專利名稱：圓形邊成像檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光學(xué)檢測裝置，尤其是一種用于檢測對圓形扁片周邊要要求的光學(xué)檢測裝置，具體地說是一種圓形邊成像檢測裝置。
背景技術(shù)：
目前，隨著科技的進步，人們對生產(chǎn)集成化的要求越來越高。對于某些圓形物體尤其是扁平的圓形物體，例如圓形瓶蓋或圓形硬幣等的邊緣圖案的成像一直不理想，主要存在的問題是邊緣的圖像被壓縮，成像比例不合理，同時成像裝置與物體的距離太近、容差較小，導(dǎo)致機械傳動機構(gòu)要求過高。檢測過程較長，不能適應(yīng)自動化檢測的需要。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的圓形物體邊緣圖像成像比例不合理和容差小、距離近，圖像會產(chǎn)生變形等問題，設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單，成像效果好的圓形邊成像檢測裝置。等問題本實用新型的技術(shù)方案是一種圓形邊成像檢測裝置，其特征是它包括一照明光源4，該照明光源用于將位于檢測臺上的被檢測物6的圓形邊照亮，使之能產(chǎn)生反射光線；一凹形反光碗1，該凹形反光碗I位于被檢測物6的上部，它用于接收被檢測物6的邊緣圖像并反射至凸形非球面反射鏡2上；一凸形非球面反射鏡2，它位于凹形反光碗I中、被檢測物6的正上方，它被用于接收凹形反光碗I反射來的被檢測物6的邊緣圖像并再次折射匯聚至相機5中；一相機5，它位于凹形反光碗I的上部、凸形非球面反射鏡2折射線的匯聚點上。所述的凹形反光碗I的直徑大于需檢測物6的直徑，在其上底面和下底面上各安裝有一塊具有消除雜光和抵擋外界環(huán)境污染的窗口平片3，所述的凸形非球面反射鏡2安裝在凹形反光碗I的下底邊上的窗口平片3上。所述的凸形非球面反射鏡2的曲面方程為
2
Z = ~7=^^==ψ式中c為頂點的基本曲率即基圓半徑的倒數(shù)l/r，k為圓
錐曲線常數(shù)，不同取值表示不同非球面類型k=0球面，K〈-l雙曲面，k=-l拋物面，_l〈k〈0橢球面，k>0扁橢球面，r為表面上點的徑向坐標。本實用新型的有益效果本實用新型通過采用凸形非球面反光鏡進行二次成像，將凹型反光碗的像再旋轉(zhuǎn)一個角度，成為水平方向的圖像。并且可將邊緣圖像進行縮放，使得成像比例更加合理。本實用新型通過凸形非球面反光鏡使得成像裝置僅需一片凸透鏡即可完成高精度成像，使得整個裝置的結(jié)構(gòu)十分簡單，成本低，安裝調(diào)試十分方便。

圖I是本實用新型的整個檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型的光學(xué)部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。如圖1-2所示。一種圓形邊成像檢測裝置，它主要由凹形反光碗I、凸形非球面反射鏡2、照明光源4、CCD相機5以及具有消除雜光和抵擋外界環(huán)境污染的兩塊窗口平片3組成，如圖I所示，照明光源4主要是用于將位于檢測臺上的被檢測物6的圓形邊照亮，使之能產(chǎn)生反射光線，它沿被檢物6的周圍布置；凹形反光碗I位于被檢測物6的上部，它用于接收被檢測物6的邊緣圖像并反射至凸形非球面反射鏡2上，凹形反光碗I用于第一次成像，其作用是旋轉(zhuǎn)圖像的角度，同時也可以通過增大曲率半徑來實現(xiàn)增大視場和拉開物體與該裝置的距離；凸形非球面反射鏡2位于凹形反光碗I中、被檢測物6的正上方，它被用于接收凹形反光碗I折射來的反檢測物6的邊緣圖像并再次反射匯聚至相機5中，凸形非球面反光鏡是用于二次成像，將圖像徹底轉(zhuǎn)換成水平方向的圖像，并且還能將圓形物體邊緣圖案進行展寬，使得成像更清晰、圖像比例更加合理。相機5位于凹形反光碗I的上部、凸形非球面反射鏡2折射線的匯聚點上，它主要用于將反光系統(tǒng)反射的圖像轉(zhuǎn)換成電信號送至與之相連的計算機中進行判別處理，以做出是否合格的判定，再由計算機控制生產(chǎn)線上的剔除裝置動作，將不合格的產(chǎn)品剔出生產(chǎn)線，實現(xiàn)自動判別和剔除，提高生產(chǎn)效率。窗口平片3主要是防止用于成像之外的其他光進入系統(tǒng)，干擾成像，并且有效的阻擋了外界的污染物進入鏡頭內(nèi)部。為了簡化光學(xué)系統(tǒng)的透鏡結(jié)構(gòu)，本實用新型采用了凸形非球面反射鏡，如圖2所示，其表面不是一個標準的球面方程，而是由多種曲面平滑過渡相連形成的曲面，它可代替多個透鏡實
現(xiàn)成像功能，其最佳的曲面方式為
權(quán)利要求1.一種圓形邊成像檢測裝置，其特征是它包括 一照明光源(4)，該照明光源用于將位于檢測臺上的被檢測物(6)的圓形邊照亮，使之能產(chǎn)生反射光線； 一凹形反光碗(1)，該凹形反光碗(I)位于被檢測物(6)的上部，它用于接收被檢測物(6)的邊緣圖像并反射至凸形非球面反射鏡(2)上； 一凸形非球面反射鏡(2)，它位于凹形反光碗(I)中、被檢測物(6)的正上方，它被用于接收凹形反光碗(I)反射來的被檢測物(6)的邊緣圖像并再次反射匯聚至相機(5)中；一相機(5)，它位于凹形反光碗(I)的上部、凸形非球面反射鏡(2)反射線的匯聚點上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圓形邊成像檢測裝置，其特征是所述的凹形反光碗(I)的直徑大于需檢測物(6)的直徑，在其上底面和下底面上各安裝有一塊具有消除雜光和抵擋外界環(huán)境污染的窗口平片(3)，所述的凸形非球面反射鏡(2)安裝在凹形反光碗(I)的下底邊上的窗口平片(3)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圓形邊成像檢測裝置，其特征是所述的凸形非球面反射鏡(2)的曲面方程為
專利摘要一種圓形邊成像檢測裝置，其特征是它包括一照明光源(4)，該照明光源用于將位于檢測臺上的被檢測物(6)的圓形邊照亮，使之能產(chǎn)生反射光線；一凹形反光碗(1)，該凹形反光碗(1)位于被檢測物(6)的上部，它用于接收被檢測物(6)的邊緣圖像并反射至凸形非球面反射鏡(2)上；一凸形非球面反射鏡(2)，它位于凹形反光碗(1)中、被檢測物(6)的正上方，它被用于接收凹形反光碗(1)反射來的反檢測物(6)的邊緣圖像并再次反射匯聚至相機(5)中；一相機(5)，它位于凹形反光碗(1)的上部、凸形非球面反射鏡(2)反射線的匯聚點上。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成形效果好，比例可調(diào)，不會產(chǎn)生變形，有利于后續(xù)的圖像采集處理和判斷。
文檔編號G02B17/06GK202676623SQ20122033823
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者余美群 申請人:茂萊(南京)儀器有限公司