一种多通道高均匀性柱形光源的制作方法

本发明属于机器视觉技术领域，尤其涉及到一种多通道高均匀性柱形光源。

背景技术：

现有的光源大致可以分为三类：

第一类：环形光源。此类元件是发光面为环形的器件。

第二类：同轴光源。利用45°镜面反光照明，使得观测方向与照明方向相同。

第三类：点、线、面光源。发光面为点、线、平面。

以上三类元件存在以下问题：

1、距离被照射的物体较远时，光能量会发散；

2、距离被照射的物体较远时，被照射物体所接收到的光线入射角比较小，物体的倒角等细节不能被相机观测到；

3、不能根据不同被测物体的照明需求而进行有效的光源通道切换；

4、光在不同入射角的均匀性不足。

因此，现有的光源尚有待改进和发展。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种能解决上述问题的多通道高均匀性柱形光源。

所述多通道高均匀性柱形光源，依次包括摄像头、安装板、光源、led灯带、带孔匀光板、反光管；所述反光管邻近被测物体设置；所述光源和反光管安装在安装板上；所述led灯带和带孔匀光板安装在反光管的内壁；所述反光管为柱形结构。

在其中一个实施例中，所述安装板为l型安装板，所述光源和反光管安装在l型安装板上。

在其中一个实施例中，所述l型安装板设有环形槽和扩大的长u型孔；所述反光管安装在l型安装板的环形槽内，使安装精度更高，提高了垂直度、同轴度；所述l型安装板通过扩大的长u型孔安装在固定座上。将螺钉预安装在固定座上，螺钉的一端穿过扩大的长u型孔，再拧紧到长u型孔上，从而提高安装效率。如此，所述反光管通过长u型孔连接在固定座上，可以调节光源至被测物体的距离，从而控制光线入射角范围，进而让摄像头观测到被测物体的不同细节。

在其中一个实施例中，所述led灯带和带孔匀光板安装在反光管的内壁；所述反光管和带孔匀光板在光源与被测物体之间，起到聚光和匀光的作用。具体地，所述带孔匀光板既能对光源发出的光进行匀光，又能对led灯带发出的光进行匀光，使摄像头得到的图像更接近被测物体的真实外形，减小光源不均匀造成的干扰，增强识别效果。进一步地，带孔匀光板的中央设有方形孔，使得其不遮挡摄像头对被测物体进行观察，如此在反光管的内壁附上带孔匀光板，提升光均匀性的同时不遮挡摄像头观察被测物体。

在其中一个实施例中，所述反光管的底部设有切口，方便对掉入其内的物体进行及时地清理和清洁。

在其中一个实施例中，所述柱形结构采用圆管形状，使得光线从各个方向反射到被测物体上，增加入射光线的对称性，同时，环形的光源配合环形的反光管会更加美观。

在其中一个实施例中，所述柱形结构采用方形，匹配同轴光源的方形结构，外观更加美观。

在其中一个实施例中，所述反光管的柱形结构采用材料为：各种颜色的亚克力管、金属管、塑料管、玻璃管、塑料板、金属板，进一步地，结合具体需要在其材料表面镀反射层、或贴反光纸，以增加反射率。

在其中一个实施例中，所述光源为不同颜色的光源，所述led灯带为不同颜色的led灯带；所述多通道高均匀性柱形光源还包括不同通道电路，不同颜色的光源和不同颜色的led灯带由不同通道电路进行单独控制。对于特定被测物体，可根据其光特性选择一个或多个光通道照明。

本发明至少具有以下效果：

在光源和被照明物体之间增加反光管，将发散的光线反射到被观测物体，一方面提高了光能量利用率，另一方面增大了入射光线的角度范围，从而使得更多物体细节、更大面积范围被观测到。采用带孔匀光板，改变了不同发光位置、不同入射角度光线的分布，使其更加均匀。led灯带，与安装在l型安装板的光源相比，光线在不同入射角度的能量分布特点不同，有更多的低角度照射光线和更少的高角度照射光线，从而满足不同材料、不同形状被测物体的照明需求，适用于更广的被测物体材料适用范围，应用范围更广。反光管的底部带有切口，方便对掉入的物体进行清理和清洁。反光管安装在l型安装板的环形槽内，使安装精度更高，提高了垂直度、同轴度。l型安装板的安装孔为端部扩大的u型孔，可以使螺钉预安装在固定座上，然后让螺钉的一端穿过扩大的长u型孔，再拧紧到u型孔上，从而提高安装效率。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的多通道高均匀性柱形光源的立体示意图；及

图2是本发明一实施例提供的多通道高均匀性柱形光源的另一方向的立体示意图。

图中所涉及的标号：

摄像头11、l型安装板12、光源13、led灯带14、带孔匀光板15、反光管16、被测物体17、环形槽18、长u型孔19、固定座20、切口21。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1和图2，为本发明提供的一种多通道高均匀性柱形光源。

所述多通道高均匀性柱形光源，依次包括摄像头11、安装板、光源13、led灯带14、带孔匀光板15、反光管16；所述反光管16邻近被测物体17设置。

具体到本实施方式中，所述安装板为l型安装板12，所述光源13和反光管16安装在l型安装板12上。进一步地，l型安装板12设有环形槽18和端部扩大的长u型孔19；所述反光管16安装在l型安装板12的环形槽18内，使安装精度更高，提高了垂直度、同轴度；所述l型安装板12通过端部扩大的长u型孔19安装在固定座20上，具体地，将螺钉预安装在固定座20上，然后螺钉的一端穿过扩大的长u型孔，再拧紧到长u型孔19上，从而提高安装效率。如此，所述反光管16通过长u型孔19连接在固定座20上，可以调节光源13至被测物体17的距离，从而控制光线入射角范围，进而让摄像头11观测到被测物体17的不同细节。

所述led灯带14和带孔匀光板15安装在反光管16的内壁；所述反光管16和带孔匀光板15在光源13与被测物体17之间，起到聚光和匀光的作用。具体地，所述带孔匀光板15既能对光源13发出的光进行匀光，又能对led灯带14发出的光进行匀光，使摄像头11得到的图像更接近被测物体17的真实外形，减小光源13不均匀造成的干扰，增强识别效果。进一步地，匀光板的中央设有方形孔，使得其不遮挡摄像头11对被测物体17进行观察，如此在反光管16的内壁附上带孔匀光板15，提升光均匀性的同时不遮挡摄像头11观察被测物体17。

所述反光管16既能对光源13发出的光进行聚光，又能对led灯带14发出的光进行聚光，增加光利用率，增加光的照射角度范围，提升均匀性。具体到本实施方式中，所述反光管16为柱形结构，如此能将发散的光线反射到被测物体，一方面提高了光能量利用率，另一方面增大了入射光线的角度范围，从而使得更多物体细节、更大面积范围被观测到。同时，安装板采用l型结构，通过长u型孔19可以调节光源13到中心轴的距离，可以匹配不同直径的柱形结构。具体到本实施方式中，所述反光管16的柱形结构采用材料可以是：各种颜色的亚克力管、金属管、塑料管、玻璃管、塑料板、金属板，进一步地，结合具体需要在其材料表面镀反射层、或贴反光纸，以增加反射率。可以理解地，在其中一个实施方式中，所述柱形结构采用圆管形状，使得光线从各个方向反射到被测物体17上，增加入射光线的对称性，同时，环形的光源13配合环形的反光管16会更加美观。可以理解地，在其中另一个实施方式中，所述柱形结构采用方形，匹配同轴光源13的方形结构，外观更加美观。

进一步地，所述反光管16的底部设有切口21，方便对掉入其内的物体进行及时地清理和清洁。

具体到本实施方式中，所述光源13为不同颜色的光源，所述led灯带14为不同颜色的led灯带。在反光管16的内壁附上多条不同颜色的led灯带，形成新的光源通道，满足不同被测物体材料的照明需求，例如被测物体是pi材料，用此新增的光源通道来照明，观察效果更好，会更容易识别。进一步地，所述多通道高均匀性柱形光源还包括不同通道电路，不同颜色的光源和不同颜色的led灯带由不同通道电路进行单独控制。对于特定被测物体，可根据其光特性选择一个或多个光通道照明。例如被测物体是钢片，可择优选择光源照明，使入射角度分布更集中于高角度，有利于高精度识别钢片的位置。再例如被测物体是pi材料，可择优选择led灯带光路进行照明，使入射角度分布更集中于中低角度，有利于高精度识别pi材料的位置。

可以理解地，在其他实施方式中，所述多通道高均匀性柱形光源所在系统内可同时安装或替换多个光源、多个反光管和多条led灯带，从而增加光的角度、颜色、亮度范围，达到全面观测各种材料、被测物体的各个细节位置的目的。

本发明至少具有以下效果：

在光源和被照明物体之间增加反光管，将发散的光线反射到被观测物体，一方面提高了光能量利用率，另一方面增大了入射光线的角度范围，从而使得更多物体细节、更大面积范围被观测到。采用带孔匀光板，改变了不同发光位置、不同入射角度光线的分布，使其更加均匀。led灯带，与安装在l型安装板的光源相比，光线在不同入射角度的能量分布特点不同，有更多的低角度照射光线和更少的高角度照射光线，从而满足不同材料、不同形状被测物体的照明需求，适用于更广的被测物体材料适用范围，应用范围更广。反光管的底部带有切口，方便对掉入的物体进行清理和清洁。反光管安装在l型安装板的环形槽内，使安装精度更高，提高了垂直度、同轴度。l型安装板的安装孔为端部扩大的u型孔，可以使螺钉预安装在固定座上，然后让螺钉的一端穿过扩大的长u型孔，再拧紧到u型孔上，从而提高安装效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。