CN220772514U - 一种光源模块检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光源模块检测装置，该光源模块检测装置包括：与光源模块同光轴设置的聚光透镜、光阑、镜筒以及相机；其中，聚光透镜用于将光源模块发射的光线汇聚；光阑用于模拟物镜入瞳；镜筒用于将汇聚的光线传播；相机用于根据镜筒传播的光线成像。通过采用光源模块检测装置对光源模块进行检测，该检测装置结构简单，操作方便，检测效率高。光源模块装配完成后，不用安装到光机系统中，仅利用本申请的光源模块检测装置即可立即检验该模块照明均匀性，提高了装配工艺流程的合理性，做到先检测再安装的原则，避免了将不合格照明模块装入光机系统后，重新拆除返工的人工成本和时间成本浪费。

Description

一种光源模块检测装置

技术领域

本申请涉及光学器件检测技术领域，尤其涉及一种光源模块检测装置。

背景技术

光机系统通常包括成像子系统、照明子系统、对焦子系统。其中照明子系统按照照明光源的种类不同，常见的一般分为两大类：LED照明以及LD照明。LED照明方式由于它自身噪点小、使用寿命长等优势，被广泛运用。

但对于LED照明系统，需要对LED光源进行前、中、后处理，光源前处理即通过非球面镜将光源准直，有的根据需要还要在非球面镜后加光阑进行选形；光源中处理即利用滤光片将光源中的杂散光滤除；光源后处理即通过聚光透镜和物镜，将光源聚焦到样品表面。对于以上，光源前处理部分尤为重要，如果LED芯片与非球面镜装配不到位，会导致光源聚焦到样品表面时，出现照明区域亮暗不均匀、照明不完全等情况。

在通常情况下，我们将LED芯片+非球面镜+选型光阑+散热模块，统称为LED照明模块。LED照明模块在不装配到整个光机系统时，我们不能判断出该模块是否装配达标。如果当LED照明模块装配到整个光机系统后，后续检测发现LED照明模块存在装配问题导致光源照明不均匀、照明不完全、非球面镜表面存在粉尘、脏污等情况，又要返工将LED模块拆除并重新装配，这样就会造成大量工时的消耗，影响光机系统的整体装配作业的高效性与流畅性。

实用新型内容

本申请提供了一种光源模块检测装置，改善对光源模块的检测效果。

本申请提供了一种光源模块检测装置，该光源模块检测装置包括：与光源模块同光轴设置的聚光透镜、光阑、镜筒以及相机；所述聚光透镜、所述光阑、所述镜筒及所述相机沿所述光源模块的出光方向依次排列；其中，

所述聚光透镜用于将所述光源模块发射的光线汇聚；所述光阑用于模拟物镜入瞳；所述镜筒用于将汇聚的光线传播；所述相机用于根据所述镜筒传播的光线成像。

在上述技术方案中，通过采用光源模块检测装置对光源模块进行检测，该检测装置结构简单，操作方便，检测效率高。光源模块装配完成后，不用安装到光机系统中，仅利用本申请的光源模块检测装置即可立即检验该模块照明均匀性，提高了装配工艺流程的合理性，做到先检测再安装的原则，避免了将不合格照明模块装入光机系统后，重新拆除返工的人工成本和时间成本浪费。

在一个具体的可实施方案中，还包括衰减片；所述衰减片设置在所述聚光透镜与所述光阑之间。

在一个具体的可实施方案中，所述衰减片固定在所述光阑朝向所述聚光透镜的一侧。

在一个具体的可实施方案中，支撑装置，所述支撑装置具有通道；

所述通道的一端设置有用于与所述光源模块插接配合的第一端口；

所述镜筒固定设置在所述通道的第二端口；所述第二端口与所述第一端口相对设置；

所述相机与所述镜筒背离所述通道的另一端固定连接；

所述聚光透镜及所述光阑固定在所述通道内，且位于所述第一端口与所述第二端口之间。

在一个具体的可实施方案中，还包括压紧装置；所述压紧装置与所述支撑装置可拆卸的固定连接，并用于将所述光源模块压紧在所述第一端口。

在一个具体的可实施方案中，所述压紧装置为弹性压紧装置。

在一个具体的可实施方案中，所述支撑装置还包括第一支撑模块以及与所述第一支撑模块可拆卸固定连接的第二支撑模块；其中，

所述第一支撑模块上设置有第一通孔，所述第二支撑模块上设置有第二通孔；所述第一通孔与所述第二通孔连通拼接成所述通道；

所述聚光透镜固定在所述第一通孔内；所述光阑固定在所述第二通孔内。

在一个具体的可实施方案中，所述第一通孔为阶梯孔，且所述阶梯孔的直径较大的一端朝向所述第二通孔；

所述聚光透镜抵压在所述阶梯孔的阶梯面。

在一个具体的可实施方案中，所述第一支撑模块与所述第二支撑模块通过螺纹连接件可拆卸的固定连接。

在一个具体的可实施方案中，所述第一支撑模块与所述第二支撑模块上分别设置有支撑端脚。

附图说明

图1为本申请实施例提供的光源模块的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的光源模块检测装置的原理图；

图3为本申请实施例提供的光源模块检测装置的结构示意图；

图4为图3中所示的光源模块检测装置的剖视图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为方便理解本申请实施例提供的光源模块检测装置，首先说明其应用场景。本申请实施例提供的光源模块检测装置用于对检测光源模块。如果当光源模块装配到整个光机系统后，后续检测发现光源模块存在装配问题导致光源照明不均匀、照明不完全、非球面镜表面存在粉尘、脏污等情况，又要返工将光源模块拆除并重新装配，这样就会造成大量工时的消耗，影响光机系统的整体装配作业的高效性与流畅性。为此，本申请实施例提供了一种光源模块检测装置，用以在光源模块装配前检测光源模块。下面结合具体的附图以及实施例对其进行详细的说明。

参考图1，首先介绍一下光源模块100，该光源模块100包括光源芯片120、非球面镜140以及安装底座130，其中，光源芯片120与非球面镜140分别固定在安装底座130相对的两面。另外，光源模块100还可包括热沉110以及遮光光阑150。热沉110用以给光源芯片120散热，遮光光阑150用以限制出光范围。热沉110即是散热模块，也称为散热块、散热片等。

在本申请实施例中，光源模块100可为LED照明模块，其中光源芯片120可为LED芯片。LED照明模块装配对非球面镜与LED芯片的位置要求比较高，如果两者出现水平及垂直相对位置偏移，都会造成LED照明模块的照明效果不均匀或不能完全覆盖成像区域等问题。当然对其他类型的光源模块100也存在同样的问题。为此，在本申请实施例中，通过提供的光源模块检测装置检测光源芯片120与非球面镜140之间的装配效果。

一并参考图2，图2示出了本申请实施例提供的光源模块检测装置的原理图。本申请实施例提供的光源模块检测装置用以检测光源模块100的均匀性。为此，本申请实施提供的光源模块检测装置可包含聚光透镜50、光阑30、镜筒20以及相机10。其中，聚光透镜50用于将光源模块100发射的光线汇聚；光阑30用于模拟物镜入瞳；镜筒20用于将汇聚的光线传播；相机10用于根据镜筒20传播的光线成像。

在具体设置时，聚光透镜50、光阑30、镜筒20及相机10沿光源模块100的出光方向依次排列，具体沿光源模块100的光轴。也即聚光透镜50、光阑30、镜筒20及相机10与光源模块100中心同轴，以保证光源模块100照射出的平行光可依次经过聚光透镜50、光阑30、镜筒20及相机10，并最终成像的图片中位于中心区域。方便进行检测。

另外，对于本申请实施例中聚光透镜50、光阑30、镜筒20及相机10之间的相对间隔距离以及上述器件与光源模块100的间隔距离、聚光透镜50的焦距、遮光光阑30的大小、筒镜的焦距，可以根据实际光源模块100的参数来进行选型确定。在本申请实施例中不做具体的限定。

继续参考图2，光源模块100发射出的平行光首先经过聚光透镜50进行聚焦，以使得光线聚拢至光阑30中，光阑30模拟物镜入瞳，以限定需要检测的范围。之后光线再依次传递至镜筒20以及相机10，并最终聚焦在相机10的靶面中心上，相机10的成像面位于非球面镜140所处的位置，因此通过相机10的图像可以判断成像面上光源模块100照明的均匀性。

在具体判断光源模块100照明均匀性时，可通过现有的图像处理方式进行处理。示例性的，具体的计算过程有两种评价方式，如下，方法一：令I1：图像左上角100X100像素区域强度中值；I2：图像右上角100X100像素区域强度中值；I3：图像右下角100X100像素区域强度中值；I4：图像左下角100X100像素区域强度中值；Ic：图像中心100X100像素区域强度中值。则：Pn＝In/Ic，Pn代表四个角的强度与中心强度的比值，通过对比P1、P2、P3、P4之间的偏差即可判断四个角的均匀性如何。方法二：将图像全部分割，令所有区域的强度中值序列中5分位数与95分位数的比值为PM，PM代表图像整体的强度均匀性。对算法设置合理的阈值条件，对于不满足阈值标准的待测照明模块，可以判定为照明均匀性差的不合格品。

应理解，本申请实施例提供的上述对图像处理的算法以及方法均为现有已知的技术手段，在本申请实施例中不再详细介绍。另外，上述图像处理可通过图像处理模块进行处理，该图像处理模块与相机10连接，相机10拍摄的图片可直接传输给图像处理模块进行处理。在本申请实施例提供的光源模块检测装置通过采用聚光透镜50、光阑30、镜筒20及相机10实现在光源模块100为装配至光机系统前即可采集光源模块100的照明情况，并利用现有技术中的图像处理技术进行处理，从而可检测光源模块100的照明均匀性。

通过上述描述可看出，通过采用光源模块检测装置对光源模块100进行检测，该检测装置结构简单，操作方便，单个样品检测用时仅需5秒，检测效率高。光源模块100装配完成后，不用安装到光机系统中，仅利用本申请的光源模块检测装置即可立即检验该模块照明均匀性，提高了装配工艺流程的合理性，做到先检测再安装的原则，避免了将不合格照明模块装入光机系统后，重新拆除返工的人工成本和时间成本浪费。

继续参考图2，本申请实施例提供的光源模块检测装置还包括一个衰减片40，该衰减片40设置在聚光透镜50与光阑30之间。且在具体设置时，衰减片40可固定在光阑30上，以方便衰减片40的固定。示例性的，衰减片40固定在光阑30朝向聚光透镜50的一侧。在具体设置时，衰减片40可直接粘接在光阑30朝向聚光透镜50的一侧。但应理解，本申请实施例提供的衰减片40不仅限于上述具体的设置方式，还可设置在其他的位置，只需要在平行光摄入到相机10前对平行光进行衰减即可。如衰减片40还可设置在光阑30背离聚光透镜50的一侧，或者衰减片40还可固定在镜筒20上。

该衰减片40在使用时，其目的为用于对光线的衰减，以避免造成相机10过曝的情况，保证相机10的安全。在具体设置衰减片40时，该衰减片40的衰减率可根据实际光源模块100的参数来进行选型确定，在本申请实施例中不做具体的限定。

一并参考图3和图4，图3示出了本申请实施例提供的光源模块检测装置的结构示意图，图4示出了本申请实施例提供的光源模块检测装置的剖视图。光源模块检测装置还包括一支撑装置60，该支撑装置60用以支撑待检测的光源模块100以及上述的聚光透镜50、衰减片40、光阑30、镜筒20、相机10等部件。

该支撑装置60作为一个支撑部件，以固定上述的器件。在具体设置时，支撑装置60可采用不同的形式，只需可支撑上述部件即可。示例性的，支撑部件可为板状结构或者其他类型的结构。

作为一个示例，支撑装置60具有一通道63，该通道63为光源模块100发射的平行光的传输通道63。在设置光源模块100以及聚光透镜50、衰减片40、镜筒20、相机10等部件时，其均沿通道63设置，以保证平行光在传输过程中可经过聚光透镜50、衰减片40、镜筒20、相机10。

该通道63具有两个相对设置的端口，为方便描述，将其分别命名为第一端口和第二端口。其中，第一端口用于与光源模块100插接配合，而第二端口用于固定镜筒20，而聚光透镜50、光阑30、衰减片40固定在通道63内，且位于第一端口与第二端口之间。

首先说明一下聚光透镜50、光阑30、衰减片40、镜筒20以及相机10的设置。在设置镜筒20时，镜筒20固定在通道63的第二端。如可通过螺栓或螺钉等螺纹连接件将镜筒20固定在通道63的第二端，或者还可通过粘接、焊接等连接方式进行固定。相机10固定在镜筒20背离通道63的另一端，如通过螺纹连接件连接。在装配时，可先将镜筒20与相机10组装固定，然后再固定在通道63的第二端。

作为一个可选的示例，在固定镜筒20时，镜筒20可部分插入到通道63内，以保证与通道63连接时的可靠性。同时，也可通过镜筒20与通道63之间的配合对镜筒20进行定位。以保证镜筒20与装配到通道63内的聚光透镜50、光阑30、衰减片40可同光轴。

为方便固定聚光透镜50，本申请实施例提供的支撑装置60可采用分体式的结构。具体如图4中所示，支撑装置60采用分体结构，其包括两个支撑模块，为方便描述将其分别命名为第一支撑模块61以及第二支撑模块62，其中，第一支撑模块61与第二支撑模块62采用可拆卸的方式固定连接。示例性的，第一支撑模块61与第二支撑模块62通过螺纹连接件可拆卸的固定连接。当然也可采用其他的连接方式固定连接，在本申请实施例中不做具体限定。

另外，为方便放置支撑装置60，在第一支撑模块61与第二支撑模块62上分别设置有支撑端脚。以使得支撑装置60放置时，可通过两个支撑端脚支撑以稳定的放置。

在具体设置第一支撑模块61以及第二支撑模块62时，第一支撑模块61上设置有第一通孔631，同时，第二支撑模块62上设置有第二通孔632。在第一支撑模块61与第二支撑模块62固定连接后，第一通孔631与第二通孔632连通并拼接成通道63，以容纳上述的聚光透镜50、衰减片40以及光阑30。

在设置聚光透镜50时，该聚光透镜50固定在第一通孔631内，并位于第一通孔631朝向第二通孔632的一端。示例性的，为方便固定聚光透镜50，第一通孔631采用为阶梯孔，其中，该阶梯孔的直径较大的一端朝向第二通孔632。对应的，该聚光透镜50可以抵压在阶梯孔的阶梯面。示例性的，在装配时，聚光透镜50从第一通孔632朝向第二通孔631的一端插入到第一通孔631内，其中，聚光透镜50直径与第一通孔631中直径较大的部分尺寸相匹配，并且聚光透镜50直径大于第一通孔631中直径较小的部分。通过聚光透镜50与第一通孔631的阶梯面抵压，来对聚光透镜50进行定位，保证聚光透镜50在装配后的准确度。应理解，在图4中，为方便示例聚光透镜50，将其与第一通孔631的阶梯面间隔一定间距，在实际应用中，聚光透镜50与第一通孔631的阶梯面可以相抵压接触。另外，支撑装置60采用分体结构，也方便聚光透镜50的装配。

在装配光阑30以及衰减片40时，光阑30以及衰减片40均固定在第二通孔632内。如图4中所示，第二通孔632也可采用阶梯孔，其中，阶梯孔直径较大的一端位于通道63的第二端。在放置光阑30时，将光阑30与第二通孔632的阶梯孔的阶梯面抵压从而对光阑30进行定位，而衰减片40固定在光阑30上。

继续参考图3和图4，在将光源模块100固定在支撑装置60上时，光源模块100的安装底座130可插入到通道63的第一端内，以通过第一通道63与安装底座130之间的配合对光源模块100进行定位，以保证其光轴与聚光透镜50共轴。

另外，为保证光源模块100的稳定性，本申请实施例提供的光源模块检测装置还包括压紧装置70。该压紧装置70与支撑装置60可拆卸的固定连接，并用于将光源模块100压紧在第一端口。示例性的，该压紧装置70为弹性压紧装置，从而可将光源模块100抵压在支撑装置60上。

该压紧装置70为一U形结构，其两个相对的侧壁分别与支撑装置60固定连接，光源模块100位于U形结构与支撑装置60围成的空间内。

应理解，在本申请实施例中，支撑装置60内的通道63为直线型通道，以保证平行光可沿无需通过其他的光学器件即可传输。但应理解，本申请实施例提供的通道63还可采用其他类型的通道63，如折弯通道或弧形通道等非直线性通道，但需要通过平面反射镜改变平行光的传输方向，以保证平行光可传输至相机10。

另外，非球面镜140为透明玻璃材质，表面为曲面结构，用肉眼难以检测出镜片表面是否存在指纹、灰尘、麻点、划痕等问题。本申请实施例提供的光源模块检测装置还具有单独检测非球面镜表面是否存在清洁的功能。

示例性的，由于相机10的成像面位于非球面镜所处的位置，因此通过相机10的图像可以判断成像面上是否有粉尘、指纹等脏污。再根据图像上有脏污的地方像素灰度低的原则，可以现有的图像处理技术识别图像中的脏污大小、数量等信息。同时，由于压紧装置70为弹性结构，因此，还可拉动光源模块100前后移动，以通过相机10扫描非球面镜不同位置处的成像面信息，达到可以对非球面镜140整个曲面表面洁净度检测的功能。应理解，上述通过图像处理技术检测镜片表面是否存在指纹、灰尘、麻点、划痕等情况均为现有技术中已有的技术，在本申请实施例提供的光源模块检测装置通过采用聚光透镜50、光阑30、镜筒20及相机10实现在光源模块100为装配至光机系统前即可采集光源模块100的照明情况，并利用现有技术中的图像处理技术进行处理，从而可检测光源模块100的清洁度情况。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光源模块检测装置，其特征在于，包括：与光源模块同光轴设置的聚光透镜、光阑、镜筒以及相机；所述聚光透镜、所述光阑、所述镜筒及所述相机沿所述光源模块的出光方向依次排列；其中，

所述聚光透镜用于将所述光源模块发射的光线汇聚；所述光阑用于模拟物镜入瞳；所述镜筒用于将汇聚的光线传播；所述相机用于根据所述镜筒传播的光线成像。

2.根据权利要求1所述的光源模块检测装置，其特征在于，还包括衰减片；所述衰减片设置在所述聚光透镜与所述光阑之间。

3.根据权利要求2所述的光源模块检测装置，其特征在于，所述衰减片固定在所述光阑朝向所述聚光透镜的一侧。

4.根据权利要求3所述的光源模块检测装置，其特征在于，支撑装置，所述支撑装置具有通道；

所述通道的一端设置有用于与所述光源模块插接配合的第一端口；

所述镜筒固定设置在所述通道的第二端口；所述第二端口与所述第一端口相对设置；

所述相机与所述镜筒背离所述通道的另一端固定连接；

所述聚光透镜及所述光阑固定在所述通道内，且位于所述第一端口与所述第二端口之间。

5.根据权利要求4所述的光源模块检测装置，其特征在于，还包括压紧装置；所述压紧装置与所述支撑装置可拆卸的固定连接，并用于将所述光源模块压紧在所述第一端口。

6.根据权利要求5所述的光源模块检测装置，其特征在于，所述压紧装置为弹性压紧装置。

7.根据权利要求4所述的光源模块检测装置，其特征在于，所述支撑装置还包括第一支撑模块以及与所述第一支撑模块可拆卸固定连接的第二支撑模块；其中，

所述第一支撑模块上设置有第一通孔，所述第二支撑模块上设置有第二通孔；所述第一通孔与所述第二通孔连通拼接成所述通道；

所述聚光透镜固定在所述第一通孔内；所述光阑固定在所述第二通孔内。

8.根据权利要求7所述的光源模块检测装置，其特征在于，所述第一通孔为阶梯孔，且所述阶梯孔的直径较大的一端朝向所述第二通孔；

所述聚光透镜抵压在所述阶梯孔的阶梯面。

9.根据权利要求7所述的光源模块检测装置，其特征在于，所述第一支撑模块与所述第二支撑模块通过螺纹连接件可拆卸的固定连接。

10.根据权利要求8所述的光源模块检测装置，其特征在于，所述第一支撑模块与所述第二支撑模块上分别设置有支撑端脚。