CN211786525U - 线性聚光器和光学检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种线性聚光器及光学检测装置，所述线性聚光器用于线路板光学检测装置；所述线路板光学检测装置包括工作台以及设置与所述工作台一侧的图像采集组件，所述工作台设有第一目标检测区，其特征在于：所述线性聚光器包括多个第一聚光组件，多个所述第一聚光组件环绕所述第一目标检测区间隔排布，所述第一聚光组件包括第一光源、第一聚光透镜以及位于所述第一光源与所述第一聚光透镜之间的第一集光镜，一所述第一光源出射的光束依次穿过一所述第一集光镜、一所述第一聚光透镜，并照射于所述第一目标检测区。本实用新型技术方案能够使光学检测装置获得足够的照明亮度，提升光源利用率，提高对比度，进而获得高质量的扫描图像，从而提高检测精度。

Description

线性聚光器和光学检测装置

技术领域

本实用新型涉及光学检测技术领域，特别涉及一种线性聚光器和光学检测装置。

背景技术

目前相机在生产现场的应用越来越普遍，相机一般用于检测连续的材料例如金属、塑料、纸和纤维等。被检测的物体通常匀速运动，利用一台或多台相机对其逐行连续扫描，以达到对其整个表面均匀检测。因为相机采用线阵CCD(Charge-coupled Device)，即线阵图像传感器，所以其呈现的是“线”状的二维图像，并且线阵CCD加上扫描机构及位置反馈环节，其成本仍然大大低于同等面积、同等分辨率的面阵CCD。所以当被测视野为细长的带状或者需要极大的视野或极高的精度时一般采用线阵相机。

现有的线阵相机图像采集速度快，曝光时间较短，为了获得高质量的图像，需要附加合适的光源照明，以提高被测视野的光照强度。随着各行各业的发展，被测材料的线条更加细微，线距更加细小，高度差更加明显。同时为了更好地检测划痕、异物等缺陷，需要光源以特定的角度照射目标区域以获得期望的对比度。然而，现有用于机器视觉领域的检测光源聚光效果不佳，从而不能获得足够的照明亮度，相机不能获得高质量的扫描图像，大大降低了检测效果。

实用新型内容

本使用新型的主要目的是提供一种线性聚光器和光学检测装置，旨在使光学检测装置获得足够的照明亮度，进而获得高质量的扫描图像，提高检测效果。

为实现上述目的，本实用新型提供一种线性聚光器，用于线路板光学检测装置；所述线路板光学检测装置包括工作台以及设置与所述工作台一侧的图像采集组件，所述工作台设有第一目标检测区，其特征在于：所述线性聚光器包括多个第一聚光组件，多个所述第一聚光组件环绕所述第一目标检测区间隔排布，所述第一聚光组件包括第一光源、第一聚光透镜以及位于所述第一光源与所述第一聚光透镜之间的第一集光镜，一所述第一光源出射的光束依次穿过一所述第一集光镜、一所述第一聚光透镜，并照射于所述第一目标检测区。

可选地，所述线性聚光器还包括至少一第二聚光组件，所述第二聚光组件位于所述图像采集组件和所述第一目标检测区之间，所述第二聚光组件位于所述第一目标检测区的上方或下方，一所述第二聚光组件包括一分光组件、一第二集光镜、一第二聚光透镜和一第二光源，一所述分光组件相对一所述第二聚光透镜设置，一所述第二集光镜设置于一所述第二光源及一所述第二聚光透镜之间，一所述第二光源出射的光束依次穿过一所述第二集光镜、一所述第二聚光透镜，一所述分光组件调整透过一所述第二聚光透镜的光束，并将该光束照射到第一目标检测区。

可选地，所述第一集光镜、第二集光镜、所述第一聚光透镜以及所述第二聚光透镜均包括入射面、出射面和安装固定面，所述安装固定面设于所述入射面和所述出射面之间，其中，所述第一集光镜的入射面朝向所述第一光源，所述第一集光镜的出射面朝向所述第一聚光透镜的入射面，所述第一聚光透镜的出射面朝向所述第一目标检测区，所述第二集光镜的入射面朝向所述第二光源，所述第二集光镜的出射面朝向所述第二聚光透镜的入射面。

可选地，所述入射面且/或所述出射面为曲面，且具有非球形表面轮廓,所述曲面为二次曲面，且二次曲面Z满足公式：

其中，R为曲率半径；

C²＝X²+Y²；

K为二次曲面系数；

定义X，Y，Z是以焦点为坐标原点的坐标。

可选地，所述第一聚光组件还包括第一固定壳，所述第一光源、第一集光镜与所述第一聚光透镜均与所述第一固定壳固定连接，所述第一固定壳还设有多个第一插槽，多个所述第一插槽位于所述第一集光镜与所述第一聚光透镜之间，所述线性聚光器还包括扩散板和光栅片，一所述扩散板和一所述光栅片均插接于一所述第一插槽，所述第一光源为单一波长的光源，或为多种波长的光源；

所述第二聚光组件还包括第二固定壳，所述第二光源、所述第二集光镜与所述第二聚光透镜均与所述第二固定壳固定连接，所述第二固定壳还设有多个第二插槽，多个所述第二插槽位于所述第二集光镜与所述第二聚光透镜之间，所述线性聚光器还包括所述扩散板和所述光栅片，一所述扩散板和一所述光栅片均插接于一所述第二插槽，所述分光组件邻近所述第二聚光透镜的出射面，并与所述第二固定壳固定连接，所述第二光源为单一波长的光源，或为多种波长的光源。

可选地，所述第一光源远离所述第一聚光透镜的一侧设有第一散热片，所述第一散热片固定于所述第一固定壳，所述第一散热片的一表面设有导热材料层，所述第一散热片设有导热材料层的表面抵持于所述第一光源；

所述第二光源远离所述第二聚光透镜的一侧设有第二散热片，所述第二散热片固定于所述第二固定外壳，所述第二散热片的一表面设有导热材料层，所述第二散热片设有导热材料层的表面抵持于所述第二光源。

可选地，所述第二固定壳还设有透光部，一所述分光组件调整透过一所述第二聚光透镜的光束，并将该光束由透光部射出，照射到第一目标检测区，所述分光组件远离所述第二聚光透镜的一表面还设有吸光板，所述吸光板与所述第二固定壳固定连接。

本实用新型还提出一种光学检测装置，所述光学检测装置包括以上描述的线性聚光器，还包括安装架，所述安装架设置在所述工作台的上方，所述图像采集组件包括相机、镜头、第一移动机构以及第二移动机构，所述相机与所述第一移动机构相连，所述镜头与所述第二移动机构相连，所述相机和所述镜头同轴设置，所述第一移动机构、所述第二移动机构设置在所述安装架，所述第一移动机构驱动所述相机、所述第二移动机构驱动所述镜头分别沿第三方向运动，所述第三方向垂直于所述工作台。

可选地，所述光学检测装置还包括固定架、固定于固定架的风扇、第三移动机构，所述线性聚光器与所述固定架固定连接，所述固定架与所述第三移动机构相连，所述第三移动机构设置在所述安装架，所述第三移动机构驱动所述线性聚光器沿所述第三方向运动。

可选地，所述光学检测装置还包括第一移动单元、第二移动单元和工控机，所述第一移动单元与所述工作台连接，并驱动所述工作台沿第一方向移动，所述第二移动单元的移动块与所述安装架连接，并驱动所述安装架沿第二方向移动，所述工控机与所述相机电连接，所述第三方向垂直于所述第一方向、所述第二方向。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案通过设置环绕第一目标检测区间隔排布的多个第一聚光组件，并使第一光源出射的光束经过第一集光镜汇聚到第一聚光透镜，第一集光镜汇聚的光到达第一聚光透镜后经过折射，被聚集起来，光效更高，再将经过聚光透镜的光束照射于第一目标检测区，由于第一目标检测区受到多个角度的光束照射，提高了照明光源的适应性，方便了图像采集组件对待检测材料的图像采集。如此，本实用新型技术方案能够使光学检测装置获得足够的照明亮度，进而获得高质量的扫描图像，从而提高检测精度。

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为本实用新型光学检测装置一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型线性聚光器一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型线性聚光器一实施例另一视角的结构示意图；

图4为本实用新型线性聚光器的第二聚光组件的结构示意图；

图5为本实用新型线性聚光器的第一聚光组件的结构示意图；

图6为本实用新型光学检测装置的固定架的结构示意图；

图7为本实用新型线性聚光器又一实施例的结构示意图；

图8为本实用新型线性聚光器再一实施例的结构示意图；

图9为本实用新型线性聚光器第一透镜一实施例的结构示意图；

图10为本实用新型线性聚光器第一集光镜一实施例的结构示意图；

图11为本实用新型光学检测装置一实施例的部分结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	线性聚光器	375	吸光板
10	第一聚光组件	38	光栅片
				11	第一光源	39	第二散热片
12	第一集光镜	200	光学检测装置
				13	第一聚光透镜	210	固定架
131	入射面	211	固定板
				133	出射面	213	固定梁
135	安装固定面	215	圆弧槽口
				1351	凸台	220	风扇
15	第一固定壳	230	相机
				151	第一插槽	240	镜头
17	第一散热片	250	第一移动单元
				19	扩散板	251	第一方向
30	第二聚光组件	270	工作台
				31	分光组件	271	第一目标检测区
32	第二集光镜	272	第二目标检测区
				33	第二聚光透镜	280	第二移动单元
35	第二光源	281	第二方向
				37	第二固定壳	290	第一移动机构
371	第二插槽	291	第二移动机构
				373	透光部	292	第三移动机构

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。

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，也不在本发明要求的保护范围之内。

本实用新型实施例提出一种线性聚光器100，应用于线路板光学检测装置200，参照图1、图3、图5、图7、图8，光学检测装置200包括工作台270以及设置与工作台270一侧的图像采集组件(图未示)，工作台270上设有第一目标检测区271，线性聚光器100包括多个第一聚光组件10，多个第一聚光组件10环绕第一目标检测区271间隔排布，第一聚光组件10包括第一光源11、第一聚光透镜13以及位于第一光源11、第一聚光透镜13之间的第一集光镜12，一第一光源11出射的光束依次穿过一第一集光镜12、一第一聚光透镜13，并照射于第一目标检测区271。

在该实施例采用的技术方案中，通过设置环绕第一目标检测区271间隔排布的多个第一聚光组件10，并使第一光源11出射的光束经过第一集光镜12做一次汇聚后照射到第一聚光透镜13，汇聚后的光束透过第一聚光透镜13后经过折射，被聚集起来，光效更高，再将经过第一聚光透镜13的光束照射于第一目标检测区271，由于第一目标检测区271受到多个角度的光束照射，方便了图像采集组件对待检测物件的图像采集。如此，本实用新型的技术方案能够使光学检测装置获得足够的照明亮度，进而获得高质量的扫描图像，提高检测效果。

由于第一光源11通常使用的是LED发光元件，通常LED发光元件的发散角均在120度的范围内，发光特性曲线呈高斯分布，因此，增加第一集光镜12能增加光的收集角度，提高了光源利用率，从而在同等条件下提高了光源亮度，增加照明度，进而获得更好的扫描图像质量。

另外，多个第一聚光组件10与第一目标检测区271呈扇形设置，此时以第一目标检测区271为圆心，多个第一聚光组件10环绕其设置，这样能使光照效果更好。在本实施例中采用将第一聚光组件10相对第一目标检测区271在弧矢面120°的角度进行照明，且各第一聚光透镜13之间没有死区，如此可以使得照明效果最好。并且为了避免进行照明补偿的不对称计算，将多个第一聚光组件10相对第一目标检测区271呈左右对称设置。具体的，可以在第一目标检测区271的左右设置2、6、8、10、12个等对称的第一聚光组件10或采用3、5、7、9、11个奇数形式等。并且该第一聚光组件10不仅限于位于第一目标检测区271的一侧，也可以位于第一目标检测区271的两侧。其设置方式根据实际需要进行设定。

进一步的，参照图2、图3、图4、图7、图8，线性聚光器100还包括至少一第二聚光组件30，第二聚光组件30位于图像采集组件和第一目标检测区271之间，第二聚光组件30位于第一目标检测区271的上方或下方，一第二聚光组件30包括一分光组件31、一第二集光镜32、一第二聚光透镜33和一第二光源35，一分光组件31相对一第二聚光透镜33设置，一第二集光镜32设置于一第二光源35及一第二聚光透镜33之间，一第二光源35出射的光束依次穿过一第二集光镜32、一第二聚光透镜33，一分光组件31调整透过一第二聚光透镜33的光束，并将该光束照射到第一目标检测区271。

在本实施例采用的技术方案中，设置第二聚光组件30可以使第一目标检测区271受到更多的光照，由于第二聚光组件30设有调节光路的分光组件31，第二聚光组件30的具体位置可以任意设置，只要能较好地将调整透过一所述第二聚光透镜33的光束即可。需要注意的是，在满足使用要求的情况下，该线性聚光器100可以只设置第一聚光组件10而不设置第二聚光组件30，也可以只设置第二聚光组件30而不设置第一聚光组件10。以及，第二聚光组件30可以设置在第一目标检测区271的一侧或两侧，从而配合第一聚光组件10对第一目标检测区271进行双面检测，并且同一侧的第一聚光组件10和第二聚光组件30将光束汇聚到一个第一目标检测区271(例如第一目标检测区271)，为防止一侧光源对另一侧造成不必要的影响，上下两侧的照明区域需要错开一定距离(例如第一目标检测区271和第二目标检测区272)。具体的，第二聚光组件30的第二光源35出射的光束呈水平方向，分光组件31将该光束调节后垂直射入第一目标检测区271。

另外，第二聚光组件30为可动组件，可以根据不同检测需求来调整第二聚光组件30的前后位置，一分光组件31为可快速拆分组件，以便于在光学检测装置维护时拆卸分光组件31进行维护保养。

另外，由于第二光源35通常使用的是LED发光元件，通常LED发光元件的发散角均在120度的范围内，发光特性曲线呈高斯分布，因此，增加第二集光镜32能增加光的收集角度，提高了光源利用率，从而在同等条件下提高了光源亮度，增加照明度，进而获得更好的扫描图像质量。

进一步的，参照图5、图9、图10，第一集光镜12、第二集光镜32、第一聚光透镜13以及第二聚光透镜33均包括入射面131、出射面133和安装固定面135，安装固定面135设于入射面131和出射面133之间，其中，第一集光镜12的入射面131朝向第一光源11，第一集光镜12的出射面朝向第一聚光透镜13的入射面131，第一聚光透镜13的出射面133朝向第一目标检测区271，第二集光镜32的入射面131朝向第二光源35，第二集光镜32的出射面133朝向第二聚光透镜33的入射面。

在本实施例采用的技术方案中，光源发出的光束从入射面131进入，从出射面133射出，经过折射从而将光线汇聚，照射到第一目标检测区271。为了方便安装，在安装固定面135设有凸台1351，设置凸台1351便于卡持安装，当然，也可以在安装固定面135设置凹槽，只要方便透镜的安装即可。

进一步的，入射面131且/或出射面133为曲面，且具有非球形表面轮廓,所述曲面为二次曲面，且二次曲面Z满足公式：

其中，R为曲率半径；

C²＝X²+Y²；

K为二次曲面系数；

定义X，Y，Z是以焦点为坐标原点的坐标。

在本实施例中将出射面133设为曲面，如此可以较好的将光束折射，方便达到聚光效果。并且由于入射面131且/或出射面133具有非球形表面轮廓，可以使透镜进行球面像差校正，从而提高像差，使出射的光束更接近理想状况，进而提高光源的能源利用率，提高光照强度并且精确地将光线汇聚到线性第一目标检测区271上。以及，在本实用新型技术方案内，任何显而易见通过选取不同二次曲面系数和曲面半径得到的二次曲面均在本使用新型的保护范围。

第一集光镜12、第一聚光透镜13、相对第一光源11与线性第一目标检测区271且/或第二集光镜32、第二聚光透镜33、相对第二光源35与线性第一目标检测区271假想平面左右对称，然而也可以采用本发明第一聚光透镜13且/或第二聚光透镜33设计概念形成不对称的透镜。以及，该第一聚光透镜13且/或第二聚光透镜33可以使用例如光学玻璃、塑料或其他合适的透光材料廉价的制作。并可以通过制作或切割成任意需要长度(其中长度是指沿线性目标监测区域长边尺寸)。由于第一光源11和第二光源35为紧凑型扩散光源并非理想点光源，因而光源发出光线并非沿理想光线轨迹照射于入射面131、出射面133，预计会相对法线存在微小偏差，因此入射面131、出射面133的设计会将该因素加以考虑。

进一步的，参照图3、图5，第一聚光组件10还包括第一固定壳15，第一光源11、第一集光镜12、第一聚光透镜13均与第一固定壳15固定连接，第一固定壳15还设有多个第一插槽151，多个第一插槽151位于第一光源11与第一聚光透镜13之间，线性聚光器100还包括扩散板19和光栅片38，一扩散板19和一光栅片38均插接于一第一插槽151，第一光源11为单一波长的光源，或为多种波长的光源，具体可以通过光源LED灯条交替贴装不同发光颜色的灯珠实现。

在本实施例采用的技术方案中，设置第一固定壳15方便对第一光源11、第一集光镜12和第一聚光透镜13进行安装，并且可以使第一聚光组件10更好的排布。并且为了考虑检测的效果，可以在第一固定壳15内插入扩散板19，加装扩散板19可以形成均匀光线，提高照明效果，或者加装光栅片38，加装光栅片38可以获得平行光线，适用于存在微小缺陷的光滑表面检测。在需要更高亮度照明的粗糙表面检测时可以不使用扩散板19和光栅片38，但其均匀性不佳。具体选用需根据检测需要灵活配置。

进一步的，参照图3、图4，第二聚光组件30还包括第二固定壳37，第二光源35、第二集光镜32、第二聚光透镜33均与第二固定壳37固定连接，第二固定壳37还设有多个第二插槽371，多个第二插槽371位于第二光源35与第二聚光透镜33之间，线性聚光器100还包括扩散板19和光栅片38，一扩散板19和一光栅片38均插接于一第二插槽371，分光组件31邻近第二聚光透镜33的出射面133，并与第二固定壳37固定连接，第二光源35为单一波长的光源，或为多种波长的光源，具体可以通过光源LED灯条交替贴装不同发光颜色的灯珠实现。

在本实施例采用的技术方案中，设置第二固定壳37方便对第二光源35、第二集光镜32和第二聚光透镜33进行安装，并且可以使第二聚光组件30更好的排布。并且为了考虑检测的效果，可以在第二固定壳37内插入扩散板19，加装扩散板19可以形成均匀光线，提高照明效果，或者加装光栅片38，加装光栅片38可以获得平行光线，适用于存在微小缺陷的光滑表面检测。在需要更高亮度照明的粗糙表面检测时可以不使用扩散板19和光栅片38，但其均匀性不佳。具体选用需根据检测需要灵活配置。以及，在第二固定壳37的前端设有分光组件31，分光组件31与扩散板19的出光方向呈45°夹角，分光组件31将光线分成投射和反射两部分，用来对第一目标检测区271实施照明并供相机230采集图像。

需要说明的是，由于线性CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)当入射光波长在590-830nm入射光光电转换效率最为理想，且铜箔材料对红光反射率较高，优选波长为590-650nm波长红光发光二极管(LED)作为光源。但是本专利光源包括但不限于590-650nm光源，可以根据需要选用光源波段，当然也可以采用具有两种或多种波长的光源，具体可以通过光源LED灯条交替贴装不同发光颜色的灯珠实现。

以及，第一光源11和第二光源35包含LED阵列，优选以安装在电路板上的单独芯片形式提供。另外，光源类型不限于LED光源，可采用其他类型光源，例如白炽灯、荧光灯、放电灯以及其他发光器。在本说明书中“光”、“照明”泛指光学范围内的辐射，不仅包括可见光，也包含红外光、紫外光波长范围。

进一步的，参照图4，第二固定壳37还设有透光部373，一分光组件31调整透过一第二聚光透镜33的光束，并将该光束由透光部373射出，照射到第一目标检测区271，分光组件31远离第二聚光透镜33的一表面还设有吸光板375，吸光板375与第二固定壳37固定连接。设置透光部373可以方便分光组件31将调整后的光束更好的照射如第一目标检测区271，该透光部373根据分光组件31实际调整后光束的方向设置。以及，在第二固定壳37与第二聚光透镜33正对方向安装有吸光板375。吸光板375吸收经第二光源35发出的穿透分光组件31的光线，防止杂散光干扰相机230成像。

进一步的，参照图5，第一光源11远离第一聚光透镜13的一侧设有第一散热片17，第一散热片17固定于第一固定壳15，第一散热片17的一表面设有导热材料层(未图示)，第一散热片17设有导热材料层的表面抵持于所述第一光源11。由于光电转换过程中会产生大量的热量，设置第一散热片17对第一光源11进行散热，并且在第一散热片17和第一光源11之间设置有导热材料，更好的将热量传导至散热片，并通过风扇220强制对流进行良好散热。当然，还可以设置散热管、散热板抑或是采用液冷的方式，只要能方便散热即可。

进一步的，参照图4，第二光源35远离所述第二聚光透镜33的一侧设有第二散热片39，第二散热片39固定于第二固定壳37，并与第二光源35抵持连接。由于光电转换过程中会产生大量的热量，设置第二散热片39对第二光源35进行散热，并且在第二散热片39和第二光源35之间设置有导热材料，更好的将热量传导至散热片，并通过风扇220强制对流进行良好散热。当然，还可以设置散热管、散热板抑或是采用液冷的方式，只要能方便散热即可。

进一步的，参照图1、图11，本使用新型实施例还提出一种光学检测装置200，包括以上描述的线性聚光器100，还包括安装架，安装架设置在工作台270的上方，图像采集组件包括相机230、镜头240、第一移动机构290以及第二移动机构291，相机230与第一移动机构290相连，镜头240与第二移动机构291相连，相机230和镜头240同轴设置，第一移动机构290、第二移动机构291设置在安装架，第一移动机构290驱动相机230、第二移动机构291驱动镜头240分别沿第三方向运动，第三方向垂直于工作台270。

在该实施例采用的技术方案中，第一移动机构290可对相机230的位置进行精密调整，以便保持相机230在成像中心的最佳径向线上，使相机230的各均匀性达到最佳，并根据不同的线路板厚度自动调整高度，使相机230获得最佳的成像位置，保证采集得到的线路板的表面信息质量最佳，从而提高检测精度。第二移动机构291可对镜头240的位置及成像径向线进行精密调整，以便保持镜头240处于其最优的成像径向线及最佳的水平成像位置上，以便使其能最大程度的还原线路板的真实状态。相机230和镜头240同轴安装，并与线性聚光器100处于同一中心位置，使图像采集组件获得最佳的照明亮度及均匀性，保证成像质量。其中，第一移动机构290、第二移动机构291可以采用滚珠丝杠的结构，当然也可以采用直线电机的方式。

进一步的，参照图2、图6、图11光学检测装置200还包括固定架210、固定于固定架210的风扇220和第三移动机构292，线性聚光器100与固定架210固定连接，固定架210与第三移动机构292相连，第三移动机构292设置在安装架，第三移动机构292驱动线性聚光器100沿第三方向运动。

在该实施例采用的技术方案中，第三移动机构292用来控制线性聚光器100的位置，当待检测的PCB板厚度不一时，系统根据板厚自动调整相机230、镜头240、线性聚光器100的位置，以使线性聚光器100的聚光焦点位于线路板表面上，获得最佳的照明亮度和光照均匀性，从而保证三者在最佳的成像位置上，进而获得更高质量的图像，提高侦测能力和检测精度。

固定架210包括多个固定板211和固定梁213，固定板211上设有供第一聚光组件10和第二聚光组件30安装调节的圆弧槽口215，使第一聚光组件10和第二聚光组件30可以在一定的范围内调节，以获得最佳的照明角度。固定架210还安装有风扇220，通过风扇220实现强制对流进行对散热片散热。

进一步的，参照图1，光学检测装置200还包括第一移动单元250、第二移动单元280和工控机(图未示)，第一移动单元250与工作台270连接，并驱动工作台270沿第一方向251移动，第二移动单元280的移动块与安装架连接，并驱动安装架沿第二方向281移动，工控机与相机230电连接，第三方向垂直于第一方向251、第二方向281。

在该实施例采用的技术方案中，该光学检测装置200包括一个或多个该线性聚光器100和线性CCD，线性CCD感光阵列感受目标区域反射的光或投射于目标区域的光(例如背光应用)，将采集的电信号传输至处理器，经过处理实现对待检测材料的缺陷检测与判断。本说明书所指“反射光”包括但不限于光源照射物体表面镜面反射或漫反射(散射)的光。

工作台270通过真空吸附方式吸附待检测的裸印刷电路板或组装过后的印制电路板、平板显示器、半导体镜片或具有图像的纸张类资料文件等。线性聚光器100对工作台270的待检测物体的第一目标检测区271进行照明，相机230配合镜头240，采集第一目标检测区271反射的光，并将采集到的图像信号传输给工控机，通过算法运算进而实现光学检测。第一移动单元250沿第一方向251移动工作台270，以便工作台270在第一方向251所有区域都能经过第一目标检测区271进行扫描。第二移动单元280可以驱动安装架沿第二方向281移动，从而带动图像采集组件、性聚光器100沿第二方向运动，进而使得工作台270在第二方向281所有区域都能经过第一目标检测区271进行扫描。

应用该线性聚光器100的光学检测装置200，包括机身(未标识)、线性聚光器100、图像采集组件(未标识)、第一移动单元250、第二移动单元280和工作台270，工作台270设有第一目标检测区271。待测线路板Z(未标识)放置于工作台270上，第二移动单元280控制图像采集组件移动到待检测的线路板Z上方，第一移动单元250驱使工作台270带动待测线路板Z移动，使图像采集组件采集待测线路板Z的表面信息，并通过数据处理系统对采集到的线路板Z的表面信息进行分析，从而检出线路板Z图形上存在的缺陷。需要说明的是，工作台270的运动可以由控制组件驱动控制。

由于本光学检测装置200采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明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发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种线性聚光器，用于线路板光学检测装置；所述线路板光学检测装置包括工作台以及设置与所述工作台一侧的图像采集组件，所述工作台设有第一目标检测区，其特征在于：所述线性聚光器包括多个第一聚光组件，多个所述第一聚光组件环绕所述第一目标检测区间隔排布，所述第一聚光组件包括第一光源、第一聚光透镜以及位于所述第一光源与所述第一聚光透镜之间的第一集光镜，一所述第一光源出射的光束依次穿过一所述第一集光镜、一所述第一聚光透镜，并照射于所述第一目标检测区。

2.如权利要求1所述的线性聚光器，其特征在于：所述线性聚光器还包括至少一第二聚光组件，所述第二聚光组件位于所述图像采集组件和所述第一目标检测区之间，所述第二聚光组件位于所述第一目标检测区的上方或下方，一所述第二聚光组件包括一分光组件、一第二集光镜、一第二聚光透镜和一第二光源，一所述分光组件相对一所述第二聚光透镜设置，一所述第二集光镜设置于一所述第二光源及一所述第二聚光透镜之间，一所述第二光源出射的光束依次穿过一所述第二集光镜、一所述第二聚光透镜，一所述分光组件调整透过一所述第二聚光透镜的光束，并将该光束照射到第一目标检测区。

3.如权利要求2所述的线性聚光器，其特征在于：所述第一集光镜、第二集光镜、所述第一聚光透镜以及所述第二聚光透镜均包括入射面、出射面和安装固定面，所述安装固定面设于所述入射面和所述出射面之间，其中，所述第一集光镜的入射面朝向所述第一光源，所述第一集光镜的出射面朝向所述第一聚光透镜的入射面，所述第一聚光透镜的出射面朝向所述第一目标检测区，所述第二集光镜的入射面朝向所述第二光源，所述第二集光镜的出射面朝向所述第二聚光透镜的入射面。

4.如权利要求3所述的线性聚光器，其特征在于，所述入射面且/或所述出射面为曲面，且具有非球形表面轮廓，所述曲面为二次曲面，且二次曲面Z满足公式：

其中，R为曲率半径；

C²＝X²+Y²；

K为二次曲面系数；

定义X，Y，Z是以焦点为坐标原点的坐标。

5.如权利要求2至4中任一所述的线性聚光器，其特征在于：所述第一聚光组件还包括第一固定壳，所述第一光源、第一集光镜与所述第一聚光透镜均与所述第一固定壳固定连接，所述第一固定壳还设有多个第一插槽，多个所述第一插槽位于所述第一集光镜与所述第一聚光透镜之间，所述线性聚光器还包括扩散板和光栅片，一所述扩散板和一所述光栅片均插接于一所述第一插槽，所述第一光源为单一波长的光源，或为多种波长的光源；

所述第二聚光组件还包括第二固定壳，所述第二光源、所述第二集光镜与所述第二聚光透镜均与所述第二固定壳固定连接，所述第二固定壳还设有多个第二插槽，多个所述第二插槽位于所述第二集光镜与所述第二聚光透镜之间，所述线性聚光器还包括所述扩散板和所述光栅片，一所述扩散板和一所述光栅片均插接于一所述第二插槽，所述分光组件邻近所述第二聚光透镜的出射面，并与所述第二固定壳固定连接，所述第二光源为单一波长的光源，或为多种波长的光源。

6.如权利要求5所述的线性聚光器，其特征在于：所述第一光源远离所述第一聚光透镜的一侧设有第一散热片，所述第一散热片固定于所述第一固定壳，所述第一散热片的一表面设有导热材料层，所述第一散热片设有导热材料层的表面抵持于所述第一光源；

所述第二光源远离所述第二聚光透镜的一侧设有第二散热片，所述第二散热片固定于所述第二固定外壳，所述第二散热片的一表面设有导热材料层，所述第二散热片设有导热材料层的表面抵持于所述第二光源。

7.如权利要求5所述的线性聚光器，其特征在于：所述第二固定壳还设有透光部，一所述分光组件调整透过一所述第二聚光透镜的光束，并将该光束由透光部射出，照射到第一目标检测区，所述分光组件远离所述第二聚光透镜的一表面还设有吸光板，所述吸光板与所述第二固定壳固定连接。

8.一种光学检测装置，其特征在于：所述光学检测装置包括如权利要求1-7任一项所述的线性聚光器，还包括安装架，所述安装架设置在所述工作台的上方，所述图像采集组件包括相机、镜头、第一移动机构以及第二移动机构，所述相机与所述第一移动机构相连，所述镜头与所述第二移动机构相连，所述相机和所述镜头同轴设置，所述第一移动机构、所述第二移动机构设置在所述安装架，所述第一移动机构驱动所述相机、所述第二移动机构驱动所述镜头分别沿第三方向运动，所述第三方向垂直于所述工作台。

9.如权利要求8所述的光学检测装置，其特征在于：所述光学检测装置还包括固定架、固定于固定架的风扇、第三移动机构，所述线性聚光器与所述固定架固定连接，所述固定架与所述第三移动机构相连，所述第三移动机构设置在所述安装架，所述第三移动机构驱动所述线性聚光器沿所述第三方向运动。

10.如权利要求8所述的光学检测装置，其特征在于：所述光学检测装置还包括第一移动单元、第二移动单元和工控机，所述第一移动单元与所述工作台连接，并驱动所述工作台沿第一方向移动，所述第二移动单元的移动块与所述安装架连接，并驱动所述安装架沿第二方向移动，所述工控机与所述相机电连接，所述第三方向垂直于所述第一方向、所述第二方向。

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