CN208794185U - 一种基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置，包括：依次连接的光源电路、导光延长部、透镜组件和棱镜组件；所述棱镜组件包括与所述透镜组件连接的基座光环，以及设于所述基座光环上的镀膜棱镜。本实用新型通过透镜组件对投射光源进行聚光，形成平行光线，并进一步通过镀膜棱镜聚光，形成平行同轴光源，从而大大增加了光源的平行度，使光线高度集中，避免了在光路投射过程中或者检测表面光滑且高反光的物体时发生散射而损失，高度集中的平行光远提高了相机拍摄效果图的对比度，进一步的提高了识别精度和识别的效率，给机器视觉检测工作带来了巨大的方便。

Description

一种基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置

技术领域

本实用新型属于机器视觉检测技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置。

背景技术

机器视觉系统就是利用机器代替人眼来作各种测量和判断。它是计算机学科的一个重要分支，它综合了光学、机械、电子、计算机软硬件等方面的技术，涉及到计算机、图像处理、模式识别、人工智能、信号处理、光机电一体化等多个领域。图像处理和模式识别等技术的快速发展，也大大地推动了机器视觉的发展。

机器视觉检测系统包括五大部分：照明、镜头和相机。其中，照明是影响机器视觉系统输入的重要因素，它直接影响输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。

目前，在一定应用场景下用于照明的光源常用的为同轴光源，但是现有的同轴光源平行度不高，发光方向性不够集中，检测一些表面光滑且高反光的物体时光损失较多，相机拍摄的效果图对比度不高，对每一件待检测品的检测需要多次反复的调整才可以进行监测，给机器视觉检测工作带来了巨大的不便。

实用新型内容

基于上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置，以解决现有技术中的缺陷和不足。

为解决上述问题，本实用新型提供一种基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置，包括：

依次连接的光源电路、导光延长部、透镜组件和棱镜组件；

所述棱镜组件包括与所述透镜组件连接的基座光环，以及设于所述基座光环上的镀膜棱镜；

所述光源电路作为光源发射出光线，经过所述导光延长部的导向作用到达透镜组件，通过所述透镜组件的聚光效果形成平行光线，所述平行光线摄入镀膜棱镜中进行进一步聚光，形成平行同轴光源，以便于在机器视觉检测中对待检测品进行打光。

优选地，所述棱镜组件还包括，与所述镀膜棱镜连接，且包裹于所述镀膜棱镜外侧的棱镜容置部；

所述棱镜容置部包括挡板，以及与所述挡板连接的平行光孔板，所述挡板和所述平行光孔板，与所述基座光环组成一容置腔，所述镀膜棱镜设于所述容置腔中。

优选地，所述棱镜容置部包括至少一个所述平行光孔板；

所述平行光孔板上设有至少一个投射孔，用于将所述镀膜棱镜发射的平行同轴光源投射至待检测品上。

优选地，所述棱镜容置部包括两个所述平行光孔板，设置于与导光延长部的长度方向相垂直的方向；

所述挡板包括设于所述棱镜容置部顶端的盖板，以及设于所述棱镜容置部侧面的与所述平行光孔板连接的侧板。

优选地，所述平行光孔板的所述投射孔为圆形。

优选地，所述透镜组件包括聚光镜片，设于所述聚光镜片上并且与所述导光延长部连接的固定环，一端与所述固定环连接另一端与所述基座光环连接的连接环。

优选地，所述聚光镜片包括两个；

所述透镜组件还包括设于所述固定环中的调整滑道，两个所述聚光镜片均设于所述调整滑道中并且平行设置；

所述透镜组件还包括镜片调整电机，所述镜片调整电机控制平行的两个所述聚光镜片在所述调整滑道中的距离。

优选地，所述平行同轴光源装置还包括光线分析组件；

所述光线分析组件包括处理器，以及与所述处理器电性连接的图像采集器；

所述镜片调整电机与所述处理器电性连接；

所述处理器通过所述图像采集器采集在机器视觉检测中对待检测品进行打光的打光图像，并对所述打光图像进行识别，判断所述打光图像中的光线强度和效果是否达到机器视觉检测的光线强度和效果；若未达到，则生成一调整指令，根据所述调整指令控制所述镜片调整电机控制平行的两个所述聚光镜片在所述调整滑道中的距离，以达到机器视觉检测的光线强度和效果。

优选地，所述导光延长部包括与所述光源电路连接的基座管，与所述基座管连接的延长组件，以及与所述延长组件连接的透镜卡位；

所述聚光镜片设于所述透镜卡位上与所述透镜卡位卡接。

优选地，所述延长组件包括延长电机、与所述延长电机连接的伸缩管；

所述延长电机与所述处理器电性连接；所述处理器通过所述图像采集器采集在机器视觉检测中对待检测品进行打光的打光图像，并对所述打光图像进行识别，判断所述打光图像中的光线强度和效果是否达到机器视觉检测的光线强度和效果；若未达到，则生成一调整指令，根据所述调整指令控制所述镜片调整电机控制平行的两个所述聚光镜片在所述调整滑道中的距离，以及控制所述延长电机调整所述伸缩管的长度，以达到机器视觉检测的光线强度和效果。

本实用新型提供一种基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置，包括：依次连接的光源电路、导光延长部、透镜组件和棱镜组件；所述棱镜组件包括与所述透镜组件连接的基座光环，以及设于所述基座光环上的镀膜棱镜；所述光源电路作为光源发射出光线，经过所述导光延长部的导向作用到达透镜组件，通过所述透镜组件的聚光效果形成平行光线，所述平行光线摄入镀膜棱镜中进行进一步聚光，形成平行同轴光源，以便于在机器视觉检测中对待检测品进行打光。本实用新型通过透镜组件对投射光源进行聚光，形成平行光线，并进一步通过镀膜棱镜聚光，形成平行同轴光源，从而大大增加了光源的平行度，使光线高度集中，避免了在光路投射过程中或者检测表面光滑且高反光的物体时发生散射而损失，高度集中的平行光远提高了相机拍摄效果图的对比度，进一步的提高了识别精度和识别的效率，给机器视觉检测工作带来了巨大的方便。

附图说明

图1为本申请中第一实施例中基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置的左侧视方向的结构示意图；

图2为本申请中第一实施例中基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置的右上视方向的结构示意图；

图3为本申请中第二实施例中基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置的部分爆炸示意图；

图4为本申请中第二实施例中基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置的全部爆炸示意图；

图5为本申请中第三实施例中基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置的透镜组件的结构示意图；

图6为本申请中第三实施例中基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置的延长组件的结构示意图；

图7为本申请中第三实施例中基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置的电路连接示意图。

附图标记：

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

下面详细描述本实用新型的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：

参考图1-2，本实施例提供一种基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置1，包括：依次连接的光源电路11、导光延长部12、透镜组件13和棱镜组件14；

所述棱镜组件14包括与所述透镜组件13连接的基座光环141，以及设于所述基座光环141上的镀膜棱镜142；

所述光源电路11作为光源发射出光线，经过所述导光延长部12的导向作用到达透镜组件13，通过所述透镜组件13的聚光效果形成平行光线，所述平行光线摄入镀膜棱镜142中进行进一步聚光，形成平行同轴光源，以便于在机器视觉检测中对待检测品进行打光。

上述，需要说明的是，同轴光源(漫射同轴灯，金属平面漫反射照明光源)提供了比传统光源更均匀的照明，因此提高了机器视觉的准确性和重现性。同轴灯主要用于检测反光程度很厉害的平面物体，比如玻璃。同轴光源能够凸显物体表面不平整，克服表面反光造成的干扰，主要用于检测物体平整光滑表面的碰伤、划伤、裂纹和异物。

上述，传统的同轴光源采用的均为分光镜片，以达到减少光损失的目的，但是，分光镜片具有平行度不高，发光方向性不够集中，检测一些表面光滑且高反光的物体时光损失较多，相机拍摄的效果图对比度不高等缺点，为解决该问题，本实施例提供一种基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置1，通过透镜组件13和棱镜组件14达到对光源电路11中的光源的双重聚光和平行的效果，使光线在散射过程中高度集中，大大减少光线损失。

上述，光源电路11，其中包含有LED光源，以及控制LED光源的集成电路。

上述，透镜组件13中，可以为镀膜透镜，通过镀膜透镜可以达到聚光效果和平行光效果。

上述，棱镜是透明材料(如玻璃、水晶等)做成的多面体。在光学仪器中应用很广。棱镜按其性质和用途可分为若干种。例如，在光谱仪器中把复合光分解为光谱的“色散棱镜”，较常用的是等边三棱镜；在潜望镜、双目望远镜等仪器中改变光的进行方向，从而调整其成像位置的称“全反射棱镜”，一般都采用直角棱镜。在本实施例中，采用的镀膜棱镜142，以达到对光线进行折射并进一步聚光，形成平行同轴光源，以便于在机器视觉检测中对待检测品进行打光。

本实施例中，通过透镜组件13对投射光源进行聚光，形成平行光线，并进一步通过镀膜棱镜142聚光，形成平行同轴光源，从而大大增加了光源的平行度，使光线高度集中，避免了在光路投射过程中或者检测表面光滑且高反光的物体时发生散射而损失，高度集中的平行光远提高了相机拍摄效果图的对比度，进一步的提高了识别精度和识别的效率，给机器视觉检测工作带来了巨大的方便。

实施例2：

参考图3-4，基于上述实施例1，本实施例提供一种基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置1，

进一步的，所述棱镜组件14还包括，与所述镀膜棱镜142连接，且包裹于所述镀膜棱镜142外侧的棱镜容置部143；

所述棱镜容置部143包括挡板1431，以及与所述挡板1431连接的平行光孔板1432，所述挡板1431和所述平行光孔板1432，与所述基座光环141组成一容置腔，所述镀膜棱镜142设于所述容置腔中。

进一步的，所述棱镜容置部143包括至少一个所述平行光孔板1432；

所述平行光孔板1432上设有至少一个投射孔1433，用于将所述镀膜棱镜142发射的平行同轴光源投射至待检测品上。

进一步的，所述棱镜容置部143包括两个所述平行光孔板1432，设置于与导光延长部12的长度方向相垂直的方向；

所述挡板1431包括设于所述棱镜容置部143顶端的盖板14311，以及设于所述棱镜容置部143侧面的与所述平行光孔板1432连接的侧板14312。

进一步的，所述平行光孔板1432的所述投射孔1433为圆形。

上述，棱镜容置部143上设有两个平行光孔板1432，并且为对称设置，每个平行光孔板1432中设有至少一个投射孔1433，用于对镀膜棱镜142中的平行同轴光源进行导向，以达到投射到待检测品上。

实施例3：

参考图5-7，基于上述实施例2，本实施例提供一种基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置1，其中，

所述透镜组件13包括聚光镜片131，设于所述聚光镜片131上并且与所述导光延长部12连接的固定环132，一端与所述固定环132连接另一端与所述基座光环141连接的连接环133。

进一步的，所述聚光镜片131包括两个；

所述透镜组件13还包括设于所述固定环132中的调整滑道134，两个所述聚光镜片131均设于所述调整滑道134中并且平行设置；

所述透镜组件13还包括镜片调整电机135，所述镜片调整电机135控制平行的两个所述聚光镜片131在所述调整滑道134中的距离。

进一步的，所述平行同轴光源装置还包括光线分析组件15；

所述光线分析组件15包括处理器151，以及与所述处理器151电性连接的图像采集器152；

所述镜片调整电机135与所述处理器151电性连接；

所述处理器151通过所述图像采集器152采集在机器视觉检测中对待检测品进行打光的打光图像，并对所述打光图像进行识别，判断所述打光图像中的光线强度和效果是否达到机器视觉检测的光线强度和效果；若未达到，则生成一调整指令，根据所述调整指令控制所述镜片调整电机135控制平行的两个所述聚光镜片131在所述调整滑道134中的距离，以达到机器视觉检测的光线强度和效果。

上述，两个聚光镜片131平行设置，并且均设于调整滑道134中，在图像采集器152或得到打光图像后，处理器151对打光图像进一步识别，从而得到当前打光效果和光线强度，分析当前打光效果和光线强度是否符合机器视觉检测的标准和效果，如果不符合，则判定当前光线强度不足，则控制镜片调整电机135调整两个平行设置的聚光镜片131之间的在调整滑道134上的距离，通过调整该距离，以达到进一步加强聚光的效果，从而达到增加平行光线和使光线高度集中，以达到符合机器视觉检测的标准和要求。

进一步的，所述导光延长部12包括与所述光源电路11连接的基座管121，与所述基座管121连接的延长组件122，以及与所述延长组件122连接的透镜卡位123；

所述聚光镜片131设于所述透镜卡位123上与所述透镜卡位123卡接。

进一步的，所述延长组件122包括延长电机1221、与所述延长电机1221连接的伸缩管1222；

所述延长电机1221与所述处理器151电性连接；所述处理器151通过所述图像采集器152采集在机器视觉检测中对待检测品进行打光的打光图像，并对所述打光图像进行识别，判断所述打光图像中的光线强度和效果是否达到机器视觉检测的光线强度和效果；若未达到，则生成一调整指令，根据所述调整指令控制所述镜片调整电机135控制平行的两个所述聚光镜片131在所述调整滑道134中的距离，以及控制所述延长电机1221调整所述伸缩管1222的长度，以达到机器视觉检测的光线强度和效果。

上述，延长电机1221用以调整伸缩管1222的长度，其中，伸缩管1222可以为逐级层叠的套管组成的伸缩管1222。

上述，延长电机1221与处理器151连接，根据调整指令，在两个聚光镜片131进行调整时，伸缩管1222在延长电机1221的控制下进行适应性调整，以达到对光路长度的调整，以达到机器视觉检测的光线强度和效果。

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

Claims (10)

1.一种基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置，其特征在于，包括：

依次连接的光源电路、导光延长部、透镜组件和棱镜组件；

所述棱镜组件包括与所述透镜组件连接的基座光环，以及设于所述基座光环上的镀膜棱镜；

所述光源电路作为光源发射出光线，经过所述导光延长部的导向作用到达透镜组件，通过所述透镜组件的聚光效果形成平行光线，所述平行光线摄入镀膜棱镜中进行进一步聚光，形成平行同轴光源，以便于在机器视觉检测中对待检测品进行打光。

2.如权利要求1所述基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置，其特征在于，所述棱镜组件还包括，与所述镀膜棱镜连接，且包裹于所述镀膜棱镜外侧的棱镜容置部；

所述棱镜容置部包括挡板，以及与所述挡板连接的平行光孔板，所述挡板和所述平行光孔板，与所述基座光环组成一容置腔，所述镀膜棱镜设于所述容置腔中。

3.如权利要求2所述基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置，其特征在于，

所述棱镜容置部包括至少一个所述平行光孔板；

所述平行光孔板上设有至少一个投射孔，用于将所述镀膜棱镜发射的平行同轴光源投射至待检测品上。

4.如权利要求3所述基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置，其特征在于，

所述棱镜容置部包括两个所述平行光孔板，设置于与导光延长部的长度方向相垂直的方向；

所述挡板包括设于所述棱镜容置部顶端的盖板，以及设于所述棱镜容置部侧面的与所述平行光孔板连接的侧板。

5.如权利要求4所述基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置，其特征在于，

所述平行光孔板的所述投射孔为圆形。

6.如权利要求1所述基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置，其特征在于，

所述透镜组件包括聚光镜片，设于所述聚光镜片上并且与所述导光延长部连接的固定环，一端与所述固定环连接另一端与所述基座光环连接的连接环。

7.如权利要求6所述基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置，其特征在于，

所述聚光镜片包括两个；

所述透镜组件还包括设于所述固定环中的调整滑道，两个所述聚光镜片均设于所述调整滑道中并且平行设置；

所述透镜组件还包括镜片调整电机，所述镜片调整电机控制平行的两个所述聚光镜片在所述调整滑道中的距离。

8.如权利要求7所述基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置，其特征在于，

所述平行同轴光源装置还包括光线分析组件；

所述光线分析组件包括处理器，以及与所述处理器电性连接的图像采集器；

所述镜片调整电机与所述处理器电性连接；

所述处理器通过所述图像采集器采集在机器视觉检测中对待检测品进行打光的打光图像，并对所述打光图像进行识别，判断所述打光图像中的光线强度和效果是否达到机器视觉检测的光线强度和效果；若未达到，则生成一调整指令，根据所述调整指令控制所述镜片调整电机控制平行的两个所述聚光镜片在所述调整滑道中的距离，以达到机器视觉检测的光线强度和效果。

9.如权利要求8所述基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置，其特征在于，

所述导光延长部包括与所述光源电路连接的基座管，与所述基座管连接的延长组件，以及与所述延长组件连接的透镜卡位；

所述聚光镜片设于所述透镜卡位上与所述透镜卡位卡接。

10.如权利要求9所述基于机器视觉检测设备的平行同轴光源装置，其特征在于，

所述延长组件包括延长电机、与所述延长电机连接的伸缩管；

所述延长电机与所述处理器电性连接；所述处理器通过所述图像采集器采集在机器视觉检测中对待检测品进行打光的打光图像，并对所述打光图像进行识别，判断所述打光图像中的光线强度和效果是否达到机器视觉检测的光线强度和效果；若未达到，则生成一调整指令，根据所述调整指令控制所述镜片调整电机控制平行的两个所述聚光镜片在所述调整滑道中的距离，以及控制所述延长电机调整所述伸缩管的长度，以达到机器视觉检测的光线强度和效果。