TWM527556U - 一種物件外表面的取像裝置 - Google Patents

Description

一種物件外表面的取像裝置

本新型係有關於一種物件外表面的取像裝置，特別是藉由二相互對稱光源配合反射鏡組所結合成的一種物件外表面的取像裝置。

目前，欲利用玻璃盤影像篩選機檢視桿狀物，如螺絲、螺桿等待測物件是否具有彎曲瑕疵時，必須使用兩組以上取像系統(EX：CCD、CMOS)，對同一物件分別拍攝不同角度，才能檢查出其是否具有彎曲瑕疵，然而，兩組取像系統會占據機台空間，且成本高，而降低客戶購機意願。

習知技藝中，如中華民國專利號M461051揭示一種物件外表面的檢測裝置，用於檢測一物件之一外表面，並包含一個殼座、一個第一光源單元、一個取像單元、一個反射鏡單元，以及一個散射補償單元。該殼座包括一個具有一個檢測區域的內部空間，以及一個第一殼體。該第一殼體包括一個入口與一個出口。該散射補償單元包括一個可補償該入口處無法散射至該檢測區域之光線的第一散射補償件，以及一個可補償該出口處無法散射至該檢測區域之光線的第二散射補償件。透過前述創新結構設 計，可提升本新型對該物件的成像品質與影像擷取品質，而可避免誤判並提高檢測準確性。

然而該技藝中其反射鏡單元利用六個反射鏡體，其因反射路程得經過三次的反射，造成反射成像品質降低，必須再利用散射補償單元將光線散射至該檢測區域做為補償，以提升該物件的外表面的成像品質，避免誤判檢測準確性

本新型目的係提供一種物件外表面的取像裝置，其主要是藉由二光源，較佳為二相互對稱的光源，照向位於二光源之間的待測物件，接著再用四個相對稱的鏡體反射由光源所照射的投影影像至成像單元，藉此可以避免多次反射而造成成像品質降低，且可降低成本。

本新型一種物件外表面的取像裝置，用以擷取一物件的表面影像，包括：第一成像模組，包括：第一光源，用以發射第一光束；第一反射鏡，用以接收該第一光束並以與垂直面之間的第一夾角度反射該第一光束；第二反射鏡，以一距離設置於該第一反射鏡的一側，用以接收由該第一反射鏡所反射的該第一光束，且將該第一光束反射至一成像單元；第二成像模組，其位置對稱於該第一成像模組，包括：第二光源，用以發射第二光束；第三反射鏡，用以接收該第二光束並以與垂直面之間的第二夾角度反射該第二光束；第四反射鏡，用以接收由該第三反射鏡所反射的該第二光束，並且將該第二光束反射至該成像單元；其中該 物件設置於該第一光源、該第二光源、該第一反射鏡及該第三反射鏡之間，該第一光源所發射的該第一光束照向該物件的一側表面，使該側表面影像投射至該第一反射鏡，該第一反射鏡反射該側表面影像至該第二反射鏡，該第二反射鏡反射該側表面影像至該成像單元，該第二光源所發射的該第二光束照向該物件的另一側表面，使該另一側表面影像投射至該第三反射鏡，該第三反射鏡反射該另一側表面影像至該第四反射鏡，該第四反射鏡反射該另一側表面影像至該成像單元。

1‧‧‧一種物件外表面的取像裝置

10‧‧‧物件

20‧‧‧第一成像模組

21‧‧‧第一光源

22‧‧‧第一光束

23‧‧‧第一反射鏡

24‧‧‧第二反射鏡

30‧‧‧第二成像模組

31‧‧‧第二光源

32‧‧‧第二光束

33‧‧‧第三反射鏡

34‧‧‧第四反射鏡

40‧‧‧頂角

41‧‧‧等腰三角稜鏡

60‧‧‧成像單元

70‧‧‧感測單元

75‧‧‧控制單元

101‧‧‧側表面

102‧‧‧另一側表面

θ 1‧‧‧第一夾角度

θ 2‧‧‧第二夾角度

D‧‧‧距離

L‧‧‧垂直面

圖1係根據本新型之一種物件外表面的取像裝置第一成像模組的示意圖。

圖2係根據本新型之一種物件外表面的取像裝置第二成像模組的示意圖。

圖3係根據本新型之一種物件外表面的取像裝置之系統方塊圖。

圖4係根據本新型之一種物件外表面的取像裝置之可調整距離D之示意圖。

圖5係根據本新型之一種物件外表面的取像裝置之可調整光源及反射鏡角度之示意圖。

圖6係根據本新型之一種物件外表面的取像裝置之尺寸量測之示意圖。

為了讓本創作之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下：請參閱圖1，圖1係根據本新型之一種物件外表面的取像裝置示意圖，圖2係根據本新型之一種物件外表面的取像裝置第二成像模組的示意圖。本新型一種物件外表面的取像裝置1，用以擷取物件10的表面影像，包括：第一成像模組20，第一成像模組20包括：第一光源21，其用以發射第一光束22；第一反射鏡23，用以接收該第一光束22並以與垂直面L之間的第一夾角度θ 1反射該第一光束22；第二反射鏡24，以距離D設置於該第一反射鏡23的一側，用以接收由該第一反射鏡23所反射的該第一光束22，且將該第一光束22反射至成像單元60；另外，第二成像模組30，其位置及元件較佳對稱於該第一成像模組20，包括：第二光源31其位置對應該第一光源21，用以發射第二光束32；第三反射鏡33，其位置對應該第一反射鏡23，用以接收該第二光束32並以與垂直面L之間的第二夾角度θ 2反射該第二光束32；第四反射鏡34，用以接收由該第三反射鏡33所反射的該第二光束32，並且將該第二光束32反射至成像單元60。

如上述，當要擷取物件10的影像時，物件10設置於第一光源21、第二光源31、第一反射鏡23及第三反射鏡33之間，第一光源21所發射的該第一光束22照向該物件10的一側表面101，使該側表面101影像投射至該第一反射鏡23，該第一反射鏡 23反射物件10的側表面101影像至第二反射鏡24，該第二反射鏡24反射物件10的側表面影像至該成像單元60，而第二成像模組30作動原理同第一成像模組20，圖2中，第二光源31所發射的第二光束32照向該物件的另一側表面102，使該另一側表面102影像投射至該第三反射鏡33，第三反射鏡33反射該另一側表面102影像至該第四反射鏡34，該第四反射鏡34反射該另一側表面影像至成像單元60。

藉由該物件(如螺絲、螺桿)的一側影像及另一側影像檢測能有效分析該物件的是否具有彎曲瑕疵。也就是說，若以螺絲為待測物，當螺絲有彎曲時，光源所照射螺絲正面或背面是無法投射出物件是否彎曲影像，必須由照射螺絲側面(曲面側)，才可投射出螺絲彎曲影像，因此藉由二光源同時分別在不同位置照射該螺絲，較佳為二光源的二光束成一垂直型態，此即可同時投影出物件的正面及側面影像，有效判斷螺絲是否有彎曲現象。

如上述，該距離D可依調整該第一反射鏡23及第三反射鏡33位置而改變。

如上述，其中該第一夾角度θ 1及該第二夾角度θ 2是分別依據第一及第二光束22、32照射角度而調整，當第一及第二光束22、32為垂直時，第一夾角度θ 1及該第二夾角度θ 2可為22.5度。

如上述，其中該第二反射鏡24及該第四反射鏡34分別為一三角稜鏡41的二反射面，較佳為等腰三角稜鏡的等腰 邊的二反射面。該等腰三角稜鏡的頂角40為90度。

接著，請參閱圖3至圖5，圖3係根據本新型之一種物件外表面的取像裝置之系統方塊圖，圖4係根據本新型之一種物件外表面的取像裝置之可調整距離D之示意圖，圖5係根據本新型之一種物件外表面的取像裝置之可調整光源及反射鏡角度之示意圖。物件外表面的取像裝置1更包括控制單元75，用以控制第一光源21及該第二光源31照射角度及位置，並且控制第一反射鏡23的第一夾角度θ 1及第二反射鏡33的第二夾角度θ 2。

控制單元75可進一步控制該距離D的大小以調整第一反射鏡23及第三反射鏡33的位置。

如上述，本創作一種物件外表面的取像裝置1可為自動控制系統，一種物件外表面的取像裝置1更包括感測單元70，感測單元70電性連接該控制單元75，該感測單元70用以感測該物件10的尺寸大小，並將感測結果傳輸至控制單元75，控制單元75接收該感測結果時，會根據該物件10尺寸大小，控制該第一光源21及該第二光源31照射角度及位置，及該第一夾角度θ 1及該第二夾角度θ 2的角度及該距離D的大小以調整第一反射鏡23及第三反射鏡33的位置，因此藉由感測單元及控制單元可以有效提高操作效率及量測精準度，避免人為調整時所造成的量測誤差。

另外，本新型可更進一步用以量測物件尺寸，請 參閱圖6，圖6係根據本新型之一種物件外表面的取像裝置之尺寸量測之示意圖。本新型除了可以用以判斷物件是否具有彎曲瑕疵之外，還可以藉由調整第一光源21與第二光源31、第一反射鏡23與第三反射鏡33相對於待測物件兩端的角度，來量測長物件(例如：螺桿、螺絲)的長度，其實施方式如下：先將校正塊放置於待測位置上橫放，接著利用第一光源21及第二光源31分別照射校正塊二端，此時成像單元60會呈現校正塊二端影像，並且再藉由成像單元60紀錄校正塊影像，接著將校正塊取出後，相同位置放至待測物件，依上述流程利用的第一光源21及第二光源31分別照射待測物件二端，此時成像單元60會呈現待測物件二端影像，藉由校正塊影像與待測物件影像比較，及可判斷待測物件長度尺寸是否符合客戶要求之公差，並判斷為良品或不良品。

本新型目的係提供一種物件外表面的取像裝置，其主要是藉由二相互對稱的光源，照向位於二光源之間的待測物件，接著再用四個相對稱的鏡體反射由光源所照射的投影影像至成像單元，藉此可以避免多次反射而造成成像品質降低，且可以利用一組取像系統同時看到一物件不同角度影像，同時又可免除散射補償單元，以降低成本並節省機台空間。

綜上所述，乃僅記載本創作為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本創 作專利實施之範圍。即凡與本創作專利申請範圍文義相符，或依本創作專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本創作專利範圍所涵蓋。

1‧‧‧一種物件外表面的取像裝置

10‧‧‧物件

20‧‧‧第一成像模組

21‧‧‧第一光源

22‧‧‧第一光束

23‧‧‧第一反射鏡

24‧‧‧第二反射鏡

40‧‧‧頂角

41‧‧‧等腰三角稜鏡

60‧‧‧成像單元

101‧‧‧側表面

θ 1‧‧‧第一夾角度

θ 2‧‧‧第二夾角度

D‧‧‧距離

L‧‧‧垂直面

Claims (10)

1. 一種物件外表面的取像裝置，用以擷取一物件的表面影像，包括：一第一成像模組，包括：一第一光源，用以發射一第一光束；一第一反射鏡，用以接收該第一光束並以與垂直面之間的一第一夾角度反射該第一光束；一第二反射鏡，以一距離設置於該第一反射鏡的一側，用以接收由該第一反射鏡所反射的該第一光束，且將該第一光束反射至一成像單元；一第二成像模組，包括：一第二光源，用以發射一第二光束；一第三反射鏡，用以接收該第二光束並以與垂直面之間的一第二夾角度反射該第二光束；一第四反射鏡，用以接收由該第三反射鏡所反射的該第二光束，並且將該第二光束反射至該成像單元；其中該物件設置於該第一光源、該第二光源、該第一反射鏡及該第三反射鏡之間，該第一光源所發射的該第一光束照向該物件的一側表面，使該側表面影像投射至該第一反射鏡，該第一反射鏡反射該側表面影像至該第二反射鏡，該第二反射鏡反射該側表面影像至該成像單元，該第二光源所發射的該第二光束照向該物件的另一側表面，使 該另一側表面影像投射至該第三反射鏡，該第三反射鏡反射該另一側表面影像至該第四反射鏡，該第四反射鏡反射該另一側表面影像至該成像單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之一種物件外表面的取像裝置，其中該第一成像模組與該第二成像模組對稱。
3. 如申請專利範圍第1項所述之一種物件外表面的取像裝置，其中該距離可依調整該第一反射鏡或第三反射鏡位置而改變。
4. 如申請專利範圍第1項所述之一種物件外表面的取像裝置，其中該第二反射鏡及該第四反射鏡分別為一三角稜鏡的二反射面。
5. 如申請專利範圍第3項所述之一種物件外表面的取像裝置，其中包括一控制單元，用以控制該第一光源及該第二光源照射角度。
6. 如申請專利範圍第3項所述之一種物件外表面的取像裝置，其中包括一控制單元，用以控制該第一夾角度及該第二夾角度的角度。
7. 如申請專利範圍第3項所述之一種物件外表面的取像裝置，其中包括一控制單元，用以控制第一反射鏡及第三反射鏡位置而改變該距離大小。
8. 如申請專利範圍第5項所述之一種物件外表面的取像裝置，其中更包括一感測單元，電性連接該控制單元，該感測單元用以 感測該物件的一尺寸，該控制單元根據該物件尺寸，控制該第一光源及該第二光源照射角度。
9. 如申請專利範圍第6項所述之一種物件外表面的取像裝置，其中更包括一感測單元，電性連接該控制單元，該感測單元用以感測該物件的一尺寸，該控制單元根據該物件尺寸，控制該第一夾角度及該第二夾角度的角度。
10. 如申請專利範圍第7項所述之一種物件外表面的取像裝置，其中更包括一感測單元，電性連接該控制單元，該感測單元用以感測該物件的一尺寸，該控制單元根據該物件尺寸，控制該距離的大小。