一种成像器及其制作方法与流程

1.本技术属于检测设备辅助器制造技术领域，具体为一种成像器及其制作方法。


背景技术：

2.目前的检测装置在检测产品时，都是采用相机拍摄产品照片的方式，但是我们知道，一个产品在图片上的呈现具有六个面，而普通的产品的表面大多需要检测四个面，因此相机一般要拍摄产品的前视图、后视图、左视图、右视图；现在的每个相机只能拍摄产品的一面，因此在检测时都是采用四个相机同时拍摄一个产品，在将拍摄的产品照片输入到系统内与标准的照片进行比对，从而实现检测的功能。
3.使用四个相机的方式的制造成本高，同时在使用时还需要对四个相机的控制，比较麻烦，因此，需要设计出一种可以利用一个相机就能够检测产品四个面的辅助检测装置。


技术实现要素：

4.本技术的目的是针对现有技术的缺点，采用在箱体内设置放置区配合位于放置区周围的四侧反射镜面组和光源的方式，设计了一种成像器，能够将位于放置区内的产品的侧壁成像从视野开口处输出，解决了如何通过一个相机就能拍摄到产品四周面的图像的问题。
5.为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种成像器，包括箱体，所述箱体的一个侧壁上设有视野开口，所述箱体的内底壁的中央设有放置区，所述箱体内在设置所述视野开口的侧壁与所述放置区之间设有四侧反射镜面组和光源，所述光源照射到放置区在垂直于箱体底壁的方向上的积分形成的物体的侧壁上反射的光线经所述四侧反射镜面组反射后从所述视野开口射出箱体外。
6.优选的，所述四侧反射镜面组包括第一平面镜、第二平面镜、第三平面镜，所述第一平面镜的镜面朝向所述视野开口，所述第一平面镜在所述箱体的底壁上的投影为弯折状，且弯折状形成的夹角的角平分线与所述视野开口的轴线在同一个垂直于所述箱体的底面的平面上，所述箱体内在所述角平分线的两侧各设置一块所述第二平面镜和一块第三平面镜，两块所述第二平面镜设置在与所述视野开口的轴线之间的夹角为正45度和负45度的直线上，所述第三平面镜设置在与所述视野开口的轴线之间的夹角为正135度和负135度的直线上，所述箱体内在位于所述弯折状的角平分线同一侧的所述第二平面镜与第三平面镜之间设置所述光源，所述第一平面镜朝向所述光源的一侧与对应的所述视野开口的边沿之间的距离大于所述放置区在所述箱体底面上投影的外截圆的直径，所述放置区内与所述视野开口的轴线之间的夹角为45 度的光线能够在所述第二平面镜上反射，并且所述放置区内与所述视野开口的轴线之间的夹角为45 度的光线在第二平面镜上反射的光线能够进入到第一平面镜内并且在第一平面镜上反射后与所述视野开口的轴线平行，所述放置区内与所述视野开口的轴线之间的夹角为135 度的光线在所述第三平面镜上反射的光线从所述视野开口处离开所述箱体。
7.优选的，所述第一平面镜朝向第二平面镜的边沿和所述放置区的几何中心共同所在的面与所述视野开口的轴线之间的夹角小于45度。
8.优选的，所述第一平面镜在所述箱体设置所述视野开口的侧壁上的投影的包围所述放置区在垂直于所述箱体的底壁的方向上的积分在箱体设置所述视野开口的侧壁上的投影。
9.优选的，所述第一平面镜的上下两端、第二平面镜的上下两端、第三平面镜的上下两端均与所述箱体的内顶壁和内底面抵接。
10.优选的，以所述放置区的几何中心为圆心，所述视野开口的几何中心与所述放置区的几何中心为圆心之间的连接线段为正x轴，所述第二平面镜的几何中心的坐标为（200,150），所述第二平面镜的镜面与所述正x轴之间的夹角为135度，第三平面镜（6）的几何中心的坐标为（90，-140），所述第三平面镜与所述正x轴之间的夹角为68度，所述第一平面镜的弯折角度为130度。
11.一种成像器的制作方法，包括如下步骤：1）在底板的表面画一条直线a；2）在步骤1中的直线a上确定一个圆形在直线a上的圆形的放置区；3）在所述直线a上确定几何中心在直线a上的一个视野开口的位置，且所述视野开口位置与所述放置区之间预设距离；4）在所述放置区与所述视野开口之间设置朝向所述视野开口的第一平面镜，所述第一平面镜在所述底板上的投影为弯折型，所述弯折型的角平分线与步骤1中的直线a重合；5）在底板上从视野开口背向第一平面镜的一侧起始，在直线a的一侧画两条贯穿视野开口且与步骤1中的直线a平行的直线b到达弯折型上，并且使得两条直线b之间的距离等于放置区在底板上的投影的直径；6）分别在两条直线b与弯折型相交处作第一平面镜上位于直线a朝向直线b一侧的垂线a，找到两条分别与两条直线b以各自的垂线a对称的直线c；7）在底板上的放置区朝向视野开口的一侧和背向视野开口的一侧分别作两条与放置区相切的直线e，找到两条直线e与两条直线c的交点，安装一块垂直于底板的第二平面镜，两条直线e与两条直线c的交点之间的连线与所述第二平面镜的镜面共面；8）在视野开口朝向步骤7中的第二平面镜的边沿与第一平面镜和第二平面镜之间的区域画两条相互平行且贯穿视野开口的直线f，同时使得两条直线f之间的距离等于所述放置区在底板上的投影的直径；9）在放置区背向所述视野开口的一侧作两条与放置区在底板上的投影相切的直线g，使得两条直线g与两条直线f相交；10）在底板上安装与底板垂直的第三平面镜，所述第三平面镜的镜面朝向所述放置区，两条直线g与两条直线f相交的交点均在所述第三平面镜的镜面上；11）在直线a的另一侧以直线a为中轴线对称再安装第二平面镜和第三平面镜；12）在直线a的两侧且位于两条直线e组成的整体与两条直线f组成的整体之间设置光源；13）在所述底板上设置垂直围板，使得第一平面镜、第二平面镜、第三平面镜、光源
均位于所述围板内，且所述视野开口位于所述围板上；14）在所述围板上背向底板的一侧设置盖板，所述盖板上对应所述放置区的处设置开关门。
12.与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术采用在箱体内设置放置区配合位于放置区周围的四侧反射镜面组和光源的方式，设计了一种成像器及其制作方法，能够将位于放置区内的产品的侧壁成像从视野开口处输出，解决了如何通过一个相机就能拍摄到产品四周面的图像的问题。
13.2、在本技术中，将需要被检测的产品放置在放置区，然后发开光源，光源照射在产品上，产品上发生满发射，成像在四侧反射镜面上，四侧反射镜面将产品的像反射到视野开口处，因此，直接用相机的镜头对准视野开口拍摄箱体内部便可以得到产品的四个面的图像，从而可以通过一个相机拍摄到产品的四周的图像进行检测，因此而省略了三个相机，解决了如何通过一个相机拍摄到产品四周面的图像的问题。
附图说明
14.图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的原理图。
15.其中：1、箱体；2、视野开口；3、放置区；4、第一平面镜；5、第二平面镜；6、第三平面镜；7、光源；8、盖板；9、底板；10、直线a；11、直线b；12、垂线a；14、直线e；15、直线f；16、直线g；17、围板；18、开关门。
具体实施方式
16.参见图1-2，一种成像器，包括箱体1，所述箱体1的一个侧壁上设有视野开口2，所述箱体1的内底壁的中央设有放置区3，所述箱体1内在设置所述视野开口2的侧壁与所述放置区3之间设有四侧反射镜面组和光源，所述光源照射到放置区3在垂直于箱体1底壁的方向上的积分形成的物体的侧壁上反射的光线经所述四侧反射镜面组反射后从所述视野开口2射出箱体1外。
17.在本实施方式中，使用时，将需要被检测的产品放置在放置区3，然后发开光源，光源照射在产品上，产品上发生满发射，成像在四侧反射镜面上，四侧反射镜面将产品的像反射到视野开口2处，因此，直接用相机的镜头对准视野开口2拍摄箱体1内部便可以得到产品的四个面的图像，从而可以通过一个相机拍摄到产品的四周的图像进行检测，因此而省略了三个相机，解决了如何通过一个相机拍摄到产品四周面的图像的问题；本技术中所说“放置区在垂直于箱体底壁的方向上的积分形成的物体”表示的是一个虚拟的物体，这个物体的最大形状是：这个物体的横截面与放置区在箱体底壁上的投影的形状大小一样，这个物体的长度等于箱体的内顶壁到箱体的内底壁之间的距离。
18.作为一种优选的方式，所述四侧反射镜面组包括第一平面镜4、第二平面镜5、第三平面镜6，所述第一平面镜4的镜面朝向所述视野开口2，所述第一平面镜4在所述箱体1的底壁上的投影为弯折状，且弯折状形成的夹角的角平分线与所述视野开口2的轴线在同一个垂直于所述箱体1的底面的平面上，所述箱体1内在所述角平分线的两侧各设置一块所述第二平面镜5和一块第三平面镜5，两块所述第二平面镜5设置在与所述视野开口2的轴线之间
的夹角为正45度和负45度的直线上，所述第三平面镜6设置在与所述视野开口2的轴线之间的夹角为正135度和负135度的直线上，所述箱体1内在位于所述弯折状的角平分线同一侧的所述第二平面镜5与第三平面镜6之间设置所述光源7，所述第一平面镜4朝向所述光源7的一侧与对应的所述视野开口2的边沿之间的距离大于所述放置区2在所述箱体1底面上投影的外截圆的直径，所述放置区3内与所述视野开口2的轴线之间的夹角为45 度的光线能够在所述第二平面镜5上反射，并且所述放置区3内与所述视野开口2的轴线之间的夹角为45 度的光线在第二平面镜5上反射的光线能够进入到第一平面镜4内并且在第一平面镜4上反射后与所述视野开口2的轴线平行，所述放置区3内与所述视野开口2的轴线之间的夹角为135 度的光线在所述第三平面镜6上反射的光线从所述视野开口2处离开所述箱体1。在本实施方式中，采用将位于第一平面镜4一侧的第二平面镜5和第三平面镜6分别放置在与视野开口2的轴线呈45度和135度的直线上，这样能够起到反射放置于放置区3上的产品的两个侧壁，这样能够尽量减少第二平面镜5和第三平面镜6照到的产品的图像重复；然后调整第二平面镜5和第三平面镜6的角度即可实现。
19.作为一种优选的方式，在上述的实施方式的前提下，所述第一平面镜4朝向第二平面镜5的边沿和所述放置区3的几何中心共同所在的面与所述视野开口2的轴线之间的夹角小于45度。这样设置的目的是防止第一平面镜4阻挡了位于放置区3内的产品在第二平面镜5中呈像。
20.作为一种优选的方式，所述第一平面镜4在所述箱体1设置所述视野开口2的侧壁上的投影的包围所述放置区3在垂直于所述箱体1的底壁的方向上的积分在箱体1设置所述视野开口2的侧壁上的投影。也就是说，透过视野开口2，不会直接观测到放置于放置区3的产品，放置区3的产品是经过两个第二平面镜5反射到第一平面镜4上和两个第三平面镜6直接反射到视野开口2处而看到的。
21.作为一种优选的方式，所述第一平面镜4的上下两端、第二平面镜5的上下两端、第三平面镜6的上下两端均与所述箱体1的内顶壁和内底面抵接。这样设置能够使得第一平面镜4的上下两端、第二平面镜5的上下两端、第三平面镜6能够完成第反射位于放置区3内的产品。
22.下面是一个列举的具体的实施方式，以所述放置区3的几何中心为圆心，所述视野开口2的几何中心与所述放置区3的几何中心为圆心之间的连接线段为正x轴，所述第二平面镜5的几何中心的坐标为（200,150），所述第二平面镜5的镜面与所述正x轴之间的夹角为135度，第三平面镜6的几何中心的坐标为（90，-140），所述第三平面镜6与所述正x轴之间的夹角为68度，所述第一平面镜4的弯折角度为130度。
23.一种成像器的制作方法，包括如下步骤：1）在底板9的表面画一条直线a10；用来作为基准；2）在步骤1中的直线a10上确定一个圆形在直线a10上的圆形的放置区3；3）在所述直线a10上确定几何中心在直线a10上的一个视野开口2的位置，且所述视野开口2位置与所述放置区3之间预设距离；4）在所述放置区3与所述视野开口2之间设置朝向所述视野开口2的第一平面镜4，所述第一平面镜4在所述底板9上的投影为弯折型，所述弯折型的角平分线与步骤1中的直线a10重合；
5）在底板9上从视野开口2背向第一平面镜4的一侧起始，在直线a10的一侧画两条贯穿视野开口2且与步骤1中的直线a10平行的直线b11到达弯折型上，并且使得两条直线b11之间的距离等于放置区3在底板9上的投影的直径；6）分别在两条直线b11与弯折型相交处作第一平面镜4上位于直线a10朝向直线b11一侧的垂线a12，找到两条分别与两条直线b11以各自的垂线a12对称的直线c13；7）在底板9上的放置区3朝向视野开口2的一侧和背向视野开口2的一侧分别作两条与放置区3相切的直线e14，找到两条直线e14与两条直线c13的交点，安装一块垂直于底板9的第二平面镜5，两条直线e14与两条直线c13的交点之间的连线与所述第二平面镜5的镜面共面；8）在视野开口2朝向步骤7中的第二平面镜5的边沿与第一平面镜4和第二平面镜之间的区域画两条相互平行且贯穿视野开口2的直线f15，同时使得两条直线f15之间的距离等于所述放置区3在底板9上的投影的直径；9）在放置区3背向所述视野开口2的一侧作两条与放置区3在底板9上的投影相切的直线g16，使得两条直线g16与两条直线f 15相交；10）在底板9上安装与底板9垂直的第三平面镜6，所述第三平面镜6的镜面朝向所述放置区3，两条直线g16与两条直线f 15相交的交点均在所述第三平面镜6的镜面上；11）在直线a10的另一侧以直线a10为中轴线对称再安装第二平面镜5和第三平面镜6；12）在直线a10的两侧且位于两条直线e14组成的整体与两条直线f15组成的整体之间设置光源7；13）在所述底板1上设置垂直围板17，使得第一平面镜4、第二平面镜5、第三平面镜6、光源7均位于所述围板17内，且所述视野开口2位于所述围板17上；14）在所述围板17上背向底板1的一侧设置盖板8，所述盖板8上对应所述放置区3的处设置开关门18。
24.在这个方法中，直线b、直线c、直线e、直线f、直线g是模拟光的路线，垂线a是位于直线a10一侧的第一平面镜4上的法线。这样设置之后，光源7照射到产品上，产品发生满反射，在第二平面镜5和第三平面镜6中成一个虚像，第三平面镜6中的虚像的光线直接进入视野开口2处；第二平面镜5中的虚像反射到第一平面镜4上之后，有第一平面镜4再反射到视野开口2处，这样就可以观测到产品不同的四个侧面，从而起到检测产品的作用。