一种平面同轴光源制造技术

一种平面同轴光源，包括由N个平行设置的分光面组成的分光组以及位于分光组一侧的平行光组件，所述平行光组件用于向所述分光组发射平行光；所述平行光在分光面上的入射角为45度，分光面在垂直于平行光入射方向上的高度与相邻两个反光面在平行光入射方向上的距离相等，所述分光面在垂直于平行光入射方向上的高度与平行光的光束高度H相等，平行光的光束高度H与待测物在平行光入射方向上的长度L满足N*H≥L的关系，N≥2；将所述N个分光面沿平行光入射方向顺序编号为N‑1，第n个分光面的反射比Rn和透射比Tn满足如下条件：Rn＝R(n‑1)*T(n‑1),Tn＝1‑Rn,R1＝0.5,T1＝0.5。本实用新型专利技术可有效降低平面同轴光源的高度，减小光源整体的体积，有助于提升测量精度。

A Planar Coaxial Light Source

【技术实现步骤摘要】
一种平面同轴光源
本技术涉及视觉检测和影像测量
，尤其是视觉检测和影像测量仪用的一种平面同轴光源。
技术介绍
在视觉检测和影像测量
里，同轴光照明是一种重要的照明方式，采用同轴光照明可以提供非常均匀并与图像采集装置的光轴同轴的照明光。现有同轴照明光源的典型光路如图1所示，经准直后的平行光束以45°角入射至半透半反镜，一部分光折转90°后垂直照射至待测物体，由待测物体反射的携带有物体表面信息的光再次到达半透半反镜，其中的一部分透射进入上方的镜头或探测器中，完成对物体表面的测量。该光路的主要缺点是：平行光束的高度H与待测物的尺寸L之间必须满足H≥L，这导致两个主要问题：1.当待测物尺寸L较大时，会导致平行光束的高度H过高，使同轴光源高度和探测系统整体体积过大；2.当同轴光源体积庞大时，会拉高镜头与待测物体距离，在探测镜头焦距有限的情况下，会导致物体无法在探测面上清晰成像，从而影响测量精度。
技术实现思路
本技术提供一种平面同轴光源，有效降低平面同轴光源的高度，减小光源整体的体积，有助于提升测量精度。本技术提供一种平面同轴光源，包括由N个平行设置的分光面组成的分光组以及位于分光组一侧的平行光组件，所述平行光组件用于向所述分光组发射平行光；所述平行光在分光面上的入射角为45度，分光面在垂直于平行光入射方向上的高度与相邻两个反光面在平行光入射方向上的距离相等，所述分光面在垂直于平行光入射方向上的高度与平行光的光束高度H相等，平行光的光束高度H与待测物在平行光入射方向上的长度L满足N*H≥L的关系，N≥2；将所述N个分光面沿平行光入射方向顺序编号为N-1，第n个分光面的反射比R(n)和透射比T(n)满足如下条件：Rn＝R(n-1)*T(n-1),Tn＝1-Rn,R1＝0.5,T1＝0.5。优选的，所述平行光组件包括光源和准直机构，光源发出的光经过所述准直机构准直后射向所述分光组。优选的，所述准直机构包括与平行光入射方向平行设置的底板以及位于底板上方的反射面，所述反射面呈离轴抛物面形，所述光源固定在所述底板上并位于反射面的焦点上。优选的，所述准直机构包括与平行光入射方向平行设置的底板以及罩设在底板上的反射面，所述反射面具有位于底板上方的第一离轴抛物面和位于底板下方的第二离轴抛物面，所述底板的上表面固定有第一光源且第一光源位于第一离轴抛物面的焦点上，所述底板的下表面固定有第二光源且第二光源位于第二离轴抛物面的焦点上。优选的，还包括由N-1个顺次排列的平行四边形棱镜以及分别位于位于N-1个顺次排列的平行四边形棱镜两端的直角梯形棱镜形成的棱镜组，所述直角梯形棱镜的斜面与相邻的平行四边形棱镜的斜面之间以及相邻两个平行四边形棱镜的斜面之间均胶合，以形成所述分光面；其中一个直角梯形棱镜的外侧固定有外壳，所述平行光组件设置在外壳内，且平行光组件发射的平行光从固定有外壳的直角梯形棱镜的平面射入棱镜组。优选的，所述平行四边形棱镜和直角梯形棱镜的材质相同。优选的，所述棱镜组的外表面镀有增透膜。优选的，所述外壳固定在棱镜组的外侧并围绕所述棱镜组设置。优选的，所述外壳上还设有散热结构。优选的，所述散热结构为设置在外壳表面的多个散热板。本技术中，平行光的一部分经过分光面分光反射到待测物体表面，另一部分则穿过分光面向下一分光面照射，由于分光面的反射比和透射比按照预定规律变化，使得从分光面上反射的光线保持均匀，以提供均匀的同轴光。由于平行光的光束高度H与待测物在平行光入射方向上的长度L满足N*H≥L的条件，无需将透镜系统和光束高度设置为与待测物的尺寸相等，可以大大减小平面同轴光源的高度，减小了整体结构的体积。由于平面同轴光源的高度减小，在测量过程中，镜头与待测物体之间的距离可以缩短，扩大了镜头焦距的调节范围，可以辅助提升检测精度。同时，最终的光源系统效率为N*RN*TN,当N大于1时，相比于传统25％的光源效率，本申请的系统效率就高于现有同轴光源效率，起到了提高光源系统效率的作用。附图说明图1为现有技术一种平面同轴光源的光路示意图；图2为本技术一种实施例的平面同轴光源的结构示意图；图3为本技术另一种实施例的平面同轴光源的结构示意图；图4为本技术一种实施例的平行四边形棱镜的结构示意图；图5为本技术一种实施例的直角梯形棱镜的结构示意图；图6为本技术一种实施例的平面同轴光源的结构示意图；图7为本技术一种实施例的准直机构的局部放大示意图；图8为本技术一种实施例的准直机构的结构示意图；图9为本技术一种实施例的准直机构的局部放大示意图。具体实施方式本申请所称的“相等”或“相同”是指在考虑到合理误差的情况下的相等或相同，而非绝对意义上的相等或相同。本申请所确定的反射比和透射比均是在考虑到光线在介质中存在一定损耗以及存在合理误差情况下所作出的。下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。本技术实施例提供一种平面同轴光源，如图2所示，包括由N个平行设置的分光面10组成的分光组以及位于分光组一侧的平行光组件20，这里的N≥2，且自然应该为整数。所述平行光组件20用于向所述分光组发射平行光。由于图2是截面图，只显示了截面形状，平行光并非单一的线光源，其在垂直纸面的方向延伸，呈面状光束，且光束的截面可以呈矩形。同理，分光面10也在垂直纸面的方向延伸，其可以呈矩形。分光面10具有分光效果，可以反射一部分光线也可以透射一部分光线。所述平行光在分光面10上的入射角为45度，经反射的发射光与平行光垂直，以同轴照射至待测物体的表面。分光面10在垂直于平行光入射方向上的高度与相邻两个反光面10在平行光入射方向上的距离相等，由于入射角为45度，也可以理解为分光面10在图中的长度为与其相邻的另一个分光面之间间距的两倍。同时，所述分光面10在垂直于平行光入射方向上的高度与平行光的光束高度H相等，这样，相邻两个分光面10的竖向投影不存在间隙，反射光不会在两个分光面之间断开，从而形成连续的面反射光。其中，平行光的光束高度H与待测物在平行光入射方向上的长度L满足N*H≥L的关系，保证反射光覆盖待测物体长度方向的范围。由于待测物体的表面是面状结构，应该将分光面10在垂直纸面方向的长度以及平行光在垂直纸面方向的长度设置为与待测物的宽度相等或者大于待测物的宽度，从而保证照明刚可覆盖待检测物的上表面，以供镜头或者探测器进行检测。由于平行光依次穿过每个分光面10，一部分光经过分光面10反射后，穿过的光线受到衰减，应该使分光面10的反射比和透射比按照预定规律变化，使每个分光面10反射的光线的照度保持统一，以实现均匀照明。本实施例中，将所述N个分光面沿平行光入射方向顺序编号为N-1如图2中所示，位于最左侧的分光面10编号为1，最右侧的分光面编号为N。第n个分光面的反射比R(n)和透射比T(n)满足如下条件：Rn＝R(n-1)*T(n-1),Tn＝1-Rn,R1＝0.5,T1＝0.5。这样，每个分光面10反射后的光线的光照幅度保持统一，从而提供均匀的同轴照明光。其中，所述平行光组件20可以包括光源和准直机构，准直机构可以采用现有技术的准直系统，光源发出的光经过所述准直机构准直后，将转变为束状的平行光，从而平行射向所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面同轴光源，其特征在于：包括由N个平行设置的分光面组成的分光组以及位于分光组一侧的平行光组件，所述平行光组件用于向所述分光组发射平行光；所述平行光在分光面上的入射角为45度，分光面在垂直于平行光入射方向上的高度与相邻两个反光面在平行光入射方向上的距离相等，所述分光面在垂直于平行光入射方向上的高度与平行光的光束高度H相等，平行光的光束高度H与待测物在平行光入射方向上的长度L满足N*H≥L的关系，N≥2；将所述N个分光面沿平行光入射方向顺序编号为N‑1，第n个分光面的反射比R(n)和透射比T(n)满足如下条件：Rn＝R(n‑1)*T(n‑1),Tn＝1‑Rn,R1＝0.5,T1＝0.5。

【技术特征摘要】
1.一种平面同轴光源，其特征在于：包括由N个平行设置的分光面组成的分光组以及位于分光组一侧的平行光组件，所述平行光组件用于向所述分光组发射平行光；所述平行光在分光面上的入射角为45度，分光面在垂直于平行光入射方向上的高度与相邻两个反光面在平行光入射方向上的距离相等，所述分光面在垂直于平行光入射方向上的高度与平行光的光束高度H相等，平行光的光束高度H与待测物在平行光入射方向上的长度L满足N*H≥L的关系，N≥2；将所述N个分光面沿平行光入射方向顺序编号为N-1，第n个分光面的反射比R(n)和透射比T(n)满足如下条件：Rn＝R(n-1)*T(n-1),Tn＝1-Rn,R1＝0.5,T1＝0.5。2.根据权利要求1所述的平面同轴光源，其特征在于：所述平行光组件包括光源和准直机构，光源发出的光经过所述准直机构准直后射向所述分光组。3.根据权利要求2所述的平面同轴光源，其特征在于：所述准直机构包括与平行光入射方向平行设置的底板以及位于底板上方的反射面，所述反射面呈离轴抛物面形，所述光源固定在所述底板上并位于反射面的焦点上。4.根据权利要求2所述的平面同轴光源，其特征在于：所述准直机构包括与平行光入射方向平行设置的底板以及罩设在底板上的反射面，所述反射面具有位...

【专利技术属性】
技术研发人员：何贵明，赵春艳，姚平，夏雪婷，
申请(专利权)人：珠海博明视觉科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44