本實(shí)用新型涉及物料分選領(lǐng)域,特別是涉及一種適用于色選機(jī)的自帶背光源的相機(jī)對準(zhǔn)工裝。
背景技術(shù):
色選機(jī)是一種集氣、光電、機(jī)械為一體的裝備。色選機(jī)在使用時,物料通過相機(jī)視野,物料的圖像信息被相機(jī)傳感器采集到,經(jīng)傳感器傳送給處理器進(jìn)行處理分析并發(fā)出指令由氣動噴嘴將不合要求的物料噴出。色選機(jī)相機(jī)在采集圖像前都需要用相機(jī)對準(zhǔn)工裝進(jìn)行精確對準(zhǔn),傳統(tǒng)的色選機(jī)相機(jī)對準(zhǔn)工裝采用黑色氧化鋁板,并在其表面用激光切割線孔,利用背景燈照射工裝后表面,透過線孔從前表面出射,相機(jī)在黑色對準(zhǔn)工裝的正前方,能觀察到黑色背景下的亮條紋。
由于色選機(jī)都對產(chǎn)量要求較高,因而需要配備多個通道,在多通道色選機(jī)中,每個通道的背景燈光源亮度可能存在差異,這樣會導(dǎo)致每個通道對準(zhǔn)相機(jī)時的基準(zhǔn)存在差異,結(jié)果導(dǎo)致各個通道的相機(jī)對準(zhǔn)后的一致性不好。另外,對于前視或后視有多個相機(jī)的色選機(jī),為了空間緊湊或方便安裝更換燈管,可能采用無背景燈結(jié)構(gòu),此時相機(jī)對準(zhǔn)一般不能采用傳統(tǒng)的透射方式,而采用反射式的相機(jī)對準(zhǔn)工裝,這種反射式工裝一般采用表面噴成白色的鋁板,并用激光切割線孔。在對準(zhǔn)相機(jī)時,打開相機(jī)同側(cè)的主燈,照亮白色相機(jī)對準(zhǔn)工裝,處于工裝正前方的相機(jī)就能觀察到白色背景下的暗條紋,但實(shí)際應(yīng)用中由于生產(chǎn)加工而產(chǎn)生的雜散光影響使得這種圖像對比度不高,從而造成相機(jī)對準(zhǔn)的精度不高,為了提高對準(zhǔn)精度,還是需要一種能夠提供黑色背景下亮條紋的工裝來解決這個問題。另外,有些精度很高的色選機(jī),比如分選農(nóng)作物果實(shí)上的小霉點(diǎn)的色選機(jī)就需要用到高分辨率相機(jī),這樣對相機(jī)對準(zhǔn)工裝的質(zhì)量也提出了很高的要求,要求工裝上的線孔平整無毛刺,而普通的工裝通過對板材進(jìn)行激光切割的方式制作圖案,板材有一定的厚度,激光切割精度也有限,因此無法保證切割面的平整和無毛刺,而毛刺的存在會引起部分雜散光進(jìn)入相機(jī),導(dǎo)致相機(jī)對準(zhǔn)效果不理想。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有技術(shù)下的上述缺陷,本實(shí)用新型的目的在于提供一種自帶背光源的相機(jī)對準(zhǔn)工裝,解決了現(xiàn)有技術(shù)下產(chǎn)生的問題,消除了多通道色選機(jī)各個通道相機(jī)對準(zhǔn)后一致性不好的問題,而且無需背景燈,簡化了色選機(jī)分選箱內(nèi)部結(jié)構(gòu),避免了背景燈產(chǎn)生的熱量。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
一種自帶背光源的相機(jī)對準(zhǔn)工裝,包括導(dǎo)光板和位于所述導(dǎo)光板左右兩側(cè)的第一光源室和第二光源室,所述第一光源室內(nèi)設(shè)有若干第一光源,所述第一光源的出光方向位于所述導(dǎo)光板左側(cè)壁的水平中心線上,所述第二光源室內(nèi)設(shè)有若干第二光源,所述第二光源的出光方向位于所述導(dǎo)光板右側(cè)壁的水平中心線上,所述導(dǎo)光板的上壁表面設(shè)有黑色塑料膜片,所述塑料膜片上設(shè)有若干用于透光的透光部,所述透光部的形狀相同或不同,所述導(dǎo)光板的下壁上設(shè)有若干凸起的微棱鏡結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選的,所述微棱鏡結(jié)構(gòu)包括靠近光源室的近光面和遠(yuǎn)離光源室的遠(yuǎn)光面,所述導(dǎo)光板下壁與所述近光面和遠(yuǎn)光面之間的夾角為近光源角和遠(yuǎn)光源角,所述遠(yuǎn)光面上還設(shè)有反射薄膜。
優(yōu)選的,所述反射薄膜電鍍在所述遠(yuǎn)光面上,不同微棱鏡結(jié)構(gòu)上的所述反射薄膜相同或不同。
優(yōu)選的,所述近光源角的角度為20°-40°。
優(yōu)選的,所述遠(yuǎn)光源角的角度為30°-40°。
優(yōu)選的,所述微棱鏡結(jié)構(gòu)由所述第一光源室和第二光源室向所述導(dǎo)光板方向由疏到密分布。
優(yōu)選的,所述微棱鏡結(jié)構(gòu)的體積由所述第一光源室和第二光源室向所述導(dǎo)光板方向由小到大均勻分布。
優(yōu)選的,所述第一光源和第二光源為LED光源、鹵素?zé)艋蚣す夤庠粗械囊环N或多種。
優(yōu)選的,所述透光部的加工方式為印刷或蝕刻。
優(yōu)選的,所述相機(jī)對準(zhǔn)工裝整體左右對稱。
本實(shí)用新型的有益效果為:
本實(shí)用新型的反光板上蝕刻有微棱鏡結(jié)構(gòu),可替代傳統(tǒng)背光源的散射膜和一片增亮膜,使工裝整體結(jié)構(gòu)更加緊湊,使用效果更佳,消除了色選機(jī)不同通道之間相機(jī)對準(zhǔn)時一致性不好的問題。而且本實(shí)用新型無需背景燈,避免了背景燈工作產(chǎn)生的熱量,簡化了色選機(jī)分選箱內(nèi)部的結(jié)構(gòu),改善了分選箱的散熱問題,使設(shè)備整體更加可靠。
本實(shí)用新型通過控制微棱鏡結(jié)構(gòu)即可得到符合要求的光線。通過控制微棱鏡結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)光源角來改變光源從導(dǎo)光板上表面射出的方向;通過控制微棱鏡結(jié)構(gòu)的空間分布,來控制輸出光線的亮度和均勻性。通過控制微棱鏡的結(jié)構(gòu)使本實(shí)用新型具有較強(qiáng)的適用性,不僅能夠適用單相機(jī)對準(zhǔn),還能夠適用于雙相機(jī)的對準(zhǔn)。
本實(shí)用新型整體更加輕薄、結(jié)構(gòu)簡單、易于加工、方便安裝且不易損傷滑道。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡圖;
圖2是本實(shí)用新型微棱鏡結(jié)構(gòu)122的局部放大圖;
圖3是本實(shí)用新型微棱鏡結(jié)構(gòu)123的局部放大圖;
圖4是圖1的主視圖;
圖5為本實(shí)用新型微棱鏡結(jié)構(gòu)光路傳播示意圖;
圖6為本實(shí)用新型對準(zhǔn)單相機(jī)工作的示意圖;
圖7為本實(shí)用新型對準(zhǔn)雙相機(jī)工作的示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1-4,本實(shí)用新型公開了一種自帶背光源的相機(jī)對準(zhǔn)工裝1,包括導(dǎo)光板12和位于所述導(dǎo)光板左右兩側(cè)的第一光源室10和第二光源室11,所述第一光源室內(nèi)設(shè)有若干第一光源101,所述第一光源的出光方向位于所述導(dǎo)光板左側(cè)壁120的水平中心線上(導(dǎo)光板位于圖1中XZ坐標(biāo)軸內(nèi)的面中X方向的中心線),所述第一光源的數(shù)量為1-3顆。所述第二光源室內(nèi)設(shè)有若干第二光源111,所述第二光源的出光方向位于所述導(dǎo)光板右側(cè)壁121的水平中心線上(導(dǎo)光板位于圖1中XZ坐標(biāo)軸內(nèi)的面中X方向的中心線),所述第二光源的數(shù)量為1-3顆。所述導(dǎo)光板的上壁13的原材料為PMMA、PC等塑料,所述導(dǎo)光板的上壁表面設(shè)有黑色塑料膜片124,以阻擋不必要的光線到達(dá)相機(jī),所述塑料膜片上設(shè)有若干用于透光的透光部,所述導(dǎo)光板的下壁14上設(shè)有若干凸起的微棱鏡結(jié)構(gòu)122、123。
本實(shí)用新型由第一光源和第二光源發(fā)出的光分別經(jīng)過導(dǎo)光板左右側(cè)壁的耦合后進(jìn)入導(dǎo)光板內(nèi),導(dǎo)光板一方面將光源發(fā)出的光沿著光源的方向傳導(dǎo),另一方面將照射到導(dǎo)光板下壁上的光線經(jīng)過微棱鏡結(jié)構(gòu)作用后偏離原來的傳播方向并以一定的角度從導(dǎo)光板上壁的透光部射出后被線陣相機(jī)接收觀察,進(jìn)行進(jìn)一步的對準(zhǔn)操作。
所述微棱鏡結(jié)構(gòu)包括靠近光源室的近光面和遠(yuǎn)離光源室的遠(yuǎn)光面1223,所述導(dǎo)光板下壁與所述近光面和遠(yuǎn)光面之間的夾角為近光源角1222和遠(yuǎn)光源角1221,所述遠(yuǎn)光面上還設(shè)有反射薄膜1224,所述反射薄膜電鍍在所述遠(yuǎn)光面上,不同微棱鏡結(jié)構(gòu)上的所述反射薄膜相同或不同。優(yōu)選的,所述反射薄膜的設(shè)置與對應(yīng)光線的傳播距離相適應(yīng),根據(jù)不同的傳播距離設(shè)有對應(yīng)于該傳播波長的反射薄膜。
如圖5所示為本實(shí)用新型微棱鏡結(jié)構(gòu)122光路傳播示意圖,微棱鏡結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)光面鍍有針對該傳播波長的反射薄膜,兩條光線射向棱鏡遠(yuǎn)光面后被反射薄膜反射,并從導(dǎo)光板出射,出射光的角度主要由遠(yuǎn)光源角決定,近光源角對出射光線角度影響較小。本實(shí)用新型中所述近光源角的角度為20°-40°,所述遠(yuǎn)光源角的角度為30°-40°。光線在導(dǎo)光板中的傳播遵從比爾朗伯定律:,其中:和分別為出射和入射光通量,為吸收系數(shù),為光線傳播距離。
當(dāng)光線在導(dǎo)光板中的傳播遠(yuǎn)離第一光源或第二光源時,光通量變小,影響出射光的質(zhì)量,此時可通過優(yōu)化微棱鏡結(jié)構(gòu)的排布來改善光通量。其具體優(yōu)化方法為:所述微棱鏡結(jié)構(gòu)由所述第一光源室和第二光源室向所述導(dǎo)光板方向由疏到密分布,靠近光源室的所述微棱鏡結(jié)構(gòu)分布疏。所述微棱鏡結(jié)構(gòu)的體積由所述第一光源室和第二光源室向所述導(dǎo)光板方向由小到大均勻分布,靠近光源室的所述微棱鏡結(jié)構(gòu)的體積大。結(jié)合以上兩種優(yōu)化方法來達(dá)到控制從導(dǎo)光板出射光的均勻性,使從導(dǎo)光板各個位置出射的光源的光通量基本相同。
所述第一光源和第二光源為LED光源、鹵素?zé)艋蚣す夤庠粗械囊环N或多種。所述第一光源和第二光源發(fā)出的波段可為紫外光、可見光或紅外光中的一種或多種組合。
所述透光部為多個,所述透光部的加工方式為印刷或蝕刻,所述透光部的形狀相同或不同。優(yōu)選的,可以在所述塑料膜片上依次設(shè)置五個透明的透光部131、132、133、134、135,其中透光部131、133、135為窄的矩形條,透光部為132和134為近似十字的叉絲,進(jìn)一步的,這種近似十字叉絲是不對稱的,采用上面兩條線形下面三條線形的結(jié)構(gòu)。
所述相機(jī)對準(zhǔn)工裝整體左右對稱(即在Y軸延伸方向上對稱分布),采用對稱分布的結(jié)構(gòu)有利于光線的傳導(dǎo)。
圖6-7為本實(shí)用新型應(yīng)用到色選機(jī)中的效果圖,其中圖6為本實(shí)用新型對準(zhǔn)單相機(jī)工作的示意圖,圖7為本實(shí)用新型對準(zhǔn)雙相機(jī)工作的示意圖,對準(zhǔn)工裝架靠在噴嘴組件4上,并且工裝的下壁面和滑道3保持平行。
圖6中設(shè)有單相機(jī)2,所述相機(jī)的類型與所述第一光源和第二光源發(fā)出的光相適應(yīng),可以為可見光相機(jī)、紫外光相機(jī)或者紅外光相機(jī)。
圖7中設(shè)有雙相機(jī)2、21,所述相機(jī)的類型與所述第一光源和第二光源發(fā)出的光相適應(yīng),可以為可見光相機(jī)、紫外光相機(jī)或者紅外光相機(jī)。
本實(shí)用新型公開的各優(yōu)選和可選的技術(shù)手段,除特別說明外及一個優(yōu)選或可選技術(shù)手段為另一技術(shù)手段的進(jìn)一步限定外,均可以任意組合,形成若干不同的技術(shù)方案。