CN113905166A - 一种光源一体化成像镜头及光谱图像摄取装置、方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种光源一体化成像镜头及光谱图像摄取装置、方法，工业相机技术领域。该光源一体化成像镜头包括光源组件和镜头组件。镜头组件包括镜头本体、镜座、图像传感器、滤光片和图像处理芯片，镜座上设置有相互连通的安装槽和滤光槽，镜头本体嵌设于安装槽内，滤光片嵌设于滤光槽内，图像传感器设置于滤光片的一侧，且和镜座相互连接，图像传感器和图像处理芯片电性连接。光源组件包括发光模组、光源模组和补光模组，光源模组同时与发光模组和补光模组电性连接，发光模组包括若干单色光源和结构光源。该镜头通过将镜头组件和光源组件集合为一体化，减少镜头所占体积，使得镜头结构一体化，该结构设计合理，实用性强。

Description

一种光源一体化成像镜头及光谱图像摄取装置、方法

技术领域

本发明工业相机技术领域，具体而言，涉及一种光源一体化成像镜头及光谱图像摄取装置、方法。

背景技术

工业摄像机是一种适用于智能交通、治安卡口、高清电子警察系统、工业检测、半导体检测、印制板检测、食品饮料检测等众多领域应用的高分辨率彩色数字摄像机。它具传输速度快，色彩还原性好，成像清晰等特点。不但能够方便拍摄显微图像，而且能够测量拍摄物体的长度、角度、面积等系列参数，还可打印图文报告。高分辨率工业数字摄像机安装使用操作也很简单。

现有的工业相机的镜头大都不能实现光源、补光和镜头一体化，其结构复杂，占用的空间较多，不利于推广。

发明人在研究中发现，现有的相关技术中至少存在以下缺点：

结构复杂，占用空间大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光源一体化成像镜头，解决现有技术的不足，其通过将镜头组件和光源组件集合为一体化，减少镜头所占体积，使得镜头结构一体化。

本发明的另一目的在于提供一种光谱图像摄取装置，解决现有技术的不足，其具有上述光源一体化成像镜头的所有有益效果，同时，该装置能够使得镜头可自由转向，提高该装置的使用效果。

本发明的另一目的在于提供一种光谱图像摄取方法，解决现有技术的不足，其应用于上述光谱图像摄取装置，具有上述光谱图像摄取装置的所有有益效果。

本发明的实施例是这样实现的：

一方面，本申请实施例提供一种光源一体化成像镜头，其包括光源组件和镜头组件。上述镜头组件包括镜头本体、镜座、图像传感器、滤光片和图像处理芯片，上述镜座上设置有相互连通的安装槽和滤光槽，上述镜头本体嵌设于上述安装槽内，上述滤光片嵌设于上述滤光槽内，上述图像传感器设置于上述滤光片的一侧，且和上述镜座相互连接，上述图像传感器和上述图像处理芯片电性连接。上述光源组件包括发光模组、光源模组和补光模组，上述光源模组同时与发光模组和补光模组电性连接，上述发光模组包括若干单色光源和结构光源，上述补光模组至少用于形成不同光照强度的第一补光区域与第二补光区域，上述第一补光区域的光照强度大于上述第二补光区域的光照强度。

该镜头通过将镜头组件和光源组件集合为一体化，减少镜头所占体积，使得镜头结构一体化，该结构设计合理，实用性强。

在本发明的一些实施例中，上述光源模组包括透光片和多个灯组，多个上述灯组绕设于上述透光片上，且上述灯组可选择地开启或关闭，且上述光源模组和上述镜头本体同轴设置。

具体的，通过设置多个灯组，并且灯组可选择地开启或关闭，可以调整光源模组的光照效果，进而使得进入到镜头本体内的光照具有不同的效果，使得该镜头能够适用于各种工况环境。

在本发明的一些实施例中，上述补光模组包括至少两个补光灯，至少两个上述补光灯的光线出射路径部分重合，且至少两个上述补光灯的光线出射路径上均设置有透光视窗，上述透光视窗具有不同透光率的第一透光区域和第二透光区域，从上述第一透光区域射出的光线形成上述第一补光区域，从上述第二透光区域射出的光线形成上述第二补光区域。

具体的，补光模组能和发光模组相互配合进行补光，其能形成补光区域，利于镜头的光照。

在本发明的一些实施例中，上述滤光片为红外滤光片。

具体的，红外波段包括的波长范围很宽广，从780nm～14um，其中又分近红外，中红外和远红外。红外滤光片主要应用于安防监控领域，红外气体分析仪，夜视产品，红外探测器，红外接收机，红外感应，红外通讯产品。

在本发明的一些实施例中，上述灯座还包括功能槽，上述功能槽中连接有线路板，上述线路板上设置有电容和电阻。

另一方面，本申请实施例提供一种光谱图像摄取装置，包括上述的光源一体化成像镜头，上述装置还包括工作台和控制模组，上述工作台为具有一侧开口的支架结构，上述光源一体化成像镜头和上述工作台转动连接，上述控制模组和上述光源一体化成像镜头电性连接，且上述控制模组被设置用于控制上述光源一体化成像镜头的转动方向。

该光谱图像摄取装置具有上述光源一体化成像镜头的所有有益效果，同时，该装置能够使得镜头可自由转向，提高该装置的使用效果。

在本发明的一些实施例中，上述工作台内设置有转动组件，上述转动组件包括多个推动机构，多个上述推动机构均匀间隔的设置于上述光源一体化成像镜头的周向上，上述推动机构包括推动杆和推动套筒，上述推动杆设置于上述推动套筒内，且能够沿上述推动套筒的延伸方向滑动。

设置多个推动机构，且多个推动机构均匀间隔的设置于光源一体化成像镜头的周向上，可以使得镜头能随意转向。

在本发明的一些实施例中，上述控制模组分别和多个上述推动机构电性连接，且上述控制模组被设置用于控制上述推动杆的伸缩。

另一方面，本申请实施例提供一种光谱图像摄取方法，包括以下步骤：

S100,由发光模组发出单色光源或结构光源，经补光模组补光后，将光线穿过滤光片后照射到镜头本体；

S200,控制工作台中的转动组件，使上述光源一体化成像镜头朝向预设方向。

在本发明的一些实施例中，在上述由发光模组发出单色光源或结构光源，经补光模组补光后，将光线穿过滤光片后照射到镜头本体的步骤中还包括：

由补光灯射出补光光线，上述补光光线经由上述透光视窗进行补光。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

该光源一体化成像镜头通过将镜头组件和光源组件集合为一体化，减少镜头所占体积，使得镜头结构一体化，该结构设计合理，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的光源一体化成像镜头的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的光谱图像摄取装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的光谱图像摄取装置的示意图。

图标：100-光源一体化成像镜头；10-镜头本体；11-镜座；12-图像传感器；13-滤光片；14-图像处理芯片；15-发光模组；16-光源模组；17-补光模组；200-光谱图像摄取装置；20-工作台；21-推动机构。

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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1-图3，其中，图1为本发明实施例提供的光源一体化成像镜头100的结构示意图。图2为本发明实施例提供的光谱图像摄取装置200的结构示意图。图3为本发明实施例提供的光谱图像摄取装置200的示意图。本发明的实施例提供了一种光源一体化成像镜头100，包括光源组件和镜头组件。镜头组件包括镜头本体10、镜座11、图像传感器12、滤光片13和图像处理芯片14，镜座11上设置有相互连通的安装槽和滤光槽，镜头本体10嵌设于安装槽内，滤光片13嵌设于滤光槽内，图像传感器12设置于滤光片13的一侧，且和镜座11相互连接，图像传感器12和图像处理芯片14电性连接。光源组件包括发光模组15、光源模组16和补光模组17，光源模组16同时与发光模组15和补光模组17电性连接，发光模组15包括若干单色光源和结构光源，补光模组17至少用于形成不同光照强度的第一补光区域与第二补光区域，第一补光区域的光照强度大于第二补光区域的光照强度。

值得说明的是，该镜头通过将镜头组件和光源组件集合为一体化，减少镜头所占体积，使得镜头结构一体化，该结构设计合理，实用性强。

在本实施例中，光源模组16包括透光片和多个灯组，多个灯组绕设于透光片上，且灯组可选择地开启或关闭，且光源模组16和镜头本体10同轴设置。

值得说明的是，通过设置多个灯组，并且灯组可选择地开启或关闭，可以调整光源模组16的光照效果，进而使得进入到镜头本体10内的光照具有不同的效果，使得该镜头能够适用于各种工况环境。

可选的，补光模组17包括至少两个补光灯，至少两个补光灯的光线出射路径部分重合，且至少两个补光灯的光线出射路径上均设置有透光视窗，透光视窗具有不同透光率的第一透光区域和第二透光区域，从第一透光区域射出的光线形成第一补光区域，从第二透光区域射出的光线形成第二补光区域。

具体的，补光模组17能和发光模组15相互配合进行补光，其能形成补光区域，利于镜头的光照。

在本实施例中，滤光片13为红外滤光片13。

值得说明的是，红外波段包括的波长范围很宽广，从780nm～14um，其中又分近红外，中红外和远红外。红外滤光片13主要应用于安防监控领域，红外气体分析仪，夜视产品，红外探测器，红外接收机，红外感应，红外通讯产品。

同时，灯座还包括功能槽，功能槽中连接有线路板，线路板上设置有电容和电阻。

在本实施例中还提供了一种光谱图像摄取装置200，其包括上述的光源一体化成像镜头100，装置还包括工作台20和控制模组，工作台20为具有一侧开口的支架结构，光源一体化成像镜头100和工作台20转动连接，控制模组和光源一体化成像镜头100电性连接，且控制模组被设置用于控制光源一体化成像镜头100的转动方向。

值得说明的是，该光谱图像摄取装置200具有上述光源一体化成像镜头100的所有有益效果，同时，该装置能够使得镜头可自由转向，提高该装置的使用效果。

可选的，工作台20内设置有转动组件，转动组件包括多个推动机构21，多个推动机构21均匀间隔的设置于光源一体化成像镜头100的周向上，推动机构21包括推动杆和推动套筒，推动杆设置于推动套筒内，且能够沿推动套筒的延伸方向滑动。

具体的，设置多个推动机构21，且多个推动机构21均匀间隔的设置于光源一体化成像镜头100的周向上，可以使得镜头能随意转向。

在本实施例中，控制模组分别和多个推动机构21电性连接，且控制模组被设置用于控制推动杆的伸缩。

本实施例还提供了一种光谱图像摄取方法，包括以下步骤：

S100,由发光模组15发出单色光源或结构光源，经补光模组17补光后，将光线穿过滤光片13后照射到镜头本体10；

S200,控制工作台20中的转动组件，使光源一体化成像镜头100朝向预设方向。

在本发明的一些实施例中，在由发光模组15发出单色光源或结构光源，经补光模组17补光后，将光线穿过滤光片13后照射到镜头本体10的步骤中还包括：

由补光灯射出补光光线，补光光线经由透光视窗进行补光。

综上，本发明的实施例提供了一种光源一体化成像镜头100及光谱图像摄取装置200、方法。该镜头包括光源组件和镜头组件。镜头组件包括镜头本体10、镜座11、图像传感器12、滤光片13和图像处理芯片14，镜座11上设置有相互连通的安装槽和滤光槽，镜头本体10嵌设于安装槽内，滤光片13嵌设于滤光槽内，图像传感器12设置于滤光片13的一侧，且和镜座11相互连接，图像传感器12和图像处理芯片14电性连接。光源组件包括发光模组15、光源模组16和补光模组17，光源模组16同时与发光模组15和补光模组17电性连接，发光模组15包括若干单色光源和结构光源，补光模组17至少用于形成不同光照强度的第一补光区域与第二补光区域，第一补光区域的光照强度大于第二补光区域的光照强度。该镜头通过将镜头组件和光源组件集合为一体化，减少镜头所占体积，使得镜头结构一体化，该结构设计合理，实用性强。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光源一体化成像镜头，其特征在于，包括光源组件和镜头组件，

所述镜头组件包括镜头本体、镜座、图像传感器、滤光片和图像处理芯片，所述镜座上设置有相互连通的安装槽和滤光槽，所述镜头本体嵌设于所述安装槽内，所述滤光片嵌设于所述滤光槽内，所述图像传感器设置于所述滤光片的一侧，且和所述镜座相互连接，所述图像传感器和所述图像处理芯片电性连接；

所述光源组件包括发光模组、光源模组和补光模组，所述光源模组同时与发光模组和补光模组电性连接，所述发光模组包括若干单色光源和结构光源，所述补光模组至少用于形成不同光照强度的第一补光区域与第二补光区域，所述第一补光区域的光照强度大于所述第二补光区域的光照强度。

2.根据权利要求1所述的光源一体化成像镜头，其特征在于，所述光源模组包括透光片和多个灯组，多个所述灯组绕设于所述透光片上，且所述灯组可选择地开启或关闭，且所述光源模组和所述镜头本体同轴设置。

3.根据权利要求1所述的光源一体化成像镜头，其特征在于，所述补光模组包括至少两个补光灯，至少两个所述补光灯的光线出射路径部分重合，且至少两个所述补光灯的光线出射路径上均设置有透光视窗，所述透光视窗具有不同透光率的第一透光区域和第二透光区域，从所述第一透光区域射出的光线形成所述第一补光区域，从所述第二透光区域射出的光线形成所述第二补光区域。

4.根据权利要求1所述的光源一体化成像镜头，其特征在于，所述滤光片为红外滤光片。

5.根据权利要求1所述的光源一体化成像镜头，其特征在于，所述灯座还包括功能槽，所述功能槽中连接有线路板，所述线路板上设置有电容和电阻。

6.一种光谱图像摄取装置，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的光源一体化成像镜头，所述装置还包括工作台和控制模组，所述工作台为具有一侧开口的支架结构，所述光源一体化成像镜头和所述工作台转动连接，所述控制模组和所述光源一体化成像镜头电性连接，且所述控制模组被设置用于控制所述光源一体化成像镜头的转动方向。

7.根据权利要求6所述的光谱图像摄取装置，其特征在于，所述工作台内设置有转动组件，所述转动组件包括多个推动机构，多个所述推动机构均匀间隔的设置于所述光源一体化成像镜头的周向上，所述推动机构包括推动杆和推动套筒，所述推动杆设置于所述推动套筒内，且能够沿所述推动套筒的延伸方向滑动。

8.根据权利要求7所述的光谱图像摄取装置，其特征在于，所述控制模组分别和多个所述推动机构电性连接，且所述控制模组被设置用于控制所述推动杆的伸缩。

9.一种光谱图像摄取方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100,由发光模组发出单色光源或结构光源，经补光模组补光后，将光线穿过滤光片后照射到镜头本体；

S200,控制工作台中的转动组件，使所述光源一体化成像镜头朝向预设方向。

10.根据权利要求9所述的光谱图像摄取方法，其特征在于，在所述由发光模组发出单色光源或结构光源，经补光模组补光后，将光线穿过滤光片后照射到镜头本体的步骤中还包括：

由补光灯射出补光光线，所述补光光线经由所述透光视窗进行补光。

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