CN204141476U - 一种用于啤酒瓶在线监测的led背光源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于啤酒瓶在线监测的LED背光源装置，其包括LED电路板，其中，LED电路板上均匀布置多列LED灯单元，同一列LED灯单元中的LED灯为串联，LED电路板上奇数列的LED灯单元包括多个蓝光LED灯与红光LED灯，蓝光LED灯与红光LED灯为交替排列；LED电路板上偶数列的LED灯单元包括多个红光LED灯与绿光LED灯，红光LED灯与绿光LED灯为交替排列；LED电路板正面设置带有光学薄膜的导光板，LED电路板背面设置有散热底板，散热底板上均匀布置有多个散热风扇，在保证光源稳定的前提下，提高了光源效果，降低了背光源的制造成本。

Description

一种用于啤酒瓶在线监测的LED背光源装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于啤酒瓶在线监测的LED背光源装置。

背景技术

机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断，通过成像器件(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理***，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像***对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。如今，机器视觉已成为现代先进制造业中一种不可或缺的、重要的技术。LED光源在啤酒瓶缺陷检测中也起着非常重要的作用，光源照明模块作为目标物体的照明源，在很大程度上影响了成像器件拍摄照片的亮度和颜色信息，是机器视觉应用的关键部分，在很大程度上能够直接影响图像的质量和应用效果。目前机器识别的照明光源主要有荧光灯、卤素灯和发光二极管，其性能参数的比较如表1所示，荧光灯亮度和稳定性差，而卤素灯价格昂贵，使用寿命太短。

表1

成本

亮度

稳定度

使用寿命

复杂设计

温度影响

荧光灯

低

差

差

一般

低

一般

卤素灯+光纤导管

高

好

一般

差

一般

差

综上，现有技术有待于更进一步的改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型提供的一种用于啤酒瓶在线监测的LED背光源装置，在保证光源稳定的前提下，提高光源效果，降低背光源的制造成本。

为解决上述技术问题，本实用新型技术方案包括：

一种用于啤酒瓶在线监测的LED背光源装置，其包括LED电路板，其中，LED电路板上均匀布置多列LED灯单元，同一列LED灯单元中的LED灯为串联，LED电路板上奇数列的LED灯单元包括多个蓝光LED灯与红光LED灯，蓝光LED灯与红光LED灯为交替排列；LED电路板上偶数列的LED灯单元包括多个红光LED灯与绿光LED灯，红光LED灯与绿光LED灯为交替排列；LED电路板正面设置带有光学薄膜的导光板，LED电路板背面设置有散热底板，散热底板上均匀布置有多个散热风扇。

的LED背光源装置，其中，每列LED灯单元包括六个直插式LED灯，LED电路板上奇数列的LED灯单元中的第一个LED灯为蓝光LED灯，LED电路板上偶数列的LED灯单元中的第一个LED灯为红光LED灯；每十六列LED灯单元形成一个发光单元，LED电路板上的多个发光单元为串联，任意个数的发光单元组合发光形成一平面型LED光源。

的LED背光源装置，其中，导光板包括由聚甲基丙烯酸甲酯制成的导光底板，导光底板面向LED电路板的侧面上设置有反射膜，导光底板另一侧面上设置有散射膜与增亮膜。

的LED背光源装置，其中，LED电路板与散热底板之间设置有LED灯控制板，LED灯控制板包括单片机、多个温度传感器、接收器、十六通道数字控制模拟开关、恒流驱动器、数字可调电阻、十六位模数转换器、十六位锁存器、八位移位寄存器及其***电路，每个发光单元均配置有三个恒流驱动器，每个恒流驱动器连接有一个对应的数字可调电阻，恒流驱动器与数字可调电阻形成一驱动单元，每个驱动单元均与对应的十六位锁存器相连接，十六位锁存器通过对应的八位移位寄存器与单片机相连接，每个驱动单元均与对应的十六通道数字控制模拟开关相连接，十六通道数字控制模拟开关通过对应的十六位模数转换器与单片机相连接，多个温度传感器布置在散热底板上，多个温度传感器与接收器通信连接，接收器与单片机相连接。

本实用新型提供的一种用于啤酒瓶在线监测的LED背光源装置，可以将本实用新型的LED背光源装置与控制***相连接，根据被测目标的要求可实现光源的多用化，可以调节背光源中LED点亮的面积、亮度、颜色，在保证光源稳定的前提下，提高了光源效果，降低了背光源的制造成本。

附图说明

图1是本实用新型中LED背光源装置的结构示意图；

图2是本实用新型中LED灯单元的结构示意图；

图3是本实用新型中LED灯控制板的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种用于啤酒瓶在线监测的LED背光源装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供了一种用于啤酒瓶在线监测的LED背光源装置，如图1所示的，其包括LED电路板1，其中，LED电路板1上均匀布置多列LED灯单元2，同一列LED灯单元2中的LED灯为串联，每一列可以单独调节亮度的连接方式，此串联连接并单独调节亮度的连接方式有很大的优点：一方面串联连接，可以通过调节流过LED颗粒的电流大小，从而改变LED的亮度，方便快捷。另一方面串联后的单独调节亮度的连接方式，可以使每一路可以单独工作，有一颗LED损坏不会影响其他路的LED正常工作，不会造成光源大面积无法点亮的现象。LED电路板1上奇数列的LED灯单元2包括多个蓝光LED灯3与红光LED灯4，蓝光LED灯3与红光LED灯4为交替排列；LED电路板1上偶数列的LED灯单元2包括多个红光LED灯5与绿光LED灯6，红光LED灯5与绿光LED灯6为交替排列；LED电路板1正面设置带有光学薄膜的导光板7，LED电路板1背面设置有散热底板8，散热底板8上均匀布置有多个散热风扇9。

在本实用新型的另一较佳实施例中，如图2所示的，每列LED灯单元2包括六个直插式LED灯，LED电路板1上奇数列的LED灯单元2中的第一个LED灯为蓝光LED灯3，第二个LED灯为红光LED灯4，依次交替排列；LED电路板1上偶数列的LED灯单元2中的第一个LED灯为红光LED灯5，第二个LED灯为绿光LED灯6，依次交替排列；每十六列LED灯单元2形成一个发光单元20，LED电路板1上的多个发光单元20为串联。任意个数的发光单元20(根据被检测物体生产线要求而定)组成一块平面型的背光源，LED电路板1的发光单元端口给每种颜色的LED灯并联后留一个正极的接口，便于进行单元拼接和连接直流稳压电源，该直流稳压电源提供16V～24V的可调电压。如图3所示的，每个发光单元20中每组LED通过专门的驱动电路来调节LED灯的亮度。将红绿蓝三原色的光源集中体现在一块板上，根据改变三色光源的比例可以得到任何一种颜色的光任意个数的发光单元20组合发光形成一平面型LED光源，可以根据被检测产品的体积大小，任意改变整个背光源的面积，从而适应了多种应用场合的要求。本装置应用于啤酒瓶的在线检测，因此根据其生产线的要求，选用五个以上的发光单元拼接成一整块背光源，以适应对应生产线。

更进一步的，导光板7包括由聚甲基丙烯酸甲酯制成的导光底板，导光底板可以采用导光亚克力板的技术手段，导光底板7面向LED电路板的侧面上设置有反射膜，导光底板7另一侧面上设置有散射膜与增亮膜。LED发出的光是朗伯体分布的，光强度分布很不均匀，如果直接应用作为机器视觉的光源，那么利用CCD相机拍摄到得照片就与真实的目标有出入，导致无法准确识别。而导光底板7的原理是利用导光亚克力板板底的网点分布破坏光的干涉现象，将线光源均匀转化成面光源，引导了LED光的散射方向，使得LED发出的光更加均匀，提高了光源发光的使用效率，便于CCD拍照进行识别，提高了光源效果。

跟更进一步的，如图1与图3所示的，LED电路板1与散热底板8之间设置有LED灯控制板19，LED灯控制板9包括单片机10、多个温度传感器11、接收器12、十六通道数字控制模拟开关13、恒流驱动器14、数字可调电阻15、十六位模数转换器16、十六位锁存器17、八位移位寄存器18及其***电路，每个发光单元均配置有三个恒流驱动器14，每个恒流驱动器14连接有一个对应的数字可调电阻15，恒流驱动器14与数字可调电阻15形成一驱动单元，每个驱动单元均与对应的十六位锁存器17相连接，十六位锁存器17通过对应的八位移位寄存器18与单片机10相连接，每个驱动单元均与对应的十六通道数字控制模拟开关13相连接，十六通道数字控制模拟开关13通过对应的十六位模数转换器16与单片机1相连接，多个温度传感器11布置在散热底板8上，多个温度传感器11与接收器12通信连接，接收器12与单片机1相连接。当然为了更好的实现自动化控制，还可以布置多个元件，在此不再赘述。

关于上述元件可以根据需要采用对应型号的元件，以下结合具体型号的元件进行更为详尽的描述。

读取DS18B20温度传感器11的值，并在LED温度过高时输出警告信号；接收来自光电开关的信号，控制LED的闪烁，即当有被测物经过时，背光源才会亮；通过RS-232驱动器或MAX220CPE接收器12接收单片机10下发的指令；接收单片机10指令到后，将程序化的电流码写入74HC595八位移位寄存器18中，经LCX16373十六位锁存器17锁存住以后，通过调节AN120数字可调电阻15来调节DD312恒流驱动器14的输出电流值，来设置背光源中LED点亮的面积、亮度、颜色。当DD312恒流驱动器14的输出电流值为零，即可调节背光源中LED点亮的面积；当调节DD312恒流驱动器14的输出电流值时，即可调节背光源中LED点亮的亮度；背光源中的三种颜色的LED可同时调节点亮的面积和亮度，可以适应不同颜色的需求。

当LED开路时，DD312恒流驱动器14的输出电流为零，当LED短路时，DD312恒流驱动器14的输出电流变大，所以当LED开路/短路故障时，LED回路中的电流变化很大。实现方法是：当有被测目标经过背光源前时，背光源点亮，此时通道CC4067十六通道数字控制模拟开关13依次导通后，单片机10通过AD7705十六位模数转换器16采集16个LED回路中的电流值，若与正常工作时的LED回路中的电流值有明显差异，单片机10会输出LED开路/短路故障报警。每次背光源点亮时，会扫描16路LED回路，当下次背光源点亮时，会扫描下一组16路LED回路，依次循环检测LED回路是否有故障。

当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。

Claims (4)

1.一种用于啤酒瓶在线监测的LED背光源装置，其包括LED电路板，其特征在于，LED电路板上均匀布置多列LED灯单元，同一列LED灯单元中的LED灯为串联，LED电路板上奇数列的LED灯单元包括多个蓝光LED灯与红光LED灯，蓝光LED灯与红光LED灯为交替排列；LED电路板上偶数列的LED灯单元包括多个红光LED灯与绿光LED灯，红光LED灯与绿光LED灯为交替排列；LED电路板正面设置带有光学薄膜的导光板，LED电路板背面设置有散热底板，散热底板上均匀布置有多个散热风扇。

2.根据权利要求1的LED背光源装置，其特征在于，每列LED灯单元包括六个直插式LED灯，LED电路板上奇数列的LED灯单元中的第一个LED灯为蓝光LED灯，LED电路板上偶数列的LED灯单元中的第一个LED灯为红光LED灯；每十六列LED灯单元形成一个发光单元，LED电路板上的多个发光单元为串联，任意个数的发光单元组合发光形成一平面型LED光源。

3.根据权利要求1的LED背光源装置，其特征在于，导光板包括由聚甲基丙烯酸甲酯制成的导光底板，导光底板面向LED电路板的侧面上设置有反射膜，导光底板另一侧面上设置有散射膜与增亮膜。

4.根据权利要求2的LED背光源装置，其特征在于，LED电路板与散热底板之间设置有LED灯控制板，LED灯控制板包括单片机、多个温度传感器、接收器、十六通道数字控制模拟开关、恒流驱动器、数字可调电阻、十六位模数转换器、十六位锁存器、八位移位寄存器及其***电路，每个发光单元均配置有三个恒流驱动器，每个恒流驱动器连接有一个对应的数字可调电阻，恒流驱动器与数字可调电阻形成一驱动单元，每个驱动单元均与对应的十六位锁存器相连接，十六位锁存器通过对应的八位移位寄存器与单片机相连接，每个驱动单元均与对应的十六通道数字控制模拟开关相连接，十六通道数字控制模拟开关通过对应的十六位模数转换器与单片机相连接，多个温度传感器布置在散热底板上，多个温度传感器与接收器通信连接，接收器与单片机相连接。