CN105276414A - 照明光源 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种照明光源。本发明的照明光源，包括：外罩、漫射罩和发光元件；外罩和所述漫射罩相扣合，形成一个腔体，在腔体内，外罩的内壁上设置有发光元件，发光元件发出的光照射在漫射罩上，且经过漫射罩多次漫射后射出腔体，照射在照明面上；在外罩上设置有开缝或者开孔，且发光元件照射在照明面上的光经照明面反射后，通过开缝或者开孔射出，进入镜头成像。本发明的照明光源实现了在照明处光照度分布均匀，照明光角度分布均匀，在对镭射纸等特殊工艺表面进行成像时，光照引起的干扰特征小，能够使其成像具有很好的稳定性，从而增加了检测的准确性，提高了检测的效率，减少了检测误判所造成的损失，节约了生产成本。

Description

照明光源

技术领域

本发明涉及机器视觉印刷质量检测技术领域，尤其涉及一种照明光源。

背景技术

近年来，随着科学技术的不断进步、制造印刷产品材料的日益丰富，为了增强视觉效果、提高产品的附加值，高档印刷品往往采用各式的镭射纸、铜版纸、镭射膜等作为承印材料，还在普通油墨印刷工艺之外添加烫金、烫银、压凸等较为复杂的附加工艺。

以光柱镭射纸为例，这种印刷产品表面反射率高，配合特殊的表面微观三维结构，反射光会形成强烈的光柱干涉效果，从不同角度观察呈现不同色彩的光柱，传统的人工目检方式，由于个体差别、疲劳等因素易导致漏检、错检的情况，并且还存在人员用量大、成本高、标准不统一、检测效率低等问题。因此基于机器视觉的印刷质量自动检测技术凭借其高速、稳定、可全天候运转等优势，已经成为行业发展的必然趋势。

现有技术中，对于镭射、烫金以及烫银等产品印刷质量的检测中，由于产品对光照表现出强反射的特性，对照明光源的均匀性和角度分布都有非常高的要求，因此，采用普通的光源照明对镭射、烫金以及烫银等产品印刷质量进行检测时，难以获得清晰稳定的图像。

发明内容

本发明提供一种照明光源，以克服现有技术中用于机器视觉印刷质量检测中的采用现有普通的光源照明对镭射、烫金以及烫银等产品印刷质量进行检测时，难以获得清晰稳定的图像的问题。

本发明提供一种照明光源，包括：外罩、漫射罩和发光元件；所述外罩和所述漫射罩相扣合，形成一个腔体，在所述腔体内，所述外罩的内壁上设置有所述发光元件，所述发光元件发出的光照射在所述漫射罩上，且经过所述漫射罩多次漫射射出所述腔体，照射在照明面上；在所述外罩上设置有开缝或者开孔，且所述发光元件照射在所述照明面上，且部分光经所述照明面反射后，通过所述开缝或者所述开孔射出至机器视觉检测的镜头，以实现图像采集。

进一步地，上述照明光源中，所述外罩的外壁的形状为拱形面、波浪面、平面或弯折面。

进一步地，上述照明光源中，所述外罩的内壁上设置有散热架，所述散热架采用多个不规则形状的散热翅片构成。

进一步地，上述照明光源中，所述发光元件为多个点状LED灯、多个LED灯条或者多个长条形灯管，所述发光元件设置在铝基板上，所述铝基板固定在所述外罩内壁上；所述发光元件的供电线通过所述铝基板引出至所述腔体的两端。

进一步地，上述照明光源中，所述发光元件中的所述多个点状LED灯的排布方式包括等距列队式、梅花式或不规则排列式；所述发光元件中的所述多个LED灯条或者所述多个长条形灯管的排布方式包括等距列队式或不规则排列式。

进一步地，上述照明光源中，还包括散热装置，所述散热装置包括如下至少一种：

至少一个散热器，各所述散热器从所述外罩的外壁上嵌入所述散热架上，以对所述散热架散热；

至少一个水冷管，所述水冷管设置在所述散热架上，所述水冷管包括入水管和出水管，冷水经由所述入水管进入，从所述出水管流出，实现对所述散热架散热；以及

至少一个半导体制冷部件，用于对所述发光元件散热。

进一步地，上述照明光源中，当所述散热装置采用至少一个半导体制冷部件实现散热时，所述散热装置还包括导热管，此时所述至少一个半导体制冷部件设置在所述外罩外部；所述导热管分别与所述发光元件和所述至少一个半导体制冷部件连接，所述导热管用于将所述发光元件产生的热量传输给所述至少一个半导体制冷部件，由所述至少一个半导体制冷部件进行散热。

进一步地，上述照明光源中，所述漫射罩为半透明材料制成。

进一步地，上述照明光源中，所述半透明材料包括：聚四氟乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。

进一步地，上述照明光源中，所述外罩采用金属型材制成，所述金属型材包括：铝、铸铝或者铝合金型材。

本发明照明光源，通过将罩和所述漫射罩相扣合形成一个腔体，在腔体内，外罩的内壁上设置发光元件，发光元件发出的光照射在漫射罩上，且经过漫射罩多次漫射射出腔体，照射在照明面上，通过设置在外罩上的开缝或者开孔射出，进入镜头成像。解决了现有技术中的照明光光照度均匀性不好，照明光的分布角度不够均匀从而导致的对特殊目标成像干扰大，图像稳定性不好的问题，而本发明的照明光源实现了在照明处光照度分布均匀，照明光角度分布均匀，在对镭射纸等特殊工艺表面进行检测时，光照对成像的干扰小，能够使其成像具有很好的稳定性，从而增加了检测的准确性，提高了检测的效率，减少了检测误判所造成的损失，节约了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明照明光源一实施例的整体结构示意图；

图2为图1所示的照明光源的剖面结构示意图；

图3为本发明照明光源另一实施例的整体结构示意图；

图4为本发明照明光源再一实施例的整体结构示意图；

图5为本发明照明光源又一实施例的剖面结构示意图；

图6为本发明照明光源再另一实施例的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明照明光源一实施例的整体结构示意图，图2为图1所示的照明光源的剖面结构示意图，图3为本发明照明光源另一实施例的整体结构示意图。如图1至图3所示，本实施例的照明光源具体可以包括:外罩1、漫射罩2和发光元件3；其中，外罩1的形状在此不做具体限定，且漫射罩2的形状在此不做具体限定，二者均以实际应用中实现最佳照明效果所匹配的形状为准，外罩1和漫射罩2相扣合形成一个腔体，即漫射腔；在腔体内，外罩1的内壁上设置有发光元件3，发光元件3的数量在此不做具体限定，以实际应用中质量检测所需要的光亮强度相匹配的发光元件3数量为准，发光元件3发出的光照射在漫射罩2上，且经过漫射罩2多次漫射射出腔体，照射在照明面4上，照明面即为待测印刷品铺设的平面；在外罩1上设置有开缝5或者开孔6，当对应的机器视觉检测相机为线阵相机时，对应在外罩1上设置开缝5；当对应的机器视觉检测相机为面阵相机时，对应在外罩1上设置开孔6。如图1所示，以在外罩1上设置开缝5为例。如图3所示，以在外罩1上设置开孔6为例。图1中的开缝5或者图3中的开孔6的角度、范围以及位置以有利于机器视觉检测的相机拍照的最佳效果为准，在此不做具体的限定，且发光元件3照射在照明面4上的光经照明面4反射后，其中部分反射光经照明面4反射后，通过开缝5或者开孔6射出至机器视觉检测的镜头，以实现图像采集。

本实施例的照明光源，通过将外罩和漫射罩相扣合形成一个腔体，在腔体内，外罩的内壁上设置发光元件，发光元件发出的光照射在漫射罩上，且经过漫射罩多次漫射射出腔体，照射在照明面上，通过设置在外罩上的开缝或者开孔射出，进入相机成像。解决了现有技术中的照明光光照度均匀性不好，照明光的角度分布不够均匀从而导致的对特殊目标成像干扰大，图像稳定性不好的问题，而本实施例的照明光源实现了在照明处光照度分布均匀，照明光角度分布均匀，在对镭射纸等特殊工艺表面进行检测时，光照对成像的干扰小，能够使其成像具有很好的稳定性，从而增加了检测的准确性，提高了检测的效率，减少了检测误判所造成的损失，节约了生产成本。

在上述实施例中的外罩1的外壁的形状可以为拱形面、波浪面、平面或弯折面，具体形状可以为上述几种形状中的一种或几种结合，也可以为不规则形状。图4为本发明照明光源再一实施例的整体结构示意图，如图4所示，本实施例的照明光源在上述图1和图2所示实施例的基础上，以外罩1的外壁采用弯折面为例描述外罩的形状，实际应用中，外罩1的外壁还可以采用其他形状，在此不再一一赘述。本实施例的照明光源的其他部件的结构与上述实施例的相同，可以参考上述实施例的记载，在此不再赘述。

图5为本发明照明光源又一实施例的剖面结构示意图，如图5所示，本实施例是在上述图1和图2所示实施例的基础上进行说明，进一步地，外罩1的内壁上设置有散热架11，散热架11采用多个不规则形状的散热翅片构成。其中，散热架11可以与外罩1为一体式结构，也可以为分离式结构。

进一步地，发光元件3为多个点状LED灯31或者多个LED灯条，点状LED灯31或者LED灯条设置在铝基板32上，铝基板32固定在外罩1内壁上，例如图5中具体地，铝基板32具体设置在散热架11靠近漫射罩2一侧；点状LED灯31或者LED灯条的供电线通过铝基板32引出至腔体的两端，与外部供电电路连接。发光元件3中的多个点状LED灯31的排布方式包括等距列队式、梅花式或不规则排列式；发光元件3中的多个LED灯条的排布方式包括等距列队式或不规则排列式。发光元件3还可以是多个长条形灯管，多个长条形灯管与外部供电电路连接。

如图5所示，本实施例的照明光源还可以包括至少一个散热器7，外罩1上设置有与散热器7的形状相对应的凹槽，各散热器7从外罩1的外壁上嵌入在散热架11上，以对散热架11散热。散热器7主要包括风扇、空调等可以散热的装置。使用散热器的目的在于能够使得点状LED灯31或者LED灯条产生的热量可以得到很好的散热，更有利于照明光源产生均匀、稳定的光。采用嵌入式散热结构，可以增加散热效率。

本实施例的照明光源，通过在外罩内部上设置有散热架，在外罩内部对多个点状LED灯或者多个LED灯条进行排布，以及增加散热如风扇或水冷管的散热装置，解决了现有技术中的照明光光照度均匀性不好，照明光的角度分布不够均匀导致图像采集中对特殊目标表面难以适应，图像稳定性不好的问题。本发明的照明光源实现了在照明处光照度分布均匀，照明光分布角度均匀，在对镭射纸等特殊工艺表面进行检测时，光照对成像的干扰小，能够使其成像具有很好的稳定性，同时增加散热设备，延长光源使用寿命。

图6为本发明照明光源再另一实施例的整体结构示意图；图6是在上述图5所示实施例的基础上进行替换说明，本实施例的照明光源，除了图5中所示使用散热器7作为散热装置以外，还可以在散热架11上设置有至少一个水冷管，本实施例中以设置一个水冷管为例。如图6所示，水冷管包括入水管71和出水管72，冷水经由入水管71进入，从出水管72流出，实现对散热架散热。设置水冷管时相应的外罩1与散热架11需为一体式结构，以保证冷水进入时不会发生渗漏，进而使得发光元件3漏电发生危险。水冷管的数量以实现最优散热效果为准。

本实施例的照明光源，通过在外罩内部上设置有水冷管，在外罩内部对多个点状LED灯或者多个LED灯条进行排布，解决了现有技术中的照明光光照度均匀性不好，照明光的角度分布不够均匀导致图像采集中对特殊目标表面难以适应，图像稳定性不好的问题。本发明的照明光源实现了在照明处光照度分布均匀，照明光角度分布均匀，在对镭射纸等特殊工艺表面进行检测时，光照对成像的干扰小，能够使其成像具有很好的稳定性，同时增加散热设备，延长光源使用寿命。

进一步地,本实施例的照明光源，除了图5和图6中所示使用散热器7作为散热装置以外，还可以使用至少一个半导体制冷部件，用于对发光元件3散热。当散热装置采用至少一个半导体制冷部件实现散热时，散热装置还可以包括导热管，此时至少一个半导体制冷部件设置在外罩1外部；导热管分别与发光元件3和至少一个半导体制冷部件连接，导热管用于将发光元件产生的热量传输给至少一个半导体制冷部件，由至少一个半导体制冷部件进行散热。

本实施例的照明光源可以采用上述散热装置中的至少一种方式,也可采用多种方式混合使用的方式,以最有利于散热为好。

需要说明的是，本发明上述实施例中的照明光源，漫射罩2使用半透明材料制成，起到漫射、混光和透光作用。漫反射罩2的形状可以为平面、球面、圆柱面或者其他曲面，漫反射罩2通常采用聚四氟乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯来制作，采用这两种材料制成的漫射罩2可以实现良好的漫射效果。

还需要说明的是，本发明上述实施例中的照明光源，外罩1采用的是金属型材制成，优选铝型材制成，还可以是铸铝或者铝合金等其他型材制成，主要起到固定支撑的作用。进一步需要说明的是，本发明上述实施例中的外罩1可以为封闭式结构；或者也可以在外罩1上设置多个通气孔，以对发光元件3产生的热量进一步散热。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种照明光源，其特征在于，包括：外罩、漫射罩和发光元件；所述外罩和所述漫射罩相扣合，形成一个腔体，在所述腔体内，所述外罩的内壁上设置有所述发光元件，所述发光元件发出的光照射在所述漫射罩上，且经过所述漫射罩多次漫射射出所述腔体，照射在照明面上；在所述外罩上设置有开缝或者开孔，且所述发光元件照射在所述照明面上，且部分光经所述照明面反射后，通过所述开缝或者所述开孔射出至机器视觉检测的镜头，以实现图像采集。

2.根据权利要求1所述的照明光源，其特征在于，所述外罩的外壁的形状为拱形面、波浪面、平面或弯折面。

3.根据权利要求1或2所述的照明光源，其特征在于，所述外罩的内壁上设置有散热架，所述散热架采用多个不规则形状的散热翅片构成。

4.根据权利要求3所述的照明光源，其特征在于，所述发光元件为多个点状LED灯、多个LED灯条或者多个长条形灯管。所述发光元件设置在铝基板上，所述铝基板固定在所述外罩内壁上；所述发光元件的供电线通过所述铝基板引出至所述腔体的两端。

5.根据权利要求4所述的照明光源，其特征在于，所述发光元件中的所述多个点状LED灯的排布方式包括等距列队式、梅花式或不规则排列式；所述发光元件中的所述多个LED灯条或者所述多个长条形灯管的排布方式包括等距列队式或不规则排列式。

6.根据权利要求3-5任一所述的照明光源，其特征在于，还包括散热装置，所述散热装置包括如下至少一种：

至少一个散热器，各所述散热器从所述外罩的外壁上嵌入所述散热架上，以对所述散热架散热；

至少一个水冷管，所述水冷管设置在所述散热架上，所述水冷管包括入水管和出水管，冷水经由所述入水管进入，从所述出水管流出，实现对所述散热架散热；以及

至少一个半导体制冷部件，用于对所述发光元件散热。

7.根据权利要求6所述的照明光源，其特征在于，当所述散热装置采用至少一个半导体制冷部件实现散热时，所述散热装置还包括导热管，此时所述至少一个半导体制冷部件设置在所述外罩外部；所述导热管分别与所述发光元件和所述至少一个半导体制冷部件连接，所述导热管用于将所述发光元件产生的热量传输给所述至少一个半导体制冷部件，由所述至少一个半导体制冷部件进行散热。

8.根据权利要求1-5任一所述的照明光源，其特征在于，所述漫射罩为半透明材料制成。

9.根据权利要求8所述的照明光源，其特征在于，所述半透明材料包括：聚四氟乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。

10.根据权利要求1-5任一所述的照明光源，其特征在于，所述外罩采用金属型材制成，所述金属型材包括：铝、铸铝或者铝合金型材。