一种工业相机检测的全息光源光路的制作方法

1.本实用新型涉及一种工业相机检测的全息光源光路，属于检测技术领领域。


背景技术：

2.当前市场上的工业相机检测的全息光源分为复合光源和近红外光源两种，复合光源多数为宽频谱的卤素灯，有使用寿命短、空间体积大、结构稳定性差，亮度衰减率高、长时间使用温度过高，对散热结构要求高等缺点，且卤素灯相干性不好导致只擅长二维面的信息探测，无法实现三维景深的信息探测。近红外光源为窄带宽led固体光源，虽然有寿命高、功耗低、激发能级高、体积小、发热低、亮度衰减率低等优点，但是因为近红外波段工业相机上的反馈为光强能级反馈，无法转化成检测产品的三维空间信息，从而无法判断三维物体在高度方向上的具体缺陷。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种工业相机检测的全息光源光路，用于工业检测产品表面质量，通过二向色镜把多波段固体激光光源，合理分布在主光轴一侧，使得多波段非相干光融合同时，固定光源结构，缩小整体封装的空间尺寸，降低因机械移动产生的误差和寿命损耗。
4.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
5.一种工业相机检测的全息光源光路，包括红色波段固体激光光源、第一滤波片、蓝色波段固体激光光源、第二滤波片、绿色波段固体激光光源、第三滤波片、第一二向色镜和第二二向色镜；
6.以红色波段固体激光光源作为主光轴，沿主光轴的方向，红色波段固体激光光源、第一滤波片、第一二向色镜和第二二向色镜依次设置，第一滤波片与主光轴的夹角为90
°
，第一二向色镜和第二二向色镜与主光轴的夹角均为45
°
；
7.以蓝色波段固体激光光源为第一次光轴，沿第一次光轴的方向，蓝色波段固体激光光源、第二滤波片和第一二向色镜依次设置，第二滤波片与第一次光轴的夹角为90
°
，第一二向色镜与第一次光轴的夹角为45
°
；
8.以绿色波段固体激光光源为第二次光轴，沿第二次光轴的方向，绿色波段固体激光光源、第三滤波片和第二二向色镜依次设置，第三滤波片与第二次光轴的夹角为90
°
，第二二向色镜与第二次光轴的夹角为45
°
。
9.上述第一二向色镜的传输波长为640-750nm，反射波长为400-595nm；第二二向色镜的传输波长为525-725nm，反射波长为400-500nm。
10.上述第一滤波片为红色滤光片，700nm波段的透过率不小于90％；第二滤波片为绿色滤波片，545nm波段的透过率不小于90％；第三滤波片为蓝色滤波片，435nm波段的透过率不小于90％。
11.作为其中一种具体的实现方案，上述第一滤波片、第二滤波片和第三滤波片半波
宽度均为5
±
1nm；第一滤波片、第二滤波片和第三滤波片的厚度均为4
±
1mm，口径均为15
±
2mm。
12.作为其中一种具体的实现方案，上述红色波段固体激光光源为yq-700 700nm波段ф5.8*8.8*12.8mm(体积)工业级半导体激光器；绿色波段固体激光光源为m502y3cy 550nm波段ф5.8*8.8*12.8mm工业级半导体激光器；蓝色波段固体激光光源r504b3cy 440nm波段ф5.8*8.8*12.8mm工业级半导体激光器。
13.上述全息光源光路，以红色波段固体激光光源作为主光轴，通过有色玻璃滤波片，穿过第一二向色镜，蓝色波段固体激光光源通过滤波片，在第一二向色镜处进行反射与红色光源进行拟合穿过第二二向色镜，绿色波段固体激光光源通过滤波片，在第二二向色镜处进行反射与红色波段和蓝色波段进行拟合，输出复合光，将整个光源封装在工业相机一侧便于固体激光的散热，不增加工业相机的老化。
14.上述通过滤波片进行频谱筛选，提高了激光光源的空间相干性。
15.本实用新型全息光源光路，对红蓝绿三个通道的固体激光光源进行整合，兼顾了led固体光源的寿命长、光强衰减率低、体积小等特性；通过二向色镜结构的使用，进一步减少了光源封装的空间大小。
16.相比于工业相机配合非相干性宽频谱可见光卤素灯时对于检测产品信息反馈不足，可见光成像畸变造成的误判的因素，近红外补光灯无法反馈景深信息，在使用固体激光光源，大幅提高结构强度和整体稳定性的同时，伴随着全息技术实现工业产品的三维空间检测，有利于生产效率的提高和产品的良率提升，简化检测与维修的时间与成本，提高效率。
17.本实用新型未提及的技术均参照现有技术。
18.本实用新型工业相机检测的全息光源光路，以红色波段固体激光光源作为主光轴，通过有色玻璃滤波片进行，穿过第一二向色镜，蓝色波段固体激光光源通过滤波片，在第一二向色镜处进行反射与红色光源进行拟合穿过第二二向色镜，绿色波段固体激光光源通过滤波片，在第二二向色镜处进行反射与红色波段和蓝色波段进行拟合，输出复合光，对红蓝绿三个通道的固体激光光源进行整合，兼顾了led固体光源的寿命长、光强衰减率低、体积小等特性，减少了光源封装的空间大小。
附图说明
19.图1为本实用新型工业相机检测的全息光源光路结构示意图；
20.图2为单色led光源(左侧)与本实用新型工业相机检测的全息光源光路(右侧)在黑白模式下的响应比较图；
21.图3为常规彩色工业相机(左侧)与本实用新型全息彩色模式下工业相机(右侧)拍摄的图片的比较图；
22.图4为本实用新型全息检测的效果图；
23.图中，1为红色波段固体激光光源，2为第一滤波片，3为蓝色波段固体激光光源，4为第二滤波片，5为绿色波段固体激光光源，6为第三滤波片，7为第一二向色镜，8为第二二向色镜，9为主光轴，10为第一次光轴，11为第二次光轴。
具体实施方式
24.为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。
25.实施例1
26.如图1所示，一种工业相机检测的全息光源光路，包括红色波段固体激光光源、第一滤波片、蓝色波段固体激光光源、第二滤波片、绿色波段固体激光光源、第三滤波片、第一二向色镜和第二二向色镜；
27.以红色波段固体激光光源(发射的激光)作为主光轴，沿主光轴的方向，红色波段固体激光光源、第一滤波片、第一二向色镜和第二二向色镜依次设置，第一滤波片与主光轴的夹角为90
°
，第一二向色镜和第二二向色镜与主光轴的夹角均为45
°
；
28.以蓝色波段固体激光光源(发射的激光)为第一次光轴，沿第一次光轴的方向，蓝色波段固体激光光源、第二滤波片和第一二向色镜依次设置，第二滤波片与第一次光轴的夹角为90
°
，第一二向色镜与第一次光轴的夹角为45
°
；
29.以绿色波段固体激光光源(发射的激光)为第二次光轴，沿第二次光轴的方向，绿色波段固体激光光源、第三滤波片和第二二向色镜依次设置，第三滤波片与第二次光轴的夹角为90
°
，第二二向色镜与第二次光轴的夹角为45
°
。
30.红色波段固体激光光源为yq-700 700nm波段ф5.8*8.8*12.8mm工业级半导体激光器；绿色波段固体激光光源为m502y3cy 550nm波段ф5.8*8.8*12.8mm工业级半导体激光器；蓝色波段固体激光光源为r504b3cy 440nm波段ф5.8*8.8*12.8mm工业级半导体激光器。
31.第一滤波片：700nm波段，od6，90％透过率，半波宽度5nm，4mm厚度，15mm口径；第二滤波片：545nm波段，od6，90％透过率，半波宽度5nm，4mm厚度，15mm口径；第三滤波片：435nm波段，od6，90％透过率，半波宽度5nm，4mm厚度，15mm口径；
32.第一二向色镜：传输波长640-750nm，反射波长400-595nm，25*25mm，透过率90％，涂层:traditional coated；第二二向色镜：传输波长525-725nm，反射波长400-500nm，25*25mm，透过率90％，涂层:traditional coated；
33.上述全息光源光路，使用半导体激光器波段为700nm(红色)、550nm(绿色)、440nm(蓝色)三原色通过窄带滤波片经过半透半反镜的整合，照射在物体上，物体表面由浅至深依次是红绿蓝，分别包含了物体的三维成像信息，在返回工业相机的时候，通过光栅进行衍射分类，将反射光的相位信息读取出来，在通过傅里叶变换整合成一张全息图像。
34.如图2所示，左侧是工业相机黑白模式下对于单色led光源的能级响应，右侧是在同样的黑白模式下，经光栅色散后对于红蓝绿三色光源的能级反应，可看出在同样的工业相机中，使用本技术全息照相技术能更好的识别物体的反射光学信息，采集数据更完善，相同硬件的情况下，利用效率更高。
35.如图3所示，左图为常规彩色工业相机对于检测物体的拍照图片，整体为二维信息，不具备高度上的信息采集，无法检测纵深上的产品缺陷；右侧为本技术全息彩色模式下工业相机拍摄的图片，能明显看出产品在高度上的物理信息，对于弹簧的平面凹陷以及立柱侧面的内凹信息都能检测出来。
36.图4为工业相机全息检测的效果图，能清晰体现出线圈缠绕结果中的跳线和拉线
缺陷并体现出测量结果，在识别产品的表现划伤等效果的同时测出缺陷的尺寸对于其产生的原因能提供数据支持，更真确的分析问题的产生情况，提高产品的良品率。
37.上述全息光源光路，对红蓝绿三个通道的固体激光光源进行整合，兼顾了led固体光源的寿命长、光强衰减率低、体积小等特性；通过二向色镜结构的使用，进一步减少了光源封装的空间大小。相比于工业相机配合非相干性宽频谱可见光卤素灯时对于检测产品信息反馈不足，可见光成像畸变造成的误判的因素，近红外补光灯无法反馈景深信息，在使用固体激光光源，大幅提高结构强度和整体稳定性的同时，伴随着全息技术实现工业产品的三维空间检测，有利于生产效率的提高和产品的良率提升，简化检测与维修的时间与成本，提高效率。