[发明专利]一种用于检测柱面缺陷的照明装置

说明书

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；若用平面光源照射柱面，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1’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11’，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用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，所述光源设置在所述圆筒形本体的内周壁与所述环形棱镜之间，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透反比为50％的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口。

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。