一种用于机器视觉的均匀投影点光源的制作方法

本实用新型属于机器视觉技术领域，尤其涉及一种带显示屏的用于机器视觉的均匀投影点光源。

背景技术：

机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。机器视觉检测是模式识别和人工智能中的一项基本研究内容，在人脸检测、视频检索、智能监控跟踪和人机交互等领域中有着广泛的应用。

机器视觉系统的核心是图像采集和处理。所有信息均来源于图像之中，图像本身的质量对整个视觉系统极为关键。而光源则是影响机器视觉系统图像水平的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量至少30％的应用效果。通过适当的光源照明设计，使图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离，可以大大降低图像处理算法分割、识别的难度，同时提高系统的定位、测量精度，使系统的可靠性和综合性能得到提高。

根据实际的设置需要，一些场景下需要采用点光源对待测物品进行照射，市场上点光源都存在光照均匀性不高的问题，照射到物品上部分区域亮度过高，部分区域亮度相对低，给实际的相机观看拍摄造成错误的影响，影响识别效果，进而影响生产中的检测效率。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于机器视觉的均匀投影点光源。

本实用新型的技术方案如下：一种用于机器视觉的均匀投影点光源，包括外套筒，所述外套筒内从后往前依次设置有灯珠、第一凸透镜、第二凸透镜、第三凸透镜、第四凸透镜和导光柱，所述第三凸透镜前后两面凸出，所述第一凸透镜、第二凸透镜和第四凸透镜均一面平直，另一面凸出，且所述第一凸透镜和第二凸透镜均为凸面朝前，平面朝后，所述第四凸透镜凸面朝后，平面朝前。

采用以上技术方案，根据凸透镜的原理，灯珠发出的光通过第一凸透镜折射后就会向前方的中心聚拢，然后依次通过第二凸透镜、第三凸透镜和第四凸透镜，使得光线平行射出，针对不平行的光，再经过导光柱再次折射聚拢，平行射出，提高光线平行射出的效率。

进一步，为了保证经过第一凸透镜的光能尽量完全通过第二凸透镜，所述第一凸透镜的宽度小于所述第二凸透镜。

进一步，为了保证整体光线的平行射出，不会遗漏，所述第二凸透镜的宽度与所述第四凸透镜的宽度相同。

进一步，为了聚拢光线，所述导光柱的后部呈前粗后细的锥形。

进一步，为了便于装配，所述外套筒包括从后往前依次连接的后端散热筒、中间筒体和前筒体。

进一步，为了散热，保护器件，所述后端散热筒和中间筒体的外表面均设置有散热片。

进一步，为了便于装配和设置，所述灯珠和第一凸透镜设置在所述后端散热筒中，所述第二凸透镜、第三凸透镜和第四凸透镜设置在所述中间筒体。

进一步，为了稳定牢固地设置和安装，所述第四凸透镜的前方设置有压环件对所述第四凸透镜进行压装固定。

进一步，为了节能，并获得洁净的光线，所述灯珠为LED灯。

有益效果：本实用新型相对于现有技术采用多个凸透镜形成的组合，有效地将灯珠发出的光线聚拢，并平行射出，整体而言，光线的利用率高，照射均匀，适应需求，检测效率和质量得到了保证。

附图说明

图1是本实用新型分解结构示意图。

图2是本实用新型的内部安装结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1和图2所示的一种用于机器视觉的均匀投影点光源，具有外套筒，外套筒内从后往前依次设置有灯珠1、第一凸透镜2、第二凸透镜3、第三凸透镜4、第四凸透镜5和导光柱6，第三凸透镜4前后两面凸出，第一凸透镜2、第二凸透镜3和第四凸透镜5均一面平直，另一面凸出，且第一凸透镜2和第二凸透镜3均为凸面朝前，平面朝后，第四凸透镜5凸面朝后，平面朝前。第一凸透镜2的宽度小于第二凸透镜3。第二凸透镜3的宽度与第四凸透镜5的宽度相同。导光柱6的后部呈前粗后细的锥形。

如图1和图2所示，作为一种优选的结构形式，外套筒包括从后往前依次连接的后端散热筒7、中间筒体8和前筒体9。后端散热筒7和中间筒体8的外表面均设置有散热片。灯珠1和第一凸透镜2设置在后端散热筒7中，第二凸透镜3、第三凸透镜4和第四凸透镜5设置在中间筒体8。第四凸透镜5的前方设置有压环件10对第四凸透镜5进行压装固定。灯珠1为LED灯。

本实用新型根据凸透镜的原理，灯珠1发出的光通过第一凸透镜2折射后就会向前方的中心聚拢，然后依次通过第二凸透镜3、第三凸透镜4和第四凸透镜5，使得光线平行射出，针对不平行的光，再经过导光柱6再次折射聚拢，平行射出，提高光线平行射出的效率。为了保证透过第一凸透镜2的光能够尽量通过第二凸透镜3，尽量减少光线的分散遗漏，将第一凸透镜2设置成宽度小于第二凸透镜3。在本实施例中，四个凸透镜均为圆形，也就是第一凸透镜2的直径要小于第二凸透镜3。同样的道理，第二凸透镜3、第三凸透镜4和第四凸透镜5设置成宽度相同，就是为了保证在一步一步聚拢的时候，能够尽量不要分散，均被下一道凸透镜所折射，避免造成光线的损失。导光柱6的后部设置成前粗后细的锥形，是通过锥形的尖端接受第四凸透镜5过来的光线，经过导光柱6的聚拢，并顺着导光柱平行地射出。本实用新型作为产品，在具体的生产和使用过程中，必须要满足便于生产，和安全稳定使用的需要。因此将外套筒设置成后端散热筒7、中间筒体8和前筒体9三段，在整个产品的生产过程中，是通过依次装配连接形成的，具有易生产，易调整的好处。在第四凸透镜5的安装上，通过压环件10来压迫式装配固定。由于灯珠1在发光过程中会发热，因此在后端散热筒7和中间筒体8上设置散热片来帮助散热，效果良好。灯珠1采用LED灯制成，可以提供更加洁净，更加低能耗的光亮。

在具体实用过程中，根据机器视觉其他相应的功能性部件，如相机等的设置需要，将本实用新型设置在对应位置上，对需要检测的物品进行照射。从LED的灯珠1上发出的光，经过第一凸透镜2的折射后向前方的中间聚拢，再经过第二凸透镜3的折射后再一次被聚拢，并通过第三凸透镜4和第四凸透镜5后形成在中间平行射出的光线，然后通过导光柱6，不但射出了均匀的平行光，并且光线也很少遗漏散失，利用率高。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。