一种检测用聚焦灯具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及机器视觉领域的=维特征检测，具体设及一种检测用聚焦灯具。
【背景技术】
[0002] 现有的用于机器视觉领域的检测灯具，通过一个条形的L邸灯来实现，条形的LED 灯发出的光线为一条直线，只能用于机器视觉领域的二维特征检测，检测效果不佳，且能源 利用率低。因此，有必要研发一种用于机器视觉领域的=维特征检测的灯具。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种检测用聚焦 灯具，该聚焦能将L邸巧片发出的光线从多个角度汇聚到一焦点，W实现机器视觉领域的 =维特征检测，且采用非球面镜能实现高的能源利用率。
[0004] 本发明的目的通过下述技术方案实现；一种检测用聚焦灯具，所述聚焦灯具包括 灯座、固定于灯座内的光学系统、固定于灯座内且用于对光学系统散热的散热系统、W及用 于将光学系统发出的光线汇聚到一焦点的反光镜。
[0005] 进一步的，所述光学系统包括固定于所述灯座底部一侧的散热器、固定于散热器 一侧的基板、W及固定于基板一侧的L邸巧片，基板与散热器通过螺钉固定连接，螺钉的螺 帽位于基板的一侧，所述L邸巧片发出的光线经所述反光镜反射后汇聚到一焦点。
[0006] 进一步的，所述光学系统的焦距为A，所述巧片的宽度为B，所述螺钉的螺帽的 直径为I，所述LED巧片的安全距离为J，所述基板边缘与焦点之间的距离为F，其中， F = 2 气 4 -(還.'2 十 /十/)。
[0007] 进一步的，所述散热器、基板和LED巧片的厚度之和为C，所述焦点、LED巧片所在 的平面与焦点、散热器底部所在的平面之间的夹角为E，其中，￡ = -irct皿(C. F);所述焦点 与所述散热器底部之间的距离为H，其中，丹=、尼。
[000引进一步的，所述散热器底部与所述焦点之间的纵向距离为D，所述焦点、散热器底 部所在的平面与焦点所在的横向平面之间的夹角为K，其中，Z = Jrt:sin(D'J?);所述焦点、 LED巧片所在的平面与焦点所在的横向平面之间的夹角为G，其中，G =怎十及。
[0009] 进一步的，所述反光镜包括多个不同曲率半径的楠圆形离轴反光镜单体，多个楠 圆形离轴反光镜单体将所述LED巧片发出的光线聚焦到一个焦点，每个楠圆形离轴反光 镜单体的反射面均为曲面，所述曲面均符合二次曲面公式
【主权项】
1. 一种检测用聚焦灯具，其特征在于：所述聚焦灯具包括灯座、固定于灯座内的光学 系统、固定于灯座内且用于对光学系统散热的散热系统、以及用于将光学系统发出的光线 汇聚到一焦点的反光镜。
2. 根据权利要求1所述的一种检测用聚焦灯具，其特征在于：所述光学系统包括固定 于所述灯座底部一侧的散热器、固定于散热器一侧的基板、以及固定于基板一侧的LED芯 片，基板与散热器通过螺钉固定连接，螺钉的螺帽位于基板的一侧，所述LED芯片发出的光 线经所述反光镜反射后汇聚到一焦点。
3. 根据权利要求2所述的一种检测用聚焦灯具，其特征在于：所述光 学系统的焦距为A，所述芯片的宽度为B，所述螺钉的螺帽的直径为I，所 述LED芯片的安全距离为J，所述基板边缘与焦点之间的距离为F，其中，
4. 根据权利要求3所述的一种检测用聚焦灯具，其特征在于：所述散热器、基板和LED 芯片的厚度之和为C，所述焦点、LED芯片所在的平面与焦点、散热器底部所在的平面之间 的夹角为E，其中，
；所述焦点与所述散热器底部之间的距离为H，其中，
5. 根据权利要求4所述的一种检测用聚焦灯具，其特征在于：所述散热器底部与所述 焦点之间的纵向距离为D，所述焦点、散热器底部所在的平面与焦点所在的横向平面之间的 夹角为K，其中：
；所述焦点、LED芯片所在的平面与焦点所在的横向平面 之间的夹角为G，其中，
6. 根据权利要求2所述的一种检测用聚焦灯具，其特征在于：所述反光镜包括多个不 同曲率半径的椭圆形离轴反光镜单体，多个椭圆形离轴反光镜单体将所述LED芯片发出的 光线聚焦到一个焦点，每个椭圆形离轴反光镜单体的反射面均为曲面，所述曲面均符合二 次曲面公式：
，其中，伪二次曲面系数，劝曲率半径，f=X2+Y2， X，Y，Z是以焦点为坐标原点的坐标。
7. 根据权利要求6所述的一种检测用聚焦灯具，其特征在于：所述曲面选自： 二次曲面系数I为-0.64、曲率半径为18的第一曲面； 二次曲面系数I为-0. 640862447,曲率半径为17. 97842589的第二曲面； 二次曲面系数I为-0. 615645193,曲率半径为19. 61477887的第三曲面； 二次曲面系数I为-0. 580721926,曲率半径为22. 0179688的第四曲面； 二次曲面系数I为-0. 548697201，曲率半径为24. 37035116的第五曲面； 二次曲面系数I为-0. 501037454,曲率半径为28. 18639421的第六曲面； 二次曲面系数I为-0. 475262431，曲率半径为30. 42428424的第七曲面； 二次曲面系数I为-0. 451207087,曲率半径为32. 63122659的第八曲面； 二次曲面系数I为-0. 428531802,曲率半径为34. 81498553的第九曲面； 二次曲面系数I为-0. 403004239,曲率半径为37. 55103339的第十曲面。
8. 根据权利要求7所述的一种检测用聚焦灯具，其特征在于：所述反光镜包括三个不 同曲率半径的椭圆形离轴反光镜单体，三个椭圆形离轴反光镜单体的反射面所在的曲面选 自所述第一曲面、第二曲面、第三曲面、第四曲面、第五曲面、第六曲面、第七曲面、第八曲 面、第九曲面和第十曲面中的任意三个； 或者，所述反光镜包括四个不同曲率半径的椭圆形离轴反光镜单体，四个椭圆形离轴 反光镜单体的反射面所在的曲面选自所述第一曲面、第二曲面、第三曲面、第四曲面、第五 曲面、第六曲面、第七曲面、第八曲面、第九曲面和第十曲面中的任意四个； 或者，所述反光镜包括五个不同曲率半径的椭圆形离轴反光镜单体，五个椭圆形离轴 反光镜单体的反射面所在的曲面选自所述第一曲面、第二曲面、第三曲面、第四曲面、第五 曲面、第六曲面、第七曲面、第八曲面、第九曲面和第十曲面中的任意五个； 或者，所述反光镜包括六个不同曲率半径的椭圆形离轴反光镜单体，六个椭圆形离轴 反光镜单体的反射面所在的曲面选自所述第一曲面、第二曲面、第三曲面、第四曲面、第五 曲面、第六曲面、第七曲面、第八曲面、第九曲面和第十曲面中的任意六个； 或者，所述反光镜包括七个不同曲率半径的椭圆形离轴反光镜单体，七个椭圆形离轴 反光镜单体的反射面所在的曲面选自所述第一曲面、第二曲面、第三曲面、第四曲面、第五 曲面、第六曲面、第七曲面、第八曲面、第九曲面和第十曲面中的任意七个； 或者，所述反光镜包括八个不同曲率半径的椭圆形离轴反光镜单体，八个椭圆形离轴 反光镜单体的反射面所在的曲面选自所述第一曲面、第二曲面、第三曲面、第四曲面、第五 曲面、第六曲面、第七曲面、第八曲面、第九曲面和第十曲面中的任意八个； 或者，所述反光镜包括九个不同曲率半径的椭圆形离轴反光镜单体，九个椭圆形离轴 反光镜单体的反射面所在的曲面选自所述第一曲面、第二曲面、第三曲面、第四曲面、第五 曲面、第六曲面、第七曲面、第八曲面、第九曲面和第十曲面中的任意九个曲面； 或者，所述反光镜包括十个不同曲率半径的椭圆形离轴反光镜单体，十个椭圆形离轴 反光镜单体的反射面所在的曲面选自所述第一曲面、第二曲面、第三曲面、第四曲面、第五 曲面、第六曲面、第七曲面、第八曲面、第九曲面和第十曲面。
9. 根据权利要求2所述的一种检测用聚焦灯具，其特征在于：所述散热系统包括固定 于所述散热器一侧的散热管、固定于散热管外侧壁的散热鳍片、以及固定于所述灯座顶部 的散热风扇。
10. 根据权利要求1所述的一种检测用聚焦灯具，其特征在于：所述聚焦灯具包括两组 光学系统、两组散热系统和两组反光镜，两组光学系统、两组散热系统和两组反光镜均相对 设置于灯座内的两侧。
【专利摘要】本发明涉及机器视觉领域的三维特征检测，具体涉及一种检测用聚焦灯具，所述聚焦灯具包括灯座、固定于灯座内的光学系统、固定于灯座内且用于对光学系统散热的散热系统、以及用于将光学系统发出的光线汇聚到一焦点的反光镜。本发明的聚焦灯具能将LED芯片发出的光线经反光镜从多个角度汇聚到一焦点，以实现机器视觉领域的三维特征检测，且采用非球面镜能实现高的能源利用率。
【IPC分类】F21V29-60, F21S8-00, F21V29-76, F21V29-51, F21V7-09, F21Y101-02
【公开号】CN104566033
【申请号】CN201410841516
【发明人】康卫彤
【申请人】东莞市沃德普自动化科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月30日