本實用新型屬于光學(xué)成像領(lǐng)域，具體涉及一種光學(xué)裝置，尤其是用于成像壓縮的光學(xué)裝置。

背景技術(shù)：

在機(jī)器視覺檢測領(lǐng)域，被檢測的物體多種多樣，其缺陷的光學(xué)特征也是種類繁多。在線陣檢測中，很多時候我們出于某種原因，或算法處理速度跟不上，或檢測方式不同等，需要設(shè)立兩個工位。在算法速度跟不上的情況下，我們的兩個工位將會分別對待檢測產(chǎn)品進(jìn)行奇偶工位交替拍攝。如此，就要求至少有兩套圖像采集系統(tǒng)，大大增加了檢測系統(tǒng)的復(fù)雜程度、所占空間以及生產(chǎn)使用維護(hù)成本，不利于產(chǎn)品的推廣。并且，由于待檢物品一般在達(dá)到采集精度的時候，占用了不到1K的像素，相比于常見的2K相機(jī)，像素有很大的浪費(fèi)。

例如，在醫(yī)藥檢測領(lǐng)域，有很重要的一個環(huán)節(jié)就是檢測成品藥品中有無雜質(zhì)。這個重要的檢測環(huán)節(jié)保證了藥品的出廠質(zhì)量，同時保護(hù)了眾多消費(fèi)者的利益。目前，眾多檢測設(shè)備采用的是線陣相機(jī)進(jìn)行圖像的采集。線陣相機(jī)具有分辨率高的優(yōu)點(diǎn)。但是高分辨率同時也會造成數(shù)據(jù)處理量的增大。因此，在工位的設(shè)計上，我們會采用兩臺相機(jī)采集圖像進(jìn)行檢測。這樣的話，檢測系統(tǒng)的成本會大大增加，同時整臺設(shè)備也會變得龐大復(fù)雜，同時線陣相機(jī)的分辨率也會有一定程度上的浪費(fèi)。

再如，在玻璃瓶應(yīng)力檢測中，其應(yīng)力可能造成偏振方向的改變。所以為了全面地檢測偏振狀態(tài)，進(jìn)而判定應(yīng)力的范圍，我們目前采用的是兩種不同偏振方向上的工位。這樣的設(shè)計雖然能達(dá)到預(yù)定的檢測功能，但是造成了相機(jī)像素的浪費(fèi)，也增加了整套設(shè)備的制造，維護(hù)成本。同時由于增加了檢測偏振光的方向，造成了數(shù)據(jù)處理量的增大，不利于高速檢測。

由此可見，在線檢測時，如果能在保證檢測功能完好的情況下，精簡工位能夠有效地降低設(shè)備的成本，同時提高處理的效率。但是，目前還沒有適合用在工業(yè)檢測中的用于工位精簡的專用設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)目前急需將檢測工位精簡的問題，本實用新型提供一種用于成像壓縮的光學(xué)裝置，此光學(xué)裝置能將兩個工位合并成一個工位，基于該光學(xué)裝置，我們可以將兩個不同功能，或是相同功能不同位置的工位進(jìn)行合并，從而建立一個新工位，進(jìn)而能夠同時采集兩個工位圖像。

具體而言，本實用新型提供一種用于成像壓縮的光學(xué)裝置，其特征在于，所述光學(xué)裝置包含第一組光學(xué)反射裝置和第二組光學(xué)反射裝置，二者左右排列，用于將左右排列的兩個目標(biāo)物體的圖像轉(zhuǎn)換成上下排列的兩個圖像，

所述第一組光學(xué)反射裝置包括第一反射鏡和第二反射鏡，所述第一反射鏡的鏡面朝向所述光學(xué)裝置的入光方向，并且鏡面傾斜向下，所述第二反射鏡的鏡面背向所述光學(xué)裝置的入光方向、對向所述第一反射鏡，并且鏡面傾斜向上；

所述第二組光學(xué)反射裝置包括第三反射鏡和第四反射鏡，所述第三反射鏡朝向所述光學(xué)裝置的入光方向并且與所述入光方向具有一水平銳角夾角，所述第四反射鏡背向所述入光方向、對向所述第三反射鏡的鏡面，并且其法線與所述第三反射鏡的法線具有一水平銳角夾角。

進(jìn)一步地，所述第一反射鏡的法線方向與水平方向具有斜向下45度的夾角；所述第二反射鏡的法線方向與水平方向具有斜向上41度夾角。

進(jìn)一步地，所述第三反射鏡的法線與所述入光方向之間的夾角為22.4度，所述第四反射鏡的法線與所述第三反射鏡的法線之間的夾角為22.4度。

進(jìn)一步地，所述光學(xué)裝置包括外殼和機(jī)械支架，所述第一組光學(xué)反射裝置和第二組光學(xué)反射裝置分別安裝在各自的機(jī)械支架上，置于所述外殼內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述外殼上設(shè)有入光口和出光口，在所述入光口處設(shè)有防護(hù)玻璃，在所述出光口處設(shè)有觀察窗。

進(jìn)一步地，所述防護(hù)玻璃的前端設(shè)有安裝架，用于安裝第一偏振片或濾色片，所述觀察窗上設(shè)有接口裝置，用于連接線陣或面陣相機(jī)，或者安裝第二偏振片或濾色片。

進(jìn)一步地，所述第一或第二偏振片為線偏振片、橢圓偏振片或者圓偏振片。

進(jìn)一步地，所述安裝架的前端安裝0度線偏振片和45度線偏振片，所述觀察窗上安裝90度線偏振片和-45度線偏振片，所述觀察窗上的偏振片上下排列。

進(jìn)一步地，所述安裝架的前端安裝有兩片左右排列的不同光學(xué)效果的鏡片，所述觀察窗上安裝有兩片上下排列的不同光學(xué)效果的鏡片。

進(jìn)一步地，所述光學(xué)裝置包含多于兩組的所述光學(xué)反射裝置。本實用新型所提到的表示方向的術(shù)語“斜向上”、“斜向下”是相對于正常光學(xué)裝置的放置方向而言的，當(dāng)放置方式調(diào)整時，上述術(shù)語指代的方向跟隨性調(diào)整。

本實用新型所提到的“反射鏡的鏡面”指的反射面，該反射鏡不限于平面反射鏡，可以是通過棱鏡形式的反射鏡。

本實用新型所提到的偏振角度45度、90度、-45度是以垂直方向為基準(zhǔn)設(shè)定的。

本實用新型所提到的“不同光學(xué)效果”指的是偏振、濾光等光學(xué)效果。

本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

在使用了本實用新型的裝置后，原先的兩個工位，可以精簡為一個工位。原先兩個左右排列的樣品在經(jīng)過本裝置的處理之后，呈上下排列，充分利用了線陣相機(jī)的分辨率。而且，由于減少了一個工位，整體設(shè)備的體積得以縮小很多，占用的空間得以大大減小。使得本實用新型節(jié)約空間的同時大大降低了生產(chǎn)使用維護(hù)成本。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例一中的光學(xué)裝置的安裝立體圖；

圖2為本實用新型實施例一中的光學(xué)裝置的主視圖；

圖3為本實用新型實施例一中的光學(xué)裝置的俯視圖；

圖4為本實用新型實施例一中的光學(xué)裝置在使用狀態(tài)下的系統(tǒng)示意圖；

圖5為本實用新型實施例一傳送帶上的樣品傳送示意圖；

圖6為本實用新型實施例一的光學(xué)裝置的成像結(jié)果示意圖；

圖7為本實用新型實施例二中的光學(xué)裝置在使用狀態(tài)下的系統(tǒng)示意圖；

圖8為本實用新型實施例二、三傳送帶上的樣品傳送示意圖；

圖9為本實用新型實施例二、三的光學(xué)裝置的第一張成像示意圖；

圖10為本實用新型實施例二、三的光學(xué)裝置的第二張成像示意圖；

圖11為本實用新型實施例二、三的光學(xué)裝置的第三張成像示意圖；

圖12為本實用新型實施例三中的光學(xué)裝置在使用狀態(tài)下的系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例，并結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例一

本實施例記載了一種用于成像壓縮的光學(xué)裝置，光學(xué)裝置100包含至少兩組光學(xué)反射裝置。光學(xué)反射裝置可以是棱鏡，或反射鏡。如圖1所示，第一組光學(xué)反射裝置101負(fù)責(zé)將第一個工位處產(chǎn)品的圖像從上向下移動，其包含兩片平面反射鏡，第一平面反射鏡的鏡面朝向光學(xué)裝置的入光方向，并且其鏡面法線方向與水平方向具有斜向下大約45度的夾角，第二平面發(fā)射鏡的鏡面背向光學(xué)裝置的入光方向，對向第一平面反射鏡，并且第二平面發(fā)射鏡的法線方向與水平方向具有斜向上大約41度的平面反射鏡。第二組光學(xué)反射裝置102負(fù)責(zé)將第二個工位處產(chǎn)品的圖像從右向左移動，包含兩片平面反射鏡，第三平面反射鏡朝向光學(xué)裝置的入光方向，且第三平面反射鏡的法線與入光方向之間的水平銳角夾角為22.4度，第四平面反射鏡背向入光方向、對向第三平面反射鏡的鏡面，且其法線與第三平面反射鏡的法線之間銳角夾角為22.4度。圖像經(jīng)過光學(xué)裝置100的反射平移后，原先左右排列的兩個目標(biāo)物體的圖像變成了上下排列的兩個圖像。本光學(xué)裝置100的光學(xué)反射裝置的4片鏡片的角度和位置經(jīng)過嚴(yán)格的計算，這樣的設(shè)計保證了光程的平衡，使兩個像不會受到景深的影響，保證了像的清晰。

以上兩組光學(xué)發(fā)射裝置101、102被安裝在機(jī)械支架上，二者左右排列，放置在一個外殼105內(nèi)(見圖2)。

在整體光學(xué)裝置100的入光口處可以安裝一片高透光高強(qiáng)度的防護(hù)玻璃103，如圖2和圖3所示，以防水防塵，用以保護(hù)里面的光學(xué)器件不受外界的損害。防護(hù)玻璃的入光口處，可以留有一個用于偏振片或濾色片的安裝架106，方便實現(xiàn)不同的光學(xué)功能要求。

在整體光學(xué)裝置的出光口處，留有一個觀察窗104，如圖2、圖3和圖4所示，其可以安裝接口螺紋107，將線陣或面陣相機(jī)109直接連接在本光學(xué)裝置100上，也可以安裝濾色片或偏振片。

本實施例的光學(xué)裝置可對通過該光學(xué)裝置的兩個目標(biāo)同時進(jìn)行檢測。如圖4所示，首先使用光源112對傳送帶113上的樣品114進(jìn)行照明。光源112可以是條形光、環(huán)形光、面形光等任何形式的光源，波長可以為任意波長，可以是非偏振或偏振光，同時可以采用背光照明、正面照明等任何所需要的照明方式。在本實施例中，光學(xué)裝置100的觀察窗104上，選配安裝了相機(jī)鏡頭接口螺紋107，將相機(jī)鏡頭108直接安裝在光學(xué)裝置上。相機(jī)鏡頭108之后連接一個線陣或者面陣的相機(jī)109，相機(jī)109通過連接線110連接到電腦111上。待檢測的樣品114成對通過本光學(xué)裝置100的前方，如圖5所示，即可被位于本光學(xué)裝置100后方的相機(jī)109采集到一個上下排列的像，如圖6所示。

實施例二

本實施例中的光學(xué)裝置100可對通過該裝置的同一個目標(biāo)利用兩個偏振方向的光進(jìn)行檢測，如圖7所示，首先使用光源112對在傳送帶113上的樣品114A和114B進(jìn)行照明(樣品114A和114B的排列方式如圖8所示)。光源112可以是條形光、板光等任何形式的光源，波長可以為任意波長。同時，照明方式可以是背光照明、正面照明等任何所需要的方式。

本實施例與實施例一的結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處在于，光學(xué)裝置100的入光口處的安裝架106前端，安裝有0度線偏振片119和45度線偏振片120，排列形式為左右排列，偏振片的形式不限于線偏振片，還可以是橢圓偏振片或圓偏振片，偏振片的偏振角度也不限于上述角度。在本實施例中，光學(xué)裝置100的出光口處觀察窗104上，選配了偏振片和濾色片安裝架以及相機(jī)鏡頭接口螺紋107，將相機(jī)鏡頭108直接安裝在光學(xué)裝置上。在出光口處的偏振片安裝架上，上半部分為90度線偏振片121，下半部分為-45度線偏振片122，偏振片的形式不限于線偏振片，還可以是橢圓偏振片或圓偏振片，偏振片的偏振角度也不限于上述角度。相機(jī)鏡頭108之后連接一個線陣或者面陣的相機(jī)109，相機(jī)109通過連接線110連接到電腦111上。待檢測的樣品114B通過光學(xué)裝置100的45度線偏振片120前方時，相機(jī)109采集第一張圖，如圖9所示。待檢測的樣品114B通過光學(xué)裝置100的0度線偏振片119前方時，相機(jī)109采集第二張圖，如圖10所示。待檢測的樣品114A通過光學(xué)裝置100的0度線偏振片119前方時，相機(jī)109采集第三張圖，如圖11所示。所得的圖片中，前一張的下部分圖片和之后一張圖片的上半部分為一組，是同一個樣品的不同偏振方向的圖片。

實施例三

本實施例中的光學(xué)裝置100可對通過該光學(xué)裝置的同一個目標(biāo)的兩個光學(xué)效果進(jìn)行檢測，如圖12所示，首先使用光源112對在傳送帶113上的樣品114A和114B進(jìn)行照明(樣品114A和114B的排列方式如圖8所示)。光源112可以是條形光、板光等任何形式的光源，波長可以為任意波長。同時，照明方式可以是背光照明、正面照明等任何所需要的方式。

本實施例與實施例一的結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處在于，光學(xué)裝置100的入光口處安裝架106的前端，安裝有兩種不同光學(xué)效果的鏡片115和116，排列形式為左右排列。在本實施例中，光學(xué)裝置100的出光口處觀察窗104上，將相機(jī)鏡頭108直接安裝在本光學(xué)裝置上。除了在入光口處的安裝架106上安裝兩種不同光學(xué)效果的鏡片115和116外，也可在出光口處的安裝架上安裝兩種不同光學(xué)效果的鏡片117和118，排列形式為上下排列。相機(jī)鏡頭108之后連接一個線陣或者面陣的相機(jī)109，相機(jī)通過連接線110連接到電腦111上。待檢測的樣品114B通過光學(xué)裝置100的光學(xué)效果鏡片116前方時，相機(jī)109采集第一張圖，如圖9所示。待檢測的樣品114B通過光學(xué)裝置100的光學(xué)效果鏡片115前方時，相機(jī)109采集第二張圖，如圖10所示。待檢測的樣品114A通過本光學(xué)裝置100的光學(xué)效果鏡片115前方時，相機(jī)109采集第三張圖，如圖11所示。所得的圖片中，前一張的下部分圖片和之后一張圖片的上半部分為一組，是同一個樣品的不同光學(xué)效果的圖片。

需要說明的是實施例二和三描述了本實用新型的兩種不同使用場景，由于二者主要區(qū)別在于所采用的鏡片，所以對二者的成像情況均可以利用圖8-11來示意性說明。

上述三種實施例中的光學(xué)裝置，如果利用所成圖像進(jìn)行產(chǎn)品檢測，則需要對所得到的圖像進(jìn)行處理。具體而言，在每一幅采集的圖像中，我們使用腐蝕，膨脹等算法運(yùn)算，對樣品可能存在的缺陷進(jìn)行檢測，并給出測量結(jié)果。

雖然上面結(jié)合本實用新型的優(yōu)選實施例對本實用新型的原理進(jìn)行了詳細(xì)的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，上述實施例僅僅是對本實用新型的示意性實現(xiàn)方式的解釋，并非對本實用新型包含范圍的限定。實施例中的細(xì)節(jié)并不構(gòu)成對本實用新型范圍的限制，在不背離本實用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實用新型技術(shù)方案的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均落在本實用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。