CN215674810U - 一种半球形光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半球形光源，包括：底座，具有呈环形的固定区域；顶部环形光源；多个弧形光源，各所述弧形光源的底部与所述底座固定连接；所述多个弧形光源均匀分布于所述固定区域，形成半球状；所述弧形光源包括弧形灯板，所述弧形灯板的内弧面通过布置高密度阵列LED形成发光面。本实用新型将顶部环形光源和多个弧形光源组合形成半球形光源，使每个可单独拆装控制的发光区域发出的照射光线能够直接作用于待检测工件的表面，大幅度地增强了检测光线的亮度，提高了检测结果的准确度。

Description

一种半球形光源

技术领域

本实用新型涉及视觉检测技术领域，尤其涉及一种半球形光源。

背景技术

随着自动化制造技术的发展，如今机器视觉检测应用技术得到广泛应用。其中，针对以下类型产品的表面缺陷检测需要采用球积分光源照亮被测工件表面特征，以使检测结果符合生产需求：

1、具有曲面、不规则表面、凹凸表面、弧形表面的工件；

2、表面为金属或玻璃表面等反光比较强的材质；

3、工件表面镭射有雕刻或丝印等图案。

现有技术中的球积分光源如图1所示，其发光工作原理为：底层的一圈LED灯2发光后，光线经过上方的半球状漫反射罩1反射至被测工件表面，照亮工件表面特征信息以实现缺陷识别。基于前述结构的球积分光源，光线经过反射罩后光的利用率大幅度降低，导致光照度不足，检测结果达不到生产需求。且现有行业中的积分球光源结构无法实现分区亮度调节，也无法实现快速拆卸更换光源组件，组件通用性不强，维修更换不方便。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种半球形光源，解决现有技术中的球积分光源，光线经过反射罩后光的利用率大幅度降低，导致光照度不足，检测结果达不到生产需求，以及无法兼顾分区可控与快拆通用的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：

一种半球形光源，包括：

底座，具有呈环形的固定区域；

多个弧形光源，各所述弧形光源的底部与所述底座固定连接；所述多个弧形光源均匀分布于所述固定区域，形成半球状；所述弧形光源包括弧形灯板，所述弧形灯板的内弧面设有由阵列LED形成的发光面。

可选地，所述半球形光源还包括环形光源，所述环形光源位于所述多个弧形光源的顶部，各所述弧形光源的顶部与所述环形光源固定连接；

所述底座开设有供待检测工件置入的进料口；所述环形光源包括环形灯板，所述环形灯板的发光面朝向所述进料口设置。

可选地，所述弧形光源包括弧形外壳，所述弧形外壳包括弧形主体，所述弧形主体的侧边均具有沿径向延伸的侧表面，形成中空且内弧面可透光的弧形结构；

所述弧形灯板设于所述弧形主体的中空位置内，且所述弧形灯板的发光面对应于所述弧形外壳的内弧面设置。

可选地，所述弧形外壳的内弧面设有呈弧形的外固定片和内固定片，所述外固定片和内固定片之间形成有间隙，所述间隙内设有弧形扩散件。

可选地，所述外固定片和内固定片均为透明材质，且所述外固定片和内固定片的表面均贴覆有增透膜。

可选地，所述环形光源包括环形主体，所述环形主体的内环和外环均具有沿轴向延伸的侧表面，形成中空且底面可透光的环形结构；

所述环形灯板设于所述环形主体的中空位置内，且所述环形灯板的发光面对应于进料口设置

可选地，所述环形光源还包括环形扩散件，所述环形扩散件的内表面对应于所述环形灯板的发光面设置。

可选地，各所述弧形光源的顶部分别通过一连接件与所述环形光源固定连接。

可选地，各所述弧形灯板上分别连接有第一光源线，所述环形灯板上连接有第二光源线。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种半球形光源，将多个弧形光源组合形成半球形光源，使各区域光源发出的照射光线能够直接作用于待检测工件的表面，在保证了光照均匀的同时大幅度地增强了检测光线的亮度，提高了检测结果的准确度，从而满足于生产需求。此外，由于各弧形光源结构分立，通过单独控制各弧形光源能够根据实际检测需求自由调节每个照射区域的光强，并根据需要自由拆及装更换，从而实现通用性极强的灵活组合，提高了各单元使用效率，扩大了作为标准件的通用范围。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有技术中球积分光源的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种半球形光源的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种半球形光源另一视角的结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种半球形光源的爆炸图；

图5为本实用新型提供的一种半球形光源的剖面示意图；

图6为本实用新型提供的一种半球形光源中弧形光源的爆炸图；

图7为本实用新型提供的一种半球形光源中环形光源的爆炸图。

上述图中：10、底座；11、连接件；20、弧形光源；21、弧形外壳；211、弧形主体；212、侧盖板；213、顶部盖板；214、底部盖板；22、弧形扩散件；221、外固定片；222、内固定片；23、弧形灯板；24、第一光源线；30、环形光源；31、环形主体；32、环形周圈；33、环形灯板；34、环形扩散件；35、第二光源线；40、检测相机；41、镜头；50、待检测工件。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。

随着自动化制造效率的不断加深和提高，对机器视觉检测光源的亮度、均匀性、使用灵活便利性等方面的要求越来越高。现有的球积分光源存在的缺陷日渐显现出来：

1)现有的球积分光源LED分布密度较小，光线经过反射罩后光的利用率大大降低，导致光照度不足；

2)照射在工件表面的光线均匀性较低；

3)无法实现分区亮度调节；

4)难以快速拆卸更换光源组件，且组件通用性不强。

本实用新型旨在于提供一种半球形光源，以解决现有技术的上述问题。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

请结合参考图2和图5，本实用新型实施例提供了一种半球形光源，包括：

底座10，具有呈环形的固定区域；其中，底座10上开设有用于供待检测工件置入的进料口；

多个弧形光源20，各弧形光源20的底部与底座10固定连接；多个弧形光源20均匀分布于固定区域，形成半球状；弧形光源20包括弧形灯板23，弧形灯板23的内弧面布置高密度阵列LED形成有发光面；

环形光源30，位于多个弧形光源20的顶部，各弧形光源20的顶部与环形光源30固定连接；环形光源30包括环形灯板33，环形灯板33的发光面朝向底座10上的进料口设置。

本实施例中，利用多个弧形光源20组合形成半球形的发光面，并结合环形光源30实现对待检测工件50的照射；相比于现有技术的球积分光源，该半球形光源能够大幅度地增强照射于待检测工件50表面的光照强度，从而实现了高精度的缺陷检测。

可以理解的是，底座10上可以开设有用于供待检测工件50置入的入料口，该开口位于环形的固定区域的中心处。检测时，待检测工件50从入料口置入，点亮环形光源30以及各弧形光源20，使各弧形光源20和环形光源30的照射光线均匀照射于待检测工件50上，从而实现对待检测工件50的表面缺陷检测。

进一步地，本实施例中，弧形光源20包括弧形外壳21，弧形外壳21包括弧形主体211，弧形主体211的侧边均具有沿径向延伸的侧表面，形成中空且内弧面可透光的弧形结构；弧形灯板23设于弧形主体211的中空位置内，且弧形灯板23的发光面对应于弧形外壳21的内弧面设置。

请参考图6，具体地，弧形外壳21包括弧形主体211，该弧形主体211包括对应于弧形外壳21的外弧面的一个表面，还包括由该表面的其中一侧边沿径向延伸的一侧表面；该表面的另一侧边设有侧盖板212，该侧盖板212与弧形主体211的侧表面为相对的两侧面。此外，弧形主体211的顶部和底部分别设有顶部盖板213和底部盖板214，从而使弧形外壳21形成中空且内弧面可透光的弧形结构。

进一步地，弧形外壳21的内弧面设有呈弧形的外固定片221和内固定片222，外固定片221和内固定片222之间形成有间隙，间隙内设有弧形扩散件22。本实施例中，该弧形扩散件22为扩散膜，该扩散膜为柔性材质，便于弯折形成弧形。

经过弧形扩散件22的扩散，减弱了光线的颗粒性，有效地提高了光线的均匀度，使得待检测工件50表面的缺陷能够清晰地显现出来，有利于提高检测结果的准确度。

为了提高光线的利用率，外固定片221和内固定片222均为透明材质，且正反两面均贴覆有增透膜，使外固定片221和内固定片222具有高透光性，以使弧形光源20所发出的照射光线能够充分投射于待检测工件50上。

请参考图7，本实施例中，环形光源30包括环形主体31，环形主体31的内环和外环均具有沿轴向延伸的侧表面，形成中空且底面可透光的环形结构；环形灯板33设于环形主体31的中空位置内，且环形灯板33的发光面对应于进料口设置。

环形光源30中心形成有拍摄孔，检测时，使检测相机40的镜头41以及待检测工件50分别对准于该拍摄孔设置，按需求点亮弧形光源20和环形光源30以照射待检测工件50，最后利用检测相机40拍摄，即能够采集待检测工件50的特征图像。

其中，各弧形光源20的顶部分别通过一连接件11与环形光源30的环形主体31固定连接。由于各弧形光源20与环形光源30的连接结构独立，当任一弧形光源20发生故障时，能够单独对其进行拆卸更换，降低了该半球形光源的维护难度。此外，还能够根据需求调整弧形光源20的数量，提高了该半球形光源的组装灵活性。

具体地，环形主体31的内环沿轴向延伸的侧表面与环形主体31为一体结构；环形主体31的外环设有环形周圈32，该环形周圈32可以与环形主体31为一体结构，也可以与环形主体31为固定连接。

进一步地，环形光源30还包括环形扩散件34，环形扩散件34的内表面对应于环形灯板33的发光面设置。经过环形扩散件34的扩散，有效地提高了照射于待检测工件50表面的光线均匀度，进一步地提高检测结果的准确性。

本实施例中，各弧形灯板23上分别连接有第一光源线24，环形灯板33上连接有第二光源线35；基于此，使得各弧形光源20以及环形光源30能够独立控制，实现了不同照射区域的分区控制，从而能够根据检测需求控制不同照射区域的亮灭或光线强度，提高了该半球形光源的通用性，且有利于降低能源损耗，从而进一步压缩检测成本。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种半球形光源，其特征在于，包括：

底座(10)，具有呈环形的固定区域；

多个弧形光源(20)，各所述弧形光源(20)的底部与所述底座(10)固定连接；所述多个弧形光源(20)均匀分布于所述固定区域，形成半球状；所述弧形光源(20)包括弧形灯板(23)，所述弧形灯板(23)的内弧面设有由阵列LED形成的发光面。

2.根据权利要求1所述的半球形光源，其特征在于，还包括环形光源(30)，所述环形光源(30)位于所述多个弧形光源(20)的顶部，各所述弧形光源(20)的顶部与所述环形光源(30)固定连接；

所述底座(10)开设有供待检测工件置入的进料口；所述环形光源(30)包括环形灯板(33)，所述环形灯板(33)的发光面朝向所述进料口设置。

3.根据权利要求1所述的半球形光源，其特征在于，所述弧形光源(20)包括弧形外壳(21)，所述弧形外壳(21)包括弧形主体(211)，所述弧形主体(211)的侧边均具有沿径向延伸的侧表面，形成中空且内弧面可透光的弧形结构。

4.根据权利要求3所述的半球形光源，其特征在于，所述弧形灯板(23)设于所述弧形主体(211)的中空位置内，且所述弧形灯板(23)的发光面对应于所述弧形外壳(21)的内弧面设置。

5.根据权利要求3所述的半球形光源，其特征在于，所述弧形外壳(21)的内弧面设有呈弧形的外固定片(221)和内固定片(222)，所述外固定片(221)和内固定片(222)之间形成有间隙，所述间隙内设有弧形扩散件(22)。

6.根据权利要求5所述的半球形光源，其特征在于，所述外固定片(221)和内固定片(222)均为透明材质，且所述外固定片(221)和内固定片(222)的表面均贴覆有增透膜。

7.根据权利要求2所述的半球形光源，其特征在于，所述环形光源(30)包括环形主体(31)，所述环形主体(31)的内环和外环均具有沿轴向延伸的侧表面，形成中空且底面可透光的环形结构；

所述环形灯板(33)设于所述环形主体(31)的中空位置内，且所述环形灯板(33)的发光面对应于所述进料口设置。

8.根据权利要求2所述的半球形光源，其特征在于，所述环形光源(30)还包括环形扩散件(34)，所述环形扩散件(34)的内表面对应于所述环形灯板(33)的发光面设置。

9.根据权利要求2所述的半球形光源，其特征在于，各所述弧形光源(20)的顶部分别通过一连接件(11)与所述环形光源(30)固定连接。

10.根据权利要求2所述的半球形光源，其特征在于，各所述弧形灯板(23)上分别连接有第一光源线(24)，所述环形灯板(33)上连接有第二光源线(35)。

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