CN211178738U - 面阵式多光谱成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种面阵式多光谱成像装置，面阵式多光谱成像装置，包括灯板、光源驱动模块以及面阵相机，灯板具有多个光源，每个所述光源均具有不同的发光光谱；光源驱动模块与所述光源电连接，用于向所述光源发送电信号以控制所述光源的点亮或熄灭；面阵相机用于对被所述光源照射的物体成像。通过光源驱动模块向各个光源发送电信号控制各光源的点亮或熄灭，实现多光谱的切换，相机可以快速高效的获取多光谱图像，提高多光谱成像效率。同时，利用灯板提供多光谱，可以同时向较大的区域空间提供多光谱照明，从而使相机一次性获得更大空间区域的多光谱图像，提高了多光谱的成像效率。

Description

面阵式多光谱成像装置

技术领域

本实用新型涉及多光谱成像设备技术领域，特别涉及一种面阵式多光谱成像装置。

背景技术

随着工业4.0的提出，机器视觉在工业中应用越来越广，一些高端的检测与识别应用比如物体材质识别与分类等，对机器视觉提出了高精度、高分辨率、高识别率的要求。在这些应用领域中，普通的图像采集系统在单一的光照环境下，很难采集到足够的信息量满足以上的要求。

而基于滤光片切换式的多光谱成像系统，在机械更换或调试不同波段滤光片的过程中,对于不同波段光源的切换速度较慢，严重影响数据采集的连续性和高效性。并且滤光片式高光谱设备的物理镜头窄小，加上滤光片的安装位置只适合安装在镜头前面，获取的图像信息的区域有限。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种面阵式多光谱成像装置，能够通过电脉冲信号控制实现快速切换不同光谱的光源，提高多光谱成像的效率，并且能够获取较大区域的多光谱图像。

第一方面，本实用新型实施例提供一种面阵式多光谱成像装置，包括：

灯板，具有多个光源，每个所述光源均具有不同的发光光谱；

光源驱动模块，与所述光源电连接，用于向所述光源发送电信号以控制所述光源的点亮或熄灭；以及

面阵相机，用于对被所述光源照射的物体成像。

根据本实用新型实施例的一种面阵式多光谱成像装置，至少具有如下有益效果：面阵式多光谱成像装置，包括灯板、光源驱动模块以及面阵相机，灯板具有多个光源，每个所述光源均具有不同的发光光谱；光源驱动模块与所述光源电连接，用于向所述光源发送电信号以控制所述光源的点亮或熄灭；面阵相机用于对被所述光源照射的物体成像。通过光源驱动模块向各个光源发送电信号控制各光源的点亮或熄灭，实现多光谱的切换，相机可以快速高效的获取多光谱图像，提高多光谱成像效率。同时，省去了滤光片及其机械切换结构的成本，利于多光谱成像在工业上的普及。同时，利用灯板提供多光谱，可以同时向较大的区域空间提供多光谱照明，从而使相机一次性获得更大空间区域的多光谱图像，提高了多光谱的成像效率。

本实用新型的一个特定实施例中，所述灯板上设置有相机安装孔以及围绕在所述相机安装孔周围的多个基板，每个所述基板上设置有由多个所述光源组成的光源组，属于同一光源组的多个光源分别具有不同的发光光谱。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种面阵式多光谱成像装置，包括：

灯板，具有多个光源，每个所述光源均具有不同的发光光谱；

光源驱动模块，与所述光源电连接，用于向所述光源发送电信号以控制所述光源的点亮或熄灭；

旋转台，所述旋转台用于带动目标检测物转动至所述灯板的正下方；以及

面阵相机，用于对所述旋转台上被所述光源照射的目标检测物成像。

根据本实用新型实施例的一种在线多光谱成像装置，至少具有如下有益效果：面阵式多光谱成像装置，包括灯板、光源驱动模块、旋转台以及面阵相机；灯板具有多个光源，每个所述光源均具有不同的发光光谱；光源驱动模块与所述光源电连接，用于向所述光源发送电信号以控制所述光源的点亮或熄灭；所述旋转台用于带动目标检测物转动至所述灯板的正下方；面阵相机，用于对所述旋转台上被所述光源照射的目标检测物成像。通过光源驱动模块向各个光源发送电信号控制各光源的点亮或熄灭，实现多光谱的切换，相机可以快速高效的获取多光谱图像，提高多光谱成像效率。同时，省去了滤光片及其机械切换结构的成本，利于多光谱成像在工业上的普及。同时，利用旋转台将目标检测物旋转至灯板下方，不仅便于将目标检测物放置到合适的位置进行多光谱成像，而且避免了由人手将目标检测物放置在灯板下方时可能造成的对灯板上的光源的触碰、损毁。

本实用新型的一个特定实施例中，所述灯板上设置有相机安装孔以及围绕在所述相机安装孔周围的多个基板，每个所述基板上设置有由多个所述光源组成的光源组，属于同一光源组的多个光源分别具有不同的发光光谱。

本实用新型的一个特定实施例中，所述旋转台和所述灯板之间设置有隔离罩。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的面阵式多光谱成像装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的灯板结构示意图；

附图标记：

灯板100、基板200、紫外光LED灯210、可见光LED灯220、红外光LED灯230、预留安装位240、相机安装孔300、面阵相机310、旋转台400、目标检测物500。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本，而不能理解为对本的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

基于滤光片切换式的多光谱成像系统，在人工更换或调试不同波段滤光片的过程中，光学相机对不同波段的图像信息的获取存在着一定间隔的时间差，严重影响数据采集的连续性和高效性。滤光片式多光谱设备的物理镜头窄小，加上滤光片的安装位置只适合安装在镜头前面，获取的图像信息的区域有限。

基于此，本实用新型提供了一种面阵式多光谱成像装置，通过将多个具有不同发光光谱的光源设置在同一灯板100上，利用光源驱动模块通过电信号依次控制各个光源单独发光，并控制面阵相机310在每个光源单独发光的时候，对物体成像，从而不需要滤光片切换而实现多光谱成像，提供了多光谱成像的效率。同时，使用灯板100方式照明，增加了光源的照射范围，可以在依次对更大面积范围成像，进一步提升多光谱成像的效率。

以下提供了多个实施例，对本实用新型的面阵式多光谱成像装置进行详细说明。

参照图1，本实用新型第一实施例的一种面阵式多光谱成像装置，包括：

灯板100，具有多个光源，每个所述光源均具有不同的发光光谱；

光源驱动模块，与所述光源电连接，用于向所述光源发送电信号以控制所述光源的点亮或熄灭；以及

面阵相机310，用于对被所述光源照射的物体成像。

本实施例中，光源采用LED灯，例如，分别采用具有三种光谱的LED灯，包括紫外光LED灯210、可见光LED灯220以及红外光LED灯230。可以了解的是，本领域技术人员可以根据相应的需求适当的更改LED灯的数量或者选择不同光谱范围的LED灯。

LED灯使用直流电供电，光源驱动模块用于向相应的LED灯供电将LED灯点亮。在一个实施例中，可以采用单片机作为光源驱动模块电连接LED灯，单片机的I/O引脚可以输出高电平或低电平，将LED灯的负极接地，在LED灯的正极电连接单片机的I/O引脚，单片机可以通过向与LED灯电连接的I/O引脚输出高电平点亮相应的LED灯，或者输出低电平熄灭相应的LED灯。

相机可以采用面阵相机310，面阵相机310一次性可以对更大的范围成像。而且本实施例采用灯板100方式照明，则当目标检测物500位于灯板100正下方时，都属于该灯板100上光源的照射范围，面阵相机310可以直接对灯板100正下方的位置成像。可以按照顺序依次单独点亮每个光源，然后在每个光源单独点亮的时候，用面阵相机310对该光源照射下的目标检测物500成像，从而获得多光谱图像。

本实施例采用电信号控制多光谱光源的切换，从而便于相机获得多光谱图像，光源切换速度快，加快了多光谱成像的速率。

参照图2所示，本实用新型的第二实施例提供的一种面阵式多光谱成像装置，所述灯板100上设置有相机安装孔300以及围绕在所述相机安装孔300周围的多个基板200，每个所述基板200上设置有由多个所述光源组成的光源组，属于同一光源组的多个光源分别具有不同的发光光谱。

本实施例中，将面阵相机310安装在相机安装孔300上，在面阵相机310周围安装多个基板200，每个基板200上属于同一光源组的多个光源都分别具有不同的发光光谱。例如，每个光源组分别采用具有三种光谱的LED灯，包括紫外光LED灯210、可见光LED灯220以及红外光LED灯230，则在需要紫外光谱的时候，每个基板200上的紫外光LED灯210都点亮，使得每一次成像时候，对应光谱的光都是均匀分布在相机周围的，提升了多光谱成像的质量。

另一个实施例中，基板200上还预留了便于增设光源的预留安装位240，新增加的LED灯可以通过胶布或者螺栓组件固定在该预留安装位240上。

参照图1，本实用新型的第三实施例体用了一种面阵式多光谱成像装置，包括：

灯板100，具有多个光源，每个所述光源均具有不同的发光光谱；

光源驱动模块，与所述光源电连接，用于向所述光源发送电信号以控制所述光源的点亮或熄灭；

旋转台400，所述旋转台400用于带动目标检测物500转动至所述灯板100的正下方；以及

面阵相机310，用于对所述旋转台400上被所述光源照射的目标检测物500成像。

本实施例中，旋转台400包括可以旋转的台面以及用于驱动旋转台400转动的电机，台面上方的空间可以分为两个区域，其中台面上方位于灯板100正下方的区域定义为检测区域，台面上方的其他部分定义为装入区域。操作人员将需要多光谱成像的目标检测物500从装入区域放到台面上，台面在电机的驱动下转动并将台面上的目标检测物500转动至灯板100正下方的检测区域进行多光谱成像。

使用旋转台400方式将目标检测物500送入到灯板100正下方进行多光谱成像，不仅便于目标检测物500在灯板100下方成像时的定位，而且也避免操作人员直接将目标检测物500送入到灯板100正下方可能会碰到灯板100或者相机，避免了误操作带来的损失。

如图2所示，本实用新型的第四实施例提供了一种面阵式多光谱成像装置，所述灯板100上设置有相机安装孔300以及围绕在所述相机安装孔300周围的多个基板200，每个所述基板200上设置有由多个所述光源组成的光源组，属于同一光源组的多个光源分别具有不同的发光光谱。

本实施例中，将面阵相机310安装在相机安装孔300上，在面阵相机310周围安装多个基板200，每个基板200上属于同一光源组的多个光源都分别具有不同的发光光谱。例如，每个光源组分别采用具有三种光谱的LED灯，包括紫外光LED灯210、可见光LED灯220以及红外光LED灯230，则在需要紫外光谱的时候，每个基板200上的紫外光LED灯210都点亮，使得每一次成像时候，对应光谱的光都是均匀分布在相机周围的，提升了多光谱成像的质量。

本实用新型的第五实施例提供了一种面阵式多光谱成像装置，所述旋转台400和所述灯板100之间设置有隔离罩。

在具体的使用中，可能会发生操作人员将手伸入到灯板100下方触摸到面阵相机310等事故，因此本实施例在旋转台400的台面和灯板100之间设置了隔离罩。

隔离罩直接从灯板100的外周向旋转台400的方向延伸，为玻璃材质或者塑料材质。一般要求，隔离罩与旋转台400的台面之间的间隙大于目标检测物500的高度，因此旋转台400具有调节高度的功能。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种面阵式多光谱成像装置，其特征在于，包括：

灯板，具有多个光源，每个所述光源均具有不同的发光光谱；

光源驱动模块，与所述光源电连接，用于向所述光源发送电信号以控制所述光源的点亮或熄灭；以及

面阵相机，用于对被所述光源照射的物体成像。

2.根据权利要求1所述的一种面阵式多光谱成像装置，其特征在于：所述灯板上设置有相机安装孔以及围绕在所述相机安装孔周围的多个基板，每个所述基板上设置有由多个所述光源组成的光源组，属于同一光源组的多个光源分别具有不同的发光光谱。

3.一种面阵式多光谱成像装置，其特征在于，包括：

灯板，具有多个光源，每个所述光源均具有不同的发光光谱；

光源驱动模块，与所述光源电连接，用于向所述光源发送电信号以控制所述光源的点亮或熄灭；

旋转台，所述旋转台用于带动目标检测物转动至所述灯板的正下方；以及

面阵相机，用于对所述旋转台上被所述光源照射的目标检测物成像。

4.根据权利要求3所述的一种面阵式多光谱成像装置，其特征在于：所述灯板上设置有相机安装孔以及围绕在所述相机安装孔周围的多个基板，每个所述基板上设置有由多个所述光源组成的光源组，属于同一光源组的多个光源分别具有不同的发光光谱。

5.根据权利要求3所述的一种面阵式多光谱成像装置，其特征在于：所述旋转台和所述灯板之间设置有隔离罩。

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