CN205581390U - 一种对象外表面的取像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种对象外表面的取像装置，用以撷取对象的表面影像，包括：第一成像模块具有第一光源、第一反射镜及第二反射镜；第二成像模块包括：第二光源、第三反射镜及第四反射镜，其中对象设置于第一光源、第二光源、第一反射镜及第三反射镜之间，第一光源发射第一光束照向对象的侧表面，侧表面影像投射至第一反射镜后再反射至第二反射镜，接着由第二反射镜反射侧表面影像至成像单元，第二光源发射第二光束照向对象的另一侧表面，另一侧表面影像投射至第三反射镜后反射至第四反射镜，接着第四反射镜反射另一侧表面影像至成像单元。本实用新型可以避免多次反射而造成成像质量降低，且可降低成本。

Description

一种对象外表面的取像装置

技术领域

本实用新型是有关于一种对象外表面的取像装置，特别是借由二相互对称光源配合反射镜组所结合成的一种对象外表面的取像装置。

背景技术

目前，欲利用玻璃盘影像筛选机检视杆状物，如螺丝、螺杆等待测对象是否具有弯曲瑕疵时，必须使用两组以上取像系统(EX:CCD、CMOS)，对同一对象分别拍摄不同角度，才能检查出其是否具有弯曲瑕疵，然而，两组取像系统会占据机台空间，且成本高，而降低客户购机意愿。

公知技术中，如中国台湾专利号M461051揭示一种对象外表面的检测装置，用于检测一对象的一外表面，并包含一个壳座、一个第一光源单元、一个取像单元、一个反射镜单元，以及一个散射补偿单元。该壳座包括一个具有一个检测区域的内部空间，以及一个第一壳体。该第一壳体包括一个入口与一个出口。该散射补偿单元包括一个可补偿该入口处无法散射至该检测区域的光线的第一散射补偿件，以及一个可补偿该出口处无法散射至该检测区域的光线的第二散射补偿件。透过前述创新结构设计，可提升本实用新型对该对象的成像质量与影像撷取质量，而可避免误判并提高检测准确性。

然而该技术中其反射镜单元利用六个反射镜体，其因反射路程得经过三次的反射，造成反射成像质量降低，必须再利用散射补偿单元将光线散射至该检测区域作为补偿，以提升该对象的外表面的成像质量，避免误判检测准确性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种对象外表面的取像装置，其主要是借由二光源，较佳为二相互对称的光源，照向位于二光源之间的待测对象，接着再用四个相对称的镜体反射由光源所照射的投影影像至成像单元，借此可以避免多次反射而造成成像质量降低，且可降低成本。

为达到上述目的，本实用新型一种对象外表面的取像装置，用以撷取一对象的表面影像，包括：第一成像模块，包括：第一光源，用以发射第一光束；第一反射镜，用以接收该第一光束并以与垂直面之间的第一夹角角度反射该第一光束；第二反射镜，以一距离设置于该第一反射镜的一侧，用以接收由该第一反射镜所反射的该第一光束，且将该第一光束反射至一成像单元；第二成像模块，其位置对称于该第一成像模块，包括：第二光源，用以发射第二光束；第三反射镜，用以接收该第二光束并以与垂直面之间的第二夹角角度反射该第二光束；第四反射镜，用以接收由该第三反射镜所反射的该第二光束，并且将该第二光束反射至该成像单元；其中该对象设置于该第一光源、该第二光源、该第一反射镜及该第三反射镜之间，该第一光源所发射的该第一光束照向该对象的一侧表面，使该侧表面影像投射至该第一反射镜，该第一反射镜反射该侧表面影像至该第二反射镜，该第二反射镜反射该侧表面影像至该成像单元，该第二光源所发射的该第二光束照向该对象的另一侧表面，使该另一侧表面影像投射至该第三反射镜，该第三反射镜反射该另一侧表面影像至该第四反射镜，该第四反射镜反射该另一侧表面影像至该成像单元。

该第一成像模块与该第二成像模块对称。

该距离能依调整该第一反射镜或第三反射镜位置而改变。

该第二反射镜及该第四反射镜分别为一三角棱镜的二反射面。

更包括一控制单元，用以控制该第一光源及该第二光源照射角度。

更包括一控制单元，用以控制该第一夹角及该第二夹角的角度。

更包括一控制单元，用以控制第一反射镜及第三反射镜位置而改变该距离大小。

更包括一感测单元，电性连接该控制单元，该感测单元用以感测该对象的一尺寸，该控制单元根据该对象尺寸，控制该第一光源及该第二光源照射角度。

更包括一感测单元，电性连接该控制单元，该感测单元用以感测该对象的一尺寸，该控制单元根据该对象尺寸，控制该第一夹角及该第二夹角的角度。

更包括一感测单元，电性连接该控制单元，该感测单元用以感测该对象的一尺寸，该控制单元根据该对象尺寸，控制该距离的大小。

本实用新型借由二光源，照向位于二光源之间的待测对象，再用四个相对称的镜体反射由光源所照射的投影影像至成像单元，借此可以避免多次反射而造成成像质量降低，且可降低成本。

附图说明

图1为根据本实用新型的一种对象外表面的取像装置第一成像模块的示意图。

图2为根据本实用新型的一种对象外表面的取像装置第二成像模块的示意图。

图3为根据本实用新型的一种对象外表面的取像装置的系统方块图。

图4为根据本实用新型的一种对象外表面的取像装置的可调整距离D的示意图。

图5为根据本实用新型的一种对象外表面的取像装置的可调整光源及反射镜角度的示意图。

图6为根据本实用新型的一种对象外表面的取像装置的尺寸量测的示意图。

附图标记说明

1 一种对象外表面的取像装置

10 物件

20 第一成像模块

21 第一光源

22 第一光束

23 第一反射镜

24 第二反射镜

30 第二成像模块

31 第二光源

32 第二光束

33 第三反射镜

34 第四反射镜

40 顶角

41 等腰三角棱镜

60 成像单元

70 感测单元

75 控制单元

101 侧表面

102 另一侧表面

θ1 第一夹角度

θ2 第二夹角度

D 距离

L 垂直面。

具体实施方式

为了让本实用新型的上述和其他目的、特征、和优点能更明显，下文将配合所附附图，作详细说明如下：

请参阅图1，图1是根据本实用新型的一种对象外表面的取像装置示意图，图2是根据本实用新型的一种对象外表面的取像装置第二成像模块的示意图。本实用新型一种对象外表面的取像装置1，用以撷取对象10的表面影像，包括：第一成像模块20，第一成像模块20包括：第一光源21，其用以发射第一光束22；第一反射镜23，用以接收该第一光束22并以与垂直面L之间的第一夹角度θ1反射该第一光束22；第二反射镜24，以距离D设置于该第一反射镜23的一侧，用以接收由该第一反射镜23所反射的该第一光束22，且将该第一光束22反射至成像单元60；另外，第二成像模块30，其位置及元件较佳对称于该第一成像模块20，包括：第二光源31其位置对应该第一光源21，用以发射第二光束32；第三反射镜33，其位置对应该第一反射镜23，用以接收该第二光束32并以与垂直面L之间的第二夹角度θ2反射该第二光束32；第四反射镜34，用以接收由该第三反射镜33所反射的该第二光束32，并且将该第二光束32反射至成像单元60。

如上述，当要撷取对象10的影像时，对象10设置于第一光源21、第二光源31、第一反射镜23及第三反射镜33之间，第一光源21所发射的该第一光束22照向该对象10的一侧表面101，使该侧表面101影像投射至该第一反射镜23，该第一反射镜23反射对象10的侧表面101影像至第二反射镜24，该第二反射镜24反射对象10的侧表面影像至该成像单元60，而第二成像模块30动作原理同第一成像模块20，图2中，第二光源31所发射的第二光束32照向该对象的另一侧表面102，使该另一侧表面102影像投射至该第三反射镜33，第三反射镜33反射该另一侧表面102影像至该第四反射镜34，该第四反射镜34反射该另一侧表面影像至成像单元60。

借由该对象(如螺丝、螺杆)的一侧影像及另一侧影像检测能有效分析该对象的是否具有弯曲瑕疵。也就是说，若以螺丝为待测物，当螺丝有弯曲时，光源所照射螺丝正面或背面是无法投射出对象是否弯曲影像，必须由照射螺丝侧面(曲面侧)，才可投射出螺丝弯曲影像，因此借由二光源同时分别在不同位置照射该螺丝，较佳为二光源的二光束成一垂直型态，此即可同时投影出对象的正面及侧面影像，有效判断螺丝是否有弯曲现象。

如上述，该距离D可依调整该第一反射镜23及第三反射镜33位置而改变。

如上述，其中该第一夹角度θ1及该第二夹角度θ2是分别依据第一及第二光束22、32照射角度而调整，当第一及第二光束22、32为垂直时，第一夹角度θ1及该第二夹角度θ2可为22.5度。

如上述，其中该第二反射镜24及该第四反射镜34分别为一三角棱镜41的二反射面，较佳为等腰三角棱镜的等腰边的二反射面。该等腰三角棱镜的顶角40为90度。

接着，请参阅图3至图5，图3是根据本实用新型的一种对象外表面的取像装置的系统方块图，图4是根据本实用新型的一种对象外表面的取像装置的可调整距离D的示意图，图5是根据本实用新型的一种对象外表面的取像装置的可调整光源及反射镜角度的示意图。对象外表面的取像装置1更包括控制单元75，用以控制第一光源21及该第二光源31照射角度及位置，并且控制第一反射镜23的第一夹角度θ1及第二反射镜33的第二夹角度θ2。

控制单元75可进一步控制该距离D的大小以调整第一反射镜23及第三反射镜33的位置。

如上述，本实用新型一种对象外表面的取像装置1可为自动控制系统，一种对象外表面的取像装置1更包括感测单元70，感测单元70电性连接该控制单元75，该感测单元70用以感测该对象10的尺寸大小，并将感测结果传输至控制单元75，控制单元75接收该感测结果时，会根据该对象10尺寸大小，控制该第一光源21及该第二光源31照射角度及位置，及该第一夹角度θ1及该第二夹角度θ2的角度及该距离D的大小以调整第一反射镜23及第三反射镜33的位置，因此借由感测单元及控制单元可以有效提高操作效率及量测精准度，避免人为调整时所造成的量测误差。

另外，本实用新型可更进一步用以量测对象尺寸，请参阅图6，图6是根据本实用新型的一种对象外表面的取像装置的尺寸量测的示意图。本新型除了可以用以判断对象是否具有弯曲瑕疵之外，还可以借由调整第一光源21与第二光源31、第一反射镜23与第三反射镜33相对于待测对象两端的角度，来量测长对象(例如：螺杆、螺丝)的长度，其实施方式如下：先将校正块放置于待测位置上横放，接着利用第一光源21及第二光源31分别照射校正块二端，此时成像单元60会呈现校正块二端影像，并且再借由成像单元60纪录校正块影像，接着将校正块取出后，相同位置放至待测对象，依上述流程利用的第一光源21及第二光源31分别照射待测对象二端，此时成像单元60会呈现待测对象二端影像，借由校正块影像与待测对象影像比较，及可判断待测对象长度尺寸是否符合客户要求的公差，并判断为良品或不良品。

本实用新型目的是提供一种对象外表面的取像装置，其主要是借由二相互对称的光源，照向位于二光源之间的待测对象，接着再用四个相对称的镜体反射由光源所照射的投影影像至成像单元，借此可以避免多次反射而造成成像质量降低，且可以利用一组取像系统同时看到一对象不同角度影像，同时又可免除散射补偿单元，以降低成本并节省机台空间。

综上所述，仅记载本实用新型为呈现解决问题所采用的技术手段的实施方式或实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围。即凡与本实用新型权利要求范围文义相符，或依本实用新型权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆为本实用新型权利要求范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种对象外表面的取像装置，用以撷取一对象的表面影像，其特征在于，该取像装置包括：

一第一成像模块，包括：

一第一光源，用以发射一第一光束；

一第一反射镜，用以接收该第一光束并以与垂直面之间的一第一夹角角度反射该第一光束；

一第二反射镜，以一距离设置于该第一反射镜的一侧，用以接收由该第一反射镜所反射的该第一光束，且将该第一光束反射至一成像单元；

一第二成像模块，包括：

一第二光源，用以发射一第二光束；

一第三反射镜，用以接收该第二光束并以与垂直面之间的一第二夹角角度反射该第二光束；

一第四反射镜，用以接收由该第三反射镜所反射的该第二光束，并且将该第二光束反射至该成像单元；

其中该对象设置于该第一光源、该第二光源、该第一反射镜及该第三反射镜之间，该第一光源所发射的该第一光束照向该对象的一侧表面，使该侧表面影像投射至该第一反射镜，该第一反射镜反射该侧表面影像至该第二反射镜，该第二反射镜反射该侧表面影像至该成像单元，该第二光源所发射的该第二光束照向该对象的另一侧表面，使该另一侧表面影像投射至该第三反射镜，该第三反射镜反射该另一侧表面影像至该第四反射镜，该第四反射镜反射该另一侧表面影像至该成像单元。

2.如权利要求1所述的对象外表面的取像装置，其特征在于，该第一成像模块与该第二成像模块对称。

3.如权利要求1所述的对象外表面的取像装置，其特征在于，该距离能依调整该第一反射镜或第三反射镜位置而改变。

4.如权利要求1所述的对象外表面的取像装置，其特征在于，该第二反射镜及该第四反射镜分别为一三角棱镜的二反射面。

5.如权利要求3所述的对象外表面的取像装置，其特征在于，更包括一控制单元，用以控制该第一光源及该第二光源照射角度。

6.如权利要求3所述的对象外表面的取像装置，其特征在于，更包括一控制单元，用以控制该第一夹角及该第二夹角的角度。

7.如权利要求3所述的对象外表面的取像装置，其特征在于，更包括一控制单元，用以控制第一反射镜及第三反射镜位置而改变该距离大小。

8.如权利要求5所述的对象外表面的取像装置，其特征在于，更包括一感测单元，电性连接该控制单元，该感测单元用以感测该对象的一尺寸，该控制单元根据该对象尺寸，控制该第一光源及该第二光源照射角度。

9.如权利要求6所述的对象外表面的取像装置，其特征在于，更包括一感测单元，电性连接该控制单元，该感测单元用以感测该对象的一尺寸，该控制单元根据该对象尺寸，控制该第一夹角及该第二夹角的角度。

10.如权利要求7所述的对象外表面的取像装置，其特征在于，更包括一感测单元，电性连接该控制单元，该感测单元用以感测该对象的一尺寸，该控制单元根据该对象尺寸，控制该距离的大小。