[实用新型]一种基于双菲涅尔透镜的机器视觉光源装置

说明书

本实用新型公开了一种基于双菲涅尔透镜的机器视觉光源装置，包括散热器(8)、LED光源(1)、第一菲涅尔透镜(3)、第二菲涅尔透镜(6)、保护盖板(9)和光源外壳(10)，第一菲涅尔透镜(3)、第二菲涅尔透镜(6)和保护盖板(9)延光轴方向依次安装在光源外壳(10)内部且为同轴安装，第一菲涅尔透镜(3)、第二菲涅尔透镜(6)和保护盖板(9)相互平行安装且所在平面均与光轴垂直。本实用新型的装置，光源采用单颗三色LED或者三种不同颜色的激光器组合，通过控制其工作模式，可以选择性地输出不同颜色和不同功率的光束；采用两片菲涅尔透镜分别实现对光源发出的光进行照度分布和波前的控制，可以实现准直且均匀的照明光。

技术领域

本发明属于视觉技术领域，特别涉及一种机器视觉光源。

背景技术

机器视觉系统采用照相机将被检测的物体转换成图像信号，传送至专用的图像处理系统，对像素、亮度和颜色等信息进行分析，通过特定的算法抽取目标特征信息，如体积、颜色和方位等。在现代化的工业生产中，机器视觉技术被广泛地应用于产品检测、工况分析和质量监控等应用场景。

光源的亮度、均匀性等特性较大程度地影响着成像质量水平，高质量的机器视觉光源对提升机器视觉系统的性能具有极大的作用。特别地，对于平面目标的缺陷检测应用中，对光源的均匀性和准直性均有着较高的要求。现有的机器视觉光源一般无法同时满足这两个要求，即均匀性和准直性不能同时满足。尤其是，现有的机器视觉光源一般采用多个LED灯珠进行组合排列，虽然可以在近距离实现相对均匀的照明效果，但是这种机器视觉光源一方面无法保证出光的准直性，另一方面，使用多个LED灯珠会导致成本和体积的增加。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种基于双菲涅尔透镜的机器视觉光源装置，光源采用单颗三色LED或者三种不同颜色的激光器组合，通过控制其工作模式，可以选择性地输出不同颜色和不同功率的光束；采用两片菲涅尔透镜分别实现对光源发出的光进行照度分布和波前的控制，可以实现准直且均匀的照明光，从而解决现有机器视觉光源的准直性和均匀性难以无法同时满足的现状。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种基于双菲涅尔透镜的机器视觉光源装置，包括散热器、LED光源、第一菲涅尔透镜、第二菲涅尔透镜、保护盖板和光源外壳；

所述LED光源安装在所述光源外壳的第一端，所述LED光源固定在散热器上，所述第一菲涅尔透镜、第二菲涅尔透镜和保护盖板延光轴方向依次安装在光源外壳内部且为同轴安装，所述第一菲涅尔透镜、第二菲涅尔透镜和保护盖板相互平行安装且所在平面均与光轴垂直。

进一步地，所述第一菲涅尔透镜包括第一平面和第一菲涅尔面，所述第一菲涅尔面为自由曲面，所述第一平面靠近LED光源。

进一步地，所述第二菲涅尔透镜包括第二平面和第二菲涅尔面，所述第二菲涅尔面为自由曲面，所述第二平面靠近LED光源。

进一步地，所述LED光源内设有导热硅脂，并通过该导热硅脂实现与散热器的紧密贴合。

进一步地，所述LED光源为单颗红绿蓝三色LED或激光光源。

进一步地，所述保护盖板为平面透镜。

进一步地，所述保护盖板透明无色，由玻璃或塑料材质制备而成。

进一步地，所述光源外壳内部为锯齿结构。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

（1）本实用新型的机器视觉光源装置，光源采用单颗三色LED或者三种不同颜色的激光器组合，通过控制其工作模式，可以选择性地输出不同颜色和不同功率的光束；采用两片菲涅尔透镜分别实现对光源发出的光进行照度分布和波前的控制，可以实现准直且均匀的照明光；