用于检查系统的同轴和漫射照明技术方案

描述了一种检查系统。该检查系统包括相机和壳体。该壳体容纳反射罩。该反射罩包括顶点和视口。该视口从顶点偏移。相机被安装以捕获通过视口离开该反射罩的光。并且，多个光源绕着该反射罩布置，使得从多个光源输出的光进入该罩。

Coaxial and diffuse lighting for inspection system

A checking system is described. The inspection system includes a camera and a housing. The housing accommodates a reflector cover. The reflector includes a vertex and a viewport. The viewport is offset from the vertex. The camera is mounted to capture light leaving the reflector through the viewport. Moreover, a plurality of light sources are arranged around the reflector so that light output from a plurality of light sources enters the reflector.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检查系统的同轴和漫射照明相关申请的交叉引用本申请要求于2017年10月6日提出的美国专利申请第15/727,215号的权益，该美国专利申请要求于2016年10月7日提出的美国临时专利申请第62/405,549号的优先权，这些专利文献的每篇的全部内容通过引用并入本文。
本专利技术的实施例总体上涉及检查系统。本专利技术的实施例尤其涉及用于检查系统的照明。
技术介绍
基于相机的检查系统已经用于使小型和/或大量制造部件的检查自动化，或者用于增强小型和/或大量制造部件的人工检查。例如，与在没有这种系统的情况下人工所能实现的相比，基于相机的检查系统能够以更快的速度和/或对于非常小的部件识别出不合格项，诸如制造误差或污染。这些系统需要足够的分辨率来识别被检查部件中的不合格项。若干因素影响基于相机的检查系统以其操作的分辨率。这些因素包括相机的质量、正被检查的部件的性质，以及对部件的照明。在某些应用中，对部件的照明是必要的。仍然存在对增强的基于相机的检查系统的持续需求。
技术实现思路
描述了一种检查系统。该检查系统包括相机和壳体。该壳体容纳反射罩。该反射罩包括顶点和视口。该视口从顶点偏移。相机被安装以捕获通过视口离开该反射罩的光。并且，多个光源绕着该反射罩布置，使得从多个光源输出的光进入该罩。本专利技术实施例的其它特征和优点将从附图和以下的详细说明显而易见。附图说明在附图的各图中通过举例而非限制的方式示出了本专利技术的实施例，个图中类似的附图标记表示类似的元件。图1是根据实施例的检查系统的透视图。图2是根据实施例的检查系统的另一透视图。图3是根据实施例的检查系统的照明壳体的详细透视图。图4是图3实施例的沿着线AA的横截面视图。图5是图3实施例的沿着线BB的横截面视图。图6是图3实施例的沿着线AA的详细横截面视图。图7是图3实施例的沿着线AA的另一详细横截面视图。图8是图3实施例的沿着线AA但从相对于图4的横截面视图的不同角度的横截面视图。图9是图3实施例的沿着线AA但从相对于图4的横截面视图的不同角度的横截面视图。具体实施方式本文进一步介绍了与基于相机的检查系统相关的照明部件的诸多方面。基于相机的检查系统可以利用两种类型的照明来照亮被检查的部件。第一种类型的照明是同轴照明。在同轴照明中使用的光通常是单一、窄而强的光束。光束的路径可以被正被检查的部件反射，随后直接进入相机。在某些应用中，所述光束的所有光子基本上都沿着平行的路径传播。由于光束的方向一致性，同轴照明会在由具有不规则轮廓(例如，包含隆起、边缘、断片、折叠、折痕等)的表面反射时留下阴影。同轴照明对于评估表面的斜率或结构特征尤其有用。第二种类型的照明是漫射照明，其中光从多个方向或角度产生。由角距上接近半球(2π球面度)的光源提供的漫射照明也被称为“阴天”照明。在漫射照明中使用的光沿着许多不同并且通常不可预测的路径传播。与同轴照明相比，漫射照明单位面积的强度更低。因此，漫射照明在需要高通量的应用中可能不太有效。由于漫射照明中光的方向变化，漫射照明可以消除许多(即使不是全部)由表面结构导致的阴影。虽然漫射照明在查看曲面时具有很多优点，但是漫射照明会沿着相机的轴线留下盲点。同轴照明和漫射照明的组合可以提供每种类型照明的若干优点，并减轻每种类型照明的缺点。但是，修改系统以提供两种类型的照明会带来一些挑战。例如，给小型相机系统提供同轴和漫射照明会产生过多的热量，并且会无法适应传统的构型。组合同轴和漫射照明的一种类型的系统采用反射罩，漫射光被导向到该反射罩中。正被检查的部件被设置在该反射罩下方。孔被设置在该罩的顶点，与正被检查的部件相对。漫射光被该反射罩反射、被该部件反射、通过该孔到在该反射罩上方的与该孔对准设置的相机。光束在该反射罩上方产生，并被导向通过该孔，其中该光束被正被检查的部件以与该部件的定向正交的角度反射，使得该光束直接往回反射进入该孔到该相机。这种光束的路径要求使用分束器，以使得光束能沿着不同方向通过同一孔。但是，使用分束器必然导致其它有用光的大量损失，因而必须产生更多的光来补偿该损失。本公开涉及照明系统，其给基于相机的检查系统提供或近似同轴和漫射照明，同时最小化或消除如上所述的复杂性。图1示出了根据实施例的检查系统1。该检查系统1包括相机安装结构2和照明壳体3。一对管5将相机安装结构2连接到照明壳体3。具体而言，照明壳体3通过该对管5悬挂在相机安装结构2下方。该对管5例如可以由金属形成。相机安装结构2被安装到相机组件6。该相机组件6可以包括相机以及用于拍摄、处理和/或分析图像以识别部件中不合格项所需的任何电路(例如，处理器以及其上存储有程序指令的存储器，该程序指令能够由该处理器执行以执行本文所涉及和/或已知用于拍摄、处理和/或分析图像以识别部件中不合格项的任何功能)。相机组件6包括镜头4(未详细说明)。镜头4被定位在照明壳体3上方，以用于接收通过照明壳体3的反射光。图2从俯视视图示出了图1的检查系统。在图2的视图中，可以看到反射罩10位于照明壳体3内。反射罩10包括视口12。图3示出了根据实施例的照明壳体3的详细视图。图3的视图示出了反射罩10包括顶侧11。反射罩10的顶侧11为半球形且为凸形。如图3的视图可以看出，视口12是细长的。例如，视口12可以是特别细长的椭圆形或着具有倒圆端部的矩形。视口12是细长的，以捕获将本身细长的线型视场连接到镜头4的圆形入射光瞳的光线束。这种形状使视口12的面积最小，从而最大化罩内的反射表面，同时不会阻挡(渐晕)连接视场和镜头4的光线。反射罩10的顶点17在图3中示出。如图可见，视口12从反射罩10的顶点17偏移。在照明壳体3内和其下方反射的光正是通过视口12传播到镜头4。图4示出了照明壳体3的沿着图3实施例的线AA截取的横截面视图。图3的视图还示出了照明壳体3的底侧。图3的视图示出了反射罩10包括底侧13。该底侧13为凹形。底侧13包括漫射高反射表面16。该高反射表面16可以限定反射罩10的底侧13的部分或全部。高反射表面16可以反射基本所有的光，使得该高反射表面16基本上不吸收任何光。反射罩10可以由金属形成，诸如铝、不锈钢或其它金属。反射罩10的底侧13可以涂覆有具有高二氧化钛(TiO2)含量的表面粗糙热固化环氧树脂，以在形成高反射表面16时实现大约94％的漫射。另外或可选择地，高反射材料涂层可被施加到反射罩10的底侧13，以形成高反射表面16。在这种情况下，反射罩10本身可以不由高反射材料制成。图4进一步示出了反射环14。该反射环14可以与反射罩10的底侧13部分地交迭。反射环14包括空隙21。如图所示，空隙21为圆形。如本文将进一步解释的，在照明壳体3内产生并且被高反射表面16反射的光可以传播通过空隙21，以被正被检查的部件反射。随后，被该部件反射的光可以再次传播通过空隙21并且通过视口12到镜头4，以由相机接收。顶点17在图4的视图中示出。该顶点17可以是高反射表面16的最高点和/或反射罩10的底侧13的中心。顶点17从视口12偏移。光不能透过反射罩10的形成顶点17的材料，并且在理想情况下反射罩10的形成顶点17的材料是高反射的。图5示出了图3实施例的照明壳体3和该对管5的沿着线BB的横截面视图。该对管5中的每个管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检查系统，包括：相机；以及壳体，所述壳体具有：反射罩，所述反射罩包括顶点和视口，所述视口从所述顶点偏移，所述相机被安装以捕获通过所述视口离开所述反射罩的光；以及多个光源，所述多个光源绕着所述反射罩布置，使得从所述多个光源输出的光进入所述发射罩。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.07 US 62/405,5491.一种检查系统，包括：相机；以及壳体，所述壳体具有：反射罩，所述反射罩包括顶点和视口，所述视口从所述顶点偏移，所述相机被安装以捕获通过所述视口离开所述反射罩的光；以及多个光源，所述多个光源绕着所述反射罩布置，使得从所述多个光源输出的光进入所述发射罩。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，通过所述视口离开所述反射罩并由所述相机接收的所述光包含漫射的光并且复制相对于所述相机的定向同轴的光。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反射罩包括顶侧和底侧，所述底侧包括高反射凹面。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述多个光源中的每个光源包括背侧和照明发射面，由所述光源产生的照明从所述照明发射面发射，并且所述高反射凹面和所述多个光源的照明发射面被布置在所述壳体中，面朝向下方向。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述反射罩的底侧交迭的反射环，所述反射环包括高反射表面，所述高反射表面将从所述多个光源沿向下方向直接发射的光的大部分反射到所述反射罩中，所述反射环包括中心空隙，其中，由所述反射环反射到所述反射罩中的光被所述高反射凹面反射并通过所述中心空隙，从而被正被反射的部件反射并通过所述中心空隙返回到所述反射罩中。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述反射环包括围绕所述反射环呈圆形排列的多个扇形部，所述多个扇形部分别包括多个高反射凹面，所述多个高反射凹面面朝与所述反射罩的高反射凹面所面朝的向下方向相反的向上方向。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多个扇形部以1：1的关系分别设于所述多个光源下方。8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括环绕所述反射罩的散热环，其中，所述多个光源的背侧邻接所述散热环，以将由所述多个光源产生的热能传递到所述散热环。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述相机由相机安装结构支撑，并且所述壳体仅由两个金属管机械地支撑，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·S·朗，T·J·马戴，D·R·约翰逊，
申请(专利权)人：哈钦森技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US