一种带内同轴平行光源的工业镜头的制作方法

1.本实用新型涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种带内同轴平行光源的工业镜头。


背景技术：

2.在机器视觉系统中，工业镜头的主要作用是将成像目标反射的光线经目镜筒射出，然后照射到图像传感器的光敏面上，或者由人眼直接观察；由此，工业镜头的成像质量直影响到机器视觉系统的整体性能。
3.现有的工业镜头通常设有辅助照明光源，一般会采用环形光源，条形光源，面光源等，这些光源体积大，价格昂贵，且光照不均匀，造成图像分辨率降低；此外还可以采用内同轴光源，内同轴光源虽然体积较小，但光照均匀度还没有达到很高的标准，且出光不平行，会造成所拍摄图像整体效果不佳，分辨率低。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题的至少一个方面，本技术实施例提供了一种带内同轴平行光源的工业镜头，该工业镜头包括镜筒本体，镜筒本体沿第一光轴的两端分别为物镜筒和目镜筒，然后，在镜筒本体上安装有同轴点光源单元，同轴点光源单元的第二光轴垂直于第一光轴；并且，在镜筒本体内还设有棱镜单元，该棱镜单元可以将同轴点光源单元发出的平行光反射至物镜筒，这样，平行光再经目标物体反射后可从目镜筒射出；即，本技术的工业镜头通过在镜筒本体内设置棱镜单元可将同轴点光源发出的平行光从物镜筒平行出射，进而使得照明光斑的照度更加均匀，解决了现有工业镜头光照均匀度不高的技术问题，提高了工业镜头的成像质量，使用方便。
5.本技术实施例提供一种带内同轴平行光源的工业镜头，所述工业镜头包括：
6.镜筒本体，具有第一光轴，所述第一光轴和所述镜筒本体中轴线重合，所述镜筒本体沿所述第一光轴的两端分别为物镜筒和目镜筒；
7.同轴点光源单元，安装于所述镜筒本体，所述同轴点光源单元具有垂直于所述第一光轴的第二光轴；
8.其中，在所述镜筒本体内设有棱镜单元，所述棱镜单元位于所述第二光轴与所述第一光轴的交点处，所述棱镜单元用于将所述同轴点光源单元发射的平行光反射至物镜筒，以使所述平行光被目标物体反射后经所述第一光轴从所述目镜筒射出。
9.在一实施例中，所述棱镜单元包括半透半反膜，所述半透半反膜同时与所述第一光轴和所述第二光轴呈45度夹角设置。
10.在一实施例中，所述半透半反膜对透射光和反射光的光强比例为1:1。
11.在一实施例中，所述棱镜单元由第一直角棱镜和第二直角棱镜拼合形成，所述第一直角棱镜和所述第二直角棱镜的两个斜面贴合形成所述棱镜单元；其中，两个所述斜面中的至少一个设有所述半透半反膜。
12.在一实施例中，所述镜筒本体还包括连接件，所述连接件连接所述物镜筒和所述目镜筒；所述连接件设有安装口，所述安装口用于安装所述同轴点光源单元。
13.在一实施例中，所述同轴点光源单元包括散热器本体，所述散热器本体沿所述第二光轴的一端为安装基座，所述安装基座用于插入所述安装口，所述安装基座上设有同轴光源。
14.在一实施例中，所述同轴光源包括电连接的光源组件和pcb板组件。
15.在一实施例中，所述光源组件包括led灯。
16.在一实施例中，所述pcb板组件与所述散热器本体之间设有导热硅脂。
17.在一实施例中，所述散热器本体沿所述第二光轴的另一端设有电源线接口，所述电源线接口用于供所述同轴光源的电源线伸出。
18.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
19.本技术实施例提供了一种带内同轴平行光源的工业镜头，该工业镜头包括镜筒本体，镜筒本体沿第一光轴的两端分别为物镜筒和目镜筒，然后，在镜筒本体上安装有同轴点光源单元，同轴点光源单元的第二光轴垂直于第一光轴；并且，在镜筒本体内还设有棱镜单元，该棱镜单元可以将同轴点光源单元发出的平行光反射至物镜筒，这样，平行光再经目标物体反射后可从目镜筒射出；即，本技术的工业镜头通过在镜筒本体内设置棱镜单元可将同轴点光源发出的平行光从物镜筒平行出射，进而使得照明光斑的照度更加均匀，解决了现有工业镜头光照均匀度不高的技术问题，提高了工业镜头的成像质量，使用方便。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的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他的附图。
21.图1为本技术实施例中所述镜筒本体与所述同轴点光源单元的安装结构示意图。
22.图2为本技术实施例中所述同轴点光源单元的结构示意图。
23.图3为本技术实施例中所述棱镜单元的结构示意图。
24.图4为本技术实施例中所述物镜筒的照度分布曲线图。
25.图5为本技术实施例中所述物镜筒的照度分布图。
26.其中，附图标记：
27.10-镜筒本体，
28.11-物镜筒，12-目镜筒，13-连接件，14-安装口，
29.20-同轴点光源单元，
30.21-散热器本体，22-安装基座，23-同轴光源，24-电源线接口，
31.231-光源组件，232-pcb板组件，
32.30-棱镜单元，
33.31-第一直角棱镜，32-第二直角棱镜，33-斜面，34-半透半反膜，
34.40-目标物体，
35.x-第一光轴，y-第二光轴。
具体实施方式
36.为了更好的理解上述技术方案，下面将参考附图详细地描述本技术的示例实施例，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是本技术的全部实施例，应理解，本技术不受这里描述的示例性实施例的限制。
37.工业镜头是机器视觉系统中十分重要的成像元件，主要是为纠正传统工业镜头视差而设计的，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。
38.普通工业镜头的辅助照明，一般会采用环形光源，条形光源，面光源等，这些光源体积大，价格昂贵，且光照不均匀，造成图像分辨率降低。此外还会用到内外同轴光源，外同轴光源虽然光照比较均匀，但是体积太大，内同轴光源虽然节省了体积，但光照均匀度还没有达到很高的标准，且出光不平行，会造成所拍摄图像整体效果不佳，分辨率低。
39.针对上述情况，本技术实施例提供一种带内同轴平行光源的工业镜头，该工业镜头通过在镜筒本体内设置棱镜单元，可使同轴点光源发出的平行光反射至物镜筒，即实现工业镜头照明的平行光出射，提高了照明光斑的照度均匀性，且使用的同轴点光源成本较低，结构简单，使用方便。
40.图1为工业镜头的镜筒本体与同轴点光源单元的安装结构示意图，请结合图1，一种带内同轴平行光源的工业镜头，该工业镜头包括镜筒本体10和同轴点光源单元20，该镜筒本体10具有第一光轴x，所述第一光轴和所述镜筒本体中轴线重合，镜筒本体10沿该第一光轴x的两端分别为物镜筒11和目镜筒12；同轴点光源单元20安装于镜筒本体10，该同轴点光源单元20具有垂直于第一光轴x的第二光轴y；其中，在镜筒本体10内设有棱镜单元30，该棱镜单元30位于第二光轴y与第一光轴x的交点处，棱镜单元30用于将同轴点光源单元20发射的平行光反射至物镜筒11，以使平行光被目标物体40反射后经第一光轴x从目镜筒12射出。
41.具体而言，该镜筒本体沿第一光轴的一端为物镜筒，另一端为目镜筒；在使用时，可在目镜筒处放置图像传感器等成像设备，或者由人眼直接观察，物镜筒对准目标物体以接收目标物体反射的光线。
42.本实施例中，该镜筒本体上还安装有同轴点光源单元，该同轴点光源单元用于发出垂直于第一光轴的平行光，此外，在镜筒本体内部还设有棱镜单元，该棱镜单元位于第一光轴和第二光轴的交点处，棱镜单元例如为半透半反棱镜；这样，继续参看图3，同轴点光源单元发出的平行光照射到棱镜单元后，一部分光线经棱镜单元反射后从物镜筒射出并照射到目标物体上，射出的光线在经目标物体反射后部分经棱镜单元透射至目镜筒，进而成像。
43.能够理解，本实施例的工业镜头由于设置棱镜单元，可将同轴点光源单元发出的平行光从物镜筒平行射出，大大提高了照明光斑的均匀性，例如请参看图4和图5。
44.此外，由于物镜筒是平行光出射，这样对于距离物镜筒较远的目标物体来说，物镜筒射出的平行光在远距离的目标物体上的光斑仍然能够保持较高的照度均匀度，且光照能量集中，不需要额外的辅助照明，节约成本。
45.本技术实施例提供了一种带内同轴平行光源的工业镜头，该工业镜头包括镜筒本体，镜筒本体沿第一光轴的两端分别为物镜筒和目镜筒，然后，在镜筒本体上安装有同轴点光源单元，同轴点光源单元的第二光轴垂直于第一光轴；并且，在镜筒本体内还设有棱镜单
元，该棱镜单元可以将同轴点光源单元发出的平行光反射至物镜筒，这样，平行光再经目标物体反射后可从目镜筒射出；即，本技术的工业镜头通过在镜筒本体内设置棱镜单元可将同轴点光源发出的平行光从物镜筒平行出射，进而使得照明光斑的照度更加均匀，解决了现有工业镜头光照均匀度不高的技术问题，提高了工业镜头的成像质量，使用方便。
46.一种可能实施方式中，该棱镜单元30包括半透半反膜34，半透半反膜34同时与第一光轴x和第二光轴y呈45度夹角设置。
47.参看图3，上述半透半反棱镜具体包括同时与第一光轴和第二光轴呈45度夹角设置的半透半反膜34，该半透半反膜34例如对透射光和反射光的光强比例为1:1；即，同轴点光源单元发出的平行光照射到半透半反膜后，一半的平行光能够被半透半反膜反射至目标物体，目标物体反射的平行光照射到半透半反膜后，同样有一半的平行光能够透过半透半反膜达到目镜筒。
48.具体而言，上述棱镜单元30的一种可能实现方式为，该棱镜单元30由第一直角棱镜31和第二直角棱镜32拼合形成，第一直角棱镜31和第二直角棱镜32的两个斜面33贴合形成棱镜单元30；其中，两个斜面33中的至少一个设有半透半反膜34，该半透半反膜34可以镀于斜面33上。
49.一种可能实施方式中，该镜筒本体10还包括连接件13，连接件13连接物镜筒11和目镜筒12；该连接件13设有安装口14，安装口14用于安装同轴点光源单元20。
50.即，连接件沿第一光轴方向的一端安装目镜筒，另一端安装物镜筒；然后，在垂直于第一光轴方向，该连接件还设有用于安装同轴点光源单元的安装口，这样方便拆卸和使用。
51.在一实施例中，结合图2，该同轴点光源单元20包括散热器本体21，散热器本体21沿第二光轴y的一端为安装基座22，该安装基座22用于插入安装口14，该安装基座22上设有同轴光源23。
52.具体而言，散热器本体沿第二光轴的一端形成有插入上述安装口的安装基座，这样，在该安装基座上设置同轴光源，并将安装基座插入上述安装口后，该同轴光源即为朝向镜筒本体内部设置，方便同轴光源发出的光线照射到棱镜单元。
53.其中，该同轴光源23包括电连接的光源组件231和pcb板组件232，该光源组件231包括led灯，led灯中心例如正对着棱镜单元的中心，且led灯的发光面到棱镜单元表面的距离例如为2mm；pcb板组件232用于控制led灯以及为led灯提供电力支持；此外，该pcb板组件与散热器本体之间设有导热硅脂，导热硅脂能够使光源组件产生的热量加快传递到散热体本体，从而实现对光源组件的散热。
54.其中，例如可在该散热器本体21沿第二光轴y的另一端设有电源线接口24，该电源线接口24用于供同轴光源23的电源线伸出进而连接外部电源。
55.以上结合具体实施例描述了本技术的基本原理，但是，需要指出的是，在本技术中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本技术的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本技术为必须采用上述具体的细节来实现。
56.本技术中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到
的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
57.还需要指出的是，在本技术的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本技术的等效方案。
58.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本技术。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本技术的范围。因此，本技术不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
59.为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本技术的实施例限制在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合均应包含在本实用新型保护的范围之内。