适用于曲面检测的三维激光相机及其激光模组制造技术

本申请公开了一种适用于曲面检测的三维激光相机及其激光模组，其中，激光模组包括：平行光源装置、多个单元透镜和一个汇聚透镜；每个所述单元透镜具有一个向所述汇聚透镜凸出的弧形的出射界面，多个所述单元透镜沿垂直于所述第一方向的第二方向重复设置；所述汇聚透镜具有一个向远离所述单元透镜方向凸起的弧形的出射界面；在所述第一方向上，多个所述单元透镜构成的整体设置于所述平行光源装置和所述汇聚透镜之间。本申请的有益之处在于提供了一种在进行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及其激光模组。模组。模组。

【技术实现步骤摘要】
适用于曲面检测的三维激光相机及其激光模组


[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及其激光模组。

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。如图2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，本申请提供了一种激光模组，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；所述激光模组还包括：多个单元透镜和一个汇聚透镜；每个所述单元透镜具有一个向所述汇聚透镜凸出的弧形的出射界面，多个所述单元透镜沿垂直于所述第一方向的第二方向重复设置；所述汇聚透镜具有一个向远离所述单元透镜方向凸起的弧形的出射界面；在所述第一方向上，多个所述单元透镜构成的整体设置于所述平行光源装置和所述汇聚透镜之间。
[0009]进一步地，在所述第二方向上，所有的单元透镜均落在汇聚透镜范围中。
[0010]进一步地，所述平行光源装置包括一个准直透镜，所述准直透镜为一个向所述单元透镜方向凸出的柱面镜；在所述第二方向上，所述准直透镜的尺寸小于所述汇聚透镜的尺寸。
[0011]进一步地，所述单元透镜的出射界面的曲率半径最大值小于所述汇聚透镜曲率半径的最大值。
[0012]进一步地，所述单元透镜与所述汇聚透镜在所述第二方向上的距离取值范围10毫米至15毫米。
[0013]进一步地，所述单元透镜出射界面在所述第一方向的尺寸取值范围为0.25毫米至0.37毫米，所述单元透镜出射界面在所述第二方向的尺寸取值范围为3毫米至3.5毫米；所述单元透镜的出射界面的曲率半径的取值范围为1.1毫米至1.8毫米。
[0014]进一步地，多个所述单元透镜构成的整体在第二方向的尺寸取值范围为20毫米至25毫米。
[0015]进一步地，所述汇聚透镜出射界面在所述第一方向的尺寸取值范围为5毫米至10毫米，所述汇聚透镜出射界面在所述第二方向的尺寸取值范围为25毫米至30毫米；所述汇聚透镜的出射界面的曲率半径的取值范围为12.5毫米至13.2毫米。
[0016]进一步地，所述单元透镜和所述汇聚透镜的出射界面均为圆柱面的一部分，所述单元透镜和所述汇聚透镜的入射界面均为平面。
[0017]作为本申请的另一方面，本申请还提供一种适用于曲面检测的三维激光相机，包括：相机外壳、镜头模组、图像传感器和上述的激光模组。
[0018]本申请的有益之处在于：提供了一种在进行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及其激光模组。
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：
[0020]图1是Phong模型的原理示意图；
[0021]图2是检测曲面时产生干涉导致散斑示意图；
[0022]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；
[0023]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；
[0024]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；
[0025]图6是根据本申请一种实施例的激光模组的尺寸示意图；
[0026]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；
[0027]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；
[0028]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；
[0029]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。
[0030]附图标记的含义：
[0031]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；
[0032]曲面物体200；
[0033]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；
[0034]第一光学装置401，第二光学装置402，中心透镜4021，边缘透镜4022；
[0035]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；
[0036]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；
[0037]D1第一方向，D2第二方向。
具体实施方式
[0038]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。
[0039]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光模组，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；其特征在于：所述激光模组还包括：多个单元透镜和一个汇聚透镜；每个所述单元透镜具有一个向所述汇聚透镜凸出的弧形的出射界面，多个所述单元透镜沿垂直于所述第一方向的第二方向重复设置；所述汇聚透镜具有一个向远离所述单元透镜方向凸起的弧形的出射界面；在所述第一方向上，多个所述单元透镜构成的整体设置于所述平行光源装置和所述汇聚透镜之间。2.根据权利要求1所述的激光模组，其特征在于：在所述第二方向上，所有的单元透镜均落在汇聚透镜范围中。3.根据权利要求2所述的激光模组，其特征在于：所述平行光源装置包括一个准直透镜，所述准直透镜为一个向所述单元透镜方向凸出的柱面镜；在所述第二方向上，所述准直透镜的尺寸小于所述汇聚透镜的尺寸。4.根据权利要求3所述的激光模组，其特征在于：所述单元透镜的出射界面的曲率半径最大值小于所述汇聚透镜曲率半径的最大值。5.根据权利要求1至4任意一项所述的激光模组，其特征在于：所述单元透镜与所述汇聚透镜在所述第二方向上的距离取值范围10毫米至15毫米。6.根据权利要求1...

【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：新型
国别省市：