，所述的上导管与下导管之间形成2-6cm的间距(大于珍珠的外径，使位于球心处的光线不被下落导向组件遮挡)，该间距位于球心处，下导管上端的直径大于上导管的直径，避免珍珠落在下导管外，上导管的上部连接在进珠孔处，下导管的下部连接在出珠孔处。此结构适合相机拍摄孔安装在球体的各个位置上使用，不影响工业相机的拍摄，特别适合相机拍摄孔呈立体空间分布的结构使用。
内、外球上相机拍摄孔的个数及装置角度根据珍珠形状、颜色、光泽、光洁度等指标的拍摄要求进行调整，其分布有以下三种情况：
1)球体上的相机拍摄孔有二个，两个相机拍摄孔形成的球心角为90度的整数倍(即90度或180度)；
2)球体上的相机拍摄孔有三个，相邻的两个相机拍摄孔形成的球心角为120度；
3)球体上的相机拍摄孔有四个，该四个相机拍摄孔呈立体空间分布，相邻的两个相机拍摄孔形成的球心角为120度。
上述的球体光源装置，外球上均匀分布有用于放置发光体的安装孔，安装孔的孔径与发光体的直径匹配，发光体的发光面朝向球心，保证发光体发出的光线照向球心处，外球的侧壁上覆有一反光材料层，避免将球体内的光线反射出去。
上述的球体光源装置，内、外球均由二个半球对接而成，每个半球上都分布有相机拍摄孔。内、外球拆装方便，能根据拍摄要求对相机拍摄孔的位置进行调整。
上述的球体光源装置，发光体为发光二极管，避免频闪，可广泛应用于高精度机器视觉的照明。
本发明具有以下有益效果：该光源避免频闪，发光体在球体内能产生均匀的光线，珍珠表面的亮度、明度均匀，解决了在图象采集过程中，珍珠表面因照明不均匀产生的阴影、光斑及高光等问题，从而使工业相机采集到真实、全面的珍珠表面影像；内、外球均由两个半球对接而成，可自由拆装，能根据拍摄要求对相机拍摄孔进行位置调整，满足了实际的拍摄需要。
下面结合说明书附图和具体实施方式作对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明半个外球、半个内球和下落导向组件三部分组装后的结构示意图(未安装发光体)。
图2为本发明半个外球的结构示意图(未安装发光体)。
图3为图2的A-A剖面图(装有发光体)。
图4-7为本发明相机拍摄孔的孔位示意图。
图8为本发明下落导向组件的另一种结构示意图。
具体实施方式
如图所示的球体光源装置，组成球体的外球1和透光内球2具有同一球心，透光内球由亚克力材料制成，外球的外侧壁上覆有一反光材料层。内、外球均由二个半球对接而成，内球2的两个半球分别定位在外球1上的两个半球上，内、外球的两个半球上分布有相机拍摄孔3，内球上的相机拍摄孔与外球上的相机拍摄孔相通且处于同一轴心位置，且外球上的相机拍摄孔略大于内球上的相机拍摄孔。外球上均布多个装有发光体8(发光体为发光二极管，如图3所示)的安装孔4，安装孔4的孔径与发光体的直径匹配。发光体由直流稳压电源供电，所有发光体的发光面朝向球心，使其发出的光线照向位于球心处的被拍摄物体(珍珠11)表面。球体的上端开有进珠孔5，球体的下端开有出珠孔6，进珠孔5与出珠孔6之间设有一下落导向组件，该下落导向组件由位于中间的光学玻璃方管7和连接在方管两端的上、下玻璃圆管9、10组成，三管的中心线位于球体的轴线上，上玻璃圆管9的上部连接在进珠孔5处，下玻璃圆管10的下部连接在出珠孔6处。内、外球上的相机拍摄孔可以根据拍摄要求进行调整，可以为二个(如图4、5所示)、三个(如图6所示)或四个(如图7所示，图中用A、B、C、D表示相机拍摄孔所处的位置，O表示球心，用虚线表示形成的立体空间)。
本发明的下落导向组件也可以采用以下结构(如图8所示)：所述的下落导向组件由位于同一轴线上的上导管12和下导管13组成，下导管呈锥形，所述的上导管与下导管之间形成2-6cm的间距D，该间距D位于球心处，下导管上端的直径大于上导管的直径，上导管的上部连接在进珠孔处，下导管的下部连接在出珠孔处，特别适合图7这种分布结构使用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。
Claims (9)
1、一种向内发光的球体光源装置，包括球体，其特征在于：所述的球体包括具有同一球心的外球和透光内球，内、外球上都开有相机拍摄孔，内球上的相机拍摄孔与外球上的相机拍摄孔相通，外球上装有多个向内发光的发光体，球体的上、下端开有对应的通孔。
2、根据权利要求1所述的球体光源装置，其特征在于球体的上端通孔为进珠孔，下端通孔为出珠孔，进珠孔与出珠孔之间设有一下落导向组件。
3、根据权利要求2所述的球体光源装置，其特征在于所述的下落导向组件包括一光学玻璃方管和连接在玻璃方管两端的上、下玻璃圆管，三管的中心线位于球体的轴线上，上玻璃圆管的上部连接在进珠孔处，下玻璃圆管的下部连接在出珠孔处。
4、根据权利要求2所述的球体光源装置，其特征在于所述的下落导向组件包括位于同一轴线上的上导管和下导管，所述的上导管与下导管之间形成2-6cm的间距，该间距位于球心处，下导管上端的直径大于上导管的直径，上导管的上部连接在进珠孔处，下导管的下部连接在出珠孔处。
5、根据权利要求3或4所述的球体光源装置，其特征在于球体上的相机拍摄孔为二个，此二个相机拍摄孔形成的球心角为90度的整数倍。
6、根据权利要求3或4所述的球体光源装置，其特征在于球体上的相机拍摄孔为三个，相邻的二个相机拍摄孔形成的球心角为120度。
7、根据权利要求3或4所述的球体光源装置，其特征在于球体上的相机拍摄孔为四个，该四个相机拍摄孔呈立体空间分布，相邻的二个相机拍摄孔形成的球心角为120度。
8、根据权利要求1所述的球体光源装置，其特征在于外球上均匀分布有用于放置发光体的安装孔，安装孔的孔径与发光体的直径匹配，发光体的发光面朝向球心，外球的侧壁上覆有一反光材料层。
9、根据权利要求1所述的球体光源装置，其特征在于所述的内、外球均由二个半球对接而成，每个半球上都分布有相机拍摄孔。
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