CN201503260U

CN201503260U - 一种用于基准检测的双镜头图像采集装置

Info

Publication number: CN201503260U
Application number: CN2009202369833U
Authority: CN
Inventors: 张宪民; 邝泳聪; 梁经伦; 欧阳高飞
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2009-10-12
Filing date: 2009-10-12
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2019-10-12

Abstract

本实用新型公开了一种用于基准检测的双镜头图像采集装置，包括第一侧向光源、第二侧向光源、第一分光器、第二分光器、直射光源、第一成像透镜、第二成像透镜、第一图像传感器和第二图像传感器；第一分光器安装在直射光源的上方，第二分光器安装在直射光源的下方；第一侧向光源安装在第一分光器上方，第二侧向光源安装在第二分光器下方；所述直射光源具有两个独立控制的发光面，两个发光面分别朝向第一分光器和第二分光器；第一成像透镜和第二成像透镜同向平行放置，分别位于第一分光器和第二分光器的同一侧面。该图像采集装置具有向上和向下的两个独立光路，可同时采集钢网和电路板的图像，光路调整容易。

Description

一种用于基准检测的双镜头图像采集装置

技术领域

本实用新型涉及一种图像采集装置，特别是涉及一种用于对光路同轴但方向相反的两区域进行图像采集的装置，具体是指用于诸如全自动钢网印刷机中钢网和电路板的基准检测的图像采集装置。

背景技术

采用机器视觉技术的锡膏印刷机可以实现基准高速高精度对准。如图1所示，目前该类型的锡膏印刷机的图像采集装置一般包括两个光源，一个分光镜、一个反射镜、一个成像透镜和一个图像传感器，有些装置中为了消除上下光路的相互干扰，还加上挡光片。工作时，位于不同水平面的两个光源中的任意一个发光，光源经分光镜照射钢网或电路板，然后反射回分光镜，再经光反射镜光束折射到成像透镜，最后在图像传感器上成像，这样获得的图像是电路板和钢网图像的叠加，通过分析图像，可以得出定位信息。也可以通过分时控制光源的开关，从而分时拍摄到钢网及PCB的图像。该方法的优点是光路简单和成本低，但同时采集图像时图像分析算法复杂，而分时采集图像则比较耗时，也存在重影，影响图像分析；采用挡光片的装置中，可以消除光路相互干涉，但由于存在机械动作，采样速度受到影响，而且挡光片的寿命也有限。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、光路独立，可以在同一位置上同时采集向上和向下两个相反方向图像的采集装置，用于钢网和电路板基准检测的图像采集。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种用于基准检测的双镜头图像采集装置，包括第一侧向光源、第二侧向光源、第一分光器、第二分光器、直射光源、第一成像透镜、第二成像透镜、第一图像传感器和第二图像传感器；第一分光器安装在直射光源的上方，第二分光器安装在直射光源的下方；第一侧向光源安装在第一分光器上方，第二侧向光源安装在第二分光器下方；所述直射光源具有两个发光面，分别朝向第一分光器和第二分光器；第一成像透镜和第二成像透镜同向平行放置，分别位于第一分光器和第二分光器的同一侧面；第一图像传感器和第二图像传感器分别位于第一成像透镜和第二成像透镜同一侧面。

所述第一分光器和第二分光器是两个叠放在一起的直角棱镜。

所述的直射光源、第一侧向光源和第二侧向光源都是LED光源。

所述侧向光源是环形照明光源。

所述图像传感器是CCD相机。

所述双镜头图像采集装置还包括图像采集控制及处理装置；图像采集控制及处理装置包括摄像控制器、图像采集卡、定位控制器和图像处理模块与通用计算机和存储器；其中摄像控制器分别与直射光源、第一侧向光源、第二侧向光源、第一图像传感器和第二图像传感器连接，分别控制直射光源、第一侧向光源和第二侧向光源的照明，并控制第一图像传感器和第二图像传感器的图像采集。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明涉及的图像采集装置可以同时采集光路同轴但方向相反的两个区域的图像，使这两者之间的相对运动量降至最少；直射照明和侧向照明配合，可以提高钢网和电路板成像的质量，适合钢网和电路板基准测量的图像采集。

附图说明

图1是现有单图像传感器图像采集装置结构示意图；

图2是本实用新型用于基准检测的双镜头图像采集装置的立体示意图；

图3是本实用新型用于基准检测的双镜头图像采集装置的正视图；

图4是图像采集装置与图像采集控制及处理装置和定位装置构成示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例作进一步地描述。

如图2、3所示，一种用于基准检测的双镜头图像采集装置包括第一侧向光源1、第二侧向光源5、第一分光器2、第二分光器4、直射光源3、第一成像透镜6、第二成像透镜7、第一图像传感器8和第二图像传感器9。第一分光器2安装在直射光源3的上方，第二分光器4安装在直射光源3的下方；直射光源3具有上下两路独立光，光束分别射向第一分光器2和第二分光器4，经第一分光器2和第二分光器4透射后分别照向上方或下方；第一侧向光源1安装在第一分光器2上方，第二侧向光源5安装在第二分光器4下方；直射光源3照射到钢网10或电路板11的光束分别穿过第一侧向光源1和第二侧向光源5的中心孔；第一侧向光源1和第二侧向光源5还为钢网和电路板提供侧向照明；第一成像透镜6和第二成像透镜7同向平行放置，位于第一分光器2和第二分光器4的同一侧面；第一图像传感器8和第二图像传感器9分别位于第一成像透镜6和第二成像透镜7同一侧面。从钢网10或电路板11的反射回来的光束分别穿过第一侧向光源1和第二侧向光源5的中心孔后分别照射到第一分光器2和第二分光器4上，反射光经第一分光器2和第二分光器4折射后分别照向第一成像透镜6和第二成像透镜7，再经第一成像透镜6和第二成像透镜7后分别在第一图像传感器8和第二图像传感器9成像，第一图像传感器8和第二图像传感器9将图像转换为模拟电压信号或数字信号，传送给计算机处理。

直射光源3具有两个独立控制的发光面，这两个发光面分别朝向第一第二分光器，出射光束垂直发光面，分别射向第一分光器和第二分光器。第一分光器和第二分光器是两个叠放在一起的直角棱镜，也可以是一个长方体的分光镜，还可以由一个或两个分光片组成。第一侧向光源1和第二侧向光源5同是侧向光源，可以是环形照明的光源，也可以是能产生四面照明的矩形光源，或按其它按多边形排列的光源。直射光源和侧向光源可以是LED光源、气体光源、光纤光源或其它可以发光的装置。图像采集装置的每个光路中至少包含一个光源，可以是直射光源或侧向光源；第一图像传感器8和第二图像传感器9同为图像传感器，可以是模拟或数字的CCD相机、CMOS相机或其它可以把图像转换为电信号的装置。

如图4所示，为了配合本实用新型的图像采集装置工作，还需图像采集控制及处理装置14和定位装置13。图像采集控制及处理装置14是由摄像控制器、图像采集卡、定位控制器和图像处理模块与通用计算机和存储器组成。其中摄像控制器分别与本实用新型的图像采集装置的直射光源3、第一侧向光源1和第二侧向光源5以及第一图像传感器8和第二图像传感器9连接，分别控制直射光源3及第一侧向光源1和第二侧向光源5的照明，并控制第一图像传感器8和第二图像传感器9的图像采集。图像采集卡分别与第一图像传感器8和第二图像传感器9的视频信号输出连接，将图像视频信号转换成数字信号。定位装置控制器与定位装置13连接，图像采集装置12安装在定位装置13上，采集图像时，按照指定的坐标信息，定位装置13将图像采集装置12送入钢网10和电路板11之间的指定位置，图像采集装置12同时采集钢网朝向电路板侧和电路板朝向钢网侧的图像，图像采集过程由程序自动控制完成，采集的图像和处理结果保存在存储器内。

当用于基准检测时，通过本实用新型的图像采集装置，可同时采集到位于电路板10和钢网11上的基准点的图像，经图像采集卡转换成数字信号输入计算机，可计算两个基准点的坐标，并进行进一步的偏差分析，进而可以实现基准高速高精度对准。

本实用新型的图像采集装置的分光器、侧向光源、成像透镜和图像传感器各有两个，直射光源一个；但直射光源位于两个分光器之间，具有上下两个独立的光路；整个图像采集装置具有向上和向下的两个独立光路，可以同时采集光路同轴但方向相反的两个区域(钢网和电路板)的图像，使这两者之间的相对运动量降至最少；直射照明和侧向照明配合，可以提高成像质量，整个装置安装在一个本体上，结构紧凑。

以上所述仅为本实用新型较佳的可行实施例，并非因此限定本实用新型的保护范围，故凡应用本实用新型说明书或附图内容所进行的等效结构变化，均包含于本实用新型保护范围内。本实用新型虽然针对全自动钢网印刷机进行叙述，但其使用范围并不局限于全自动钢网印刷机，还可以用于半导体制造、纸张上油墨印刷机等需要采用图像传感器实现上下对位或检查的装置或应用中。

Claims

1.一种用于基准检测的双镜头图像采集装置，其特征在于：包括第一侧向光源、第二侧向光源、第一分光器、第二分光器、直射光源、第一成像透镜、第二成像透镜、第一图像传感器和第二图像传感器；第一分光器安装在直射光源的上方，第二分光器安装在直射光源的下方；第一侧向光源安装在第一分光器上方，第二侧向光源安装在第二分光器下方；所述直射光源具有两个发光面，分别朝向第一分光器和第二分光器；第一成像透镜和第二成像透镜同向平行放置，分别位于第一分光器和第二分光器的同一侧面；第一图像传感器和第二图像传感器分别位于第一成像透镜和第二成像透镜同一侧面。

2.根据权利要求1所述用于基准检测的双镜头图像采集装置，其特征在于：所述第一分光器和第二分光器是两个叠放在一起的直角棱镜。

3.根据权利要求1所述用于基准检测的双镜头图像采集装置，其特征在于：所述的直射光源、第一侧向光源和第二侧向光源都是LED光源。

4.根据权利要求1所述用于基准检测的双镜头图像采集装置，其特征在于：所述侧向光源是环形照明光源。

5.根据权利要求1所述用于基准检测的双镜头图像采集装置，其特征在于：所述图像传感器是CCD相机。