專利名稱：Led多色線光源及其制作工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種為線陣圖像傳感器提供掃描圖像和獲取圖像信號所需要的線形多色照明光源及其制作工藝。屬于線陣圖像傳感器所用線光源及其制作工藝的創(chuàng)新技術。
背景技術：
目前，圖像傳感器按結構分為兩大類，分別為面陣圖像傳感器和線陣圖像傳感器。線陣圖像傳感器在高精度、高分辨率、大幅面和運動圖像的檢測中比面陣圖像傳感器有許多的優(yōu)越性，因而應用非常廣泛。由于高速、高精度圖像獲取，不同被測物體表面材料對不同波長照明光有不同的反射系數(shù)以及不同被測物體有不同的表面形狀等情況，對照明光源提出了如下要求1、照明光源在掃描線上應有合適和均勻的光強，為提高照明光源的效能比，宜采用線光源；2、由于不同被測物體表面材料對不同波長照明光有不同的反射系數(shù)，照明光源應能提供可調的不同波長的照明光；3、由于被測物體表面形狀的各異，照明光源應能提供可調的不同入射角度的照明光。目前國內(nèi)外線陣圖像傳感器所用的線光源有單色的線光源，其通過安裝調整實現(xiàn)不同入射角度的照明光，但其存在的缺點是不能提供可調的不同波長的照明光；另外，還有多色的環(huán)形和矩形的固定入射角度的面光源，其存在的缺點是不能提供可調的不同入射角度的照明光。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種不僅在掃描線上有合適和均勻的光強，而且能提供可調的不同波長及不同入射角度照明光的LED多色線光源。本發(fā)明的效能比高，調整波長及入射角度容易，可實現(xiàn)線陣圖像傳感器對照明光源的光強、波長和入射角度的要求。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制作簡單方便，成本低，效率高的LED多色線光源的制作工藝。
本發(fā)明LED多色線光源的結構示意圖如圖1所示，包括有若干種顏色的LED，相同顏色的LED分成若干列等間距排列在支架(1)的圓柱面上，相同顏色的兩列LED錯開二分之一間距，LED的光軸的延長線經(jīng)過支架(1)圓柱面的圓心，與支架(1)圓柱面的徑向重疊。
上述LED包括有三種顏色，相同顏色的LED分成兩列等間距排列在支架(1)的圓柱面上，三種顏色的LED共排列成六列，相同顏色的兩列LED錯開二分之一間距。
上述LED包括有藍色LED列(2)、綠色LED列(3)、紅色LED列(4)三種顏色。
上述藍色LED列(2)排列在與Z軸最小夾角處，其次排列綠色LED列(3)，紅色LED列(4)與Z軸有最大夾角，相同顏色LED列與Z軸對稱排列。
本發(fā)明LED多色線光源的制作工藝包括下列步驟1)把若干種顏色的LED分成若干列，其中相同顏色的LED分成若干列等間距和長度排列在支架(1)的圓柱面；2)使LED的光軸的延長線經(jīng)過支架(1)圓柱面的圓心，即與支架(1)圓柱面的徑向重疊；3)使若干列的若干種顏色的LED在X＝0所在平面與平行于Z軸的平面相交位置處產(chǎn)生一個照明光線；4)分別調節(jié)若干種顏色的LED的光強，以產(chǎn)生多色的線光。
上述步驟1)中LED的間距根據(jù)LED光強隨視角變化曲線確定；上述相同顏色的兩列LED在Y方向上錯開二分之一間距。
上述支架(1)的圓柱面半徑根據(jù)LED的聚光距離確定。
上述步驟1)中LED列的長度至少比要求照明長度長2個光斑直徑。
上述所有LED列可以在該圓圓周上移動，以調節(jié)照明角度。
上述支架(1)在X＝0所在平面與平行于Z軸的平面相交位置處開有通光矩形口(5)。
上述通光矩形口(5)的長度為LED列長、寬度為2mm。
本發(fā)明由于采用由LED組成多色線光源的結構，其與現(xiàn)有技術線光源相比，具有以下特點1、本發(fā)明光強分布較均勻，最大偏差為10％；線光長度可根據(jù)要求方便制作，是一個優(yōu)質的線光源。
2、光源的效能比高。
3、分別改變紅、綠、藍色光的光強，通過三色光的疊加，可以產(chǎn)生多色的線光，滿足對不同被測物體的精確圖像獲取要求，產(chǎn)生的多色光的波長從430nm～655nm，主要顏色有藍、青、深綠、綠、黃、橘黃和紅等。
4、照明角度調節(jié)方便，并且不改變光強和顏色，有利于對各種被測物體表面形狀的檢測，其平均照明角度(與Z軸的夾角)從28°～62°。
本發(fā)明是一種效能比高，調整波長及入射角度容易，可實現(xiàn)線陣圖像傳感器對照明光源的光強、波長和入射角度的要求的LED多色線光源。
本發(fā)明LED多色線光源的制作工藝簡單方便，成本低，效率高。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖；圖2為本發(fā)明光強與視角的關系曲線；圖3-1為本發(fā)明LED列安裝模塊的主視圖3-2為本發(fā)明LED列安裝模塊的側視圖；圖3-3為本發(fā)明LED列安裝模塊的俯視圖；圖4為本發(fā)明LED列安裝模塊安裝在支架(1)圓柱面上的結構示意圖。
具體實施例方式實施例本發(fā)明LED多色線光源的結構示意圖如圖1所示，包括有若干種顏色的LED，相同顏色的LED分成若干列等間距排列在支架(1)的圓柱面上，相同顏色的兩列LED錯開二分之一間距，LED的光軸的延長線經(jīng)過支架(1)圓柱面的圓心，與支架(1)圓柱面的徑向重疊。
上述LED包括有三種顏色，相同顏色的LED分成兩列等間距排列在支架(1)的圓柱面上，三種顏色的LED共排列成六列，相同顏色的兩列LED錯開二分之一間距。本實施例中，上述LED包括有藍色LED列(2)、綠色LED列(3)、紅色LED列(4)三種顏色。
本發(fā)明LED多色線光源的制作工藝如下1.選用LSE3024、LSG3024、LSB3024紅、綠、藍三種顏色的LED，其相關的主要參數(shù)為
2.根據(jù)光強與視角的關系曲線，確定LED列的間距光強與視角的關系曲線如圖2所示，其近似為一半橢圓曲線。
間距＝9×tan20°＝3.276mm。D1，D2，…，Dn為一列上的LED，D1’，D2’，…，Dn’為另一列上的LED。
經(jīng)兩列LED光強疊加后的特征值為
上述光強平均值為1.812，與平均光強比較，光強最大偏差為10％。
上述所有LED列可以在該圓圓周上移動，以調節(jié)照明角度。
上述藍色LED列(2)排列在與Z軸最小夾角處，其次排列綠色LED列(3)，紅色LED列(4)與Z軸有最大夾角，相同顏色LED列與Z軸對稱排列。
上述支架(1)的圓柱面半徑根據(jù)LED的聚光距離確定。因LED的聚光距離為9mm，故支架(1)的圓柱面半徑為9mm。上述支架(1)在X＝0所在平面與平行于Z軸的平面相交位置處開有通光矩形口(5)，本實施例中，支架(1)在X＝0的面和Z＝支架(1)的圓柱面半徑+12mm的面相交形成的線處開有通光矩形口(5)，通光矩形口(5)的長度為LED列長、寬度為2mm。
3、根據(jù)需照明的線光長度L’，確定LED列長L因為LED列的長度至少比要求照明長度長2個光斑直徑。
故L≥L’+64、按照圖3加工LED列安裝模塊6塊，3塊作為一個模塊組，另外三塊在Y向與前三塊錯開二分之一間距。按照圖1安裝這兩個模塊組。A面在半徑為9mm的圓柱面上。
5、根據(jù)LSB3024的工作電壓為3.5V，工作電流為40mA；LSG3024的工作電壓為3.5V，工作電流為40mA和LSE3024的工作電壓為2.2V，工作電流為50mA，選用12V直流電源。根據(jù)其串并聯(lián)情況，計算出限流電阻，連接光源電路即可。
權利要求
1.一種LED多色線光源，其特征在于包括有若干種顏色的LED，其中相同顏色的LED分成若干列等間距排列在支架(1)的圓柱面上，且相同顏色的兩列LED錯開二分之一間距，LED的光軸的延長線經(jīng)過支架(1)圓柱面的圓心，與支架(1)圓柱面的徑向重疊。
2.根據(jù)權利要求1所述的LED多色線光源，其特征在于上述LED包括有三種顏色，相同顏色的LED分成兩列等間距排列在支架(1)的圓柱面上，三種顏色的LED共排列成六列，相同顏色的兩列LED錯開二分之一間距。
3.根據(jù)權利要求2所述的LED多色線光源，其特征在于上述LED包括有藍色LED列(2)、綠色LED列(3)、紅色LED列(4)三種顏色。
4.根據(jù)權利要求3所述的LED多色線光源，其特征在于上述藍色LED列(2)排列在與Z軸最小夾角處，其次排列綠色LED列(3)，紅色LED列(4)與Z軸有最大夾角，相同顏色LED列與Z軸對稱排列。
5.一種根據(jù)權利要求1所述LED多色線光源的制作工藝，其特征在于包括下列步驟1)把若干種顏色的LED分成若干列，其中相同顏色的LED分成若干列等間距和長度排列在支架(1)的圓柱面；2)使LED的光軸的延長線經(jīng)過支架(1)圓柱面的圓心，即與支架(1)圓柱面的徑向重疊；3)使若干列的若干種顏色的LED在X＝0所在平面與平行于Z軸的平面相交位置處產(chǎn)生一個照明光線；4)分別調節(jié)若干種顏色的LED的光強，以產(chǎn)生多色的線光。
6.根據(jù)權利要求5所述的LED多色線光源的制作工藝，其特征在于上述步驟1)中LED的間距根據(jù)LED光強隨視角變化曲線確定；上述相同顏色的兩列LED在Y方向上錯開二分之一間距。
7.根據(jù)權利要求5所述的LED多色線光源的制作工藝，其特征在于上述支架(1)的圓柱面半徑根據(jù)LED的聚光距離確定。
8.根據(jù)權利要求5所述的LED多色線光源的制作工藝，其特征在于上述步驟1)中LED列的長度至少比要求照明長度長2個光斑直徑。
9.根據(jù)權利要求5所述的LED多色線光源的制作工藝，其特征在于上述所有LED列可以在該圓圓周上移動，以調節(jié)照明角度。
10.根據(jù)權利要求5所述的LED多色線光源的制作工藝，其特征在于上述支架(1)在X＝0所在平面與平行于Z軸的平面相交位置處開有通光矩形口(5)。
全文摘要
本發(fā)明是一種為線陣圖像傳感器提供掃描圖像和獲取圖像信號所需要的線形多色照明光源及其制作工藝。包括有若干種顏色的LED，相同顏色的LED分成若干列等間距排列在支架(1)的圓柱面上，相同顏色的兩列LED錯開二分之一間距，LED的光軸的延長線經(jīng)過支架(1)圓柱面的圓心，與支架(1)圓柱面的徑向重疊。本發(fā)明的LED多色線光源不僅在掃描線上有合適和均勻的光強，而且能提供可調的不同波長及不同入射角度照明光。本發(fā)明的效能比高，調整波長及入射角度容易，可實現(xiàn)線陣圖像傳感器對照明光源的光強、波長和入射角度的要求。本發(fā)明的LED多色線光源的制作工藝簡單方便，成本低，效率高。
文檔編號H01L33/00GK1588653SQ20041005170
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權日2004年9月30日
發(fā)明者徐杜, 蔣永平, 申柏華 申請人:廣東工業(yè)大學