[发明专利]线性聚光器和光学检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别涉及一种将多种照射角度光源的光汇聚到线性检测区域的线性聚光器和光学检测装置。

背景技术

目前线阵相机在生产现场的应用越来越普遍，线阵相机一般用于检测连续的材料例如金属、塑料、纸和纤维等。被检测的物体通常匀速运动,利用一台或多台相机对其逐行连续扫描,以达到对其整个表面均匀检测。因为线阵相机采用线阵CCD(Charge-coupled Device)，即线阵图像传感器，所以其呈现的是“线”状的二维图像，并且线阵CCD加上扫描机构及位置反馈环节，其成本仍然大大低于同等面积、同等分辨率的面阵CCD。所以当被测视野为细长的带状或者需要极大的视野或极高的精度时一般采用线阵相机。

现有的线阵相机图像采集速度快，曝光时间较短，为了获得高质量的图像，需要附加合适的光源照明，以提高被测视野的光照强度。随着各行各业的发展，被测材料的线条更加细微，线距更加细小，高度差更加明显。同时为了更好地检测划痕、异物等缺陷，需要光源以特定的角度照射目标区域以获得期望的对比度。并且，在实现多角度照射目标时，往往希望多角度对称地照射线性目标区域，从而得到高度均匀照明，以便不需要进行照明补偿的不对称的计算。然而，现有用于机器视觉领域的检测光源，通过条形单列LED、聚光柱(或非圆弧曲面聚焦分光镜)发射的光线均匀性不好，因聚光效果不佳，光效利用率低，难以实现高亮度照明，且稳定性较差，结构臃肿。特别是在对在裸印刷电路板进行检测时，由于PCB表面相对光滑不能形成良好的漫反射，传统的光源因聚光效果不佳，从而不能获得足够的照明亮度，且受结构尺寸限制光照角度不够丰富，进而不能获得高质量的扫描图像，大大降低了检测效果。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种线性聚光器和光学检测装置，旨在使光学检测装置获得足够的照明亮度，进而获得高质量的扫描图像，提高检测效果。

为实现上述目的，本发明提供的线性聚光器，用于光学检测装置，该光学检测装置包括图像采集组件、运动控制组件和工作台，所述图像采集组件与所述运动控制组件连接，所述运动控制组件控制所述工作台移动，所述工作台设有目标检测区，该线性聚光器包括多个第一聚光组件，所述第一聚光组件包括第一光源和第一聚光透镜，多个所述第一聚光组件环绕所述目标检测区间隔排布，一所述第一光源出射的光束穿过一所述第一聚光透镜，并照射于所述第一目标检测区。

可选地，所述线性聚光器还包括至少一第二聚光组件，所述第二聚光组件位于所述图像采集组件和所述第一目标检测区之间，所述第二聚光组件位于所述第一目标检测区的上方或下方，一所述第二聚光组件包括一分光镜、一第二聚光透镜和一第二光源，一所述分光镜相对一所述第二聚光透镜设置，一所述第二光源出射的光束穿过一所述第二聚光透镜，一所述分光镜调整透过一所述第二聚光透镜的光束，并将该光束照射到第一目标检测区。

可选地，所述第一聚光透镜和第二聚光透镜均包括入射面、出射面和安装固定面，所述安装固定面设于所述入射面和所述出射面之间，所述第一光源和所述第二光源出射的光束均从所述入射面穿过，再从所述出射面穿出，并照射于所述第一目标检测区。

可选地，所述入射面且/或所述出射面为曲面，且具有非球形表面轮廓,所述曲面为二次曲面，且二次曲面Z满足公式：

其中，R为曲率半径；

C²＝X²+Y²；

K为二次曲面系数；

定义X，Y，Z是以焦点为坐标原点的坐标。

可选地，所述第一聚光组件还包括第一固定壳，所述第一光源与所述第一聚光透镜均与所述第一固定壳固定连接，所述第一固定壳还设有多个第一插槽，多个所述第一插槽位于所述第一光源与所述第一聚光透镜之间，所述线性聚光器还包括扩散板和光栅片，一所述扩散板和一所述光栅片均插接于一所述第一插槽，所述第一光源为单一波长的光源，或为多种波长的光源。

可选地，所述第一光源远离所述第一聚光透镜的一侧设有第一散热片，所述第一散热片固定于所述第一固定壳，所述第一散热片的一表面设有导热材料层，所述第一散热片设有导热材料层的表面抵持于所述第一光源。