激光器阵列透射装置的制作方法

本实用新型涉及半透明物体投射问题，尤其涉及香烟滤嘴检测领域，特别是涉及一种激光器阵列透射装置。

背景技术：

在烟草行业中，复合滤嘴棒被用来过滤烟叶中烟焦油等有害成分，降低吸烟对人体伤害。复合滤嘴棒由多种实心纤维段(普通、加炭粉、加水果粉等)和空管纤维段(圆空管、五角星空管等)并在外包裹成型纸制成。烟草行业对复合滤嘴棒每段长度及相位有严格控制，需要借助光源背部打光、相机取像、算法检测、程序控制等手段来控制产品质量。如果光束无法穿透复合滤嘴棒(或穿透力不够)，就无法获得滤嘴棒内部结构，从而无法对滤嘴棒每一段长度进行分析。

目前常用的光源有普通条形光源、高亮条形光源、微型线扫光源等，并使用常亮模式、频闪增亮模式来对条状半透明物体进行透射透射，以获得物体内部结构成像。这些光源采用led灯珠制成，传统的led阵列光源(如条形光源)，光束高发散、能量不集中，无法对滤嘴棒进行有效穿透，从而无法进行数据分析；线扫光源虽然能有效穿透滤嘴棒，但其包括散热组件、漫射板等部件，体积过大、发热大，应用难度高。此外，在医学上使用x射线，并取得了很好透射效果，但是x射线具有对人体造成危害的辐射，不适用工厂日常使用。因此，为满足现在工厂视觉检测的需求，必需对现有装置和技术进行进一步的改进和发展。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有技术中透射光源透射能力低且体积大的问题，提出一种激光器阵列透射装置。

本实用新型提供一种激光器阵列透射装置，包括壳体状的底座，以及在所述底座内从内到外依次设置的电路板、激光器组件以及盖板，所述的激光器组件安装在所述的电路板上，包括至少一个以上的激光器并列设置，其中，相邻的激光器产生光束交叠区域；

还包括光源固定板，设置在所述的电路板与所述的盖板之间，具有与所述的激光器配合使用的固定孔，用于固定所述的激光器组件。

优选地，所述激光器包括设置在所述固定孔中的套筒、设置在所述套筒中的发光管芯以及设置在所述发光管芯的发光端的聚光透镜，所述发光端朝向所述盖板设置。

优选地，所述电路板包括用于与外部电源连接的第一线路和第二线路，所述发光管芯还包括正电极和负电极，所述正电极与所述第一线路连接，所述负电极与所述第二线路连接。

优选地，所述底座开口设置，所述盖板为玻璃材质或亚克力材质，所述盖板设置在所述底座的开口处且密封设置。

优选地，所述激光器阵列透射装置还包括电源线，所述电源线包括分别与所述第一线路和第二线路连接的导线，以及设置在所述导线远离所述电路板的一端的插头。

优选地，所述激光器采用单行线性排列、矩形排列或环形排列。

优选地，所述壳体状的底座上设置有第一安装孔，所述电路板上设置有与所述第一安装孔对应的第二安装孔。

优选地，所述激光器阵列透射装置还包括设置在所述激光器与所述盖板之间并与二者抵接的弹性密封圈。

本实用新型设置了包括壳体状的底座、电路板、光源固定板、激光器以及盖板的激光阵列头透射装置，其中激光器还与壳体状的底座内底上的电路板连接形成并联电路；激光器阵列光源具有发散角小、方向性好、能量集中等特性，无需采用漫射板等尺寸较大的光学部件以及散热部件，整体体积缩小，且采用低功率激光发热适中，安全性能更高。此外，激光器的光束交叠设置可避免产生暗区，同时激光的交叠也进一步增强了本装置的透射效果，光源固定板与激光器的连接也可进一步提升散热性能。

附图说明

图1为本实用新型中激光器阵列透射装置一实施例的结构示意图；

图2为图1实施例中激光器阵列及其光束的示意图；

图3为图1实施例中激光器阵列透射装置的电路图；

图4为条形光源成像效果图；

图5为线扫光源成像效果图；

图6为激光器阵列成像效果图。

具体实施方式

本实用新型提出一种激光器阵列透射装置，参照图1和图2，该激光器阵列透射装置包括壳体状的底座1，以及在所述底座1内从内到外依次设置的电路板2、激光器组件以及盖板5，其中，所述的激光器组件安装在所述的电路板2上，包括至少一个以上的激光器4并列设置，其中，相邻的激光器4产生光束交叠区域；还包括光源固定板3，设置在所述的电路板2与所述的盖板5之间，具有与所述的激光器4配合使用的固定孔，用于固定所述的激光器组件。在本实施例中，光源固定板3设置在所述壳体状的底座中并位于所述电路板2上方，包括板体以及设置在所述板体上且阵列排布的固定孔，所述光源固定板3为铜板；激光器4设置在所述固定孔中的铜套筒以及设置在所述铜套筒中的发光管芯和聚光透镜，所述发光管芯与所述电路板2电连接且并联设置，所述激光器4的光束交叠设置；盖板5设置在所述壳体的开口处，盖板为玻璃材质或亚克力材质，所述盖板设置在所述底座的开口处且密封设置。

具体的，激光器4为参数为，dc3v、650mm波长、功率5mw、外径为5.6mm。激光器阵列透射装置采用外部直流电源驱动，激光具有led光源不具备的三好(单色性好、相干性好、方向性好)一高(亮度高)的特点，使得激光能量集中，透射能力较佳。激光器4由发光管芯、聚光透镜、铜套筒、电路模块组成，电路模块由3v直流电压供电，有两个输入端，一端为3v正极，另一端为3v负极。激光器4的阵列组合使得能给大物体透射照明(激光阵列光束图如图5所示)，激光器4组通过并联方式连接到3v恒压电源上。激光器4发射光存在一定发散角，通过发散角参数、发光面到物体表面距离参数、正切函数计算光斑大小，通过调整激光器4之间间距参数，使其产生交叠光束，从而避免照明暗区。

参照图1和图2，本实施例中，多个个激光器4横向排布成一排，激光器4的发散角使用θ表示，发光面到物体表面距离使用w表示，两相邻激光器4间距值使用d表示，两相邻激光器4在物体表面产生的光斑半径值，使用d1、d2表示，若所有激光器4的发散角参数一致，会存在d1＝d2。则激光器4组的间距参数调整有如下关系：d1＝d2＝w*tan(θ/2)；d≤d1+d2。

参照图3，所述电路板2包括用于与外部电源连接的第一线路21和第二线路22，所述发光管芯还包括正电极和负电极，所述正电极与所述第一线路21连接，所述负电极与所述第二线路22连接。激光器除了以上单行排布的方式，还可以按照被测物体的外形进行矩形矩阵排列、环形排列或者不规则图形排布。

激光器阵列透射装置还包括电源线6，所述电源线包括分别与所述第一线路21和第二线路22连接的导线，以及设置在所述导线远离所述电路板的一端的插头7。通过插头与外部电源连接实现供电。

参照图4至图6，线扫光源成像效果与激光器阵列成像效果基本一致，且比条形光源的透射效果更强，各段过滤芯及烟丝段之间的间隔和长度都明显可见。

在本实施例中，激光器阵列光源具有发散角小、方向性好、能量集中等特性，无需采用漫射板等尺寸较大的光学部件和散热部件，整体体积缩小，且采用低功率激光发热适中，安全性能更高。此外，激光器的光束交叠设置，进一步增强了本装置的透射效果，光源固定板与激光器的连接也可进一步提升散热性能。本实用新型选用10mw以内的低功率激光器4。

在本实用新型另一实施例中，壳体状的底座1上设置有第一安装孔，所述电路板2上设置有与所述第一安装孔对应的第二安装孔，通过螺钉将电路板2固定在壳体状的底座1上。所述激光器阵列透射装置还包括设置在所述激光器4与所述盖板5之间并与二者抵接的弹性密封圈，设置弹性密封圈，可达到防尘的效果，避免灰尘污染激光器4的发射头。

在冷却方式上，所述壳体状的底座1的一侧面设置有散热栅孔，另一相对侧面设置有进气孔，可进一步加快激光器4的散热，避免温度过高造成激光器4的损坏。

本实用新型专利在检测复合滤棒产品中，是采用线性阵列组合，即激光器以等间隔在一条直线上排列，但除了应用在复合滤棒产品外，其他的涉及半透明物体投射的问题，也可以采取本实用新型的技术方案，因此，其他形式的阵列组合，包括并不限于线阵、矩阵、环状等，也在本专利的保护范围之内。

在以上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。以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。