CN217559742U - 一种平行同轴光源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及平行光源技术领域，具体公开一种平行同轴光源，包括：壳体，所述壳体设有容置腔和连通所述容置腔至所述壳体的外部空间的出光窗口；灯板，所述灯板固定于所述容置腔内，且位于所述容置腔远离所述出光窗口的一端；分光镜，所述分光镜固定于所述容置腔靠近所述出光窗口的一端；凸透镜，所述凸透镜固定于所述灯板和分光镜之间，用于将所述灯板发射的光线平行照射至所述分光镜。本实用新型提供的平行同轴光源，能有效提高照射光束中各光线的平行度。

Description

一种平行同轴光源

技术领域

本实用新型涉及平行光源技术领域，尤其涉及一种平行同轴光源。

背景技术

平行同轴光源又称漫射同轴灯，其照明比传统光源更加均匀，从而在一定程度上提高了机器视觉的准确性和重现性，因此，常被用来检测玻璃等强反光的物体。

参见图1，现有平行同轴光源包括：

壳体1，所述壳体1设有容置腔101和连通所述容置腔101至所述壳体1的外部空间的出光窗口102；

灯板2，所述灯板2固定于所述容置腔101内，且位于所述容置腔101远离所述出光窗口102的一端；

分光镜3，所述分光镜3固定于所述容置腔101靠近所述出光窗口102的一端；

菲尼尔透镜4，所述菲尼尔透镜4固定于所述灯板2和分光镜3之间。

具体地，当灯板2亮起后，灯板2发出的光线会先穿过菲尼尔透镜4照射至分光镜3上，然后经分光镜3反射穿过出光窗口102往外射出，形成照射光束。

理想状态下，照射光束中的所有光线应该是完全平行的，即，照射光束中各光线间的最大夹角(以下简称为“最大光线夹角”)为0°。然而，实际工作中发现，照射光束的最大光线夹角不为0°。具体地，按照目前的工艺水平，最大光线夹角最小能做到3°。

近年来，视觉检测的要求越来越高，3°的最大光线夹角已经无法满足市场需求，即，现有平行同轴光源所发出的照射光束中各光线的平行度过低，已经无法满足市场需求。

因此，需要对现有平行同轴光源进行改进，以解决其所发出的照射光束中各光线的平行度过低的问题。

本背景部分中公开的以上信息仅被包括用于增强本公开内容的背景的理解，且因此可包含不形成对于本领域普通技术人员而言在当前已经知晓的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于，提供一种平行同轴光源，能有效提高照射光束中各光线的平行度。

为达以上目的，本实用新型提供一种平行同轴光源，包括：

壳体，所述壳体设有容置腔和连通所述容置腔至所述壳体的外部空间的出光窗口；

灯板，所述灯板固定于所述容置腔内，且位于所述容置腔远离所述出光窗口的一端；

分光镜，所述分光镜固定于所述容置腔靠近所述出光窗口的一端；

还包括：

凸透镜，所述凸透镜固定于所述灯板和分光镜之间，用于将所述灯板发射的光线平行照射至所述分光镜。

可选的，所述灯板包括电路板和焊接连接于所述电路板上的灯珠。

可选的，所述灯珠位于所述凸透镜的焦点位置处。

可选的，所述容置腔包括锥形腔室，所述灯板位于所述锥形腔室内。

可选的，所述容置腔包括通过所述凸透镜与所述锥形腔室连通的矩形腔室；

所述分光镜位于所述矩形腔室内，且所述出光窗口与所述矩形腔室连通。

可选的，所述凸透镜位于所述矩形腔室和所述锥形腔室二者的连接处。

可选的，所述锥形腔室的直径尺寸朝靠近所述分光镜的方向逐渐增大。

可选的，所述凸透镜的光轴与所述分光镜的法线呈45°。

本实用新型的有益效果在于：提供一种平行同轴光源，凸透镜具备将来自灯板的光线平行射出的功能，且与菲尼尔透镜相比，凸透镜射出的光线的平行度更高。因此，本实用新型采用凸透镜代替传统的菲尼尔透镜，灯板发出的光线经过凸透镜后，可以更为平行地照射至分光镜中，最终照射光束会以更小的最大光线夹角往外射出。因此，本实用新型提供的平行同轴光源，能有效提高照射光束中各光线的平行度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为背景技术提供的平行同轴光源的结构示意图；

图2为实施例提供的平行同轴光源的结构示意图。

图中：

1、壳体；101、容置腔；1011、锥形腔室；1012、矩形腔室；102、出光窗口；

2、灯板；

3、分光镜；

4、菲尼尔透镜；

5、凸透镜。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

本实用新型提供一种平行同轴光源，用于向物体投射平行的照射光束以便进行视觉检测的应用场景，其采用凸透镜代替传统的菲尼尔透镜，进而有效提高照射光束中各光线的平行度，有利于满足较高的市场精度要求。

参见图2，本实施例中，平行同轴光源包括壳体1、灯板2、分光镜3以及凸透镜5。其中，所述壳体1设有容置腔101和连通所述容置腔101至所述壳体1的外部空间的出光窗口102；所述灯板2固定于所述容置腔101内，且位于所述容置腔101远离所述出光窗口102的一端；所述分光镜3固定于所述容置腔101靠近所述出光窗口102的一端；所述凸透镜5固定于所述灯板2和分光镜3之间，用于将所述灯板2发射的光线平行照射至所述分光镜3。

进一步地，所述灯板2包括电路板和焊接连接于所述电路板上的灯珠。所述灯珠位于所述凸透镜5的焦点位置处，所述凸透镜5的光轴与所述分光镜3的法线呈45°。

需要说明的是，经发明人大量实验和研究总结后发现，理想状态下，照射光束中的所有光线应该是相互平行的，即，最大光线夹角为0°。然而，正是因为穿过菲尼尔透镜照射至分光镜3上的各光线并不是完全平行的，分光镜3的入射光束平行度较低，因此，经分光镜3反射后的各光线也不能保持绝对平行，所以，实际工作中会发现，最终往外射出的照射光束的最大光线夹角不为0°。

据此思路，想要减小照射光束的平行度，其中一个可行的改进方向就是提高照射至分光镜3上的各光线的平行度。只要将灯板2放置于凸透镜5的焦点位置处，凸透镜5就能具备将来自灯板2的光线平行射出的功能，且与菲尼尔透镜相比，凸透镜5射出的光线的平行度更高。因此，本实施例采用凸透镜5代替传统的菲尼尔透镜，灯板2发出的光线经过凸透镜5后，可以更为平行地照射至分光镜3中，最终照射光束会以更小的最大光线夹角往外射出。

进一步地，据实验数据表明，使用凸透镜5代替菲尼尔透镜后，往外照射的照射光束的最大光线夹角可以限制在2°以内，而且与最大光线夹角为3°的情况相比，由于最大光线夹角更小，所以最终照射光束照射至物体上时，所产生的光斑的分布情况也更为均匀，极大地提高了视觉检测的精度和准确度。

本实施例中，所述容置腔101包括锥形腔室1011和通过所述凸透镜5与所述锥形腔室1011连通的矩形腔室1012。其中，所述灯板2位于所述锥形腔室1011内；所述分光镜3位于所述矩形腔室1012内，且所述出光窗口102与所述矩形腔室1012连通；所述凸透镜5位于所述矩形腔室1012和所述锥形腔室1011二者的连接处。

具体地，所述锥形腔室1011的直径尺寸朝靠近所述分光镜3的方向逐渐增大。

需要说明的是，传统的容置腔101基本全部都是长方体结构，灯板2发出的部分光线会以垂直于容置腔101的上壁面的角度照射至容置腔101的上壁面上，该部分光线会在上壁面和下壁面之间无限往复反射直至完全损耗，无法传递至分光镜3中往外照射，最终导致照射至物体上的光斑亮暗不均。

同理，灯板2发出的部分光线会以垂直于容置腔101的上壁面的角度照射至容置腔101的下壁面上，该部分光线会在下壁面和上壁面之间无限往复反射直至完全损耗，也无法传递至分光镜3中往外照射，最终也会导致照射至物体上的光斑亮暗不均。

本实施例中，将灯板2设置在朝向分光镜3渐扩的锥形腔室1011中，灯板2发出的光线无法在容置腔101内无限反复反射，必然会被引导至凸透镜5处，因此，可以提高照射光束的出光强度，进而提高照射至物体上的光斑的亮暗均匀性。

本实施例提供的平行同轴光源，具备以下优点：

①使用凸透镜5代替传统的菲尼尔透镜，使得分光镜3的入射光束平行度更高，因此，经分光镜3反射光后的照射光束平行度也更高；

②将灯板2设置于锥形腔室1011内，避免光线的无限往复反射问题，减少光线的能量衰减，进而提高照射光束的出光强度，最终呈现为提高照射至物体上的光斑的亮暗均匀性。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种平行同轴光源，包括：

壳体，所述壳体设有容置腔和连通所述容置腔至所述壳体的外部空间的出光窗口；

灯板，所述灯板固定于所述容置腔内，且位于所述容置腔远离所述出光窗口的一端；

分光镜，所述分光镜固定于所述容置腔靠近所述出光窗口的一端；

其特征在于，还包括：

凸透镜，所述凸透镜固定于所述灯板和分光镜之间，用于将所述灯板发射的光线平行照射至所述分光镜。

2.根据权利要求1所述的平行同轴光源，其特征在于，所述灯板包括电路板和焊接连接于所述电路板上的灯珠。

3.根据权利要求2所述的平行同轴光源，其特征在于，所述灯珠位于所述凸透镜的焦点位置处。

4.根据权利要求1所述的平行同轴光源，其特征在于，所述容置腔包括锥形腔室，所述灯板位于所述锥形腔室内。

5.根据权利要求4所述的平行同轴光源，其特征在于，所述容置腔包括通过所述凸透镜与所述锥形腔室连通的矩形腔室；

所述分光镜位于所述矩形腔室内，且所述出光窗口与所述矩形腔室连通。

6.根据权利要求5所述的平行同轴光源，其特征在于，所述凸透镜位于所述矩形腔室和所述锥形腔室二者的连接处。

7.根据权利要求4所述的平行同轴光源，其特征在于，所述锥形腔室的直径尺寸朝靠近所述分光镜的方向逐渐增大。

8.根据权利要求1所述的平行同轴光源，其特征在于，所述凸透镜的光轴与所述分光镜的法线呈45°。

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