CN103687155A - 一种图像校准装置及图像采集设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图像校准装置及图像采集设备，用以解决现有的图像采集设备在图像校验时的光环境不统一的问题。本发明提供的图像校准装置包括：发光单元，用于当校正或检验图像采集设备时，发射出预设色温的直射光线；散射单元，用于多道散射所述直射光线，输出基准散射光；光源输出单元，用于将所述基准散射光完全输入至图像采集设备的光线输入口。所述图像采集设备包含上述图像校准装置。

Description

一种图像校准装置及图像采集设备
技术领域
本发明涉及光学传感技术领域，尤其涉及一种图像校准装置及图像采集设备。
背景技术
电荷耦合器件(CCD)是一种金属-氧化物-半导体结构的新型器件,其基本结构是一种密排的MOS电容器,能够存储由入射光在CCD像敏单元激发出的光信息电荷,并能在适当相序的时钟脉冲驱动下,把存储的电荷以电荷包的形式定向传输转移,实现自扫描。由于CCD具有体积小、重量轻、性能可靠等优点,因而在图像传感、信息处理和数字存储等领域得到了广泛的应用。但是,尽管CCD的噪音较小、精度较高,其输出信号也依然存在一定的偏差,输出偏差的存在严重影响了CCD在高精度图像处理、精密测量等方面的应用。目前已经有一套较为完善的计算方法来解决此问题。
在应用计算方法处理偏差的过程中，需要用到校正的基准光源。但是还没有一种专为矫正CCD图像而设计制作的为其提供基准光源的工具。目前只有使用标准的灯箱或或者标准的积分光源才能满足多通道CCD在校验时对光源的要求，但它们均属于外购器件，是在研发阶段时使用的一种标准光环境。灯箱光源采用日光灯管作为光源，均匀性较差。积分光源有一个点光源发光，使用精密度极高的灯杯使其光线相对很均匀，但是价格昂贵。因此当批量生产设备时，由于灯箱空间、有效测试环境等原因无法有效率的校正设备。导致大量设备滞留在校正环节。并且，检验环节的校正环节所配备的灯箱的色温和亮度不统一，这样极易使得两个环节产生两种检验标准，导致设备停留在这两个环节，影响生产效率。而对于积分光源，校正设备时的接口很麻烦，同样影响校正效率。另外，当设备因故障维修后，维修方没有基准的光源检验设备，只能发回原厂校验，这样增大了公司的设备成本。
发明内容
本发明实施例提供了一种图像校准装置及图像采集设备，用以解决现有的图像采集设备在图像校验时的光环境不统一的问题。
本发明实施例提供的一种图像校准装置，包括：
发光单元，用于当校正或检验图像采集设备时，发射出预设色温的直射光线；
散射单元，用于多道散射所述直射光线，输出基准散射光；
光源输出单元，用于将所述基准散射光完全输入至图像采集设备的光线输入口。。
本发明实施例提供的一种图像采集设备，包括所述图像校准装置。
本发明实施例提供的图像校准装置及图像采集设备，解决了图像采集设备没有专为其提供矫正用基准光源的工具的问题，本发明实施例可以配置在图像采集设备的校正和检验的所有过程，从而解决了在校验的过程中光环境不统一的问题。
附图说明
图1本发明实施例提供的一种图像校准装置的主要结构示意图；
图2本发明实施例提供的一种图像校准装置的详细结构示意图；
图3为图2中的多电源驱动电路示意图；
图4为图2中的恒流电源电路示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种图像校准装置及图像采集设备，用以解决现有的图像采集设备在图像校验时的光环境不统一的问题。
下面结合附图对本发明实施例提供的技术方案进行说明。
参见图1，本发明实施例提供的图像校准装置的主要结构，包括：
发光单元101，用于当校正或检验图像采集设备时，发射出预设色温的直射光线；
散射单元102，用于多道散射所述直射光线，输出基准散射光；
光源输出单元103，用于将所述基准散射光完全输入至图像采集设备的光线输入口。
较佳地，所述发光单元包括：驱动电路和发光光源；
所述驱动电路用于当校正或检验图像采集设备时，驱动所述发光光源发射出预设色温的直射光线。
较佳地，所述发光光源为多点发光的均匀面光源。
较佳地，所述驱动电路包括多电源驱动电路和恒流电源电路，其中，
所述多电源驱动电路，用于兼容多种电源输入模式，输出用以驱动所述恒流电源电路的驱动电压；
所述恒流电源电路，用于驱动所述发光光源。
其中，
所述恒流电源电路的驱动电压，例如：其大小为5V。
所述恒流电源电路，用于通过多电源驱动电路提供的电压驱动所述发光光源。
较佳地，所述多种电源输入模式包括：使用被校正的图像采集设备的输出供电，或者使用辅助设备的输出电源供电。
较佳地，所述给装置供电的辅助设备，包括所有能够按照图像采集设备输出电压提供电源输出的设备。
其中，所述图像采集设备的输出电压，例如：其大小为5V或者12V。
较佳地，所述散射单元102包括第一散射面、散射路径和第二散射面，其中，所述第一散射面将所述直射光线进行第一次散射后经过所述散射路径进入所述第二散射面进行第二次散射。
较佳地，所述第一散射面和第二散射面均为散射滤光片。
较佳地，所述光源输出单元103，为一个光源输出接口，其结构与图像采集设备的光线输入口的结构对应吻合。
本发明实施例通过发光单元101产生预设色温的直射光线，进入散射单元102，经过散射单元的充分散射通过光源输出单元103输出均匀的散射光源至图像采集设备的光线输入口。
下面结合附图，用具体实施例对本发明提供的装置结构进行详细描述，如图2所示，包括供电电源201、多电源驱动电路202、恒流电流源电路203、面光源204、第一散射滤光片205、散射路径206、第二散射滤光片207和光源输出接口208；其中，
所述供电电源201连接所述多电源驱动电路202的输入端，多电源驱动电路202的输出端连接所述恒流电源电路203，恒流电源电路203连接所述面电源204，用于输出相对均匀的预设色温的直射光线；
第一散射滤光片205将所述直射光线进行第一次散射，经过第一次散射的光线通过散射路径206后到达第二散射滤光片207，对经过第一次散射的光线进行第二次散射；
光源输出口208将经过第二散射滤光片散射的散射光源，输入到图像采集设备的光线输入口；
较佳地，参见图3，所述多电源驱动电路202的电路结构为：2个电阻R6、R8，3个电容C1、C8、C9，2个二极管D1、D5，2个PTC保护器件PTC1、PTC2，2个TVS保护器件TVS1、TVS2，1个集成电路U1，1个连接器J1。电路组成为：连接器J1的1、2脚连接PTC2，PTC接D5正极，D5负极接TVS2和电源+5V。连接器J1的3、4脚和TVS2一起接地。连接器J1的5、6脚接PTC1，PTC1接D1正极，D1负极接电源+12V和并联的TVS1和C1，TVS1和C1的另一侧管脚接地。U1的1脚接电源+12V和C8正极，U1的3脚接C9正极和电源+5V，C8负极、C9负极和U1的4脚接地。电源+5V串联R6、R8，R8接地；
较佳地，参见图4，所述恒流电源电路203的驱动电压为5V，其电路结构为：12个电阻R1、R3、R4、R5、R7、R9、R11、R12、R13、R15、R17，13个电容C2-C7、C10-C16，2个二极管D2、D3，1个三极管D4，1个电感L1，1个MOS管M1，1个个集成电路U2，1个连接器J1。电路组成为：电源+5V接C2、C3,串联L1，连接M1的4脚，串联D2,连接C4、C5、D3负极，D3正极接U2的7脚，C2、C3、C4、C5另一端接地。M1的1脚接R1，R1另一端U2的8脚，M1的3脚接到R3和R5之间，R3一端接U2的7脚，R5的一端接地。U2的1脚接地，U2的1脚和2脚之间接C12电容，U2的1脚和10脚之间接R4电阻，U2的10脚接C6、C7到电源+5V，C6、C7另一端接地，U2的3脚接R6、R8之间，U2的4脚连D4，D4连电阻R15、C16、R13，R15、C16的另一端接地，R13的另一端接U2的9脚，U2的4脚接C13、C11，C13另一端接R7，R7的另一端接C11、R9、U2的5脚，R9的另一端接R12，R12另一端接J1的2脚、R16、R17、R18、R19，U2的6脚接U2的11脚连到地，U2的7脚接C15、R11、D3正极，C15、R11的另一端接地，D3的负极连J1的1脚，U2的9脚接C14，C14另一端接地。
本发明实施例提供的图像校准装置的工作原理如下：
多电源驱动电路202接入供电电源201提供的电压后，将电压调制成恒流电源电路203所需的驱动电压大小，恒流电源电路203接收到所述输入电压后驱动面光源204工作，输出直射光线；
直射光线到达第一散射滤光片205，经过第一次散射后通过散射路径206到达第二散射滤光片207，进行进一步的散射后，通过光源输出口208输出均匀的散射光源；
较佳地，通过改变所述面光源204的器件型号，可以改变输出直射光线的色温，进而改变最终散射光源的色温；
较佳地，通过改变所述恒流电源电路203中参考电阻的大小，可以调节面光源204输出的直射光线的亮度，进而调节最终散射光源的亮度。
本发明实施例提供的图像采集设备，包括上述图像校准装置。
综上所述，本发明实施例提供的图像校准装置及图像采集设备，解决了没有专为矫正图像采集设备而设计制作的为其提供基准光源的工具的问题，可以配置在图像采集设备的校正和检验的所有过程，从而解决了在校验的过程中光环境不统一的问题。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种图像校准装置，其特征在于，该装置包括：
发光单元，用于当校正或检验图像采集设备时，发射出预设色温的直射光线；
散射单元，用于多道散射所述直射光线，输出基准散射光；
光源输出单元，用于将所述基准散射光完全输入至图像采集设备的光线输入口。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发光单元包括：驱动电路和发光光源；
所述驱动电路用于当校正或检验图像采集设备时，驱动所述发光光源发射出预设色温的直射光线。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述发光光源为多点发光的均匀面光源。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述驱动电路包括多电源驱动电路和恒流电源电路，其中，
所述多电源驱动电路，用于兼容多种电源输入模式，输出用以驱动所述恒流电源电路的驱动电压；
所述恒流电源电路，用于驱动所述发光光源。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述散射单元包括第一散射面、散射路径和第二散射面，其中，所述第一散射面将所述直射光线进行第一次散射后经过所述散射路径进入所述第二散射面进行第二次散射。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一散射面和所述第二散射面均为散射滤光片。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源输出单元，为光源输出接口，其结构与图像采集设备的光线输入口的结构相吻合。
8.一种图像采集设备，其特征在于，包括权利要求1-7任一权项所述的图像校准装置。
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