CN202563223U - 光学检测设备及其彩色成像光源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种光学检测设备及其彩色成像光源装置，所述彩色成像光源装置包括顶部设有通光孔的彩色光源盒，还包括有其内部形成有分光反射空间的分盒体，该分光盒位于所述彩色光源盒的通光孔的正上方，该分光盒为全封闭的上下两端透光的盒体，该盒体包括带有白色光LED漫射灯的白色光源灯板及与白色光源灯板呈45度夹角的镀膜分光片。本实用新型实施例的彩色成像光源装置，消除了照明死角，提供稳定清洁的照明环境，延长了光源的使用寿命；应用本彩色成像光源装置的光学检测设备，其能提高AOI相机成像质量，进而提高产品的检测质量，也便于光学检测设备实现检测的自动化。

Description

光学检测设备及其彩色成像光源装置

技术领域

本实用新型涉及AOI领域，即光学检测设备领域。

背景技术

在对PCB板或相关电子元件产品表面的喷涂层进行检测时，现有的检测光源装置大都是采用普通LED光源，通过三组普通RGB三色LED灯，按一定安装方式排列，直接照射或反射到被射物体，而形成的照明环境。

现有的检测光源的缺陷：

由于采用开放性的结构，光源暴露于空气中，存在空气灰尘的污染，不能提供清洁的照明环境，影响了光源的使用寿命；

 由于灯光采用常亮模式，无散热装置或隔热装置，在长时间的使用过程中，不能提供稳定的照明环境，缩短了光源的使用寿命。

由于采用普通LED灯，其光线不够柔和；

由于其采用单一的黑色作为背景色，存在照明死角；

由于灯光是认识影像的关键，使用这样的光源装置的光学检测设备，会影响到其AOI 相机的成像，进而影响零部件的检测质量。 

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题是：提供一种彩色成像光源装置，以消除照明死角，提供稳定清洁的照明环境，延长光源的使用寿命。

本实用新型实施例所要进一步解决的技术问题是：提供一种光学检测设备，以提高AOI相机成像质量和提高产品的检测质量。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种用于光学检测设备上的彩色成像光源装置，所述彩色成像光源装置包括顶部设有通光孔的彩色光源盒，还包括有其内部形成有分光反射空间的分盒体，该分光盒位于所述彩色光源盒的通光孔的正上方，该分光盒为全封闭的上下两端透光的盒体。

进一步地，所述分光盒为中空的呈方形的壳体，该壳体内部的一侧壁上设有白色光源灯板，该白色光源灯板上设有白色LED漫射灯，自该侧壁和顶壁的相交线开始一直延伸到该相交线的对角线的对角面上还设有镀膜分光片，该镀膜分光片与所述白色光源灯板成45度夹角。

进一步地，所述壳体内与所述设有白色光源灯板的侧壁相邻的两侧壁上均贴有白色光学贴纸，与所述设有白色光源灯板的侧壁相对的另一侧壁上贴有黑色光学贴纸；壳体的顶壁和底壁上均设有透光孔，透光孔内侧位于顶壁上和底壁上均设有用于密封分光盒的光学玻璃。

进一步地，所述壳体的后壁上还有用于供所述白色光源灯板散热的散热孔。

进一步地，在白色光源灯板和壳体后壁之间还设有一层用于密封、防尘和散热的隔热件。

进一步地，所述彩色光源盒包括塔形灯体和设于塔形灯体内的三组环形光源。

进一步地，所述三组环形光源中，一组为红色LED漫射灯组，一组为绿色LED漫射灯组，一组为蓝色LED漫射灯组，由上往下依次排列，各环形光源的入射角大于相邻的位于上方的环形光源的入射角且小于相邻的位于下方的环形光源的入射角。

为了进一步解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供了一种光学检测设备，采用前述的彩色成像光源装置，所述光学检测设备还包括设于机架上的AOI相机、和用于图像识别和对比分析的计算机，所述AOI相机位于分光盒的正上方，待检工件、彩色成像光源装置、AOI相机由下往上依次设于光学检测设备上。

进一步地，所述光学检测设备还包括可在所述机架上进行上下移动的相机固定座，所述 AOI相机固定于该相机固定座上。

进一步地，所述光学检测设备还设有用于对所述AOI相机的镜头进行固定的相机镜头固定套装置，该相机镜头固定套装置包括镜头固定套和用于安装镜头固定套的固定套支座，该固定套支座滑设于机架上。

本实用新型实施例的有益效果是：采用封闭的光源，有效的防尘，防污染，为AOI相机成像提供了一个稳定的清洁照明环境，延长了光源的使用寿命；加设隔热件和在盒体上开设散热孔，有效的抑制了LED发热而引起的温度上升，在很大程度上抑制了亮度衰弱速度，延长了光源连续使用时间，提高了光源的使用寿命。采用黑，白相间的光源环境，提高光源装置内部的亮度减少光损失；采用镀膜分光片，可抑制反光，消除图像中的重影，提供了一个无反光照射的光源环境，使相机成相更清楚。

另外，用LED漫射灯，取代传统的LED灯，使机器视觉光线更加柔和，使AOI相机成像更加的清晰简单。LED光源采用频闪模式，有效的防止长时光源常亮使光源内部温上升，提高了光源的亮度，使相机成像更清晰。

在光学检测设备上，采用相机镜头固定套装置，减少了设备运动中的不稳定性，实现了相机与被测物体成90°角，为相机提供了一个有效的固定空间，减少相机成像误差，可应用于快速移动的照射检测环境，实现AOI图像对比检查和自定义检测，便于光学检测设备实现检测的自动化。

附图说明

图1是本实用新型实施例光学检测设备的立体图。

图2是本实用新型实施例光学检测设备的爆炸图。

图3是本实用新型实施例光学检测设备的后视图。

图4是图3中的A-A截面图。

图5是图3中的B-B截面图。

图6是本实用新型实施例彩色成像光源装置的各LED漫射灯组的安装角度示意图。

图7是本实用新型实施例光学检测设备的工作原理示意图。

具体实施方式

如图1至7所示，本实用新型实施例提供一种彩色成像光源装置80，其包括内部形成有分光反射空间的分光盒1和彩色光源盒2。

所述分光盒1包括壳体11、白色光源灯板12、镀膜分光片13、光学玻璃14、白色光学贴纸15、黑色光源贴纸16及隔热件17。

所述壳体11由前板111、左侧板112、右侧板113、开设有散热孔的后板114、顶板115及底板116围成的一个中空的壳体，其内腔呈正方形，但不限于正方形。所述壳体11的左侧壁、右侧壁上均贴有白色光学贴纸15，其前壁上贴有黑色光学贴纸16，而其后壁上设有白色光源灯板12，自后壁和顶壁的相交线开始一直延伸到该相交线的对角线的对角面上还设有所述镀膜分光片13，该镀膜分光片13与所述白色光源灯板12成45度夹角，其能抑制反光，消除图像中的重影，提供了一个无反光照射的光源环境，使成相效果更清楚；壳体11的顶壁和底壁上，即所述顶板115和底板116上均设有透光孔，透光孔内侧位于壳体11的顶壁和底壁上还设有光学玻璃14，光学玻璃14还起到密封壳体11的作用。

所述白色光源灯板12的正面均布设有白色LED漫射灯，白色光源灯板12和其上的白色LED漫射灯形成一组白色LED漫射灯组，根据实际需要，白色LED漫射灯也可用红色LED漫射灯或白红相间的LED漫射灯代替。其闪烁方式采用频闪模式以减少LED漫射灯工作时的发热量。所述后板114即所述壳体11的后壁上还有多个用于供所述白色光源灯板12散热的散热孔。在白色光源灯板12和后板114之间还设有一层用于密封、防尘和散热的隔热件17，所述隔热件17采用硅胶材料制成。

所述彩色光源盒2用于提供彩色光源，本实施例中，彩色光源盒2包括塔形灯壳21和设于塔形灯壳21内的三组环形光源组成。塔形灯壳21的顶端设有通光孔211，底端用光学玻璃密封；所述三组环形光源中，一组为红色LED漫射灯组22，一组为绿色LED漫射灯组23，一组为蓝色LED漫射灯组24，由上往下依次排列，各环形光源的入射角大于相邻的位于上方的环形光源的入射角且小于相邻的位于下方的环形光源的入射角。所述三组环形光源的光线形成了以圆心29为圆心的一个半球体的彩色照明环境。

本实用新型所采用的彩色成像光源装置80，其光源由设于所述分光盒1内的白色光源灯板12上的一组白色LED漫射灯组、设于所述塔形灯壳21内的一组为红色LED漫射灯组22、一组为绿色LED漫射灯组23和一组为蓝色LED漫射灯组24组成。分光盒1置于彩色光源盒2的通光孔211的正上方并与彩色光源盒2密封对接。分光盒1的中心线与彩色光源盒2的轴心线重合。   

如图6，本实用新型实施例彩色成像光源装置80的LED灯安装角度图，蓝色LED漫射灯组24同塔形灯壳21的轴线成角度A为60°角，同半球体圆心29所成角度E为90度角；绿色LED漫射灯组23同塔形灯壳21的轴线所成角度B为40°角，同半球体圆心29所成角度F为90度角；红色LED漫射灯组22同塔形灯壳21的轴线所成角度C为25°角，同半球体圆心29所成角度G为85°角；镀膜分光片13同分光盒1的底板116所成角度H为45°角，同塔形灯壳21的轴线所成角度A为60°角。白色光源灯板12与底板116所成角度为90度。彩色成像光源装置80的LED角度布局合理，消除了照射死角，弥补了中间黑洞的缺陷。这三组环形光源的LED漫射灯的闪烁方式均采用频闪模式以减少LED漫射灯工作时的发热量。

如图1至7所示，本实用新型实施例还提供了一种应用所述的彩色成像光源装置80的光学检测设备，其还包括设于机架3上的AOI相机4、相机固定座5、相机镜头固定套装置6和用于对采集的图像进行对比和识别的带有AOI软件的计算机（图中未示）。所述机架3竖直固定于所述分光盒1的底板116上。待检工件7、彩色光源盒2、分光盒3和AOI相机4由下往上依次排列于光学检测设备上。

所述相机固定座5用于安装AOI相机4，该相机固定座5可在机架3上下移动以带动AOI相机4实现上下位移。

所述相机镜头固定套装置6包括用于对所述AOI相机4的镜头进行固定的镜头固定套61和固定套支座62，该固定套支座62滑设于所述机架3上。

如图7，本实用新型实施例的工作原理图，工作时，分光盒1内的白色光源灯板12发出白色的光，经镀膜分光片13及贴有白色光学贴纸15和黑色光学贴纸16的壳体11的内壁，在分光盒1内形成分光反射空间19再反射给待检工件7，此分光反射空间19可减少光的损失，使灯光更加柔和，亮度均匀，使待检工件7更加的清晰，光线反射后从塔形灯壳21的通光孔211进入AOI相机4内进行成像，再由AOI相机4传送数据给计算机的AOI软件进行分析比对，达到快速、准确地判定待检工件7的表面是否存在质量问题的目的。

本实用新型实施例的具有如下优点：

1 采用黑，白相间的光源环境，提高光源装置内部的亮度减少光损失。

2用LED漫射灯，取代传统的LED灯，使机器视觉光线更加柔和，使AOI相机成像更加的清晰简单。

3 采用封闭的光源，有效的防尘，防污染，延长了光源的使用寿命。

4 特有的散热装置，有效的抑制了LED发热而引起的温度上升，在很大程度上抑制了亮度衰弱速度，延长了光源连续使用时间，提高了光源的使用寿命。 

5 运用特殊抑制反光的镀膜分光片，消除了图像中的重影，提高稳定性，为相机提供了一个无反光照射的光源环境使相机成相更清楚。

6  特有的光源频闪功能，有效的防止长时光源常亮使光源内部温上升，提高了光源的亮度，使相机成像更清晰，为AOI成像提供了一个稳定的照明环境，更加适合工厂的低碳节能，提高光源的使用寿命。

7 采用相机镜头固定套装置，减少了设备运动中的不稳定性，实现了相机与被测物体成90°角，为相机提供了一个有效的固定空间，减少相机成像误差。

以上所述是本实用新型的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于光学检测设备上的彩色成像光源装置，其特征在于：所述彩色成像光源装置包括顶部设有通光孔的彩色光源盒，还包括有其内部形成有分光反射空间的分盒体，该分光盒位于所述彩色光源盒的通光孔的正上方，该分光盒为全封闭的上下两端透光的盒体。

2.如权利要求1所述的彩色成像光源装置，其特征在于：所述分光盒为中空的呈方形的壳体，该壳体内部的一侧壁上设有白色光源灯板，该白色光源灯板上设有白色LED漫射灯，自该侧壁和顶壁的相交线开始一直延伸到该相交线的对角线的对角面上还设有镀膜分光片，该镀膜分光片与所述白色光源灯板成45度夹角。

3.如权利要求2所述的彩色成像光源装置，其特征在于：所述壳体内与所述设有白色光源灯板的侧壁相邻的两侧壁上均贴有白色光学贴纸，与所述设有白色光源灯板的侧壁相对的另一侧壁上贴有黑色光学贴纸；壳体的顶壁和底壁上均设有透光孔，透光孔内侧位于顶壁上和底壁上均设有用于密封分光盒的光学玻璃。

4.如权利要求2所述的彩色成像光源装置，其特征在于：所述壳体的后壁上还有用于供所述白色光源灯板散热的散热孔。

5.如权利要求4所述的彩色成像光源装置，其特征在于：在白色光源灯板和壳体后壁之间还设有一层用于密封、防尘和散热的隔热件。

6.如权利要求1所述的彩色成像光源装置，其特征在于：所述彩色光源盒包括塔形灯体和设于塔形灯体内的三组环形光源。

7.如权利要求6所述的彩色成像光源装置，其特征在于：所述三组环形光源中，一组为红色LED漫射灯组，一组为绿色LED漫射灯组，一组为蓝色LED漫射灯组，由上往下依次排列，各环形光源的入射角大于相邻的位于上方的环形光源的入射角且小于相邻的位于下方的环形光源的入射角。

8.一种光学检测设备，用于检测待检工作，采用如权利要求1至7任一项所述的彩色成像光源装置，其特征在于，所述光学检测设备还包括设于机架上的AOI相机、和用于图像识别和对比分析的计算机，所述AOI相机位于分光盒的正上方，待检工件、彩色成像光源装置、AOI相机由下往上依次设于光学检测设备上。

9.如权利要求8所述的光学检测设备，其特征在于，所述光学检测设备还包括可在所述机架上进行上下移动的相机固定座，所述 AOI相机固定于该相机固定座上。

10.如权利要求8所述的光学检测设备，其特征在于，所述光学检测设备还设有用于对所述AOI相机的镜头进行固定的相机镜头固定套装置，该相机镜头固定套装置包括镜头固定套和用于安装镜头固定套的固定套支座，该固定套支座滑设于机架上。

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