專利名稱：一種三色結(jié)構(gòu)光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及照明光源技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種應(yīng)用靈活的、 能滿足高檔機器視覺應(yīng)用的三色結(jié)構(gòu)光源。
背景技術(shù)：
在機器視覺應(yīng)用工程中，光源種類包括同軸光、低角度光和背光三種。同 軸光有很好地體現(xiàn)平面特征的作用，角度光有很好地體現(xiàn)高度變化的作用。專 業(yè)生產(chǎn)光源的廠商很難滿足一些高要求的視覺檢測應(yīng)用，因為在視覺檢測的絕 大部分應(yīng)用中，檢測對象不在一個平面上，或雖然在一個平面上，但關(guān)注的內(nèi) 容分為有顏色區(qū)分類和有刻印痕跡類這兩類。在這些復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境下，往往 需要光源能同時具有可以很好地體現(xiàn)多種特征的特點，例如，需要同時能體現(xiàn) 平面特征和高度變化，因此必然要使用多種類型光源的組合模式，如同軸光 和低角度光的組合，同軸光和背光的組合等等。在實際應(yīng)用中，遇到最多的是 同軸光和低角度光的組合，但在現(xiàn)有的相關(guān)視覺產(chǎn)品中只是簡單的光源疊加， 而沒有一種很專業(yè)的光源產(chǎn)品。

實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種 設(shè)計嚴整、應(yīng)用靈活的三色結(jié)構(gòu)光源。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造1中三色結(jié)構(gòu)光 源，其中包括分布在兩個球心相同而半徑不同的球面上的頂部同軸照明部分和 底部低角度照明部分，所述頂部同軸照明部分設(shè)有至少一圈紅色發(fā)光二極管， 所述底部低角度照明部分設(shè)有至少一圈交叉均勻分布的綠色發(fā)光二極管和藍 色發(fā)光二極管。
在本實用新型所述的三色結(jié)構(gòu)光源中，所述頂部同軸照明部分中每圈的發(fā) 光二極管數(shù)量從上而下成等差數(shù)列。
在本實用新型所述的三色結(jié)構(gòu)光源中，所述底部低角度照明部分中每圈的 發(fā)光二極管數(shù)量從上而下成等差數(shù)列。
在本實用新型所述的三色結(jié)構(gòu)光源中，所述紅色發(fā)光二極管為凹頭或平頭 發(fā)光二極管，所述綠色發(fā)光二極管和藍色發(fā)光二極管為圓頭發(fā)光二極管。
在本實用新型所述的三色結(jié)構(gòu)光源中，所述頂部同軸照明部分和底部低角 度照明部分中相鄰圈上的發(fā)光二極管錯開排列。
在本實用新型所述的三色結(jié)構(gòu)光源中，所述各發(fā)光二極管可通過功率放大 電路與對應(yīng)顏色的亮度調(diào)節(jié)電路和開關(guān)控制電路相連。
在本實用新型所述的三色結(jié)構(gòu)光源中，所述亮度調(diào)節(jié)電路可單獨調(diào)節(jié)各組 顏色的發(fā)光二極管的發(fā)光強度。
在本實用新型所述的三色結(jié)構(gòu)光源中，所述開關(guān)控制電路可單獨調(diào)節(jié)各組 顏色的發(fā)光二極管的亮滅。
實施本實用新型的三色結(jié)構(gòu)光源，具有以下有益效果采用兩層圓環(huán)形的 發(fā)光二極管發(fā)光，頂層強調(diào)光的同軸照射效果，底層強調(diào)低角度照射效果的對 稱結(jié)構(gòu)光源，可以使光源視野范圍內(nèi)的光照均勻、色溫可調(diào)，可同時突出成像 物體的平面圖像特征和非平面圖像特征，也可突出印刷體字符、圖案和刻痕的 成像特征，可單獨調(diào)節(jié)各組顏色的發(fā)光二極管的發(fā)光強度及其亮滅，可適當(dāng)抑 制了同顏色光大面積鏡面效應(yīng)，從而可滿足高檔機器的視覺應(yīng)用。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一歩說明，附圖中
圖1是本實用新型中三色結(jié)構(gòu)光源的設(shè)計原理圖2是本實用新型中三色結(jié)構(gòu)光源的模型圖3是本實用新型中三色結(jié)構(gòu)光源的電路控制模塊示意圖4是本實用新型的三色結(jié)構(gòu)光源中的凹頭紅色發(fā)光二極管的示意圖5是本實用新型的三色結(jié)構(gòu)光源中的平頭紅色發(fā)光二極管的不意圖6是本實用新型的三色結(jié)構(gòu)光源中的圓頭綠色和藍色發(fā)光二極管的示 意圖。
具體實施方式
如圖1所示，在本實用新型的三色結(jié)構(gòu)光源中，包括頂部同軸照明部分
102和底部低角度照明部分103兩部分。頂部同軸照明部分和底部低角度照明
部分分別分布在兩個同心球面上，且這兩個球面的半徑不相同。頂部同軸照明
部分102所處球面的半球頂部開有通光孔101，用于伸入照相機鏡頭等。在頂 部同軸照明部分102安裝紅色發(fā)光二極管(LED)，從上往下，每圈LED燈的 數(shù)量按等差數(shù)列。底部低角度照明部分采用綠色LED和藍色LED交叉均勻分 布，從上往下，每圈LED燈的數(shù)量成等差數(shù)列，相鄰圈上的LED燈錯開排列。 光源底部到成像物的距離106即為低角度照明部分最下層的發(fā)光二極管距離 成像物的垂直距離。
在圖1中，視野區(qū)域105位于頂部同軸照明部分和底部低角度照明部分的 球心處。線條104表示發(fā)光區(qū)域的中心與球心的連線。線條107表示光源的發(fā) 光方向，兩組光按線條方向均勻投射在視野區(qū)域105上.。這樣可使視野區(qū)域的 光照非常均勻。由于同軸光有很好地體現(xiàn)平面特征的作用，而角度光有很好地 體現(xiàn)高度變化的作用，本實用新型的三色結(jié)構(gòu)光源將頂部同軸照明部分和底部 低角度照明部分設(shè)在兩個同心球面上，可以同時突出成像物體的平面圖像特征 和非平面圖像特征，也可突出印刷體字符、圖案和刻痕的成像特征。此外，由 于頂部同軸照明部分采用了紅色LED，而底部低角度照明部分交叉均勻分布 了綠色LED和藍色LED，這樣可適當(dāng)抑制了同顏色光大面積鏡面效應(yīng)，即抑 制了光暈現(xiàn)象。
如圖2所示，是本實用新型中三色結(jié)構(gòu)光源的模型圖，照相機201可以從 通光孔處看到成像物體204。頂部同軸照明部分202和底部低角度照明部分203 分別分布在兩個同心球面上，視野范圍位于頂部同軸照明部分202和底部低角 度照明部分203的球心處。
如圖3所示，各組顏色的LED燈可分別按若干個串聯(lián)在一起成為一組， 各組LED燈串聯(lián)電阻后再通過功率放大電路與對應(yīng)顏色的亮度調(diào)節(jié)電路和開 關(guān)控制電路相連。如，紅色LED可釆用六個一組串聯(lián)，綠色LED燈可釆用五 個一組串聯(lián)，而藍色LED燈可采用五個一組串聯(lián)。通過亮度調(diào)節(jié)電路，可單 獨調(diào)節(jié)各顏色LED燈的發(fā)光強度。通過開關(guān)控制電路，也可單獨控制各顏色 LED燈的點亮和熄滅。
在本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，頂部同軸照明部分的設(shè)計如下在直 徑為200mm的半球上，頂部開直徑為41mm的通光孔。在緊靠通光孔，寬25mm 的球面上，向里安裝發(fā)紅色光的凹頭LED，圖4是該凹頭LED的示意圖。當(dāng) 然，在此紅色LED也可采用平頭LED，如圖5所示。由上往下分五圈，每圈 LED燈的數(shù)量成等差數(shù)列，分別為30、 36、 42、 48、 54,(共210顆)，均勻 分布在規(guī)定的球面上。這些LED燈按六個一組串聯(lián)電阻后與紅色光亮度調(diào)節(jié) 輸出電路相連。
底部低角度照明部分的設(shè)計是在直徑為170mm的半球上，距離半球底 面高30mm、寬38mm的球面上，向里安裝發(fā)藍色光的圓頭LED和發(fā)綠色光 的圓頭LED燈，圖6是該圓頭LED的示意圖。兩種顏色的LED燈數(shù)量相等， 分七圈，每圈LED燈的數(shù)量成等差數(shù)列，數(shù)量分別為50、 60、 70、 80、 90、 100、 110(共560顆)，且兩種顏色的LED燈均勻交錯分布。發(fā)綠色光的圓頭 LED燈按五個一組串聯(lián)電阻后與綠色光亮度調(diào)節(jié)輸出電路相連，發(fā)藍色光的 圓頭LED燈按五個一組串聯(lián)電阻后與藍色光亮度調(diào)節(jié)輸出電路相連。
采用該實用新型的三色結(jié)構(gòu)光源，可以靈活應(yīng)用在平面印刷字符檢測，激 光刻印字符檢測，表面劃痕檢測，平滑表面凸點檢測等領(lǐng)域，實用性很高。
本實用新型的三色結(jié)構(gòu)光源采用兩層圓環(huán)形的發(fā)光二極管發(fā)光，頂層強調(diào) 光的同軸照射效果，底層強調(diào)底部低角度照射效果的對稱結(jié)構(gòu)光源，可以使光 源視野范圍內(nèi)的光照均勻、色溫可調(diào)，可同時突出成像物體的平面圖像特征和 非平面圖像特征，也可突出印刷體字符、圖案和刻痕的成像特征，可單獨調(diào)節(jié) 各組顏色的發(fā)光二極管的發(fā)光強度及其亮滅，可適當(dāng)抑制了同顏色光大面積鏡 面效應(yīng)，從而可滿足高檔機器的視覺應(yīng)用。
權(quán)利要求1、一種三色結(jié)構(gòu)光源，其特征在于，其中包括分布在兩個球心相同而半徑不同的球面上的頂部同軸照明部分和底部低角度照明部分，所述頂部同軸照明部分設(shè)有至少一圈紅色發(fā)光二極管，所述底部低角度照明部分設(shè)有至少一圈交叉均勻分布的綠色發(fā)光二極管和藍色發(fā)光二極管。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三色結(jié)構(gòu)光源，其特征在于，所述頂部同軸照 明部分中每圈的發(fā)光二極管數(shù)量從上而下成等差數(shù)列。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三色結(jié)構(gòu)光源，其特征在于，所述底部低角度 照明部分中每圈的發(fā)光二極管數(shù)量從上而下成等差數(shù)列。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的三色結(jié)構(gòu)光源，其特征在于，所述紅色發(fā) 光二極管為凹頭或平頭發(fā)光二極管，所述綠色發(fā)光二極管和藍色發(fā)光二極管為 圓頭發(fā)光二極管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的三色結(jié)構(gòu)光源，其特征在于，所述頂部同軸照 明部分和底部低角度照明部分中相鄰圈上的發(fā)光二極管錯開排列。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的三色結(jié)構(gòu)光源，其特征在于，所述各發(fā)光二極 管可通過功率放大電路與對應(yīng)顏色的亮度調(diào)節(jié)電路和開關(guān)控制電路相連。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的三色結(jié)構(gòu)光源，其特征在于，所述亮度調(diào)節(jié)電 路可單獨調(diào)節(jié)各組顏色的發(fā)光二極管的發(fā)光強度。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的三色結(jié)構(gòu)光源，其特征在于，所述開關(guān)控制電 路可單獨調(diào)節(jié)各組顏色的發(fā)光二極管的亮滅。
專利摘要本實用新型涉及一種三色結(jié)構(gòu)光源，其中包括分布在兩個同心球面上的頂部同軸照明部分和底部低角度照明部分，頂部同軸照明部分設(shè)有至少一圈紅色發(fā)光二極管，底部低角度照明部分設(shè)有至少一圈交叉均勻分布的綠色發(fā)光二極管和藍色發(fā)光二極管。頂部同軸照明部分中每圈的發(fā)光二極管數(shù)量從上而下成等差數(shù)列。底部低角度照明部分中每圈的發(fā)光二極管數(shù)量從上而下成等差數(shù)列。本實用新型可使光源視野范圍內(nèi)的光照均勻、色溫可調(diào)，可同時突出成像物體的平面圖像特征和非平面圖像特征，也可突出印刷體字符、圖案和刻痕的成像特征，可單獨調(diào)節(jié)各組顏色的發(fā)光二極管的發(fā)光強度及其亮滅，可適當(dāng)抑制了同顏色光大面積鏡面效應(yīng)，從而可滿足高檔機器的視覺應(yīng)用。
文檔編號F21Y101/02GK201014316SQ200620016748
公開日2008年1月30日 申請日期2006年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月25日
發(fā)明者張友文 申請人:張友文