CN207730612U - 一种基于分束镜获取颗粒分层图像的成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于分束镜获取颗粒分层图像的成像装置，包括使被测物内部发光的光源，所述光源的光线从被测物内部向一侧照射，被测物一侧的光路上依次设有物镜、分束镜；所述分束镜将与原光束分为两路新光束，每束新光束的光路上设有成像装置。相对现有技术，本实用新型技术方案通过分束镜进行颗粒物图像的分光，通过调节成像装置的距离和相关变量，实现颗粒物的多层次清晰成像，并且根据待观察颗粒成像特点，将颗粒物划分为若干需求的焦平面，从而完成颗粒物在介质中的快速成像。

Description

一种基于分束镜获取颗粒分层图像的成像装置

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术领域颗粒计数技术领域，特别涉及一种基于分束镜获取颗粒分层图像的成像装置。

背景技术

现有技术中，机械工业设备的状态诊断中，磨损分析为运动设备状态分析的重要分析手段，可以根据不同颗粒形态得出相应的磨损机理，从而得到机械的运动状态。其中颗粒成像是获取颗粒形态最直观且信息量最完整的方法，可分析出颗粒的尺寸大小、颜色以及纹理等信息。

现有的颗粒图像获取方法中，光学显微镜可以表现出焦平面成像清晰，但其余平面成像模糊，因此难以获取完整的颗粒信息。

为解决上述的问题，本领域技术人员采取连续调节焦平面高度获取各层次的颗粒图像，但是上述方法不能对高速运动的颗粒同时进行焦平面拍摄，因此连续调节焦平面高速方法限制颗粒图像获取适用范围。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种结构简单的基于分束镜获取颗粒分层图像的成像装置，旨在解决颗粒物的分层图像观察的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种一种基于分束镜获取颗粒分层图像的成像装置，其特征在于，包括使被测物内部发光的光源，所述光源的光线从被测物内部向一侧照射，被测物一侧的光路上依次设有物镜、分束镜；所述分束镜将与原光束分为两路新光束，每束新光束的光路上设有成像装置。

优选地，所述分束镜可为等比例分光或不等比例分光。

优选地，所述分束镜的工作面与光路的夹角为45°，所述分束镜将原光束分为与原光束垂直以及平行的两束光束。

优选地，所述分束镜和所述成像装置之间设有微调透镜设置于新光束的光路上。

优选地，所述物镜可对被测物采集图像进行放大或缩小。

优选地，所述成像装置为CCD图像传感器或CMOS图像传感器。

本实用新型技术方案相对现有技术具有以下优点：

本实用新型技术方案包括光源、物镜、分束镜、微调透镜和成像装置，被测物图像经过物镜后的光线通过分束镜进行分束，各束光线分别通过微调透镜进入成像装置内。本实用新型实施例的在整体结构设计中无移动部件和切换部件，保证了整体结构的稳定性。

与此同时，本实用新型技术方案根据所需层次的颗粒图像，精准检测颗粒的信息，与此同时，通过图像处理合成大景深图像，避免景深不足导致的图像局部模糊的技术问题。另外，实用新型技术方案能够实现高速运动颗粒的同时成像，可根据翻滚颗粒高速成像重构颗粒的三维图像。

另外，本实用新型技术方案中，通过物镜倍数放大实现被检测颗粒物的轮廓观察，其中物镜倍数缩小实现较大视野的颗粒物计数。而通过微调透镜在颗粒物图像进入成像装置实现颗粒物图像的放大或者缩小，从而进行适应性的观察。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型基于分束镜获取颗粒分层图像的成像装置实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型基于分束镜获取颗粒分层图像的成像装置实施例2的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种基于分束镜获取颗粒分层图像的成像装置。

请参见图1和图2，本实用新型技术方案的基于分束镜获取颗粒分层图像的成像装置包括使被测物内部发光的光源1，光源1的光线从被测物2内部向一侧照射，被测物2一侧的光路上依次设有物镜3、分束镜4。当原光束经过分束镜4后，分束镜4将原光束分为两路新光束，具体地，两束新光束可相互垂直。另外，新光束的光路上设有成像装置6，使得被测物2的内部结构成像于成像装置6内。

优选地，本实用新型技术方案中，分束镜4可为等比例分光或不等比例分光。当分束镜4为不等比分光时，使得本实用新型技术方案的装置可针对颗粒物不同层次的位置进行观察。更优选地，分束镜4的工作面与光路之间夹角为45°，这样使得原光束被分束镜4分束为两束相互垂直的光束。

为了使得成像装置的成像效果更佳，在分束镜4与成像装置6之间设有微调透镜5设置于新光束的光路上。而设置于分束镜4与被测物2之间的光路上设有物镜3可对被测物2采集图像进行放大或者缩小，以满足不同的观察目的需求，其中选用放大倍数较大的物镜3时，可实现被检测颗粒物的轮廓和纹理的观察。而选用放大倍数较小的物镜3时，可实现在较大视野范围内对颗粒物的粒数进行计数。

具体地，本实用新型技术方案中，成像装置6可为CCD图像传感器或者CMOS图像传感器。

实施例1

请参见图1，玻璃透明管道内设有被检测的颗粒物21，其中颗粒物21的直径为60μm，厚度为30μm，由于只有一个图像传感器，因此只能拍摄局部的清晰图像，景深为20μm。以大颗粒高度梯度为15μm作为一个梯度，颗粒物21图像通过分束镜4进行分光后，通过微调透镜5而进入成像装置6内。其中颗粒物21的第一模拟焦平面211和第二模拟焦平面212分别对应成像于第一成像装置61和第二成像装置62。

与此同时，由于第一模拟焦平面211和第二模拟焦平面212距离物镜3的距离有所不同，因此会导致各个焦平面放大倍数有所不同，因此需要调整微调透镜5修改图像缩放的比例因子，以实现颗粒物21图像尺寸统一。另外也可以使用成像装置6进行数码放大，以作为后续的图像凭借提供统一的尺寸标准。

本实用新型实施例中，颗粒物21流动至视野区域中，通过一次曝光即可完成颗粒物21的快速成像，第一模拟焦平面211和第二模拟焦平面212图像经过物镜3、分束镜4和微调透镜5进入成像装置6内，而成像装置6将接收的光信号转化为电信号，然后输送至信号处理器中，实现图像处理。

实施例2

请参见图2，作为被测物2的流通油道中设有颗粒物分布其中，用于成像的光源光线从流通油道的两端进入流通油道内，并且颗粒分布成像的视野分为多部分。带有颗粒物成像的光线经物镜3后进入分束镜4内，而被分束镜4后被分束为两束相互垂直的光束，每一束新光束的光路上分别设有另一个分束器，这样使得新光束继续被分束为两束相互垂直的光束且进入成像装置6内。

根据多帧颗粒物图片的分析，可以得到相应颗粒物的尺寸、数量、颜色、形状等信息，从而完成颗粒物的计数。本实施例中，经过多个分束镜4进行分光后，颗粒物21的图像分别传输至多个成像装置6中，实现颗粒物21的多层次成像。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于分束镜获取颗粒分层图像的成像装置，其特征在于，包括使被测物内部发光的光源，所述光源的光线从被测物内部向一侧照射，被测物一侧的光路上依次设有物镜、分束镜；所述分束镜将与原光束分为两路新光束，每束新光束的光路上设有成像装置，所述分束镜可为等比例分光或不等比例分光。

2.如权利要求1所述的基于分束镜获取颗粒分层图像的成像装置，其特征在于，所述分束镜的工作面与光路的夹角为45°，所述分束镜将原光束分为与原光束垂直以及平行的两束光束。

3.如权利要求1所述的基于分束镜获取颗粒分层图像的成像装置，其特征在于，所述分束镜和所述成像装置之间设有微调透镜设置于新光束的光路上。

4.如权利要求1所述的基于分束镜获取颗粒分层图像的成像装置，其特征在于，所述物镜可对被测物采集图像进行放大或缩小。

5.如权利要求1所述的基于分束镜获取颗粒分层图像的成像装置，其特征在于，所述成像装置为CCD图像传感器或CMOS图像传感器。