[发明专利]线光源的聚光结构、光源系统及应用

说明书

技术领域

本发明属于机器视觉技术领域，具体涉及一种线光源的聚光结构、光源系统及应用。

背景技术

机器视觉系统通过图像采集硬件(相机、镜头、光源等)将被检测目标转换成图像信号，并传达给专用的图像处理系统。图像处理系统根据像素亮度、颜色分布等信息，进行目标特征的抽取，并进行相应的判断，进而根据结果来控制现场的设备。具有效率高、易集成、稳定性好、高度自动化等特点，随着图像处理和模式识别等技术的快速发展，其广泛应用于装配定位、产品缺陷检测、目标识别、尺寸测量等方面。

因为所需要的信息包含在图像中，获得一张质量高、特征明显的图像至关重要。因此，必须选择一个合适的光源为待测目标提供优质的视场照明。

目前，机器视觉系统中常用光源主要为点光源、线光源以及面光源三种。点光源一般由单个发光体组成，亮度高但光照均匀度低，而且在检测条状区域时，需要随着控制机构进行移动，效率不高；面光源虽然光照区域大且光照均匀度较好，但存在驱动以及散热设计方面的困难，一般多用作背光；线光源用激光作最好，亮度高且照度均匀、稳定，但设备成本高昂。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种线光源的聚光结构、光源系统及应用。该聚光结构输出的线型光具有亮度高、照度均匀的特点，并能够满足机器视觉检测系统的需要。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种线光源的聚光结构，包括沿线光源的光路方向依次设置的第一狭缝、毛玻璃、第二狭缝和聚光透镜，所述第二狭缝和聚光透镜之间的距离大于聚光透镜的焦距，且小于聚光透镜的二倍焦距。

优选的，在上述的线光源的聚光结构中，所述聚光透镜为凸面柱透镜。

优选的，在上述的线光源的聚光结构中，所述第一狭缝、毛玻璃、第二狭缝和聚光透镜设置于一外壳内，所述外壳上开设有条形的出光口。

优选的，在上述的线光源的聚光结构中，所述出光口与聚光透镜之间的距离大于聚光透镜的二倍焦距。

本申请还公开了一种光源系统，包括光源体模块以及聚光单元模块，所述光源体模块为线光源，所述聚光单元模块包括沿线光源的光路方向依次设置的第一狭缝、毛玻璃、第二狭缝和聚光透镜，所述第二狭缝和聚光透镜之间的距离大于聚光透镜的焦距，且小于聚光透镜的二倍焦距。

优选的，在上述的光源系统中，所述光源体模块包括多颗线型排列的LED灯珠。

优选的，在上述的光源系统中，相邻LED灯珠的间距小于或等于LED灯珠所在平面与第一狭缝间的距离。

优选的，在上述的光源系统中，还包括连接于所述光源体模块的恒流驱动模块。

优选的，在上述的光源系统中，所述恒流驱动模块集成模拟调光与数字调光的功能。

本申请还公开了一种光源系统在机器视觉照明中的应用。

与现有技术相比，本发明提供了一种机器视觉线光源方案：

利用聚光透镜等光学元件将线光源的发散光汇聚，得到亮度高且照度均匀的线光，从而为待测目标提供优质的视场照明环境，改善所获取图像的质量，有效提高机器视觉检测系统的效率和识别效果。

线光源系统结构简单、成本低廉，而且体积小巧，安装维护方便，具有很强的实用性。

利用LED光源替代传统白炽灯、荧光灯，体积小，亮度高，而且工作稳定可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明具体实施例中光源系统的原理示意图；

图2所示为本发明具体实施例中聚光单元模块的原理示意图；

图3所示为本发明具体实施例中恒流驱动模块的主体电路图；

图4所示为本发明具体实施例中光源体模块的具体结构示意图；

图5所示为本发明具体实施例中聚光单元模块的聚光光路示意图；

图6所示为本发明具体实施例中第一狭缝与LED灯珠之间位置关系示意图。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1所示为本发明具体实施例的结构示意图。