CN209044170U - 用于远心镜头同轴照明点光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种用于远心镜头同轴照明点光源，包括远心镜头、棒透镜和同轴光源，远心镜头包括镜筒和镜片组，镜片组设置在镜筒内，镜片组包括棱镜，镜筒包括第一连接部、中间部和第二连接部，第一连接部与第二连接部分别设置在中间部两端，中间部设有安装棱镜的安装槽和用于同轴光源入射的连接口，同轴光源包括套筒和光源部件，套筒设置在光源部件上部，棒透镜设置在套筒内，套筒与连接口固接，同轴光源经棒透镜从中间部的侧壁入射到棱镜上，同轴光源与远心镜头垂直安装使同轴光源与远心镜头的光轴相互垂直。在点光源同轴光源与远心镜头连接处增加棒透镜，实现镜头同轴照明更均匀，像面成像更清晰，且成本低，实用方便，操作简单。

Description

用于远心镜头同轴照明点光源

技术领域

本实用新型涉及光学检测技术领域，具体涉及一种用于远心镜头同轴照明点光源。

背景技术

远心镜头主要是为纠正传统工业镜头视差而设计，它可以在一定的物距范围内使得到的图像放大倍率不会变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。远心镜头由于其特有的平行光路设计一直为对镜头畸变要求很高的机器视觉应用场合所青睐。

普通工业远心镜头的辅助照明，一般采用面光源，环形光源，侧面光源等等，这些光源体积大，成本高，且不能实现物面的均匀照明，甚至引起杂光，造成图像的对比度，分辨率降低，清晰度变坏，颜色变差，像面照度亮暗不均匀。

实用新型内容

本实用新型的主要目的为提供一种用于远心镜头同轴照明点光源，以解决普通工业远心镜头成像不清晰的技术问题。

本实用新型提供一种用于远心镜头同轴照明点光源，包括远心镜头、棒透镜和同轴光源，上述远心镜头包括镜筒和镜片组，上述镜片组设置在上述镜筒内，上述镜片组包括棱镜，上述镜筒包括第一连接部、中间部和第二连接部，上述第一连接部与上述第二连接部分别设置在上述中间部两端，上述中间部设有安装上述棱镜的安装槽和用于上述同轴光源入射的连接口，上述同轴光源包括套筒和光源部件，上述套筒设置在上述光源部件上部，上述棒透镜设置在上述套筒内，上述套筒与上述连接口固接，上述同轴光源经上述棒透镜从中间部的侧壁入射到上述棱镜上，上述同轴光源与上述远心镜头垂直安装使上述同轴光源与上述远心镜头的光轴相互垂直

进一步地，在上述用于远心镜头同轴照明点光源中，上述棱镜由两个直角棱镜通过斜面胶合而成，上述直角棱镜的斜面与上述同轴光源的光轴成45度角。

进一步地，在上述用于远心镜头同轴照明点光源中，上述光源部件包括光源壳体和光源，上述光源壳体与上述套筒固接，上述套筒设置在上述光源壳体上部，上述光源设置在上述光源壳体内部，上述光源的出光面正对上述连接口。

进一步地，在上述用于远心镜头同轴照明点光源中，上述光源壳体底部设有电源线接口用于连接电源为光源供电。

进一步地，在上述用于远心镜头同轴照明点光源中，上述光源为点光源。

进一步地，在上述用于远心镜头同轴照明点光源中，上述光源的发光面设有缩小光线角度的棱镜膜。

进一步地，在上述用于远心镜头同轴照明点光源中，还包括内置电源，上述内置电源包括电池、电源开关，上述内置电源安装在上述光源壳体下部侧面，上述光源与上述电池电连接，上述电源开关安装在上述光源壳体的外表面与上述电池电连接。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果为：在点光源同轴光源与远心镜头连接处增加棒透镜，实现镜头同轴照明更均匀，像面成像更清晰，且成本低，实用方便，操作简单。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的用于远心镜头同轴照明点光源的结构示意图

图2是仅有点光源-物面照度分布曲线图

图3是加棒透镜点光源-物面照度分布曲线图

图4是加棒透镜点光源(右)与仅有点光源(左)照度分布对比图。

图中：1—棒透镜2—套筒3—光源部件4—第一连接部5—中间部6—第二连接部7—连接口

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，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)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，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

另外，在本实用新型中涉及“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。

参照图1，本实用新型提供一种用于远心镜头同轴照明点光源，包括远心镜头、棒透镜1和同轴光源，上述远心镜头包括镜筒和镜片组，上述镜片组设置在上述镜筒内，上述镜片组包括棱镜，上述镜筒包括第一连接部4、中间部5和第二连接部6，上述第一连接部4与上述第二连接部6分别设置在上述中间部5两端，上述中间部5设有安装上述棱镜的安装槽和用于上述同轴光源入射的连接口7，上述同轴光源包括套筒2和光源部件3，上述套筒2设置在上述光源部件3上部，上述棒透镜1设置在上述套筒2内，上述套筒2与上述连接口7固接，上述同轴光源经上述棒透镜1从中间部的侧壁入射到上述棱镜上，上述同轴光源与上述远心镜头垂直安装使上述同轴光源与上述远心镜头的光轴相互垂直。棱镜的中心点与棒透镜1的中心点以及同轴光源的中心点在同一水平线上。棱镜是一种由两两相交但彼此均不平行的平面围成的透明物体，用以分光或使光束发生色散。棒透镜1中部为圆柱状，上下两端面分别为球面或非球面，中部侧面为抛光面、雾面或涂黑，出光面为抛光面或雾面。棒透镜1可以将光纤中射出的发散光束聚集成能过传播较长距离的准直光束，棒透镜1将同轴光源集成。同轴光源镜头采用同轴平行光照明技术的镜头，可以更清晰的检测出物体的缺陷，画像更清晰，画面更匀称，同轴光镜头的同轴光源，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，均匀照亮平面，对光泽的表面可以加强划刻、凹陷或压印特征，在镜面、漫射或吸收表面形成对比，降低透明外壳或遮盖物的透过率，最适宜用于反射度极高的物体，如金属、玻璃、胶片、晶片等表面的划伤检测；Mark点定位；包装条码识别。远心镜头作为平行光导出机构，平行度能保证在极小角度内，平行度高，提高被检测物体边缘轮廓对比度，消除边界效应，平行光可减少反射，增加远心镜头的自然景深，提高了其原有镜头的远心度、清晰度。棒透镜对同轴光源的光输出进行变换，根据成像镜头对照明的特定需要，如工作距离、光斑大小、均匀性等，调整光源在入射棱镜前的虚拟像点位置、大小、角度分布等，对成像镜头前组(棱镜和物面之间的部分)同轴光源之间的不匹配进行补偿，从而在工作面得到合理的光斑尺寸并改善照度均匀性。在同轴光源与远心镜头连接处增加棒透镜，实现镜头同轴照明更均匀，像面成像更清晰，且成本低，实用方便，操作简单。

在本实施例中，上述棱镜由两个直角棱镜通过斜面胶合而成，上述直角棱镜的斜面与上述同轴光源的光轴成45度角。直角棱镜的斜面与同轴光源的光轴成45度角，以使透射光和反射光的光强比例为1:1，光源通过1:1的胶合直角棱镜垂直打在被测物体上，保证了观察视场，垂直的光源提供了更佳的效果，光源通过物镜打在被测物体上会形成一个很小的光斑，可直观观测到物镜焦点的精确位置，有助于对微笑样品的初步精确定位。在本实施例中，上述光源部件包括光源壳体和光源，上述光源壳体与上述套筒固接，上述套筒设置在上述光源壳体上部，上述光源设置在上述光源壳体内部，上述光源的出光面正对上述连接口。

在本实施例中，上述光源壳体底部设有电源线接口用于连接电源为光源供电。

在本实施例中，上述光源为点光源。点光源是理想化为质点点光源，指的是从一个点向周围空间均匀发光的光源。对比普通同轴光源，点光源同轴光源可以消除由于光线漫反射同轴造成的问题，获得边缘清晰、锐利的图像，大大提高了测量精度，特别适合大平面高反光物体表面字符、瑕疵、激光雕刻等拍摄，同轴光源能够凸显物体表面不平整，克服表面反光照成的干扰，主要用于检测物体平整光滑表面的碰伤、划伤、裂纹和异物。通过在标准点光源与成像镜头之间放置棒透镜，能够补偿成像镜头前组同照明点光源之间的不匹配，改善照明效果，不同成像镜头可以使用同一点光源或共享部分组件，仅仅使用不同的棒透镜即可实现照明功能的系列化，减少设计和成产成本。

在本实施例中，上述光源的发光面设有缩小光线角度的棱镜膜。

在本实施例中，还包括内置电源，上述内置电源包括电池、电源开关，上述内置电源安装在上述光源壳体下部侧面，上述光源与上述电池电连接，上述电源开关安装在上述光源壳体的外表面与上述电池电连接。内置电源为光源供电。

参照图2-3，仅有点光源，物面照度自中心向外逐渐降低，整体照度分布不均匀，不利于图像拍摄。增加棒透镜点光源，物面上形成较大面积的近似等照度平台，平台区域内照度分布均匀，有利于图像拍摄。

参照图4，对比仅有点光源和增加棒透镜点光源，增加棒透镜点光源照度分布均匀，边缘清晰，有利于图像拍摄。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果为：在点光源同轴光源与远心镜头连接处增加棒透镜，实现镜头同轴照明更均匀，像面成像更清晰，且成本低，实用方便，操作简单。

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，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于远心镜头同轴照明点光源，其特征在于，包括远心镜头、棒透镜和同轴光源，所述远心镜头包括镜筒和镜片组，所述镜片组设置在所述镜筒内，所述镜片组包括棱镜，所述镜筒包括第一连接部、中间部和第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部分别设置在所述中间部两端，所述中间部设有安装所述棱镜的安装槽和用于所述同轴光源入射的连接口，所述同轴光源包括套筒和光源部件，所述套筒设置在所述光源部件上部，所述棒透镜设置在所述套筒内，所述套筒与所述连接口固接，所述同轴光源经所述棒透镜从中间部的侧壁入射到所述棱镜上，所述同轴光源与所述远心镜头垂直安装使所述同轴光源与所述远心镜头的光轴相互垂直。

2.根据权利要求1所述的用于远心镜头同轴照明点光源，其特征在于，所述棱镜由两个直角棱镜通过斜面胶合而成，所述直角棱镜的斜面与所述同轴光源的光轴成45度角。

3.根据权利要求1所述的用于远心镜头同轴照明点光源，其特征在于，所述光源部件包括光源壳体和光源，所述光源壳体与所述套筒固接，所述套筒设置在所述光源壳体上部，所述光源设置在所述光源壳体内部，所述光源的出光面正对所述连接口。

4.根据权利要求3所述的用于远心镜头同轴照明点光源，其特征在于，所述光源壳体底部设有电源线接口用于连接电源为光源供电。

5.根据权利要求3所述的用于远心镜头同轴照明点光源，其特征在于，所述光源为点光源。

6.根据权利要求3所述的用于远心镜头同轴照明点光源，其特征在于，所述光源的发光面设有缩小光线角度的棱镜膜。

7.根据权利要求3所述的用于远心镜头同轴照明点光源，其特征在于，还包括内置电源，所述内置电源包括电池、电源开关，所述内置电源安装在所述光源壳体下部侧面，所述光源与所述电池电连接，所述电源开关安装在所述光源壳体的外表面与所述电池电连接。