CN107942471A - 镜头、机器视觉镜头装置及机器视觉测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镜头、机器视觉镜头装置及机器视觉测量系统，其中，公开的所述镜头包括镜筒、第一反射镜组及第二反射镜组；所述第一反射镜组与所述第二反射镜组均设于所述镜筒内，且分别位于所述镜筒的轴线的两侧；所述第一反射镜组与所述第二反射镜组，均用于将从所述镜筒的前部入射的平行光线平行地反射到镜筒的后部；其中，反射后的平行光线比入射时的平行光线更靠近所述镜筒的轴线。本发明通过所述镜头可以使得被测物的边缘的入射的平行光线，有效地传输到后方的测量系统的测量镜头中，从而使得所述测量镜头能够有效成像被测物的边缘，最后就可以准确地测出被测物的尺寸并可以降低测量成本。
Description
技术领域
本发明涉及镜头技术领域，尤其是涉及一种镜头、机器视觉镜头装置及机器视觉测量系统。
背景技术
目前的机器视觉系统的测量镜头一般为远心镜头，其用于获取被测物的平行光线并过滤被测物的非平行光线。由于远心镜头获取到的视野比较小，因此目前的机器视觉系统测量物体的长宽的方式一般是：通过远心镜头对整个物体进行扫描成像，然后通过复杂的图像处理后才进行尺寸计算。其中，由于现有的机器视觉系统需要对整个物体进行扫描，而为了确保在对物体扫描的过程中能够平稳且准确，需要设置各种机构来配合机器视觉系统的扫描工作，从而使得机器视觉系统的结构变复杂而增加测量成本。此外，现有的机器视觉系统由于是通过对整个物体扫描来计算尺寸，在测量较大物体时容易出现错误，并且远心镜头在被测物较大时容易过滤掉被测物的边界反射光束，这些都会使得测量结果不准确。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种镜头、机器视觉镜头装置及机器视觉测量系统，其能够降低机器视觉的测量成本并提高机器视觉的测量准确性。
为了实现上述目的，本发明一实施例提供了一种镜头，其包括镜筒、第一反射镜组及第二反射镜组；
所述第一反射镜组与所述第二反射镜组均设于所述镜筒内，且分别位于所述镜筒的轴线的两侧；
所述第一反射镜组与所述第二反射镜组，均用于将从所述镜筒的前部入射的平行光线平行地反射到镜筒的后部；其中，反射后的平行光线比入射时的平行光线更靠近所述镜筒的轴线，且反射后的平行光线与入射时的平行光线的之间距离是预定的。
较佳地，所述第一反射镜组与所述第二反射镜组两者之间的区域为非透光区。
较佳地，所述第一反射镜组包括平行设置的第一平面反射镜及第二平面反射镜；所述第一平面反射镜位于所述第二平面反射镜与所述镜筒的轴线之间，所述第一平面反射镜与所述第二平面反射镜两者的镜面相对，且两者均相对于所述镜筒的轴线倾斜。
较佳地，所述第二反射镜组包括平行设置的第三平面反射镜及第四平面反射镜；所述第三平面反射镜位于所述第四平面反射镜与所述镜筒的轴线之间，所述第三平面反射镜与所述第四平面反射镜两者的镜面相对，且两者均相对于所述镜筒的轴线倾斜。
较佳地，所述第一平面反射镜与所述第三平面反射镜相对于所述镜筒的轴线对称设置，所述第二平面反射镜与所述第四平面反射镜相对于所述镜筒的轴线对称设置。
较佳地，所述第一平面反射镜与所述第二平面反射镜两者与所述镜筒的轴线形成的夹角均为45度，且所述第三平面反射镜与所述第四平面反射镜两者与所述镜筒的轴线形成的夹角均为45度。
较佳地，所述第一平面反射镜与所述所述第三平面反射镜两者构成V字形结构，且两者之间的开口朝向所述镜筒外。
较佳地，所述第一平面反射镜、所述第二平面反射镜、所述第三平面反射镜与所述第四平面反射镜四者的大小一致。
本市新型另一实施例提供了一种机器视觉镜头装置，其包括远心镜头及上述任一项的镜头；所述远心镜头设于所述镜筒的后侧并用于接收所述镜头反射出来的平行光线。
本发明又一实施例提供了一种机器视觉测量系统，其包括上述的机器视觉镜头装置。
本发明实施例提供的所述镜头、所述机器视觉镜头装置及所述机器视觉测量系统，通过将所述第一反射镜组与所述第二反射镜组分别设于所述镜筒的轴线的两侧，且这两个镜组均用于将从所述镜筒的前部入射的平行光线平行地反射到镜筒的后部，并且这两个镜组反射后的平行光线比入射时的平行光线更靠近所述镜筒的轴线，这样就可以使得被测物的两端边缘的平行光线之间的距离在反射后变得更小，从而能够被设于所述镜筒的后侧的远心镜头有效接收到，通过测量远心镜头中的两组平行光线之间的距离及加上所述预定的距离，就可以得出被测物的两端边缘之间的距离。由上分析可知，所述机器视觉测量系统通过应用所述镜头，能够一次接收到尺寸较大的被测物的两端边缘的平行光线，并能使得被测物的两端边缘的平行光线有效地被远心镜头接收，因此本发明实施例能够降低机器视觉的测量成本并提高机器视觉的测量准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的机器视觉镜头装置的结构示意图。
附图标识说明：1.镜头；10.镜筒；11.第一反射镜组；110.第一平面反射镜；111.第二平面反射镜；12.第二反射镜组；120.第三平面反射镜；121.第四平面反射镜；2.远心镜头；3.被测物；4.非透光区。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
请参见图1，本发明实施例提供了一种机器视觉测量系统，其包括用于对被测物3成像的机器视觉镜头装置，所述机器视觉镜头装置包括远心镜头2及用于与所述远心镜头2配合使用的镜头1。其中，所述镜头1包括：镜筒10、第一反射镜组11及第二反射镜组12；所述第一反射镜组11与所述第二反射镜组12均设于所述镜筒10内，且分别位于所述镜筒10的轴线的两侧。在所述机器视觉镜头装置测量被测物3的尺寸时，所述被测物3的两端边缘的平行光线会入射到所述镜筒10中，而所述第一反射镜组11与所述第二反射镜组12，均用于将从所述镜筒10的前部入射的所述平行光线平行地反射到镜筒10的后部；所述远心镜头2设于所述镜筒10的后侧，以用于接收所述镜头1反射出来的平行光线。所述机器视觉测量系统会根据所述远心镜头2的成像来测出成像后的被测物3的两端边缘之间的距离。
在本发明实施例中，所述第一反射镜组11与所述第二反射镜组12的作用在于：使得反射后的平行光线比入射时的平行光线更靠近所述镜筒10的轴线；其中，反射后的平行光线与入射时的平行光线的之间距离是预定的。因此，通过所述第一反射镜组11与所述第二反射镜组12的反射，这样就可以使得被测物3的两端边缘的平行光线之间的距离在反射后变得更小，从而能够被设于所述镜筒10的后侧的远心镜头2有效接收到。而通过测量所述远心镜头2中的两组平行光线之间的距离L1，并加上所述预定的距离，就可以得出被测物3的两端边缘之间的实际距离L(如被测物3的长度、宽度或厚度等)。
示例性地，请参见图1，所述第一反射镜组11包括平行设置的第一平面反射镜110及第二平面反射镜111；所述第一平面反射镜110位于所述第二平面反射镜111与所述镜筒10的轴线之间，所述第一平面反射镜110的镜面朝向所述镜筒10的后侧，所述第二平面反射镜111的镜面朝向所述镜筒10的前侧，即所述第一平面反射镜110与所述第二平面反射镜111两者的镜面相对，且所述第一平面反射镜110与所述第二平面反射镜111两者均相对于所述镜筒10的轴线倾斜，这样从所述镜头1前部入射的平行光线会首先被所述第二平面反射镜111反射到所述第一平面反射镜110，然后所述第一平面反射镜110会将入射的光线平行地反射到所述镜筒10的后侧，并且反射后的平行光线比入射时的平行光线更靠近所述镜筒10的轴线。由于反射后的平行光线与入射时的平行光线之间的距离都是固定的，因此可以通过预先测出一个样例来进行确定，并确定为L2。
类似地，请参见图1，所述第二反射镜组12包括平行设置的第三平面反射镜120及第四平面反射镜121；所述第三平面反射镜120位于所述第四平面反射镜121与所述镜筒10的轴线之间，所述第三平面反射镜120的镜面朝向所述镜筒10的后侧，所述第四平面反射镜121的镜面朝向所述镜筒10的前侧，即所述第三平面反射镜120与所述第四平面反射镜121两者的镜面相对，且所述第三平面反射镜120与所述第四平面反射镜121两者均相对于所述镜筒10的轴线倾斜，这样从所述镜头1前部入射的平行光线会首先被所述第四平面反射镜121反射到所述第三平面反射镜120，然后所述第三平面反射镜120会将入射的光线平行地反射到所述镜筒10的后侧，并且反射后的平行光线比入射时的平行光线更靠近所述镜筒10的轴线。由于反射后的平行光线与入射时的平行光线之间的距离都是固定的，因此可以通过预先测出一个样例来进行确定，并确定为L3。
由上分析可知，在本发明实施例中，被测物3的两端边缘的平行光线的其中一端的平行光线经过所述第一反射镜组11的反射后平行地反射入所述远心镜头2，另一端的平行光线经过所述第二反射镜组12的反射后平行地反射入所述远心镜头2，而所述被测物3的两端边缘的实际尺寸则为：L＝L1+L2+L3。
需要说明的是，所述所述第一反射镜组11与所述第二反射镜组12还可以为其他结构，在此不做赘述。
在本发明实施例中，较佳地，请参见图1，所述第一平面反射镜110与所述第三平面反射镜120相对于所述镜筒10的轴线对称设置，所述第二平面反射镜111与所述第四平面反射镜121相对于所述镜筒10的轴线对称设置，这样可以使得L2＝L3。
进一步地，请参见图1，所述第一平面反射镜110与所述第二平面反射镜111两者与所述镜筒10的轴线形成的夹角均为45度，且所述第三平面反射镜120与所述第四平面反射镜121两者与所述镜筒10的轴线形成的夹角均为45度，这样可以保证被测物3两端边缘的平行光线再被所述第一反射镜组11与所述第二反射镜组12的反射作用后，不会发生尺寸变形。在本实施例中，对于所述第一平面反射镜110与所述第二平面反射镜111来说，反射后的平行光线与入射时的平行光线之间的距离L2为：所述第一平面反射镜110的中心到所述第二平面反射镜111的中心的距离。对于所述第三平面反射镜120与所述第四平面反射镜121来说，反射后的平行光线与入射时的平行光线之间的距离L3为：所述第三平面反射镜120的中心到所述第四平面反射镜121的中心的距离。
需要说明的是，所述所述第一平面反射镜110与所述第二平面反射镜111两者与所述镜筒10的轴线形成的夹角，以及所述第三平面反射镜120与所述第四平面反射镜121两者与所述镜筒10的轴线形成的夹角，还可以为其他数值，只要所述第一平面反射镜110与所述第二平面反射镜111平行，且所述第三平面反射镜120与所述第四平面反射镜121平行。
优选地，请参见图1，所述第一平面反射镜110的一端与所述所述第三平面反射镜120的一端接触或连接，且所述第一平面反射镜110与所述所述第三平面反射镜120两者构成V字形结构，并且两者形成的V字形结构的开口朝向所述镜筒10外，这样被测物3的中间部分的光线会被所述第一平面反射镜110与所述第三平面反射镜120挡住，从而在所述镜筒10的后侧的远心镜头2中呈现黑影。
在上述发明实施例中，优选地，所述第一平面反射镜110、所述第二平面反射镜111、所述第三平面反射镜120与所述第四平面反射镜121四者的大小一致。
在上述发明实施例中，较佳地，所述第一反射镜组11与所述第二反射镜组12两者之间的区域为非透光区4，即非透光区不能向所述镜筒10内传递光线，这样被测物3的中间部分的光线会被所述非透光区4挡住，从而在所述镜筒10的后侧的远心镜头2中呈现黑影；而被测物3的两端边缘部分的光线可以入射到所述镜筒10中，并分别通过所述第一反射镜组11与所述第二反射镜组12而被反射到所述远心镜头2中，最后成像，这样可以使得所述远心镜头2可以很好地聚焦于被测物3的两端边缘部分的平行光线，从而最终可以有效成像被测物3的两端边缘，这样可以使得后续的图像处理更加简单(即后续只需测出成像的两端边缘的之间的距离即可，而无需对整个被测物3进行成像及图像处理)，从而可以降低测量成本。需要说明的是，所述非透光区4的尺寸大小应小于被测物的尺寸。
示例性地，所述第一平面反射镜110与所述第三平面反射镜120两者之间的区域为非透光区4。更具体地，请参见图1，所述第一平面反射镜110的一端与所述所述第三平面反射镜120的一端接触或连接，且所述第一平面反射镜110与所述所述第三平面反射镜120两者构成V字形结构，并且两者形成的V字形结构的开口朝向所述镜筒10外，这样被测物3的中间部分的光线会被所述第一平面反射镜110与所述第三平面反射镜120挡住，从而在所述镜筒10的后侧的远心镜头2中呈现黑影。
综上所述，在本发明实施例中，通过将所述第一反射镜组11与所述第二反射镜组12分别设于所述镜筒10的轴线的两侧，且这两个镜组均用于将从所述镜筒10的前部入射的平行光线平行地反射到镜筒10的后部，并且这两个镜组反射后的平行光线比入射时的平行光线更靠近所述镜筒10的轴线，这样就可以使得被测物3的两端边缘的平行光线之间的距离在反射后变得更小，从而能够被设于所述镜筒10的后侧的远心镜头2有效接收到，通过测量远心镜头2中的两组平行光线之间的距离及加上所述预定的距离，就可以得出被测物3的两端边缘之间的距离。由上分析可知，所述机器视觉测量系统通过应用所述镜头1，能够一次接收到尺寸较大的被测物3的两端边缘的平行光线，并能使得被测物3的两端边缘的平行光线有效地被远心镜头2接收，因此本发明实施例能够降低机器视觉的测量成本并提高机器视觉的测量准确性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种镜头，其特征在于，包括镜筒、第一反射镜组及第二反射镜组；
所述第一反射镜组与所述第二反射镜组均设于所述镜筒内，且分别位于所述镜筒的轴线的两侧；
所述第一反射镜组与所述第二反射镜组，均用于将从所述镜筒的前部入射的平行光线平行地反射到镜筒的后部；其中，反射后的平行光线比入射时的平行光线更靠近所述镜筒的轴线，且反射后的平行光线与入射时的平行光线的之间距离是预定的。
2.根据权利要求1所述的镜头，其特征在于，所述第一反射镜组与所述第二反射镜组两者之间的区域为非透光区。
3.根据权利要求1或2所述的镜头，其特征在于，所述第一反射镜组包括平行设置的第一平面反射镜及第二平面反射镜；所述第一平面反射镜位于所述第二平面反射镜与所述镜筒的轴线之间，所述第一平面反射镜与所述第二平面反射镜两者的镜面相对，且两者均相对于所述镜筒的轴线倾斜。
4.根据权利要求3所述的镜头，其特征在于，所述第二反射镜组包括平行设置的第三平面反射镜及第四平面反射镜；所述第三平面反射镜位于所述第四平面反射镜与所述镜筒的轴线之间，所述第三平面反射镜与所述第四平面反射镜两者的镜面相对，且两者均相对于所述镜筒的轴线倾斜。
5.根据权利要求4所述的镜头，其特征在于，所述第一平面反射镜与所述第三平面反射镜相对于所述镜筒的轴线对称设置，所述第二平面反射镜与所述第四平面反射镜相对于所述镜筒的轴线对称设置。
6.根据权利要求5所述的镜头，其特征在于，所述第一平面反射镜与所述第二平面反射镜两者与所述镜筒的轴线形成的夹角均为45度，且所述第三平面反射镜与所述第四平面反射镜两者与所述镜筒的轴线形成的夹角均为45度。
7.根据权利要求5所述的镜头，其特征在于，所述第一平面反射镜与所述所述第三平面反射镜两者构成V字形结构，且两者之间的开口朝向所述镜筒外。
8.根据权利要求4所述的镜头，其特征在于，所述第一平面反射镜、所述第二平面反射镜、所述第三平面反射镜与所述第四平面反射镜四者的大小一致。
9.一种机器视觉镜头装置，其特征在于，包括远心镜头及如权利要求1至8任一项所述的镜头；所述远心镜头设于所述镜筒的后侧并用于接收所述镜头反射出来的平行光线。
10.一种机器视觉测量系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的机器视觉镜头装置。
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| CN201711389103.1A CN107942471A (zh) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | 镜头、机器视觉镜头装置及机器视觉测量系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |