专利名称：一种用于检测柱面缺陷的照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种照明装置，更具体的是涉及一种用于检测轴承、不锈钢管等光滑 圆柱面缺陷的照明装置。
背景技术：
对柱面表面的缺陷检测过程中所采用的视觉照明系统，如果采用环形光源，则只 能为柱面提供均匀的照明光，而环形光源对柱面的包围式结构使得柱面的表面特征无 法为视觉系统所获取；若甩平面光源照射柱面，由于镜面反射原理，获取的柱面将有 难以消除的亮线。
现有的柱面缺陷检测， 一般采用柱形光源，这种柱形光源本身为半圆柱拱顶结构 (也有碗形结构)，如附图5所示，在半圆柱l，内壁镶满发光物2'。检测时，将被测的 圆柱体3'置于柱形光源同轴的位置上，这样对于被测的圆柱体来说就可得到接近180 °的均匀照明光。这种结构的柱形光源在半圆柱的顶端留有线性开口ll'，图像获取 系统可通过该开口拍摄到被测圆柱体。这种结构的柱面光源的缺陷在于柱形光源的 半圆柱顶端必须为图像获取系统留有开口，以便采集图像，而开口位置发光物(如LED 灯)的缺失使得照射在被测圆柱面时会有暗斑出现，这些照明缺陷将影响后续的图片识 别。另外，使用这种结构的柱面光源对柱面进行缺陷检测时，只能获得半个圆柱面的 图像，并且远离线性开口的柱面由于离镜头较远且与镜头成一定角度，拍摄结果也将 影响后续的图片识别。
目前，还有部分视觉照明系统采用柱面棱镜对柱面表面的缺陷进行检测，这种柱 面棱镜将入射光汇聚，当被测圆柱体的轴心与柱面棱镜的焦点相重合的时候就可以得 到一条相对较宽的照射在被测圆柱面上的照明区域，此类柱面照明的缺点在于照明区 域改善不大，且被测圆柱体的粗细范围受到柱面棱镜焦距的限制，所以柱面棱镜的适 用测量范围不广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能为图像获取装置提供 0° 360°方向上被测圆柱体表面图像的甩于检测柱面缺陷的照明装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为该用于检测柱面缺陷的照明装 置，其特征在于包括有
一中空圆筒形本体，该圆筒形本体的内周壁上设置有光源；
一环形棱镜，同轴设置在所述的圆筒形本体内，并且该环形棱镜的横截面为直角 三角形，其中外周壁和底边为直角边，内周壁为斜边，同时，该环形棱镜的斜面上镀 有半透射半反射的光学薄膜。
这样，在对被测圆柱体的表面进行检测时，将被测圆柱体的中心轴尽量与中空圆 筒形本体的中心轴重合，光源的光线进入环形棱镜，由于环形棱镜的斜面上的半透射 半反射光学薄膜将光线以50%的比率进行透射，被测圆柱体受到这部分环形水平光线 的照射，360°方位角上的圆柱面的照明情况相同，各处亮度均匀，环形水平光线到达 被测圆柱面后经被测圆柱体表面反射，按原路返回，这些水平光线到达环形棱镜的斜 面后，该斜面的半透射半反射光学薄膜将这些水平的光线反射。根据反射的原理，经 过斜面反射后的光线朝着中空圆筒形本体轴向外照射。此时若在中空圆筒形本体的轴 向上沿反射后的光线照射的地方放置图像获取装置就可以拍摄到被测圆柱体360。的柱
面图像，且该图像经过柱形面光源照明，亮度均匀非常适用于图像识别。
上述环形棱镜的横截面为等腰直角三角形为佳，这样，通过斜面反射后的光线则
会沿着与中空圆筒形本体轴向平行的方向向外照射。
为了能将光源发射出来的光能更均匀的照射到被测圆柱体表面，所述圆筒形本体
与所述环形棱镜之间还同轴设置有环形扩散片，光源发射出来的光线经过扩散片后可
以形成均匀的环形照明光。
为了使照射在被测圆柱体表面的照明光具有偏振性，所述环形扩散片与所述环形
棱镜之间还同轴设置有环形偏振片，所述环形棱镜的高度与所述环形偏振片的高度相同。
作为改进，所述中空圆筒形本体在与所述环形棱镜的斜面相对的上端面设置有防 尘窗。
为了便于图像获取装置获取被测圆柱体表面的图像，所述防尘窗上设有检测窗□。
再改进，所述光源的背面与所述中空圆筒形本体的内周壁之间安装有散热材料， 散热材料的设置可以提供柱形面光源的散热性能，增加柱形面光源的寿命。
最后，所述光源可以是环形光源，也可以是多个LED构成的离散光源，或者间隔 设置的点光源；作为优选方案，所述光源由环绕设置在所述中空圆筒形本体的内周壁 的LED灯组成。
与现有技术相比，本发明的优点在于通过在中空圆筒形本体内侧同轴设置横截 面为直角三角形的环形棱镜，使环形棱镜外周壁和底边为直角边，内周壁为斜边，同 时，在环形棱镜的斜面上镀半透射半反射的光学薄膜，从而改变了被测圆柱体的反射
光方向，既保留柱形光源的照明优势，又使得无缺陷环形图像的获取成为可能；另 外，本发明可以为图像获取装置提供O。 360°的被测圆柱体的表面图像。
图l为本发明实施例结构示意图； 图2为本发明实施例的立体结构分解图； 图3为本发明实施例的装配图； 图4为本发明实施例中环形棱镜的透视图； 图5为现有技术中柱形光源的结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1 4所示的用于检测柱面缺陷的照明装置，包括中空圆筒形本体6、同轴设置 在圆筒形本体6内的环形棱镜1、环形偏振片2、环形扩散片3、光源4及散热材料5、防 尘窗7，本实施例中，中空圆筒形本体6由下外壳61以及上外壳62组成。其中，光源4设 置在圆筒形本体6的内周壁上，光源4的背面与中空圆筒形本体6的内周壁之间安装散热 材料5，可提高柱形面光源4的散热性能，增加光源4的寿命。环形扩散片3同轴设置在 圆筒形本体与6与环形棱镜1之间，光源4的光线经过环形扩散片3后形成均匀的环形照 明光。环形偏振片2则同轴地设置在环形扩散片3与环形棱镜1之间，使照明光线具有偏 振性。环形棱镜1的外圆直径与环形偏振片2的直径相等，环形棱镜1和环形偏振片2的 结构高度一致。环形棱镜l的横截面为等腰直角三角形，其中外周壁和底边为直角边， 内周壁为斜边，同时，该环形棱镜的斜面上镀有半透射半反射的光学薄膜，环形棱镜l 的外周壁与环形偏振片2的内侧贴合。防尘窗7设置在中空圆筒形本体6的上、环形棱镜 l斜面相对的上端面，防尘窗上开有检测窗口9，外壳的表面有安装螺纹孔8。
光源4可以是环形光源，也可以是多个LED构成的离散光源，或者间隔设置的点光 源；本实施例中，光源4由环绕设置在所述中空圆筒形本体的内周壁的LED灯组成。
工作时可以将本实施例提供的装置水平放置，把被测圆柱体任意一个端面放置在 圆筒形本体6的中心，被测圆柱体的中心轴尽量与圆筒形本体6的中心轴重合。光源4的 光线经过环形扩散片3后形成的均匀环形照明光线通过环形偏振片2，进入环形棱镜l 。 环形棱镜1斜面上的半透射半反射光学薄膜将光线以50%的比率透射，被测圆柱体受到 这部分环形水平光线的照射，360°方位角上的圆柱面的照明情况相同，各处亮度均 匀。环形水平光线到达被测圆柱面后经被测圆柱体表面反射，按原路返回。这些水平 光线到达环形棱镜l斜面后该斜面的半透射半反射光学薄膜将这些水平的光线反射。根
据反射的原理，经过45°斜面反射后的光线由水平方向变成沿竖直方向向上。此时若 在装置正上方放置图像获取系统就可以拍摄到被测圆柱体O。至lj360。的柱面图像，且 该图像经过柱形面光源照明，亮度均匀非常适用于图像识别。
权利要求
1、一种用于检测柱面缺陷的照明装置，其特征在于包括有一中空圆筒形本体(6)，该圆筒形本体的内周壁上设置有光源(4)；一环形棱镜(1)，同轴设置在所述的圆筒形本体(6)内，并且该环形棱镜(1)的横截面为直角三角形，其中外周壁和底边为直角边，内周壁为斜边，同时，该环形棱镜(1)的斜面上镀有半透射半反射的光学薄膜。
2、 根据权利要求l所述的用于检测柱面缺陷的照明装置，其特征在于所述环形 棱镜(l)的横截面为等腰直角三角形。
3、 根据权利要求l所述的用于检测柱面缺陷的照明装置，其特征在于所述圆筒 形本体(6)与所述环形棱镜(1)之间还同轴设置有环形扩散片(3)。
4、 根据权利要求3所述的用于检测柱面缺陷的照明装置，其特征在于所述环形 扩散片(3)与所述环形棱镜(1)之间还同轴设置有环形偏振片(2)，所述环形棱镜(l)的高度 与所述环形偏振片(2)的高度相同。
5、 根据权利要求l所述的用于检测柱面缺陷的照明装置，其特征在于所述中空圆筒形本体(6)在与所述环形棱镜(1)的斜面相对的上端面设置有防尘窗(7)。
6、 根据权利要求5所述的用于检测柱面缺陷的照明装置，其特征在于所述防尘窗(7)上设有检测窗口(9)。
7、 根据权利要求1 6中任意一项权利要求所述的用于检测柱面缺陷的照明装置， 其特征在于所述光源(4)的背面与所述中空圆筒形本体(6)的内周壁之间安装有散热材 料(5)。
8、 根据权利要求1 6中任意一项权利要求所述的用于检测柱面缺陷的照明装置， 其特征在于所述光源(4)由环绕设置在所述中空圆筒形本体(6)的内周壁上的LED灯组 成。
全文摘要
本发明涉及一种用于检测柱面缺陷的照明装置，其特征在于包括有一中空圆筒形本体(6)，该圆筒形本体的内周壁上设置有光源(4)；一环形棱镜(1)，同轴设置在所述的圆筒形本体(6)内，并且该环形棱镜的横截面为直角三角形，其中外周壁和底边为直角边，内周壁为斜边，该环形棱镜的斜面上镀有半透射半反射的光学薄膜。与现有技术相比，本发明的优点在于通过在中空圆筒形本体内侧同轴设置横截面为直角三角形的环形棱镜，在环形棱镜的斜面上镀半透射半反射的光学薄膜，从而改变了被测圆柱体的反射光方向，既保留柱形光源的照明优势，又使得无缺陷环形图像的获取成为可能；另外，本发明可以为图像获取装置提供0°～360°的被测圆柱体的表面图像。
文档编号F21Y101/02GK101382257SQ20081020111
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月14日 优先权日2008年10月14日
发明者邵幼平 申请人:上海创波光电科技有限公司