CN102901048A - 反射罩、照明装置、检测/测量装置及检测/测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种反射罩、应用该反射罩的照明装置、测量装置、检测装置，及测量方法及检测方法。该反射罩包括两个或者两个以上连续的反射面，所述反射面具有一共同焦点，所述反射罩由经过该共同焦点的直线为旋转轴旋转形成所述反射罩。所述相较于现有技术，本发明的反射罩包括至少二反射面；所述反射面具有共同焦点，所述反射罩将位于焦点发出的光线投射于待测物体上并形成一光点，提高了光的强度，增加了光的利用率。

Description

反射罩、照明装置、检测/测量装置及检测/测量方法

技术领域

本发明涉及一种反射罩，尤其涉及一种提高光的利用率的反射罩，应用该反射罩的检测装置或测量装置及检测方法或测量方法。

背景技术

测量及检测技术广泛应用于现代加工制造业，以确定元件、半成品或者成品是否符合要求。一种检测系统包括圆顶灯、棱镜及成像模块。所述圆顶灯发出的光线照射到待测物体表面，光线从待测物体表面反射至棱镜以便成像模块拍摄成像。上述的检测系统，虽然能实现非接触式在线测量；但，需要较高功率的圆顶灯才能提供清晰成像所需要的亮度，光的利用率不高。

发明内容

鉴于以上所述，有必要提供一种提高光的利用率的反射罩。

此外，还有必要提供一种应用该反射罩的测量和/或检测装置。

进一步地，还有必要提供一种利用上述测量装置的测量方法。

进一步地，还有必要提供一种利用上述检测装置的检测方法。

进一步地，还有必要提供一种利用上述反射罩的照明装置。

一种反射罩包括两个或者两个以上连续的反射面，所述反射面具有一共同焦点，所述反射罩由经过该共同焦点的直线为旋转轴旋转形成所述反射罩。

其中，所述反射面的个数为二、三或者四个。

其中，该反射罩还包括第一侧面、第二侧面及第三侧面，第一侧面与第二侧面相互平行，第三侧面分别与第一侧面及第二侧面垂直连接。

一种测量和/或检测装置，用于测量和/或检测待测物体，该装置包括光源、反射罩及成像模块，所述反射罩用于接收光源发出的光并投射于待测量和/或检测物体上，从而为成像模块提供成像光线，该反射罩包括两个或者两个以上连续的反射面，所述反射面具有一共同焦点，所述反射罩由经过该共同焦点的直线为旋转轴旋转形成所述反射罩，所述反射罩用于接收光源发出的光投射于待测量和/或检测物体上形成光点。

其中，所述光源包括两个或者两个以上，第i个光源的安装位置为：第i段椭圆长轴与待测量和/或检测物体的待检测面的夹角为α_i， ${\mathrm{\α}}_i=\left(\arcsin \frac{h_i}{{2f}_n}\right),$ 其中，该反射面所在椭圆方程为 $\frac{x^2}{{A_i}^2}+\frac{y^2}{{B_i}^2}=1,$ hi为第i个光源距离待检面的垂直距离，f₁,f₂，...,f_i，...f_n为第i段椭圆弧所在的椭圆的焦距，A_i为第i段反射面所在椭圆的长轴长度，B_i为第i段反射面所在椭圆的短轴长度，f_i ²=A_i ²-B_i ²,A_i>B_i。

其中，所述装置还进一步包括控制芯片，所述控制芯片与电源及成像模块信号连接，所述控制芯片用于处理成像模块所拍摄的图像。

其中，所述光源为LED光源，每个LED光源为LED环状光源；所述环状的宽度越小，越有利于提高光照效果。

其中，所述反射罩至少两个，所述反射罩间隔地安装于该装置上，每一反射罩上光源的数量与反射罩的反射面数量相同。

其中，所述装置对称安装有所述反射罩及光源。

其中，所述反射面的个数为二、三或者四个。

一种检测装置，用于检测待测物体，该装置包括成像模块及线光源、反射罩，所述反射罩成对设置，所述反射罩用于接收线光源发出的光并投射于待检测物体上，从而为成像模块提供成像光线，该反射罩包括两个或者两个以上连续的反射面，所述反射面具有一共同焦点，所述反射罩由经过该共同焦点的直线为旋转轴旋转形成所述反射罩。

一种应用上述的测量装置的测量方法，包括以下步骤：

将待测量物质放置于预定位置；

光源的光线将经所述反射罩后投射于待测量物体表面上并形成反射光；

所述反射光进入成像模块成像。

一种应用上述检测装置的检测方法，包括以下步骤：

将待测量物质放置于预定位置；

光源的光线将经所述反射罩后投射于待测量物体表面上并形成反射光；

所述反射光进入成像模块成像；

将得图像与基准图像比较，判断是否满足要求或者所属等级。

一种照明装置，该照明装置包括光源及反射罩，该反射罩包括两个或者两个以上连续的反射面，所述反射面具有一共同焦点，所述反射罩由经过该共同焦点的直线为旋转轴旋转形成所述反射罩，所述反射面将安装于另一焦点上的光源发出的光线集中于所述各共同焦点上以形成光点。

相较于现有技术，本发明的反射罩包括至少二反射面，所述反射罩装有多个光源，所述光源的光线聚集于一点，提高了光照的强度。

附图说明

图1是本发明第一较佳实施例的反射罩的沿着旋转轴的剖面示意图。

图2是本发明第二较佳实施例的反射罩的沿着旋转轴的剖面示意图。

图3是本发明第三较佳实施例的反射罩的沿着旋转轴的剖面示意图。

图4是本发明第四较佳实施例的反射罩的沿着旋转轴的剖面示意图。

图5是本发明第五较佳实施例的反射罩的沿着旋转轴的剖面示意图

图6是本发明较佳实施例的测量装置模块示意图。

图7是本发明较佳实施例的测量装置结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。本发明的反射罩应用于光学领域测量或者检测领域，以下以其应用于测量领域为例加以说明。

请参阅图1，本发明第一较佳实施例的反射罩102为旋转体，包括第一反射面11、第二反射面13。所述第一反射面11及第二反射面13为经过旋转轴的平面所获得的截面的内边缘为两段椭圆弧，所述椭圆弧具有一共条焦点A，所述旋转轴经过该共同焦点。所述椭圆弧的长度可以分别为内周总长的五分之一，四分之一，三分之一，或者其他需要的长度。

请参考图2，本发明第二较佳实施例的反射罩101与第一较佳实施例大致相似，惟所述旋转体的厚度不均匀。从焦点A11发出的光线经第一反射面11反射后照投射待测物体上的a点（图未示）。从焦点A12发出的光线经第二反射面13反射后投射到待测物体上的b点（图未示），所述a点与b点重合。

请参阅图3，本发明第二较佳实施例的反射罩103包括第一反射面11、第二反射面13以及第三反射面15。所述椭圆圆弧的长度分别可以分别为椭圆总圆周长的五分之一，四分之一，三分之一，或者其他需要的长度。所述第一反射面11、第二反射面13及第三反射面15在平行于长轴面的切面的椭圆上在旋转轴Z轴上具有共同的焦点，所述光线反射后投射于所述共同焦点上。

从焦点A21发出的光线经第一反射面11反射后照射到待测物体上的点与从焦点A22发出的光线a22经第二反射面13反射后照射到待测物体上的点，及从焦点A23发出的光线a23经第一反射面11反射后照射到待测物体上的点相重合。

请参阅图4，类似地，本发明第三较佳实施例的反射罩105包括若干个反射面11、13…，n，每一反射面11、13…，n均为椭圆弧经旋转形成。从每一焦点上发出的光线经对应的反射面反射后，投射到待测物体上重合的位置。

请参阅图5，本发明第四较佳实施例的反射罩107与第一较佳实施例的反射罩101结构相似，惟，该反射罩107还包括第一侧面12、第二侧面14及第三侧面16。所述第一侧面12与第二侧面14大致相互平行，所述第三侧面16分别第一侧面12及第二侧面14大致相互垂直。本第四较佳实施例的第一至第三侧面12、14及16的平面设置更便于安装于定位。

请参阅图6及7，本发明较佳实施例的测量装置100以应用第二较佳实施例的反射罩103为例加以说明。所述测量装置100还包括光源30、成像模块70及控制芯片90。所述反射罩103将光源30所发出的光聚集于待测物体200上。所述光源30的发光位置设置于反射罩103各焦点所在位置上。所述控制芯片90用于控制光源30的发光及成像模块70的成像。

在本发明的较佳实施例中，所述的光源30为LED光源30，所述LED光源30包括多颗LED形成线状光源30。所述线状光源30经反射罩103反射，在待测物体上投射形成一光点。各光源30所投射的光点叠加，从而提高光的亮度。所述光源30发出的光，经反射罩103投射于待测物体上，提高了光源30的利用率。

本发明较佳实施例的光源30的位置按如下方式确定：以共同焦点为平面直角坐标系的原点，根据椭圆方程为

第i段椭圆长轴与待检面的夹角为α_i，

其中h_i为第i个光源距离待检面的垂直距离，f₁，...f_i，...f_n为第i段椭圆弧所在的椭圆的焦距，A_i,B_i分别为第i段椭球壳的长轴及短轴长度。

具体地，本发明较佳实施例每一侧的光源30包括3个LED光源31、32及33，所述LED光源为LED条光源，分别发出光线a21、a22及a23。以光源33的位置确定为例，所述

可以根据该公司确定h₃，或者在h₃及α₃已确定的情况下，反求f₃，从而确定适合的椭圆弧。

请参阅图7，由于该弧所在的长轴及短轴长确定，从而可以计算出焦距f₃，根据三角形的正弦关系，得出

进一步地，所述LED的光源30可以选择合适的发光角，从而使尽可能多的光线投射于待测物体上，进一步提高光线的利用率。

进一步地，可以在所述光源30可以设置反光罩，使尽可能多的光线通过反光罩投射至待测物体200。

本发明较佳实施例的测量装置100中一待测物体200的法线为对称轴，对称地安装二所述反射罩及光源30，从而进一步提高光的强度；同时，由于对称设置，可以减少由于待测物体200表面缺陷而形成的阴影，有助于提高成像的质量。

此外，为进一步提供成像质量，可以进一步使用显微镜、放大镜等光学仪器。

请参阅图7，本发明较佳实施例的测量装置100用于测量液晶面板200的尺寸。该测量方法包括以下步骤：

将液晶面板200放置于预定位置；

光源30所发出的光线经反射罩103反射后投射在液晶面板200待测表面上并形成反射光；

所述反射光进入成像模块70；

成像模块70成像。

其中，上述的步骤在瞬间完成，分步骤说明仅仅是为了理解的方便。

其中，所述的液晶面板200可以在静止的状态测量，也可以放置于持续运动的流水线上测量。

此外，还可以进一步加入比较步骤：将成像模块70所形成的图像与基准的图像相比较，如果在允许的范围内，则为合格，否则为不合格；从而，该测量装置100则为检测装置；也可以用于判断待测物体200的等级，如公差等级，质量等级。

本发明较佳实施测量装置100的反射罩103将处于不同焦点的光聚集成光点，从而可以利用较小功率的光源30达到较高的光的强度；处于焦点位置发出来的光经反射罩103反射后投射于待测物体上，光的利用率高。

所述的反射罩103与光源30形成照明装置。该照明装置可以将光源30所发出的光线汇聚成亮度较高的光束。

进一步地，本发明较佳实施例中的光源30从各个方向射向反射罩103并通过反射罩103的反射作用投射于待测物体上，在采用对称结构的情况下，由于光线从各个角度投射到待测物体上，因待测物体本身的表面粗糙反射至成像模块70的光线将变得均匀，从而减少了背景影响的干扰；相反地，由于待测物的划痕、气泡等缺陷，反射至成像模块70的光线强弱不同，加深了成像效果，从而有利于更清晰地反映待测物的缺陷状况。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种反射罩，其特征在于：该反射罩包括两个或者两个以上连续的反射面，所述反射面具有一共同焦点，所述反射罩由经过该共同焦点的直线为旋转轴旋转形成所述反射罩。

2.根据权利要求1所述的反射罩，其特征在于：所述反射面的个数为二、三或者四个。

3.根据权利要求1或2所述的反射罩，其特征在于：该反射罩还包括第一侧面、第二侧面及第三侧面，第一侧面与第二侧面相互平行，第三侧面分别与第一侧面及第二侧面垂直连接。

4.一种测量和/或检测装置，用于测量和/或检测待测物体，该装置包括光源、反射罩及成像模块，所述反射罩用于接收光源发出的光并投射于待测量和/或检测物体上，从而为成像模块提供成像光线，其特征在于：该反射罩包括两个或者两个以上连续的反射面，所述反射面具有一共同焦点，所述反射罩由经过该共同焦点的直线为旋转轴旋转形成所述反射罩，所述反射罩用于接收光源发出的光投射于待测量和/或检测物体上形成光点。

5.根据权利要求4所述的测量和/或检测装置，其特征在于：所述光源包括两个或者两个以上，第i个光源的安装位置为：第i段椭圆长轴与待测量和/或检测物体的待检测面的夹角为α_i，

其中，该反射面所在椭圆方程为

h_i为第i个光源距离待检面的垂直距离，f₁,f₂,...,f_i，...f_n为第i段椭圆弧所在的椭圆的焦距，A_i为第i段反射面所在椭圆的长轴长度，B_i为第i段反射面所在椭圆的短轴长度，f_i ²=A_i ²-B_i ²,A_i>B_i。

6.根据权利要求4所述的测量和/或检测装置，其特征在于：所述测量和/或检测装置还进一步包括控制芯片，所述控制芯片与电源及成像模块信号连接，所述控制芯片用于处理成像模块所拍摄的图像。

7.根据权利要求4-6任意一项所述的测量和/或检测装置，其特征在于：所述光源为LED光源，每个LED光源为LED环状光源。

8.根据权利要求7所述的测量和/或检测装置，其特征在于：所述反射罩至少两个，所述反射罩间隔地安装于该装置上，每一反射罩上光源的数量与反射罩的反射面数量相同。

9.根据权利要求8所述的测量和/或检测装置，其特征在于：所述装置对称安装有所述反射罩及光源。

10.根据权利要求8所述的测量和/或检测装置，其特征在于：所述反射面的个数为二、三或者四个。

11.一种检测装置，用于检测待测物体，该装置包括成像模块及线光源、反射罩，所述反射罩成对设置，所述反射罩用于接收线光源发出的光并投射于待检测物体上，从而为成像模块提供成像光线，其特征在于：该反射罩包括两个或者两个以上连续的反射面，所述反射面具有一共同焦点，所述反射罩由经过该共同焦点的直线为旋转轴旋转形成所述反射罩。

12.一种应用权利要求4-10任意一项的测量装置的测量方法，包括以下步骤：

将待测量物质放置于预定位置；

光源的光线将经所述反射罩后投射于待测量物体表面上并形成反射光；

所述反射光进入成像模块成像。

13.一种应用权利要求4-10任意一项的检测装置的检测方法，包括以下步骤：

将待测量物质放置于预定位置；

光源的光线将经所述反射罩后投射于待测量物体表面上并形成反射光；

所述反射光进入成像模块成像；

将得图像与基准图像比较，判断是否满足要求或者所属等级。

14.一种照明装置，该照明装置包括光源及反射罩，其特征在于：该反射罩包括两个或者两个以上连续的反射面，所述反射面具有一共同焦点，所述反射罩由经过该共同焦点的直线为旋转轴旋转形成所述反射罩，所述反射面将安装于另一焦点上的光源发出的光线集中于所述各共同焦点上以形成光点。

Images