CN103851413A - 分光式同轴光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种分光式同轴光源***，包括：外壳、发光二极管光源***、漫射透镜***、聚光透镜***、分光透镜***、检视窗口、增透膜镜片***、外反射膜镜片***、吸光装置、光线出射窗口。本发明提供的技术方案能使待检产品表面与观测人员或设备保持同一轴线，并减少外来光线对观测人员及设备的影响，能有效清晰表达待检测产品表面情况，特别是能有效反应表面细小瑕疵及凹凸等异常问题，利用范围广，经济实用，特别适用于视觉检测设备、高精度产品的成像检测及读码设备。

Description

分光式同轴光源装置

技术领域

本发明涉及一种使用光学分光镜片及发光二极管型同轴光源装置，特别是涉及一种用于显微镜、外观检测、视觉检测***的，能使各种表面缺陷明确显示的利用光学分光镜片的发光二极管型同轴光源装置。

背景技术

现今用于显微镜照明以及表面缺陷检测、轮廓检测、视觉成像尺寸检测等的照明***，均分为三种：1、摄像镜头下端卤素灯角度照射；2、环形灯照射；3、产品底部背光投射。这三种照射方式光线均带有角度性，即被照射后反射至摄像镜头的光线与产品表面不垂直，或者全角度照射造成表面缺陷不能正常表达，甚至于完全不能反应产品表面细小瑕疵异常，并且普通照明方式光亮度低，光效低，杂散光多，外界光线干扰大，不能用于高精度视觉检测。

有鉴于上述现有的分光式同轴光源装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的分光式同轴光源装置，能够改进一般现有的分光式同轴光源装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计,并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的分光式同轴光源装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的分光式同轴光源装置，所要解决的技术问题是能使待检测产品与观测人员或设备保持同一轴线，并减少外来光线对观测人员及设备的影响，能有效清晰表达待检测产品表面情况，特别是能有效反应表面细小瑕疵及凹凸等异常，使用范围广，经济实用，特别适用于视觉检测***及高精度产品的成像检测***及读码***。

本发明专利使用大功率、固定光波范围的发光二极管作为光源，光源前端覆盖漫射透镜***及聚焦透镜，利用半反半透式分光镜片垂直反射光源的光线至产品表面，产品表面缺陷再以不同亮度光线垂直反射光线至半反半透分光镜片并透过镜片直达光线接收测量设备，过程中利用与发光二极管光波相同的单面增透膜镜片增加有效光透过率，利用单面外反膜镜片减少外界杂散光进入***，利用内表面雾化发黑处理减少杂散光影响。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种分光式同轴光源***，其中包括：外壳、发光二极管光源***、漫射透镜***、聚光透镜***、分光透镜***、检视窗口、增透膜镜片***、外反射膜镜片***、吸光装置、光线出射窗口。

前述的分光式同轴光源***，其中该发光二极管光源***，提供调节的亮度光线，该光线经过漫射透镜***后，过滤成漫射光线，漫射光线经过聚焦透镜***过滤成为平行光线，平行光线照射至分光透镜***后，部分平行光线透过后被吸光装置吸收，剩余部分平行光线经反射后垂直出射经过光线出射窗口，到达待测产品表面，待测产品反射光线回到分光透镜***，部分光线被反射回光源***，剩余部分透过分光透镜***后经过检视窗口出射，同时在光线出射窗口及检视窗口上覆盖的增透膜镜片***有效增透同轴的光线透过，其上覆盖的外反射膜镜片***减少杂散光线进入***，使人员或检测设备准确采集。

前述的分光式同轴光源***，其中所述的外壳为方形外壳，其上端有一个窗口为检视窗口，其下端有一个窗口为光线出射窗口，其右侧有一个吸光装置，整体形成密封效果。

前述的分光式同轴光源***，其中所述的发光二极管光源***为大功率发光二极管，其所发射的光波在固定波长范围内，是可见光波长，或者是非可见光波长，以及调整电流式电路控制方式，电流是稳压电路输入，或者是恒流电路输入。

前述的分光式同轴光源***，其中所述的漫射透镜***为具有散光效果的有机玻璃，或者是具有漫射效果的光学玻璃或毛玻璃。

前述的分光式同轴光源***，其中在漫反射透光***前覆盖有聚光透镜***，该透镜***具有将漫射光线汇聚成平行光线的作用，其为单片光学镜片，或者是多片光学镜片组合。

前述的分光式同轴光源***，其中所述的分光透镜***具有百分比的光透过率，同时具有百分比的光反射率，其是多片单种类膜镜片组合成，或者是单片多种类膜复合镜片，其透过率与反射率是百分之五十透过，百分之五十反射，或者是根据亮度需求调整各自所占比例。

前述的分光式同轴光源***，其中所述的增透膜镜片***是单片增透镜片，或者是多片增透镜片组，增加与光源***相同波长的光线的透过率，并具有保护内部分光透镜***。

前述的分光式同轴光源***，其中所述的外反射膜镜片***是单片外反射膜镜片，或者是多片外反射膜镜片组，其减少非垂直光线或非小角度光线的透过率，减少外来杂散光进入装置内，并抵消小角度光线的初级像差及位置色差。

前述的分光式同轴光源***，其中所述的吸光装置，其受光面表面设为粗糙不规则形，并整体为黑色，能够有效吸收光线并减少反光。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案,本发明分光式同轴光源装置可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：采用可调光亮度发光二极管作为光源***，降低装置整体功耗；利用漫射镜片及聚焦镜片组，使出射光线具有极强平行光效果，使待测产品反射的光线保持与观察人员或设备完全同轴；上下窗口覆盖的增透减反光学***有效增透待测同轴光线，减少非测量杂散光进入***，同时使装置整体密封性增强，防止灰尘等外来物进入装置，结合以上多种处理方式，使待检测产品与观测人员或设备保持同一轴线，并减少外来光线对观测人员及设备的影响，能有效清晰表达待检测产品表面情况，特别是能有效反应表面细小瑕疵及凹凸等异常，使用范围广，经济实用，特别适用于视觉检测***及高精度产品的成像检测***及读码***。

综上所述，本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果,诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的纵向剖视图。

【主要元件符号说明】

1：外壳            2：发光二极管光源***

3：漫射透镜***    4：聚焦透镜***

5：分光透镜***    6：检视窗口

7：增透膜镜片***  8：外反射膜镜片***

9：吸光装置        10：光线出射窗口

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的分光式同轴光源装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1所示，一种分光式同轴光源装置，包括一个外壳1，其特征在于，外壳1左侧放置发光二极管光源***2，在发光二极管光源***2的前端放置有漫射透镜***3，漫射透镜***3前端放置有聚焦透镜***4，聚焦透镜***4前端放置有分光透镜***5，分光透镜***5上端，对应外壳1上有一个窗口为检视窗口6，在检视窗口6上覆盖有增透膜镜片***7，在增透膜镜片***7上端覆盖有外反射膜镜片***8，分光透镜***5下端，对应外壳1上有一个窗口为光线出射窗口10，在光线出射窗口10上覆盖有增透膜镜片***7，在增透膜镜片***7下端覆盖有外反射膜镜片***8，在分光透镜***5右侧，放置有吸光装置9，吸光装置9与外壳1紧密配合，其中分光透镜***5与检视窗口6及光线出射窗口10均成45°角放置，发光二极管光源***2与漫射透镜***3、聚焦透镜***4以及吸光装置9均相对平行放置，与分光透透***5均成45°角放置。

发光二极管光源***2发出杂散光线，经过漫射透镜***3过滤为均匀全角度漫射光线，漫射光线经过聚焦透镜***4聚合为平行光线，平行光线经过分光透镜***5时，部分光线穿透后被吸光装置9吸收，剩余部分平行光线反射后以垂直方式经过光线出射窗口10，穿过增透膜镜片***7以及外反射膜镜片***8，而后垂直照射待检测产品后，其反光返回至分光透镜***5，其中部分光线被反射回聚焦透镜***4，并穿过漫射透镜***3回到发光二极管光源***2内，在此被吸收或重新激发出射，从待测产品表面返回的剩余部分光线穿过分光透镜***5后，经过检视窗口6，以及其上覆盖的增透膜镜片***7和外反射膜镜片***8，被观测人员或设备接收，此时观测人员或设备始终可以保持与待检测产品表面同一轴线，在其过程中增透膜镜片***7有效增加同轴光线出入，减少外来异物对分光透镜***5的干扰，外反射膜镜片***8有效阻止非同轴光线或非小角度近轴光线的进入，有效防止外来光线对检测的干扰。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种分光式同轴光源***，其特征在于包括：外壳（1）、发光二极管光源***（2）、漫射透镜***（3）、聚光透镜***（4）、分光透镜***（5）、检视窗口（6）、增透膜镜片***（7）、外反射膜镜片***（8）、吸光装置（9）、光线出射窗口（10）。

2.根据权利要求1所述的分光式同轴光源***，其特征在于该发光二极管光源***（2），提供调节的亮度光线，该光线经过漫射透镜***（3）后，过滤成漫射光线，漫射光线经过聚焦透镜***（4）过滤成为平行光线，平行光线照射至分光透镜***（5）后，部分平行光线透过后被吸光装置（9）吸收，剩余部分平行光线经反射后垂直出射经过光线出射窗口（10），到达待测产品表面，待测产品反射光线回到分光透镜***（5），部分光线被反射回光源***（2），剩余部分透过分光透镜***（5）后经过检视窗口（6）出射，同时在光线出射窗口（10）及检视窗口（6）上覆盖的增透膜镜片***（7）有效增透同轴的光线透过，其上覆盖的外反射膜镜片***（8）减少杂散光线进入***，使人员或检测设备准确采集。

3.根据权利要求1所述的分光式同轴光源***，其特征在于所述的外壳（1）为方形外壳，其上端有一个窗口为检视窗口（6），其下端有一个窗口为光线出射窗口（10），其右侧有一个吸光装置（9），整体形成密封效果。

4.根据权利要求1所述的分光式同轴光源***，其特征在于所述的发光二极管光源***（2）为大功率发光二极管，其所发射的光波在固定波长范围内，是可见光波长，或者是非可见光波长，以及调整电流式电路控制方式，电流是稳压电路输入，或者是恒流电路输入。

5.根据权利要求1所述的分光式同轴光源***，其特征在于所述的漫射透镜***（3）为具有散光效果的有机玻璃，或者是具有漫射效果的光学玻璃或毛玻璃。

6.根据权利要求1所述的分光式同轴光源***，其特征在于在漫反射透光***（3）前覆盖有聚光透镜***（4），该透镜***具有将漫射光线汇聚成平行光线的作用，其为单片光学镜片，或者是多片光学镜片组合。

7.根据权利要求1所述的分光式同轴光源***，其特征在于所述的分光透镜***（5）具有百分比的光透过率，同时具有百分比的光反射率，其是多片单种类膜镜片组合成，或者是单片多种类膜复合镜片，其透过率与反射率是百分之五十透过，百分之五十反射，或者是根据亮度需求调整各自所占比例。

8.根据权利要求1所述的分光式同轴光源***，其特征在于所述的增透膜镜片***（7）是单片增透镜片，或者是多片增透镜片组，增加与光源***相同波长的光线的透过率，并具有保护内部分光透镜***（5）。

9.根据权利要求1所述的分光式同轴光源***，其特征在于所述的外反射膜镜片***（8）是单片外反射膜镜片，或者是多片外反射膜镜片组，其减少非垂直光线或非小角度光线的透过率，减少外来杂散光进入装置内，并抵消小角度光线的初级像差及位置色差。

10.根据权利要求1所述的分光式同轴光源***，其特征在于所述的吸光装置（9），其受光面表面设为粗糙不规则形，并整体为黑色，能够有效吸收光线并减少反光。

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