CN217156257U - 一种线形光检测装置及生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种线形光检测装置及生产线，在对内部悬浮有字符的透明工件进行检测时，将透明工件放置于检测工位上，多组光源子组件择一点亮，其光线通过平行光路单元后投射于透明工件上，使得透明工件上显现有光斑，接着相机单元获取对应的图像；然后，顺次点亮其他的光源子组件，最终得到多个相错位的图像，将上述多个图像分析计算即可提取到一高对比度图像；本申请通过平行光路单元和多个光源子组件的设置，仅需一个线形光检测装置便能完成对透明工件的多次图像获取，无需配置多套安装治具成本低，并且各光源子组件相互平行设置，安装于同一线形光检测装置内，避免了后续组装时的干涉问题，适用性广。

Description

一种线形光检测装置及生产线

技术领域

本实用新型涉及机器视觉技术领域，尤其涉及一种线形光检测装置及生产线。

背景技术

机器视觉中的光源结构包括：背光源、同轴光、非同轴漫反射光、偏正光等多种类型。

当前，存在一种检测场景，具体为对透明工件02内部悬浮的字符03进行检测，其中，该字符03可以为在透明工件02内部通过激光雕刻成型的凹槽。

如图1所示，传统的检测结构需要通过多个常规光源01从各个角度拍摄字符03，并对多个图像分析提取后得到高对比度图像，以克服因透明工件02的折射作用对图像获取造成的不良影响。但该检测结构由于需要配置多个常规光源01以及对应的安装治具，成本高，且容易出现干涉，即适用性低。

综上所述，传统的检测结构存在成本低且适用性低的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种线形光检测装置及生产线，来解决目前传统的检测结构存在成本低且适用性低的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种线形光检测装置，包括检测工位，所述检测工位的一侧设置有平行光路单元、相机单元和多个光源子组件；

各所述光源子组件相互平行设置，且各所述光源子组件投射于所述检测工位上的光斑位置不同；

所述平行光路单元设置于所述光源子组件与所述检测工位之间。

可选地，所述平行光路单元的轴线与其中一个所述光源子组件出光方向重合。

可选地，至少两个所述光源子组件以所述平行光路单元的轴线为基准对称分布。

可选地，还包括一PCB基板，所述光源子组件安装于所述PCB基板上。

可选地，所述光源子组件包括多颗等距设置的LED单元，所述LED单元沿与所述光源子组件的分布方向垂直的方向分布。

可选地，所述平行光路单元包括沿自所述光源子组件至所述检测工位的方向依次间隔设置的胶合透镜和第三透镜；

所述胶合透镜包括沿自所述光源子组件至所述检测工位的方向相邻设置的第一透镜和第二透镜；

其中，所述第一透镜为正光焦度透镜，所述第二透镜和所述第三透镜均为负光焦度透镜。

可选地，所述第一透镜包括形成于其两侧表面的凹陷部，所述第二透镜包括形成于其两侧表面的凸起部；且所述凸起部的形状与相邻的所述凹陷部的形状相匹配。

可选地，所述第三透镜为双凸透镜或平凸透镜。

可选地，还包括光源底座，所述光源底座内形成有相连通的安装槽和定位槽；

所述安装槽的槽底安装有散热组件，所述散热组件靠近所述定位槽的一侧安装所述光源子组件；

所述定位槽内安装所述平行光路单元。

一种生产线，包括如上所述的线形光检测装置。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的线形光检测装置及生产线，在对内部悬浮有字符的透明工件进行检测时，将透明工件放置于检测工位上，多组光源子组件择一点亮，其光线通过平行光路单元后投射于透明工件上，使得透明工件上显现有光斑，接着相机单元获取对应的图像；接着，顺次点亮其他的光源子组件，最终得到多个相错位的图像，并将该多个图像分析计算即可提取到一高对比度图像；本申请通过平行光路单元和多个光源子组件的设置，仅需一个线形光检测装置便能完成对透明工件的多次图像获取，无需配置多套安装治具成本低，并且各光源子组件相互平行设置，安装于同一线形光检测装置内，避免了后续组装时的干涉问题，适用性广。

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。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为背景技术中的检测结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的线形光检测装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的线形光检测装置的第一状态结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的线形光检测装置的第二状态结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的线形光检测装置的第三状态结构示意图；

图6为本实用新型的光源子组件的安装结构示意图；

图7为本实用新型的平行光路单元的结构示意图。

图示说明：01、常规光源；02、透明工件；03、字符；

10、检测工位；21、光源子组件；211、LED单元；22、平行光路单元；221、第一透镜；222、第二透镜；223、第三透镜；23、PCB基板；30、相机单元；40、光源底座；41、安装槽；42、定位槽；43、散热片；44、散热风扇。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、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，术语“上”、“下”、“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。需要说明的是，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。

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。

请参考图2至图7，图2为本实用新型实施例提供的线形光检测装置的结构示意图，图3为本实用新型实施例提供的线形光检测装置的第一状态结构示意图，图4为本实用新型实施例提供的线形光检测装置的第二状态结构示意图，图5为本实用新型实施例提供的线形光检测装置的第三状态结构示意图，图6为本实用新型的光源子组件的安装结构示意图，图7为本实用新型的平行光路单元的结构示意图。

实施例一

本实施例提供的线形光检测装置，应用于检测内部设置有字符03的透明工件02的场景，能够采集字符03的完整图像，以供后续的文字识别等步骤的使用；其中，通过对结构进行优化，无需配置多套治具，成本低，且不需考虑多套治具之间的干涉问题，适用性广。

如图2至图5所示，本实施例提供的线形光检测装置包括检测工位10，检测工位10的一侧设置有平行光路单元22、相机单元30和多个光源子组件21。其中，检测工位10可设有内部配置字符03的透明工件02，相机单元30起到获取图像信息的作用；特别需要指出的是，本线形光检测装置内集成有多个光源子组件21，并通过平行光路单元22将各光源子组件21的光线折射于透明工件02的各个位置，无需如图1中的布置多个不平行且位置相错的常规光源01，其中，常规光源01位置相错是为了避免其对应的安装治具相干涉。

各光源子组件21相互平行设置，且各光源子组件21投射于检测工位10上的光斑位置不同。如图3至图5所示，本实施例的线形光检测装置至少能投射三个位置不同的光斑于透明工件02上。

平行光路单元22设置于光源子组件21与检测工位10之间，用于提高各光斑之间的平行度。

具体地，线形光检测装置在对内部悬浮有字符03的透明工件02进行检测时，将透明工件02放置于检测工位10上，多组光源子组件21择一点亮，其光线通过平行光路单元22后投射于透明工件02上，使得透明工件02上显现有光斑，接着相机单元30获取对应的图像；接着，顺次点亮其他的光源子组件21，最终得到多个相错位的图像，并将该多个图像分析计算即可提取到一高对比度图像；本申请通过平行光路单元22和多个光源子组件21的设置，仅需一个线形光检测装置便能完成对透明工件02的多次图像获取，无需配置多套安装治具成本低，并且各光源子组件21相互平行设置，安装于同一线形光检测装置内，避免了后续组装时的干涉问题，适用性广。

进一步地，如图3和图6所示，平行光路单元22的轴线与其中一个光源子组件21出光方向重合。具体地，位于中间的光源子组件21通过平行光路单元22将光线正射于检测工位10的正上方。

进一步地，至少两个光源子组件21以平行光路单元22的轴线为基准对称分布。在本实施方式中，包括三个光源子组件21，其中一个光源子组件21与平行光路单元22的轴线重合，另外两个光源子组件21以平行光路单元22的轴线为基准对称分布于该轴线的两侧。

在其他可选的实施方式中，可以设置五个光源子组件21，中间的光源子组件21与平行光路单元22的轴线重合，轴线的两侧各自设置有两个光源子组件21。

在其他可选的实施方式中，可以设置四个光源子组件21，平行光路单元22的轴线两侧分别设置有两个光源子组件21。

具体地，如图3至图6所示，线形光检测装置包括一PCB基板23，光源子组件21安装于PCB基板23上。即能够通过一PCB基板23控制多组光源子组件21是否启动，从而在获取图像时，依次点亮各光源子组件21，以完成检测。

进一步地，如图6所示，光源子组件21包括多颗等距设置的LED单元211，LED单元211沿与光源子组件21的分布方向垂直的方向分布。

在一个具体的实施方式中，如图6所示，平行光路单元22包括沿自光源子组件21至检测工位10的方向依次间隔设置的胶合透镜和第三透镜223。

胶合透镜包括沿自光源子组件21至检测工位10的方向相邻设置的第一透镜221和第二透镜222。且第一透镜221、第二透镜222和第三透镜223的轴线如图7所示，相互重合。

其中，第一透镜221为正光焦度透镜，第二透镜222和第三透镜223均为负光焦度透镜。通过上述设置，使得平行光路单元22沿自光源子组件21至检测工位10的方向的厚度小，使得线形光检测装置进一步小型化，以提高线形光检测装置的适用范围，并且使得光源子组件21的指向性高，光斑平行度好。

另外，在其他可选的实施方式中，平行光路单元22可以为聚光棒等起到将光线平行集中的元件，以提高光照指向性和聚光性。

在上述实施方式的基础上，第一透镜221包括形成于其两侧表面的凹陷部，第二透镜222包括形成于其两侧表面的凸起部；且凸起部的形状与相邻的凹陷部的形状相匹配。

在上述实施方式的基础上，第三透镜223为双凸透镜或平凸透镜。

进一步地，线形光检测装置还包括光源底座40，光源底座40内形成有相连通的安装槽41和定位槽42。

安装槽41的槽底安装有散热组件，散热组件靠近定位槽42的一侧安装光源子组件21。定位槽42内安装平行光路单元22。

其中，散热组件包括铝制的散热片43和散热风扇44；通过散热片43和散热风扇44的设置，使得光源子组件21可选用功率更大的LED单元211，或者说，令LED单元211的功率更接近额定功率，满足透明工件02检测时对亮度的需求。

综上所述，本实用新型的线形光检测装置利用透镜组合形成的平行光路单元22对光源子组件21进行二次配光，使光源子组件21达到高指向性出光照射，从而减少杂光对线形光检测装置的干扰，提高对字符03的边缘轮廓对比度，尽可能的消除边界效应。并且实现单一线形光检测装置对透明工件02的多角度不同方位打光，大幅降低了成本，提高了适用性，保证了检测效率，还具有体积小、功率高等优点。

实施例二

本实施例提供的生产线包括实施例一中线形光检测装置。生产线还包括上料设备和下料设备，上料设备能够将透明工件02夹取至检测工位10，下料设备能够将透明工件02从检测工位10中取下。实施例一中叙述了关于线形光检测装置的具体结构及技术效果，本实施例的生产线引用了改进，同样具有其技术效果。

综上所述，本实用新型的生产线通过单一的线形光检测装置对透明工件02进行多角度不同方位的打光，大幅降低了成本，提高了适用性，保证了检测效率，还具有体积小、功率高等优点。

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)

1.一种线形光检测装置，其特征在于，包括检测工位(10)，所述检测工位(10)的一侧设置有平行光路单元(22)、相机单元(30)和多个光源子组件(21)；

各所述光源子组件(21)相互平行设置，且各所述光源子组件(21)投射于所述检测工位(10)上的光斑位置不同；

所述平行光路单元(22)设置于所述光源子组件(21)与所述检测工位(10)之间。

2.根据权利要求1所述的线形光检测装置，其特征在于，所述平行光路单元(22)的轴线与其中一个所述光源子组件(21)出光方向重合。

3.根据权利要求1所述的线形光检测装置，其特征在于，至少两个所述光源子组件(21)以所述平行光路单元(22)的轴线为基准对称分布。

4.根据权利要求1所述的线形光检测装置，其特征在于，还包括一PCB基板(23)，所述光源子组件(21)安装于所述PCB基板(23)上。

5.根据权利要求4所述的线形光检测装置，其特征在于，所述光源子组件(21)包括多颗等距设置的LED单元(211)，所述LED单元(211)沿与所述光源子组件(21)的分布方向垂直的方向分布。

6.根据权利要求1所述的线形光检测装置，其特征在于，所述平行光路单元(22)包括沿所述光源子组件(21)至所述检测工位(10)的方向依次间隔设置的胶合透镜和第三透镜(223)；

所述胶合透镜包括沿所述光源子组件(21)至所述检测工位(10)的方向相邻设置的第一透镜(221)和第二透镜(222)；

其中，所述第一透镜(221)为正光焦度透镜，所述第二透镜(222)和所述第三透镜(223)均为负光焦度透镜。

7.根据权利要求6所述的线形光检测装置，其特征在于，所述第一透镜(221)包括形成于其两侧表面的凹陷部，所述第二透镜(222)包括形成于其两侧表面的凸起部；且所述凸起部的形状与相邻的所述凹陷部的形状相匹配。

8.根据权利要求6所述的线形光检测装置，其特征在于，所述第三透镜(223)为双凸透镜或平凸透镜。

9.根据权利要求1所述的线形光检测装置，其特征在于，还包括光源底座(40)，所述光源底座(40)内形成有相连通的安装槽(41)和定位槽(42)；

所述安装槽(41)的槽底安装有散热组件，所述散热组件靠近所述定位槽(42)的一侧安装所述光源子组件(21)；

所述定位槽(42)内安装所述平行光路单元(22)。

10.一种生产线，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的线形光检测装置。

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