CN108760627A - 一种用于缺陷检测的光源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于缺陷检测的光源装置。所述光源装置包括：球冠形顶板、匀光板和多个灯源；所述球冠形顶板的内表面为全反射面；所述匀光板设置于所述球冠形顶板的下方，且所述匀光板平行于球冠形的底；所述多个灯源设置于所述球冠形顶板与所述匀光板之间，所述多个灯源均相同，并且等高度的均匀分布在与所述匀光板平行的圆周上，所述多个灯源发出的光通过所述球冠形顶板的内表面反射后形成垂直于所述匀光板的平行光束。采用本发明的光源装置，实现对匀光板下被测木质材料的均匀光照，为被测木材提供均匀光源，进而提高摄像机拍摄的图像的质量，降低因光源不均匀导致的缺陷测量误差，从而提高了缺陷检测的精度。

Description

一种用于缺陷检测的光源装置
技术领域
本发明涉及木质材料检测领域，特别是涉及一种用于缺陷检测的光源装置。
背景技术
木质材料的应用领域很广，通常在使用前也就是对于木材本身需要检测表面的缺陷，或者加工后也就是人造板材需要检测成品的缺陷，不同的应用领域对于木质材料的合格标准不同，因此，针对不同的应用领域需要检测出缺陷的具体参数，判定是否符合使用的标准。
现有的木质材料缺陷的检测通常是通过人工逐个检测，检测效率较低，不适用于大批量加工。也有专门针对木质材料缺陷的检测机器，但是检测机器价格昂贵，且操作复杂。还有一种检测方法是通过光源照射木质材料表面，然后通过摄像机拍摄木质材料缺陷区域的图像，通过对图像进行处理，确定图像中木质材料缺陷的轮廓，进而确定木质材料的缺陷的实际轮廓参数，实现对木质材料缺陷的检测过程。此方法可以大大降低缺陷检测的成本，且装置简单。但是由于灯光的分布不同，拍摄的图像质量存在差异，导致最终获得的木质材料缺陷的检测结果存在误差。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于缺陷检测的光源装置，以降低缺陷检测的误差，提高检测精度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种用于缺陷检测的光源装置，所述光源装置包括：球冠形顶板、匀光板和多个灯源；
所述球冠形顶板的内表面为全反射面；所述匀光板设置于所述球冠形顶板的下方，且所述匀光板平行于球冠形的底；所述多个灯源设置于所述球冠形顶板与所述匀光板之间，所述多个灯源均相同，并且等高度的均匀分布在与所述匀光板平行的圆周上，所述多个灯源发出的光通过所述球冠形顶板的内表面反射后形成垂直于所述匀光板的平行光束。
可选的，所述匀光板为正方形匀光板。
可选的，所述球冠形顶板的半径、所述匀光板的边长和所述球冠形顶板距离所述匀光板的最大高度均相等。
可选的，所述匀光板为圆形匀光板。
可选的，所述球冠形顶板的半径、所述匀光板的直径和所述球冠形顶板距离所述匀光板的最大高度均相等。
可选的，所述多个灯源距离所述匀光板的高度满足M＝0.618H，其中M为多个灯源距离所述匀光板的高度，H为所述球冠形顶板距离所述匀光板的最大高度。
可选的，所述多个光源的位置满足r＝0.555R，其中r为多个光源均匀分布的圆周的半径，R为所述球冠形顶板的半径。
可选的，所述匀光板为PC匀光板。
可选的，所述多个光源的亮度和颜色均可调节。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
通过将多个光源均匀的设置于球冠形顶板与匀光板之间，通过球冠形顶板的内表面的反射，产生垂直于匀光板的平行光束，实现对匀光板下被测木质材料的均匀光照，为被测木材提供均匀光源，进而提高摄像机拍摄的图像的质量，降低因光源不均匀导致的缺陷测量误差，从而提高了缺陷检测的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例用于缺陷检测的光源装置的结构示意图；
图2为本发明实施例用于缺陷检测的光源装置中灯源的分布示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例用于缺陷检测的光源装置的结构示意图。如图1所示，所述光源装置包括：球冠形顶板1、匀光板2和多个灯源3。所述球冠形顶板1的内表面为全反射面；所述匀光板2设置于所述球冠形顶板1的下方，且所述匀光板2平行于球冠形的底；所述多个灯源3设置于所述球冠形顶板1与所述匀光板2之间，所述多个灯源3均相同，并且等高度的均匀分布在与所述匀光板2平行的圆周上，所述多个灯源3发出的光通过所述球冠形顶板1的内表面反射后形成垂直于所述匀光板2的平行光束。此处，为了使本发明中的球冠形顶板的定义更清晰，对球冠形做出如下解释：球面被平面所截得的一部分叫做球冠，球冠是曲面，是球面的一部分。截得的圆叫做球冠的底，垂直于截面的直径被截得的一段叫做球冠的高。球冠形顶板1应该满足以下条件：当灯源3的光经过球冠形顶板1的内表面反射后形成的光束，应该能够覆盖整个匀光板2。
所述光源装置中，当检测木质材料的缺陷时，将待测木质材料4放置于匀光板2下方，此时待测木质材料4收到均匀的光照，进一步采用摄像机拍摄图像时获取的图像质量较高，降低了后期通过图像处理获得缺陷轮廓参数的误差，大大提高了检测的精度。
所述光源装置中，匀光板2采用PC匀光板，又称为PC扩散板。匀光板2可以为圆形，当匀光板2为圆形时，球冠形顶板1的半径R、所述匀光板2的直径L和所述球冠形顶板距离所述匀光板的最大高度H均相等，即R＝H＝L。
匀光板2还可以为正方形，当匀光板2为正方形时，球冠形顶板1的半径R、所述匀光板2的边长L和所述球冠形顶板距离所述匀光板的最大高度H均相等，仍满足R＝H＝L。
多个灯源3距离所述匀光板2的高度满足M＝0.618H，其中M为多个灯源3距离所述匀光板2的高度，H为所述球冠形顶板1距离所述匀光板2的最大高度。
所述多个光源3的亮度和颜色均可调节。对于不同种类的待测对象，不同颜色或亮度的照射导致摄像机成像的质量不同，因此，对于不同种类的待测对象，采用不同参数的光源进行照射，也就是不同亮度和颜色的光源进行照射。例如不同的木材种类的内部纹理和表面成色不同，因此，对于每种木材种类均采用使其成像质量最好的光源进行照射。关于多个灯源3的分布如图2所示，图2为本发明实施例用于缺陷检测的光源装置中灯源的分布示意图。多个灯源等高均匀的分布在于匀光板上表面平行的圆周上，此时，多个光源分布的圆周同时平行于球冠形顶板的底面。所述多个光源的位置满足r＝0.555R，其中r为多个光源均匀分布的圆周的半径，R为所述球冠形顶板的半径。多个灯源采用相同的灯源，灯源的个数根据实际需求的匀光板的大小确定，当匀光板较大时，也就是球冠形顶板较大时，灯源个数适当增加，具体的个数根据实际情况而定，图2中以4个灯源3-1、3-2、3-3、3-4为例进行的说明。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种用于缺陷检测的光源装置，其特征在于，所述光源装置包括：球冠形顶板、匀光板和多个灯源；
所述球冠形顶板的内表面为全反射面；所述匀光板设置于所述球冠形顶板的下方，且所述匀光板平行于球冠形的底；所述多个灯源设置于所述球冠形顶板与所述匀光板之间，所述多个灯源均相同，并且等高度的均匀分布在与所述匀光板平行的圆周上，所述多个灯源发出的光通过所述球冠形顶板的内表面反射后形成垂直于所述匀光板的平行光束。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述匀光板为正方形匀光板。
3.根据权利要求2所述的光源装置，其特征在于，所述球冠形顶板的半径、所述匀光板的边长和所述球冠形顶板距离所述匀光板的最大高度均相等。
4.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述匀光板为圆形匀光板。
5.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于，所述球冠形顶板的半径、所述匀光板的直径和所述球冠形顶板距离所述匀光板的最大高度均相等。
6.根据权利要求3或5任一项所述的光源装置，其特征在于，所述多个灯源距离所述匀光板的高度满足M＝0.618H，其中M为多个灯源距离所述匀光板的高度，H为所述球冠形顶板距离所述匀光板的最大高度。
7.根据权利要求3或5任一项所述的光源装置，其特征在于，所述多个光源的位置满足r＝0.555R，其中r为多个光源均匀分布的圆周的半径，R为所述球冠形顶板的半径。
8.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述匀光板为PC匀光板。
9.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于，所述多个光源的亮度和颜色均可调节。
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