适用于曲面检测的三维激光相机制造技术

本申请公开了一种适用于曲面检测的三维激光相机包括：平行光源装置，用于产生并输出位于一个激光平面内且出射方向均平行第一方向的激光光线；第一光学装置，用于改变所述激光光线的方向以使所述激光光线在通过所述第一光学装置后相交于多个内部光线交点；第二光学装置，用于再次改变所述激光光线的方向以使所述激光光线在通过所述第二光学装置后具有逐渐变化且相异的出射方向；其中，所述第一光学装置设置在平行光源装置和所述第二光学装置之间以使最终从所述第二光学装置出射的位于边缘的部分所述激光光线向靠近中央的方向倾斜。本申请的有益之处在于提供了一种既能使曲面检测时成像获得足够反射光线的适用于曲面检测的三维激光相机。面检测的三维激光相机。面检测的三维激光相机。

【技术实现步骤摘要】
适用于曲面检测的三维激光相机


[0001]本申请涉及三维激光相机领域，具体而言，涉及一种适用于曲面检测的三维激光相机。

技术介绍

[0002]三维激光相机在工业生产中应用广泛，比如在手机等消费类电子产品中，越来越多的显示屏出现了弧面玻璃。这对弧面玻璃在生产和制造过程中对质量检测提出了更高的要求。此类检测要求主要包含对于弧面边缘表面质量的检测如划痕，和弧面边缘切割质量的检测如缺角和边缘尺寸公差超限。
[0003]一般物体表面的反射光分为环境光，镜面反射光和漫反射光。一般粗糙无光泽的表面主要呈现漫反射，而玻璃等表面光泽度较高的物体除透射光外主要呈现为镜面反射。
[0004]如图1所示，镜面反射由Phong模型可知，随着α角度的增大，观察点可观察的光强度逐渐变弱。
[0005]在现有的三维激光相机中，激光方向为单方向出光，如平行出光。因为被扫描物体的局部法向并不确定，所以扫描镜面反射系数比较高的物体时如果观察点（CMOS相机）角度偏离θ大的话（也就是α角度太大）会导致相机端收到的光线太弱而不能成像。
[0006]比如扫描弧面玻璃为例，如果平行光入射时，激光线两侧（对应弧面两侧）的光会被玻璃表面反射到相机两侧，并不能很好被CMOS传感器接收。
[0007]再如图2所示，因为激光为单色光，在物体表面容易发生局部干涉而导致散斑严重。如下图所示，严重影响激光线的图像处理和提取。

技术实现思路

[0008]为了解决现有技术的不足之处，本申请提供了一种适用于曲面检测的三维激光相机包括：平行光源装置，用于产生并输出位于一个激光平面内且出射方向均平行第一方向的激光光线；第一光学装置，用于改变所述激光光线的方向以使所述激光光线在通过所述第一光学装置后相交于多个内部光线交点；第二光学装置，用于再次改变所述激光光线的方向以使所述激光光线在通过所述第二光学装置后具有逐渐变化且相异的出射方向；其中，所述第一光学装置设置在平行光源装置和所述第二光学装置之间以使最终从所述第二光学装置出射的位于边缘的部分所述激光光线向靠近中央的方向倾斜。
[0009]进一步地，所述第一光学装置具有或形成有若干第一类出射界面，所述第一类出射界面为母线垂直于所述激光平面的曲面。
[0010]进一步地，所述第一类出射界面沿第二方向重复设置，所述第一方向垂直于所述第二方向。
[0011]进一步地，所述第一类出射界面具有相同的曲面形状。
[0012]进一步地，所述第一光学装置具有或形成有一个第一类入射界面，所述第一类入射界面为垂直于所述激光平面的平面。
[0013]进一步地，一个所述第一类入射界面对应多个所述出射界面。
[0014]进一步地，所述第一类出射界面的曲面向所述第二光学装置的方向凸出以使所述激光光线的内部光线交点位于所述第一类光学装置和所述第二类光学装置之间。
[0015]进一步地，所述第二光学装置具有或形成有第二类出射界面，所述第二类出射界面为母线垂直于所述激光平面的曲面。
[0016]进一步地，所述第二光学装置具有或形成有第二类入射界面，所述第二类入射界面为垂直于所述激光平面的平面。
[0017]进一步地，在所述第二方向上，所述第二类入射界面的尺寸大于等于两个以上所述第一类出射界面的尺寸。
[0018]本申请的有益之处在于：提供了一种既能使曲面检测时成像获得足够反射光线的适用于曲面检测的三维激光相机。
附图说明
[0019]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是Phong模型的原理示意图；图2是检测曲面时产生干涉导致散斑示意图；图3是根据本申请一种实施例的适用于曲面检测的三维激光相机与被检测物的立体结构示意图；图4是图3所示的适用于曲面检测的三维激光相机内部结构示意图；图5是图3所示的适用于曲面检测的三维激光相机中激光模组的光学结构以及激光光线的示意图；图6是根据本申请一种实施例的激光模组的尺寸示意图；图7是根据本申请第二种实施例的激光模组的部分结构示意图；图8是根据本申请第三种实施例的激光模组的部分结构示意图；图9是根据本申请第四种实施例的激光模组的部分结构示意图；图10是根据本申请第五种实施例的激光模组的部分结构示意图。
[0020]附图标记的含义：适用于曲面检测的三维激光相机100，相机外壳101，激光模组102，镜头模组103，图像传感器104，平行光源装置105，第一光学装置106，第二光学装置107，激光源108，准直透镜109，扩束透镜110，平行光透镜111，单元透镜112，汇聚透镜113，第一类出射界面114，第一类入射界面115，第二类出射界面116，第二类入射界面117；曲面物体200；第一光学装置301，第二光学装置302，第二类出射界面303，出射弧面3031，出射平面3032；第一光学装置401，第二光学装置402，中心透镜4021，边缘透镜4022；第一光学装置501，第二光学装置502，第二类出射界面503，出射斜面5031，出射平面5032；
第一光学装置601，第二光学装置602，第二类入射界面603，第二类出射界面604。
具体实施方式
[0021]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
[0022]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0023]在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0024]并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
[0025]此外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于曲面检测的三维激光相机，其特征在于：所述适用于曲面检测的三维激光相机包括：平行光源装置，用于产生并输出位于一个激光平面内且出射方向均平行第一方向的激光光线；第一光学装置，用于改变所述激光光线的方向以使所述激光光线在通过所述第一光学装置后相交于多个内部光线交点；第二光学装置，用于再次改变所述激光光线的方向以使所述激光光线在通过所述第二光学装置后具有逐渐变化且相异的出射方向；其中，所述第一光学装置设置在平行光源装置和所述第二光学装置之间以使最终从所述第二光学装置出射的位于边缘的部分所述激光光线向靠近中央的方向倾斜。2.根据权利要求1所述的适用于曲面检测的三维激光相机，其特征在于：所述第一光学装置具有或形成有若干第一类出射界面，所述第一类出射界面为母线垂直于所述激光平面的曲面。3.根据权利要求2所述的适用于曲面检测的三维激光相机，其特征在于：所述第一类出射界面沿第二方向重复设置，所述第一方向垂直于所述第二方向。4.根据权利要求3所述的适用于曲面检测的三维激光相机，其特征在于：所述第一类出射界面具有相同的曲面形状。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉国，王天雄，
申请(专利权)人：宁波熠视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：