CN103939806B - 线性ccd扫描用光学照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线性CCD扫描用光学照明系统，包括至少第一、第二、第三线性光源、至少一个分光镜、至少第二、第三菲涅耳透镜与至少第二、第三反光镜；所述第一、第二、第三线性光源分别设置于被检测物体的正上方、前侧面及后侧面，且均水平设置，同时对被检测物体的正上面、前侧面与后侧面照射，做到无影照明；所述第一、第二、第三线性光源均由低功率卤素灯与光纤配合形成。本发明均匀度高，入射角大，能够对被检测物体形成正面与侧面的立体照明，且扫描对象的反射光直接进入CCD成像，无需滤光片，解析度范围广，对被扫描材料限制要求低，光路结构简单、能耗低、能率高、且使用寿命长。

Description

线性CCD扫描用光学照明系统

技术领域

本发明涉及一种线性CCD扫描用光学照明系统，应用于一种电路板自动光学检测设备，具体用于为线性CCD扫描时提供对被检测物体的全方位立体照明，属于电子制造领域。

背景技术

现有的用于电路板自动光学检测设备的线性CCD扫描用光学照明系统大多数结构都很复杂，且制造、使用成本高昂。目前市面上主要有两种：

一、用LED灯带来实现线性聚光，由于其对照明均匀度有很高的要求，所以每一条灯带上的LED均需经过严格筛选，而且使用后一旦有其中一颗LED出现故障，需将整条LED灯带替换掉，这样导致制造成本与使用成本都很高昂；

二、用高功率卤素灯作为光源，通过复杂的光路形成所需照明，其制造成本高，而且照明强度不够，需通过提高卤素灯的功率(一般需250W)或者个数(一般需5个)来达到所必需的光亮度，这样必然导致光学检测设备的能耗高，能率低。

因此，提供一种光路简单、能耗低、能率高、切且使用寿命长的线性CCD扫描用光学照明系统，是业界亟待解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种光路简单、能耗低、能率高、且使用寿命长的线性扫描用光学照明系统，该系统照明均匀度高，入射角大，能够对被检测物体形成正面与侧面的立体照明，且扫描对象的反射光直接进入CCD成像，无需滤光片，解析度范围广，对被扫描材料限制要求低。

为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种线性CCD扫描用光学照明系统，包括至少第一、第二、第三线性光源、至少一个分光镜、至少第二、第三菲涅耳透镜与至少第二、第三反光镜；

所述第一、第二、第三线性光源分别设置于被检测物体的正上方、前侧面及后侧面，且均水平设置。

该光学照明系统由至少三个线性光源组成，同时对被检测物体的正上面、前侧面与后侧面照射，做到无影照明。

作为本发明的优选方案之一，所述第一、第二、第三线性光源均由低功率卤素灯与光纤配合形成，特别是通过光纤传导而成。

作为本发明的优选方案之一，所述分光镜设置于第一线性光源的前上方。

作为本发明的优选方案之一，所述第一线性光源的正前方还设置有一反射镜。

作为本发明的优选方案之一，所述第二菲涅耳透镜设置于第二线性光源的前上方，所述第二反光镜设置于第二菲涅耳透镜的正前方；所述第三菲涅耳透镜设置于第三线性光源的前上方，所述第三反光镜设置于第三菲涅耳透镜的正前方。使用菲涅耳透镜代替传统的球面透镜，可以减少设备的尺寸，进而节约成本，同时菲涅耳透镜可以做上下微调，起到调节光线汇聚点的作用。

作为本发明的优选方案之一，所述第二、第三菲涅耳透镜均竖直设置，所述第二、第三反光镜均水平设置，所述第二、第三菲涅耳透镜的焦点分别与第二、第三反射镜的近焦点重合。

进一步的，所述第二、第三反光镜为椭圆反光镜，可以采用塑料材质，具有轻便、造价便宜等优点。

更进一步的，所述第二、第三反光镜的反射面均涂有镀膜，在起到反射作用的同时，可以起到很好的匀光作用。

与现有技术相比，本发明具有均匀度高、入射角大等优点，能够对被检测物体形成正面与侧面的立体照明，且扫描对象的反射光直接进入CCD成像，无需滤光片，解析度范围广，对被扫描材料限制要求低，光路结构简单、能耗低、能率高、且使用寿命长。

附图说明

为了说明本发明的结构特征和技术要点，下面结合附图和具体实施方式，对本发明的结构特点作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例所公开的线性CCD扫描用光学照明系统的结构示意图。

附图标记说明：1-第一线性光源，11-分光镜，12-反射镜，2-第二线性光源，21-第二菲涅耳透镜，22-第二反光镜，3-第三线性光源，31-第三菲涅耳透镜，32-第三反光镜。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步阐述：

参见图1所示，为本实施例的自动光学检测机用线性CCD扫描光学照明系统，其包括第一线性光源1、第二线性光源2、第三线性光源3、分光镜11、第二菲涅耳透镜21、第三菲涅耳透镜31与第二反光镜22、第三反光镜32。第一线性光源1、第二线性光源2、第三线性光源3同时对被检测物体的正上面、前侧面与后侧面照射，做到无影照明，被检测物体反射后的成像光通过分光镜11直接到达CCD线性图像传感器。第一线性光源1、第二线性光源2、第三线性光源3均由低功率卤素灯通过光纤传导而成。

垂直直射光是由水平放置的第一线性光源1通过折射而成，第一线性光源1发出的光通过反射镜12，反射到分光镜11，30％的光线在分光镜11再次反射后，成90°垂直照射到被检测物体。

所述分光镜11有两个作用，反射水平放置的第一线性光源1经由反射镜12过来的光线，使其垂直射向被检测物体；同时折射被检测物体的成像光线，使其到达CCD相机，其70％的折射率与30％的反射率，可以使CCD获得最佳的图像。

前侧照射光是由第二线性光源2，经由第二菲涅耳透镜21，第二反光镜22折射而成，相应的，后侧照射光是由第三线性光源3，经由第三菲涅耳透镜31，第三反光镜32折射而成。

所述第二菲涅耳透镜21竖直设置于第二线性光源2的前上方，第二反光镜22水平设置于第二菲涅耳透镜21的正前方，第二菲涅耳透镜21的焦点与第二反射镜22的近焦点重合；相对应的，所述第三菲涅耳透镜31竖直设置于第三线性光源3的前上方，第三反光镜32水平设置于第三菲涅耳透镜31的正前方，第三菲涅耳透镜31的焦点与第三反射镜32的近焦点重合。使用菲涅耳透镜代替传统的球面透镜，可以减少设备的尺寸，进而节约成本，同时菲涅耳透镜可以做上下微调，起到调节光线汇聚点的作用。进一步的，第二反光镜22、第三反光镜32均为椭圆反光镜，可以采用塑料材质，具有轻便、造价便宜等优点，而且这样可以使得近焦点发射的光经由椭圆反射镜后汇聚于椭圆反射镜的远焦点，即光线最终照射于有效的扫描区域。

更进一步的，第二反光镜22、第三反光镜32的反射面均涂有一精密的镀膜，在起到反射作用的同时，可以起到很好的匀光作用。

综上所述，本实施例均匀度高，入射角大，能够对被检测物体形成正面与侧面的立体照明，且扫描对象的反射光直接进入CCD成像，无需滤光片，解析度范围广，对被扫描材料限制要求低，光路结构简单、能耗低、能率高、且使用寿命长。

上述具体实施方式，仅为说明本发明的技术构思和结构特征，目的在于让相关人士能够据以实施，但以上所述内容并不限制本发明的保护范围，凡是依据本发明的精神实质所作的任何等效变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种线性CCD扫描用光学照明系统，其特征在于，该线性CCD扫描用光学照明系统包括至少第一、第二、第三线性光源、至少一分光镜、至少第二、第三菲涅耳透镜与至少第二、第三反光镜；

所述第一、第二、第三线性光源分别设置于被检测物体的正上方、前侧面及后侧面，且均水平设置；

所述分光镜设置于第一线性光源的前上方，所述第一线性光源的正前方还设置有一反光镜；

所述第二、第三菲涅耳透镜均竖直设置，所述第二、第三反光镜均水平设置，所述第二、第三菲涅耳透镜的焦点分别与第二、第三反光镜的近焦点重合，所述第二菲涅耳透镜设置于第二线性光源的前上方，所述第二反光镜设置于第二菲涅耳透镜的正前方；所述第三菲涅耳透镜设置于第三线性光源的前上方，所述第三反光镜设置于第三菲涅耳透镜的正前方。

2.根据权利要求1所述线性CCD扫描用光学照明系统，其特征在于，所述第一、第二、第三线性光源均由低功率卤素灯与光纤配合形成。

3.根据权利要求1所述线性CCD扫描用光学照明系统，其特征在于，所述第二、第三反光镜均为椭圆反光镜。

4.根据权利要求3所述线性CCD扫描用光学照明系统，其特征在于，所述第二、第三反光镜的反射面均涂有镀膜。