[發明專利]一種用于檢測柱面缺陷的照明裝置

無效

• 申請號: 200810201114.7
• 申請日: 2008-10-14
• 公開（公告）號: CN101382257A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 邵幼平
• 申請（專利權）人: 上海創波光電科技有限公司
• 主分類號: F21V13/04
• 分類號: F21V13/04;F21V5/02;F21V7/22;G01N21/952;F21W131/40;F21Y101/02
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司
• 代理人: 徐雪波

技術領域

本發明涉及一種照明裝置，更具體的是涉及一種用于檢測軸承、不銹鋼管等光滑圓柱面缺陷的照明裝置。

背景技術

對柱面表面的缺陷檢測過程中所采用的視覺照明系統，如果采用環形光源，則只能為柱面提供均勻的照明光，而環形光源對柱面的包圍式結構使得柱面的表面特征無法為視覺系統所獲取；若用平面光源照射柱面，由于鏡面反射原理，獲取的柱面將有難以消除的亮線。

現有的柱面缺陷檢測，一般采用柱形光源，這種柱形光源本身為半圓柱拱頂結構(也有碗形結構)，如附圖5所示，在半圓柱1’內壁鑲滿發光物2’。檢測時，將被測的圓柱體3’置于柱形光源同軸的位置上，這樣對于被測的圓柱體來說就可得到接近180°的均勻照明光。這種結構的柱形光源在半圓柱的頂端留有線性開口11’，圖像獲取系統可通過該開口拍攝到被測圓柱體。這種結構的柱面光源的缺陷在于：柱形光源的半圓柱頂端必須為圖像獲取系統留有開口，以便采集圖像，而開口位置發光物(如LED燈)的缺失使得照射在被測圓柱面時會有暗斑出現，這些照明缺陷將影響后續的圖片識別。另外，使用這種結構的柱面光源對柱面進行缺陷檢測時，只能獲得半個圓柱面的圖像，并且遠離線性開口的柱面由于離鏡頭較遠且與鏡頭成一定角度，拍攝結果也將影響后續的圖片識別。

目前，還有部分視覺照明系統采用柱面棱鏡對柱面表面的缺陷進行檢測，這種柱面棱鏡將入射光匯聚，當被測圓柱體的軸心與柱面棱鏡的焦點相重合的時候就可以得到一條相對較寬的照射在被測圓柱面上的照明區域，此類柱面照明的缺點在于照明區域改善不大，且被測圓柱體的粗細范圍受到柱面棱鏡焦距的限制，所以柱面棱鏡的適用測量范圍不廣。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種能為圖像獲取裝置提供0°～360°方向上被測圓柱體表面圖像的用于檢測柱面缺陷的照明裝置。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該用于檢測柱面缺陷的照明裝置，其特征在于：包括有

一中空圓筒形本體，該圓筒形本體的內周壁上設置有光源；

一環形棱鏡，同軸設置在所述的圓筒形本體內，所述光源設置在所述圓筒形本體的內周壁與所述環形棱鏡之間，并且該環形棱鏡的橫截面為直角三角形，其中外周壁和底邊為直角邊，內周壁為斜邊，同時，該環形棱鏡的斜面上鍍有透反比為50％的半透射半反射的光學薄膜。

這樣，在對被測圓柱體的表面進行檢測時，將被測圓柱體的中心軸盡量與中空圓筒形本體的中心軸重合，光源的光線進入環形棱鏡，由于環形棱鏡的斜面上的半透射半反射光學薄膜將光線以50％的比率進行透射，被測圓柱體受到這部分環形水平光線的照射，360°方位角上的圓柱面的照明情況相同，各處亮度均勻，環形水平光線到達被測圓柱面后經被測圓柱體表面反射，按原路返回，這些水平光線到達環形棱鏡的斜面后，該斜面的半透射半反射光學薄膜將這些水平的光線反射。根據反射的原理，經過斜面反射后的光線朝著中空圓筒形本體軸向外照射。此時若在中空圓筒形本體的軸向上沿反射后的光線照射的地方放置圖像獲取裝置就可以拍攝到被測圓柱體360°的柱面圖像，且該圖像經過柱形面光源照明，亮度均勻非常適用于圖像識別。

上述環形棱鏡的橫截面為等腰直角三角形為佳，這樣，通過斜面反射后的光線則會沿著與中空圓筒形本體軸向平行的方向向外照射。

為了能將光源發射出來的光能更均勻的照射到被測圓柱體表面，所述圓筒形本體與所述環形棱鏡之間還同軸設置有環形擴散片，光源發射出來的光線經過擴散片后可以形成均勻的環形照明光。

為了使照射在被測圓柱體表面的照明光具有偏振性，所述環形擴散片與所述環形棱鏡之間還同軸設置有環形偏振片，所述環形棱鏡的高度與所述環形偏振片的高度相同。

作為改進，所述中空圓筒形本體在與所述環形棱鏡的斜面相對的上端面設置有防塵窗。

為了便于圖像獲取裝置獲取被測圓柱體表面的圖像，所述防塵窗上設有檢測窗口。

再改進，所述光源的背面與所述中空圓筒形本體的內周壁之間安裝有散熱材料，散熱材料的設置可以提供柱形面光源的散熱性能，增加柱形面光源的壽命。

最后，所述光源可以是環形光源，也可以是多個LED構成的離散光源，或者間隔設置的點光源；作為優選方案，所述光源由環繞設置在所述中空圓筒形本體的內周壁的LED燈組成。