专利名称：一种多相led穹形光源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及LED光源，特别是涉及用于机器视觉检测系统的多相LED光源。
背景技术：
光源是影响机器视觉检测系统准确性的一个关键因素。为了提高检测的准确性， 首先应尽可能得到被检物体的高质量图像，即得到一幅适合机器视觉算法要求的好的图像。在实际的视觉检测工业应用中，检测系统往往需要在检测现场持续地获得高品质、高对比度的图像，即必须能够对应生产现场有可能出现的多种多样的外部条件的变化，例如环境光线的变化、被测物体的倾斜、材质的变更等等。为了实现这种稳定可靠的图像处理系统，提高照明光源的品质是至关重要的。在机器视觉应用系统中，好的光源与照明方案往往是整个系统成败的关键，起着非常重要的作用，并不是简单照亮物体而已。光源与照明方案的配合应尽可能的突出物体特征量。但在实际应用中，被测物体多种多样，形状大小不同，检测指标各异，而且各种材料反光及颜色也不一样。要把所需要检测的特征突出出来，对不需要的特征加以抑制，这要求视觉检测系统光源必须能够产生足够的对比度、足够的整体亮度以及良好的稳定性。但是， 现有的机器视觉检测系统的照明光源却难以做到自动调节，难以在实际检测过程中根据环境光的变化以及被检测物体材质、形状、颜色等的多样变化调整光源的亮度、照射角度、光源颜色。
发明内容针对现有技术的机器视觉检测系统的照明光源难以为适应视觉检测过程中对光源亮度、照射角度及光源颜色变化的需要，本实用新型推出一种多相LED光源，其目的是采用四层LED灯构成的穹形顶结构的灯体，实现根据被检测物体的变化对照明光源的亮度、 照射角度以及颜色进行方便地调节。本实用新型所涉及的多相LED穹形光源，由灯体、驱动控制电路、控制软件程序三部分组成，灯体上设置四层LED灯，LED灯连接驱动控制电路，驱动控制电路由控制软件程序控制。灯体采用穹形顶结构，穹形顶结构的灯体内自上而下依次设置四层LED灯，每层 LED灯的数量为64个。每层LED灯的中心连线形成一个圆，四层LED灯形成的四个圆相互平行。第一层设置白色LED灯，第二层设置红色LED灯，第三层设置绿色LED灯，第四层设置蓝色LED灯，即白色、红色、绿色、蓝色四种颜色的LED灯在穹形内分为四层自上而下分别设置。每层LED灯分为8组，每组8个灯。按圆周每45°为1个相，则分为8个相，每相有四层不同颜色的LED灯，每种颜色的LED灯有8个。每相每层的LED灯分别与驱动控制电路连接。LED灯选用超高亮的LED灯源，在驱动控制电路控制下可以单独一相点亮或多相同时点亮。驱动控制电路由通信模块、电压切换模块、亮度调节模块、驱动模块四部分组成。[0008]通信模块用以和控制软件程序进行通信，接受其发送出颜色、亮度和照射角度调节指令，并对指令进行解析，得到具体的颜色信息、亮度信息和照射角度信息并发送到对应的调节模块。电压切换模块根据选取LED灯颜色的不同为其切换不同的驱动电压。由于市场上选购的白、红、绿、蓝四种颜色的LED灯其工作电压并不一致，因此当根据检测需要选择光源中某中颜色点亮时，需要为其选择合适的工作电压。亮度调节模块主要由DAC转换器组成，其将控制软件程序发出的光源亮度数字量转换为模拟量，数字变大则模拟量也相应变大，从而控制相应LED灯的发光亮度。照射角度调节模块作用是选择四层LED灯中的具体那一相点亮，根据被检测物体的需要，选择光源某层或某几层中的单独一相点亮或多相同时点亮，从而实现不同方位，不同角度的照明。驱动模块的作用有两个1)将亮度调节模块输出的模拟量电流信号进行放大，以满足LED灯点亮时的大电流需要；2)为四种不同颜色的LED灯提供不同的工作电压，这需要借助电压切换模块来完成。控制软件程序中可以设置1)光源的颜色，可选择白、红、绿、蓝四种颜色的一种或几种的组合，即选择白、红、绿、蓝某种或某几种颜色的LED灯点亮，可以选择红绿兰中的一种单色光照明或者白色光照明或者几种光的组合2)光源的亮度，根据被检测物体的需要，可以在程序中设置光源的照明亮度，其设置值范围为0 100，0为亮度最暗，100为亮度最亮；3)光源的照射角度，每层颜色的灯均分为8相，即每层的光源按圆周分为8个45°， 通过选取不同相的LED灯进行单度一相点亮或者全部点亮，从实现对被检测物体的局部位置重点照明，或者全方位照明。本实用新型所涉及的一种应用于视觉检测系统中的多相LED光源，可以根据被检测物体材质和颜色的变化而自由调整控制光源的照明强度和颜色，有助于视觉检测系统得到高质量的检测图像，提高检测精度。
图1是本实用新型结构示意框图；图2是本实用新型灯体水平剖面结构示意图；图3是本实用新型灯体垂直剖面结构示意图；图4本实用新型驱动控制电路的结构示意图。图中标记说明1-灯体2-蓝色LED灯3-绿色LED灯4-红色LED灯5-白色 LED 灯。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。本实用新型所涉及的多相LED穹形光源，由灯体(1)、驱动控制电路、控制软件程序三部分组成，灯体(1)上设置四层LED灯，LED灯连接驱动控制电路，驱动控制电路由控制软件程序控制。[0024]灯体采用穹形顶结构，穹形顶结构的灯体内自上而下依次设置四层LED灯，每层 LED灯的数量为64个。每层LED灯的中心连线形成一个圆，四层LED灯形成的四个圆相互平行。第一层设置白色LED灯(5)，第二层设置红色LED灯(4)，第三层设置绿色LED灯(3)， 第四层设置蓝色LED灯(2)，即白色、红色、绿色、蓝色四种颜色的LED灯在穹形顶结构内分为四层自上而下分别设置。每层LED灯分为8组，每组8个灯。按圆周每45°为1个相，则分为8个相，分别是相1、相2、相3、相4、相5、相6、相7、相8。每相有四层不同颜色的LED 灯，每种颜色的LED灯有8个。每相每层的LED灯分别与驱动控制电路连接。光源颜色调节如被检测物体在红色光源下照射其特征量突出，此时需要调节LED光源颜色为红色，即点亮红色LED灯(光源亮度设定为70，照射角度为第6相点亮)，其工作过程如下在控制软件选程序中设置LED光源的颜色为红色，设置结束后程序将设置指令发送到控制电路中的通信模块，通信模块对指令进行解析，解析出要点亮光源的颜色信息、亮度信息和照射角度信息，光源的颜色信息将其发送到电压切换模块，电压切换模块根据此信息将驱动电压切换到红色LED灯的工作电压Va，其亮度由亮度调节模块调节为70，即亮度调节模块输出对应数字70的控制电流到驱动模块，照射角度由角度调节模块调节为第6相红色LED 灯，最后由驱动模块对电流进行放大，驱动点亮的红色LED灯。光源亮度调节为了获得待检测物体突出的特征信息，光源的照射亮度比须处于一个适合的值， 以提高图像的信噪比和减少环境光对视觉检测系统的影响，因此在检测过程中需要对光源的亮度进行调节。在本实用新型中，如调整红色LED灯的光源亮度时其工作过程如下首先在控制软件选程序中设置LED光源的颜色为红色，照射角度为第6相，然后开始设置光源亮度不同值(0 100)，设置结束后程序将设置指令发送到控制电路中的通信模块，通信模块对指令进行解析，解析出要点亮光源的颜色信息、亮度信息和照射角度信息，光源的亮度信息发送到亮度调节模块，亮度调节模块根据设置亮度值的不同输出不同控制电流，最后经由驱动模块放大从而点亮红色LED灯为需要的亮度。红色LED灯的工作电压由电压切换模块切换为Vg，照射角度由角度调节模块调节为第6相红色LED灯。最后由驱动模块对电流进行放大，驱动点亮的红色LED灯。照射角度调节在有的检测物体上，其突出的检测特征只处于其局部位置上，此时对局部进行照亮更能突出其检测特征。当调整红色LED灯的第6相点亮(亮度为70)时其工作过程如下 首先在控制软件选程序中设置红色光源的照射角度为第6相，设置结束后程序将设置指令发送到控制电路中的通信模块，通信模块对指令进行解析，解析出光源照射角度信息，光源的照射角度信息发送到角度调节模块，即控制只点亮第6相的红色LED灯。光源亮度经由由亮度调节模块调节为70，即亮度调节模块输出对应数字70的控制电流到驱动模块，最后由驱动模块对电流进行放大，驱动点亮的红色LED灯。
权利要求1.一种多相LED穹形光源，其特征在于，由灯体(1)、驱动控制电路、控制软件程序三部分组成，灯体采用穹形顶结构，穹形顶结构的灯体内自上而下依次设置四层LED灯，灯体上设置的LED灯连接驱动控制电路，驱动控制电路由控制软件程序控制。
2.根据权利要求1所述的一种多相LED穹形光源，其特征在于，所述的灯体内设置的四层LED灯为64个，每层LED灯的中心连线形成一个圆，四层LED灯形成的四个圆相互平行。
3.根据权利要求1所述的一种多相LED穹形光源，其特征在于，所述的灯体内设置的四层LED灯，每层LED灯的中心连线形成一个第一层设置白色LED灯(5)，第二层设置红色 LED灯(4 )，第三层设置绿色LED灯(3 )，第四层设置蓝色LED灯(2 )，即白色、红色、绿色、蓝色四种颜色的LED灯在穹形顶结构内分为四层自上而下分别设置。
4.根据权利要求1所述的一种多相LED穹形光源，其特征在于，所述的灯体内设置的四层LED灯，每层LED灯分为8组，每组8个灯；按圆周每45°为1个相，每相有四层不同颜色的LED灯，每种颜色的LED灯有8灯；每相每层的LED灯分别与驱动控制电路连接。
专利摘要本实用新型公开了一种多相LED穹形光源，由灯体、驱动控制电路、控制软件程序三部分组成，灯体采用穹形顶结构，灯体上自上而下设置四层LED灯，每层LED灯的数量为64个。第一层白色LED灯，第二层红色LED灯，第三层绿色LED灯，第四层蓝色LED灯。每层LED灯分为8组，每组8个灯，按圆周每45°为1相，则每相设置8个灯。每相的LED灯分别与驱动控制电路连接。LED灯在驱动控制电路控制下可以单独一相点亮或多相同时点亮。驱动控制电路由通信模块、电压切换模块、亮度调节模块、驱动模块四部分组成。本实用新型所涉及的多相LED光源，可以根据被检测物体材质和颜色的变化而自由调整控制光源的照明强度和颜色，有助于视觉检测系统得到高质量的检测图像，提高检测精度。
文档编号H05B37/02GK201964180SQ201020683220
公开日2011年9月7日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者丁涛, 刘德瑞, 刘恩树, 徐晓明, 王峻松, 王志为, 赵永福 申请人:核工业理化工程研究院华核新技术开发公司