CN220981109U - 一种同轴光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种同轴光源，包括壳体、发光模块和分光模块，壳体设有第一窗口和第二窗口，第一窗口与第二窗口的中心点连线为光源中轴线，第一窗口和第二窗口分别用于供光线经过并分别到达待测工件和相机镜头；发光模块设于壳体的内壁，发光模块包括导光板和第一发光组件，第一发光组件设于导光板的入光面，导光板的出光面朝向壳体的中心，导光板的出光面为发光模块的发光面；分光模块设于壳体中，发光模块的发光面中心光轴与光源中轴线相交于分光模块的分光面。通过设置第一发光组件发出的光线经过导光板转向后到达分光模块，能够显著减少轮廓光线的形成，从而令到达分光模块的光线的亮度均匀，照明效果均匀可靠。

Description

一种同轴光源

技术领域

本实用新型涉及光学照明技术领域，尤其涉及一种同轴光源。

背景技术

同轴光源，主要用于检测反光程度较高的物体，同轴光源又称漫射同轴灯，提供了比传统光源更均匀的照明。

同轴光源主要包括发光零件和半透半反零件，发光零件工作发出的光线经过半透半反零件反射到待测工件的表面，待测工件表面形成的反射光线透过半透半反零件出射并到达用于检测的相机的镜头，能够为相机的镜头提供同轴的配光照明，现有技术中，同轴光源的配光会形成明显的轮廓，影响配光照明效果，会令待测工件的表面形成原本不存在的轮廓光线，最终导致机器视觉的准确性和重现性。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种同轴光源，能够提供亮度均匀的配光效果，从而提高机器视觉的准确性和重现性。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：

一种同轴光源，包括壳体、发光模块和分光模块，壳体设有相对的第一窗口和第二窗口，第一窗口与第二窗口的中心点连线为光源中轴线，第一窗口和第二窗口分别用于供光线经过并分别到达待测工件和相机镜头；发光模块设于壳体的内壁，发光模块包括导光板和第一发光组件，第一发光组件设于导光板的入光面，导光板的出光面朝向壳体的中心，导光板的出光面为发光模块的发光面；分光模块设于壳体中，发光模块的发光面中心光轴与光源中轴线相交于分光模块的分光面，以使分光模块对第一窗口、第二窗口和发光模块三个方向实现分光。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：通过设置发光模块为侧入式的光路结构，第一发光组件发出的光线经过导光板转向后到达分光模块，能够有效避免因第一发光组件直接与分光模块相对设置，自身发光结构的轮廓光线经过导光板的导光后被重新分配，能够显著减少轮廓光线的形成，从而令到达分光模块的光线的亮度均匀，从而有效减少经分光模块反射至待测工件的光线中的轮廓光线，能够提高用于配合进行机器视觉检测的准确性以及再现性，本实用新型的同轴光源的照明效果均匀可靠。

可选的，壳体还设有置光槽，发光模块安装于置光槽内。

可选的，壳体还设有限位板，限位板设有透光窗口，限位板固定于置光槽的槽口处，以限制发光模块在置光槽内的位置，发光模块的发光面与透光窗口匹配。

可选的，第二窗口设有圆环状的检测连接块，检测连接块用于连接相机的镜头。

可选的，发光模块中的第一发光组件设有两组，两个第一发光组件分别位于导光板相对两侧的入光面处。

可选的，第一发光组件包括PCB板和若干LED灯珠，LED灯珠呈线形等间距分布于PCB板。

可选的，分光模块包括分光盒和分光镜，分光盒设有物侧窗口、像侧窗口和照明窗口，分光镜固定于分光盒内，物侧窗口正对第一窗口，像侧窗口正对第二窗口，照明窗口正对发光模块的发光面。

可选的，分光镜的镜面分别与发光模块的发光面中心光轴和光源中轴线的夹角均为45度。

可选的，同轴光源还包括第二发光组件，第二发光组件设于壳体内，第二发光组件的发光面正对第一窗口。

可选的，第二发光组件设有两组，第二发光组件的发光面为线形，两组第二发光组件的发光光轴均与光源中心轴形成有夹角，两组第二发光组件的发光光轴相交于壳体的第一窗口外。

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为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为沿图2中A-A’的剖面结构示意图；

图4为本实用新型的分解结构示意图。

附图标记：

壳体100、第一窗口110、第二窗口120、检测连接块121、置光槽130、限位板140、透光窗口141；

发光模块200、导光板210、第一发光组件220、PCB板221、LED灯珠222；

分光模块300、分光盒310、物侧窗口311、像侧窗口312、照明窗口313、分光镜320；

第二发光组件400。

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。

相关技术中，同轴光源的配光会形成明显的轮廓，影响配光照明效果，会令待测工件的表面形成原本不存在的轮廓光线，用于导致机器视觉检测时，会影响结果的准确性和重现性，这种同轴光源的配光性能无法有效满足高精度的机器视觉检测需求。

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1至图4。

本实用新型实施例提供一种同轴光源，包括壳体100、发光模块200和分光模块300；

壳体100设有相对设置的第一窗口110和第二窗口，第一窗口110的中心点与第二窗口的中心点连线为光源中轴线，第一窗口110和第二窗口分别用于供光线经过并分别到达待测工件和相机镜头，使用时，第一窗口110正对待测工件，第二窗口正对相机的镜头，相机的光轴与光源中轴线共轴；

发光模块200设于壳体100的内壁，发光模块200包括导光板210和第一发光组件220，第一发光组件220设于导光板210的端侧入光面，导光板210的出光面朝向壳体100的中心，导光板210的出光面为发光模块200的发光面；

分光模块300设于壳体100中，发光模块200的发光面朝向分光模块300设置，发光模块200的发光面中心光轴与光源中轴线相交于分光模块300的分光面，以使分光模块300对第一窗口110、第二窗口和发光模块200三个方向实现分光，即分光模块300对第一窗口110、第二窗口和发光模块200侧三个方向的光线均能够实现反射和透射。

本实施例的同轴光源具体运作过程如下：第一发光组件220工作时发出的光线从导光板210端侧的入光面入射，光线经过导光作用从导光板210的正面处的出光面出射，也即从发光模块200的发光面出射；发光模块200发出的部分光线从分光模块300处反射并经过第一窗口110到达待测工件后，待测工件表面形成反射检测光线并透过分光模块300和第二窗口到达相机的镜头，从而实现同轴光源为相机配光。

通过设置发光模块200为侧入式的光路结构，第一发光组件220发出的光线经过导光板210转向后到达分光模块300，能够有效避免因第一发光组件220直接与分光模块300相对设置，自身发光结构的轮廓光线经过导光板210的导光后被重新分配，能够显著减少轮廓光线的形成，从而令到达分光模块300的光线的亮度均匀，从而有效减少经分光模块300反射至待测工件的光线中的轮廓光线，能够提高用于配合进行机器视觉检测的准确性以及再现性，本实用新型的同轴光源的照明效果均匀可靠。

可以理解的是，壳体100还设有置光槽130，发光模块200安装于置光槽130内，通过置光槽130安装发光模块200，能够有效提高发光模块200发光的稳定性。

可以理解的是，壳体100还设有限位板140，限位板140设有透光窗口141，限位板140固定于置光槽130的槽口处，以限制发光模块200在置光槽130内的位置，发光模块200的发光面与透光窗口141匹配，透光窗口141为发光模块200的发光面出射的光线让位，可选的，限位板140通过螺丝或卡扣等结构与壳体100实现可拆卸连接，能够方便进行维护工作。

可以理解的是，第二窗口设有圆环状的检测连接块121，检测连接块121用于连接相机的镜头，相机的镜头直接连接检测连接块121，检测连接块121能够有效避免环境光线影响机器视觉检测的结果。

可以理解的是，发光模块200中的第一发光组件220设有两组，两个第一发光组件220分别位于导光板210相对两侧的入光面处，通过设置两组第一发光组件220于导光板210的相对两侧，能够进一步提高发光模块200的发光均匀度，进而有效提高用于机器视觉检测的准确度。

可以理解的是，第一发光组件220包括PCB板221和若干LED灯珠222，LED灯珠222呈线形等间距分布于PCB板221，靠近导光板210的一侧。

具体的，LED灯珠222包括LED芯片和准直透镜，LED芯片设于准直透镜的置光腔，LED芯片发出的光线经过准直透镜准直调节后从导光板210的入光面进入，准直透镜能够有效提高LED芯片所发出光线的利用率，能够令LED芯片发出的大部分光线都能够进入导光板210。LED发光芯片具有安全性高、发光效率高、使用寿命长等优点。

可以理解的是，分光模块300包括分光盒310和分光镜320，分光盒310设有物侧窗口311、像侧窗口312和照明窗口313，分光镜320固定于分光盒310内，分光镜320的镜面为分光面，物侧窗口311正对第一窗口110，像侧窗口312正对第二窗口，照明窗口313正对发光模块200的发光面，通过设置分光盒310能够避免壳体100内部的其他光线影响分光镜320的分光功能。

可以理解的是，分光镜320的镜面分别与发光模块200的发光面中心光轴和光源中轴线的夹角均为45度，即分光镜320的镜面与发光模块200的发光面中心光轴的夹角为45度，分光镜320的镜面与光源中轴线的夹角均为45度，能够进一步提高光能的利用率。

可以理解的是，同轴光源还包括第二发光组件400，第二发光组件400设于壳体100内，第二发光组件400的发光面正对第一窗口110，第二发光组件400可以用于对特定结构进行补光，还可以用于配合其他结构提供定位指导。

具体的，第二发光组件400设有两组，第二发光组件400的发光面为线形，第二发光组件400为直线的灯条，两组第二发光组件400的发光光轴均与光源中心轴形成有夹角，两组第二发光组件400的发光光轴相交于壳体100的第一窗口110外，两组第二发光组件400均与壳体100可调节连接，根据相机的镜头的焦距，继而调节两组第二发光组件400的相交点与相机的镜头的焦点位置匹配，根据两组第二发光组件400的发光光轴相交点来调节待测工件的位置，使待测工件位于相机的镜头的焦点处，从而令机器视觉检测的成像清晰。

以上，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)

1.一种同轴光源，其特征在于，包括：

壳体(100)，设有相对的第一窗口(110)和第二窗口，所述第一窗口(110)与所述第二窗口的中心点连线为光源中轴线，所述第一窗口(110)和所述第二窗口分别用于供光线经过并分别到达待测工件和相机镜头；

发光模块(200)，设于所述壳体(100)的内壁，所述发光模块(200)包括导光板(210)和第一发光组件(220)，所述第一发光组件(220)设于所述导光板(210)的入光面，所述导光板(210)的出光面朝向所述壳体(100)的中心，所述导光板(210)的出光面为所述发光模块(200)的发光面；

分光模块(300)，设于所述壳体(100)中，所述发光模块(200)的发光面中心光轴与所述光源中轴线相交于所述分光模块(300)的分光面，以使所述分光模块(300)对所述第一窗口(110)、所述第二窗口和所述发光模块(200)三个方向实现分光。

2.根据权利要求1所述的一种同轴光源，其特征在于，所述壳体(100)还设有置光槽(130)，所述发光模块(200)安装于所述置光槽(130)内。

3.根据权利要求2所述的一种同轴光源，其特征在于，所述壳体(100)还设有限位板(140)，所述限位板(140)设有透光窗口(141)，所述限位板(140)固定于所述置光槽(130)的槽口处，以限制所述发光模块(200)在所述置光槽(130)内的位置，所述发光模块(200)的发光面与所述透光窗口(141)匹配。

4.根据权利要求1所述的一种同轴光源，其特征在于，所述第二窗口设有圆环状的检测连接块(121)，所述检测连接块(121)用于连接所述相机的镜头。

5.根据权利要求1所述的一种同轴光源，其特征在于，所述发光模块(200)中的所述第一发光组件(220)设有两组，两个所述第一发光组件(220)分别位于所述导光板(210)相对两侧的入光面处。

6.根据权利要求1所述的一种同轴光源，其特征在于，所述第一发光组件(220)包括PCB板(221)和若干LED灯珠(222)，所述LED灯珠(222)呈线形等间距分布于所述PCB板(221)。

7.根据权利要求1所述的一种同轴光源，其特征在于，所述分光模块(300)包括分光盒(310)和分光镜(320)，所述分光盒(310)设有物侧窗口(311)、像侧窗口(312)和照明窗口(313)，所述分光镜(320)固定于所述分光盒(310)内，所述物侧窗口(311)正对所述第一窗口(110)，所述像侧窗口(312)正对所述第二窗口，所述照明窗口(313)正对所述发光模块(200)的发光面。

8.根据权利要求7所述的一种同轴光源，其特征在于，所述分光镜(320)的镜面分别与所述发光模块(200)的发光面中心光轴和所述光源中轴线的夹角均为45度。

9.根据权利要求1所述的一种同轴光源，其特征在于，还包括第二发光组件(400)，所述第二发光组件(400)设于所述壳体(100)内，所述第二发光组件(400)的发光面正对所述第一窗口(110)。

10.根据权利要求9所述的一种同轴光源，其特征在于，所述第二发光组件(400)设有两组，所述第二发光组件(400)的发光面为线形，两组所述第二发光组件(400)的发光光轴均与所述光源中心轴形成有夹角，两组所述第二发光组件(400)的发光光轴相交于所述壳体(100)的所述第一窗口(110)外。