CN213363683U - 一种多角度2d/3d检测的光学装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多角度2D/3D检测的光学装置，包括多个角度倾斜的相机检测模块、两个投影模块以及正面相机检测模块；所述多个角度倾斜的相机检测模块均匀间隔设置于产品的上方，且每个角度倾斜的相机检测模块包括第一相机、基于沙姆定律铰链原则的连续激光三维扫描装置以及第一镜头，所述基于沙姆定律铰链原则的连续激光三维扫描装置连接于所述第一相机与第一镜头之间，所述第一镜头朝靠近产品的方向设置，所述两个投影模块对称设置于所述正面相机检测模块的两侧并位于产品的上方，所述正面相机检测模块位于产品的正上方。

Description

一种多角度2D/3D检测的光学装置

技术领域

本实用新型涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种多角度2D/3D检测的光学装置。

背景技术

目前，在机器视觉中2D检测和测量技术使用较为普遍，基本都根据产品形态设计专用的成像方案。随着产品质量要求不断提高，其检测的需求也不断增加，越来越多的产品检测和测量都增加了3D检测需求，因此既要满足2D表面质量检测的要求，也要满足3D形貌尺寸的质量要求。

现有的3D解决方法基本使用线激光3D相机（三角法）、散斑结构光相机、TOF-3D相机等方式，其中德国、加拿大有较多采用线激光3D相机的方式，但该技术的线扫成像方式需要高精度匀速的机构运动进行配合，集成的2D相机和线激光均成一定的夹角进行拍摄，无法兼容多个产品检测面。

散斑结构光和TOF相机精度不高，不适用于高精度产品的检测和测量要求。针对目前产品多个面的2D、3D检测和测量的需求，均是使用多个检测或测量工位分开拍摄的，原因是因为3D相机分辨率有限，无法提供X/Y向的高精度测量能力，且集成的都是FA镜头，该镜头存在一定的视场角，无法平行测量X/Y方向平面的尺寸。因此，针对产品多个面的2D&3D检测，现在的检测方案依然会进行分工位设计，整体的检测设备尺寸过大，运动机构较多，且成本居高不下。

鉴于以上所述，实有必要提供一种新型的多角度2D/3D检测的光学装置以克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多角度2D/3D检测的光学装置，可以实现多角度拍摄检测，检测全面，整体结构紧凑便于封装，且制造成本低。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种多角度2D/3D检测的光学装置，包括多个角度倾斜的相机检测模块、两个投影模块以及正面相机检测模块；所述多个角度倾斜的相机检测模块均匀间隔设置于产品的上方，且每个角度倾斜的相机检测模块包括第一相机、基于沙姆定律铰链原则的连续激光三维扫描装置以及第一镜头，所述基于沙姆定律铰链原则的连续激光三维扫描装置连接于所述第一相机与第一镜头之间，所述第一镜头朝靠近产品的方向设置，所述两个投影模块对称设置于所述正面相机检测模块的两侧并位于产品的上方，所述正面相机检测模块位于产品的正上方。

优选的，每个投影模块包括复合透镜以及第一远心镜头；所述复合透镜与第一远心镜头连接，且所述第一远心镜头朝靠近产品的方向设置。

优选的，每个投影模块还包括投影主板，所述复合透镜与第一远心镜头均安装于所述投影主板上。

优选的，所述正面相机检测模块包括第二相机以及第二远心镜头；所述第二相机与所述第二远心镜头连接，且所述第二远心镜头朝靠近产品的方向设置。

优选的，所述多角度2D/3D检测的光学装置还包括环形光源，所述环形光源与产品相邻设置。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种多角度2D/3D检测的光学装置，有益效果在于：1）通过对产品的五个面同时进行拍摄，且可以融合高帧率的2D和3D成像技术，实现多角度检测，检测全面；

2）正面相机检测模块相机增加高解析力的远心镜头，不仅可以实现高精度的3D测量，同样可以实现高精度的2D测量，因此X/Y向测量精度更高；

3）整体结构设计更为紧凑，便于封装，减少了整体结构的制造成本；

4）各个模块均可更换并自由适配组合，如可通过更换远心镜头的倍率和微距镜头的焦距，实现不同尺寸产品的检测需求；可通过更换相机和投影模块，实现不同精度要求的产品检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1为本实用新型提供的多角度2D/3D检测的光学装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并不是为了限定本实用新型。

需要理解的是，术语 “上”、 “下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”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，可以根据具体情况上述术语在本实用新型中的具体含义。

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。此外，“多个”、“若干”的含义是指两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，本实用新型提供一种多角度2D/3D检测的光学装置，包括多个角度倾斜的相机检测模块1、两个投影模块2以及一个正面相机检测模块3；所述多个角度倾斜的相机检测模块1均匀间隔设置于产品4的上方，且每个角度倾斜的相机检测模块1包括第一相机11、基于沙姆定律铰链原则的连续激光三维扫描装置12以及第一镜头13，所述基于沙姆定律铰链原则的连续激光三维扫描装置12连接于所述第一相机11与第一镜头13之间，所述第一镜头13朝靠近产品4的方向设置，所述两个投影模块2对称设置于所述正面相机检测模块3的两侧并位于产品4的上方，所述正面相机检测模块3位于产品4的正上方。在本实施方式中，所述多个角度倾斜的相机检测模块1的数量为四个。

进一步的，每个投影模块2包括复合透镜21以及第一远心镜头22；所述复合透镜21与第一远心镜头22连接，且所述第一远心镜头22朝靠近产品4的方向设置。

进一步的，每个投影模块2还包括投影主板23，所述复合透镜21与第一远心镜头22均安装于所述投影主板23上。

进一步的，所述正面相机检测模块3包括第二相机31以及第二远心镜头32；所述第二相机31与所述第二远心镜头32连接，且所述第二远心镜头32朝靠近产品4的方向设置。在本实施方式中，所述第二相机31可以拍摄高帧率格式的图像。

进一步的，所述多角度2D/3D检测的光学装置还包括环形光源5，所述环形光源5与产品4相邻设置，所述环形光源5用于照射至被测的产品4上。

使用时，正面相机检测模块3和多个角度倾斜的相机检测模块1对产品4的五个面进行拍摄，其中投影模块2为3D成像提供摩尔条纹照明以配合正面相机检测模块3拍摄多张条纹图像，利用相位法合成出3D点云图，由于两个投影模块2对称安装可以消除单面投影造成的照射盲区；所述环形光源5可以为2D/3D检测装置下方的产品提供合理的打光角度，还可以通过基于沙姆定律铰链原则的连续激光三维扫描装置12的倾斜角度增加第一相机11拍摄的景深，适配更多尺寸厚度的产品，且结构也更为紧凑，便于安装。

本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的示例。

Claims (5)

1.一种多角度2D/3D检测的光学装置，其特征在于，包括多个角度倾斜的相机检测模块（1）、两个投影模块（2）以及正面相机检测模块（3）；所述多个角度倾斜的相机检测模块（1）均匀间隔设置于产品（4）的上方，且每个角度倾斜的相机检测模块（1）包括第一相机（11）、基于沙姆定律铰链原则的连续激光三维扫描装置（12）以及第一镜头（13），所述基于沙姆定律铰链原则的连续激光三维扫描装置（12）连接于所述第一相机（11）与第一镜头（13）之间，所述第一镜头（13）朝靠近产品（4）的方向设置，所述两个投影模块（2）对称设置于所述正面相机检测模块（3）的两侧并位于产品（4）的上方，所述正面相机检测模块（3）位于产品（4）的正上方。

2.如权利要求1所述的多角度2D/3D检测的光学装置，其特征在于，每个投影模块（2）包括复合透镜（21）以及第一远心镜头（22）；所述复合透镜（21）与第一远心镜头（22）连接，且所述第一远心镜头（22）朝靠近产品（4）的方向设置。

3.如权利要求2所述的多角度2D/3D检测的光学装置，其特征在于，每个投影模块（2）还包括投影主板（23），所述复合透镜（21）与第一远心镜头（22）均安装于所述投影主板（23）上。

4.如权利要求1所述的多角度2D/3D检测的光学装置，其特征在于，所述正面相机检测模块（3）包括第二相机（31）以及第二远心镜头（32）；所述第二相机（31）与所述第二远心镜头（32）连接，且所述第二远心镜头（32）朝靠近产品（4）的方向设置。

5.如权利要求1所述的多角度2D/3D检测的光学装置，其特征在于，所述多角度2D/3D检测的光学装置还包括环形光源（5），所述环形光源（5）与产品（4）相邻设置。

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