一种可切换颜色的光源及其制备方法与流程

1.本发明实施例涉及机器视觉技术领域，尤其涉及一种可切换颜色的光源及其制备方法。


背景技术：

2.目前在机器视觉行业和照明等技术领域，往往需要多区域多颜色切换的光源，现有的光源尽管实现了多个区域单独发出不同颜色的光，但是目前的一些多颜色光源存在两个缺点：1、各个发光区域边界过渡是模糊的，即各个发光区域边界部分的亮度是连续下降且不均匀的，这种光照下，获取的图片，增加了算法处理难度；2、为了让边界锐利，在各个发光区域边界直接加入物理阻隔，使各个发光区域边界过渡锐利，但由于物理阻隔不会发光，使得各个区域的边界是不连续的，从而导致多个发光区域之间对应过渡区域没有光照，所以在图像中呈现为黑色，这种情况也会导致拍摄的图片效果大打折扣。


技术实现要素：

3.本发明提供一种可切换颜色的光源及其制备方法，以实现发光颜色可切换，且发光区域边界锐利、发光面连续的光源。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种可切换颜色的光源，包括：
5.光源，所述光源用于出射光束；
6.滤光装置，所述滤光装置位于所述光束的传播路径上；
7.所述光源包括第一颜色光源和第二颜色光源，所述第一颜色光源用于出射第一颜色光，所述第二颜色光源用于出射第二颜色光；
8.所述滤光装置包括第一滤光区域和第二滤光区域，所述第一滤光区域用于通过第一颜色光，所述第二滤光区域用于通过第二颜色光；
9.所述第一颜色光和所述第二颜色光为互补色光。
10.可选的，所述第一颜色光源与所述第一滤光区域对应设置，所述第二颜色光源与所述第二滤光区域对应设置。
11.可选的，所述第一颜色光为绿色光，所述第二颜色光为红色光；
12.或者，所述第一颜色光为黄色光，所述第二颜色光为紫色光；
13.或者，所述第一颜色光为橙色光，所述第二颜色光为蓝色光。
14.可选的，所述滤光装置包括一体成型的光漫射板，所述光漫射板包括第一漫射分部和第二漫射分部；
15.所述第一漫射分部位于所述第一滤光区域，所述第一漫射分部用于通过第一颜色光；
16.所述第二漫射分部位于所述第二滤光区域，所述第二漫射分部用于通过第二颜色光。
17.可选的，所述滤光装置包括透射基板和设置于所述透射基板一侧的滤光膜；
18.所述滤光膜包括第一颜色滤光膜和第二颜色滤光膜，所述第一颜色滤光膜位于所述第一滤光区域，所述第二颜色滤光膜位于所述第二滤光区域；
19.或者，
20.所述滤光装置包括透射基板和设置于所述透射基板一侧的滤光涂层；
21.所述滤光涂层包括第一颜色滤光涂层和第二颜色滤光涂层，所述第一颜色滤光涂层位于所述第一滤光区域，所述第二颜色滤光涂层位于所述第二滤光区域。
22.可选的，所述透射基板包括光漫射板或者透明基板。
23.可选的，所述第一滤光区域和所述第二滤光区域沿第一方向交替排布，其中，所述第一方向与所述光束的传播方向相交。
24.可选的，所述第一滤光区域和所述第二滤光区域沿第二方向交替排布，其中，所述第二方向与所述第一方向相交。
25.可选的，所述滤光装置的发光面为平面或曲面。
26.第二方面，本发明实施例还提供了一种可切换颜色的光源的制备方法，该方法包括：
27.制备光源，所述光源用于出射光束，所述光源包括第一颜色光源和第二颜色光源，所述第一颜色光源用于出射第一颜色光，所述第二颜色光源用于出射第二颜色光；
28.制备滤光装置，所述滤光装置包括第一滤光区域和第二滤光区域，所述第一滤光区域用于通过第一颜色光，所述第二滤光区域用于通过第二颜色光，所述第一颜色光和所述第二颜色光为互补色光；
29.将所述滤光装置设置于所述光束的传播路径上。
30.本发明实施例提供的可切换颜色的光源及其制备方法，通过设置光源包括第一颜色光源和第二颜色光源，并设置位于光源发光侧的滤光装置包括第一滤光区域和第二滤光区域，第一滤光区域用于通过第一颜色光，第二滤光区域用于通过第二颜色光，第一颜色光和第二颜色光为互补色光，使得可切换颜色的光源发第一颜色光时，第一颜色光源开启，第二颜色光源关闭，第一颜色光完全不能通过第二滤光区域，仅能从第一滤光区域出射，从而实现第一滤光区域发出第一颜色光；可切换颜色的光源发第二颜色光时，第二颜色光源开启，第一颜色光源关闭，第二颜色光完全不能通过第一滤光区域，仅能从第二滤光区域出射，从而实现第二滤光区域发出第二颜色光，该可切换颜色的光源发光区域的边界锐利、亮度均匀，同时，无需加入物理阻隔，使得第一滤光区域和第二滤光区域的边界是连续的，从而使得可切换颜色的光源对应的物料区域均能受到光照，降低漏检的风险。
附图说明
31.图1为本发明实施例提供的一种可切换颜色的光源的结构示意图；
32.图2为本发明实施例提供的一种可切换颜色的光源出射第一颜色光时的示意图；
33.图3为本发明实施例提供的一种可切换颜色的光源出射第二颜色光时的示意图；
34.图4为本发明实施例提供的一种色环图；
35.图5为本发明实施例提供的一种滤光装置的结构示意图；
36.图6为本发明实施例提供的另一种滤光装置的结构示意图；
37.图7为本发明实施例提供的另一种滤光装置的结构示意图；
38.图8为本发明实施例提供的另一种可切换颜色的光源的结构示意图；
39.图9为本发明实施例提供的又一种可切换颜色的光源的结构示意图；
40.图10为本发明实施例提供的一种可切换颜色的光源的立体结构示意图；
41.图11为本发明实施例提供的一种可切换颜色的光源的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
42.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
43.图1为本发明实施例提供的一种可切换颜色的光源的结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种可切换颜色的光源出射第一颜色光时的示意图，图3为本发明实施例提供的一种可切换颜色的光源出射第二颜色光时的示意图，如图1
‑
3所示，本发明实施例提供的可切换颜色的光源包括：
44.光源10，光源10用于出射光束。
45.滤光装置11，滤光装置11位于光束的传播路径上。
46.其中，光源10包括第一颜色光源101和第二颜色光源102，第一颜色光源101用于出射第一颜色光21，第二颜色光源102用于出射第二颜色光22。滤光装置11包括第一滤光区域111和第二滤光区域112，第一滤光区域111用于通过第一颜色光21，第二滤光区域112用于通过第二颜色光22，第一颜色光21和第二颜色光22为互补色光。
47.示例性的，如图1
‑
3所示，光源10可包括多个电路板和多个led灯珠，多个led灯珠阵列排布于电路板上，电路板可以为pcb板，pcb板配合电源，用于驱动led灯珠发光。
48.继续参考图1
‑
3，光源10包括第一颜色光源101和第二颜色光源102，第一颜色光源101用于出射第一颜色光21，第二颜色光源102用于出射第二颜色光22，且第一颜色光21和第二颜色光22为互补色光。示例性的，第一颜色光源101可采用发出第一颜色光21的led灯珠，第二颜色光源102可采用发出第二颜色光22的led灯珠，在其他实施例中，第一颜色光源101和第二颜色光源102也可采用同时能够发出第一颜色光21和第二颜色光22的双色led灯珠，本发明实施例对此不作限定。
49.其中，互补色光是指第一颜色光21和第二颜色光22相加后能够形成白光，且互补色光之间，能够形成相互阻挡的效果。
50.继续参考图1
‑
3，滤光装置11位于光源10的发光侧，滤光装置11包括第一滤光区域111和第二滤光区域112，第一滤光区域111用于通过第一颜色光21，即第一滤光区域111用于滤掉除第一颜色光21之外的光，第二滤光区域112用于通过第二颜色光22，即第二滤光区域112用于滤掉除第二颜色光22之外的光。
51.如图2所示，当可切换颜色的光源发第一颜色光21时，第一颜色光源101开启，第二颜色光源102关闭，由于第一颜色光21和第二颜色光22为互补色光，第一颜色光21完全不能通过第二滤光区域112，此时，第一颜色光21仅从第一滤光区域111出射，从而实现第一滤光区域111发出第一颜色光21，且发光区域的边界锐利、亮度均匀。同理，当可切换颜色的光源发第二颜色光22时，第二颜色光源102开启，第一颜色光源101关闭，由于第一颜色光21和第二颜色光22为互补色光，第二颜色光22完全不能通过第一滤光区域111，此时，第二颜色光
22仅从第二滤光区域112出射，从而实现第二滤光区域112发出第二颜色光22，且发光区域的边界锐利、亮度均匀。同时，该可切换颜色的光源无需加入物理阻隔，使得第一滤光区域111和第二滤光区域112的边界是连续的，从而使得可切换颜色的光源在用于工件检测时，可切换颜色的光源对应的物料区域均能受到光照，降低漏检的风险。
52.本发明实施例提供的可切换颜色的光源，通过设置光源10包括第一颜色光源101和第二颜色光源102，并设置位于光源10发光侧的滤光装置11包括第一滤光区域111和第二滤光区域112，第一滤光区域111用于通过第一颜色光21，第二滤光区域112用于通过第二颜色光22，第一颜色光21和第二颜色光22为互补色光，使得可切换颜色的光源发第一颜色光21时，第一颜色光源101开启，第二颜色光源102关闭，第一颜色光21完全不能通过第二滤光区域112，仅能从第一滤光区域111出射，从而实现第一滤光区域111发出第一颜色光21；可切换颜色的光源发第二颜色光22时，第二颜色光源102开启，第一颜色光源101关闭，第二颜色光22完全不能通过第一滤光区域111，仅能从第二滤光区域112出射，从而实现第二滤光区域112发出第二颜色光22，该可切换颜色的光源发光区域的边界锐利、亮度均匀，同时，无需加入物理阻隔，使得第一滤光区域111和第二滤光区域112的边界是连续的，从而使得可切换颜色的光源对应的物料区域均能受到光照，降低漏检的风险。
53.继续参考图1
‑
3，可选的，第一颜色光源101与第一滤光区域111对应设置，第二颜色光源102与第二滤光区域112对应设置。
54.具体的，如图1
‑
3所示，本实施例通过将第一颜色光源101与第一滤光区域111对应设置，使得第一颜色光源101出射的大部分第一颜色光21通过第一滤光区域111出射，减少被第二滤光区域112滤除的第一颜色光21，从而提高第一颜色光21的利用率。同理，通过将第二颜色光源102与第二滤光区域112对应设置，使得第二颜色光源102出射的大部分第二颜色光22通过第二滤光区域112出射，减少被第一颜色光源101滤除的第二颜色光22，从而提高第二颜色光22的利用率。
55.需要说明的是，第一颜色光源101与第一滤光区域111对应设置是指沿第一颜色光21的出射方向，第一颜色光源101与第一滤光区域111至少部分交叠，可选的，沿第一颜色光21的出射方向，第一颜色光源101位于第一滤光区域111内，从而有助于进一步提高第一颜色光21的利用率。同理，第二颜色光源102与第二滤光区域112对应设置是指沿第二颜色光22的出射方向，第二颜色光源102与第二滤光区域112至少部分交叠，可选的，沿第二颜色光22的出射方向，第二颜色光源102位于第二滤光区域112内，从而有助于进一步提高第二颜色光22的利用率。
56.可选的，第一颜色光21为绿色光，第二颜色光22为红色光；或者，第一颜色光21为黄色光，第二颜色光22为紫色光；或者，第一颜色光21为橙色光，第二颜色光22为蓝色光。
57.具体的，图4为本发明实施例提供的一种色环图，如图4所示，色环直径的两端点颜色叠加后能够形成白色或灰色，即色环直径的两端点颜色互为补色。本实施例通过设置第一颜色光21为绿色光，第二颜色光22为红色光；或者，第一颜色光21为黄色光，第二颜色光22为紫色光；或者，第一颜色光21为橙色光，第二颜色光22为蓝色光，实现第一颜色光21和第二颜色光22为互补色光，从而使得可切换颜色的光源发第一颜色光21时，第一颜色光21完全不能通过第二滤光区域112，仅能从第一滤光区域111出射，实现第一滤光区域111发出第一颜色光21；可切换颜色的光源发第二颜色光22时，第二颜色光22完全不能通过第一滤
光区域111，仅能从第二滤光区域112出射，实现第二滤光区域112发出第二颜色光22，且发光区域边界锐利、亮度均匀。
58.需要注意的是，第一颜色光21和第二颜色光22并不局限于上述颜色光组合，在其他实施例中，本领域技术人员可根据实际需要对第一颜色光21和第二颜色光22，如图4所示，例如还可以设置第一颜色光21为橙黄色光，第二颜色光22为蓝紫色光等，只要第一颜色光21和第二颜色光22为互补色光即可，本发明实施例对此不作限定。
59.图5为本发明实施例提供的一种滤光装置的结构示意图，如图5所示，可选的，滤光装置11包括一体成型的光漫射板31，光漫射板31包括第一漫射分部311和第二漫射分部312，第一漫射分部311位于第一滤光区域111，第一漫射分部311用于通过第一颜色光21，第二漫射分部311位于第二滤光区域112，第二漫射分部311用于通过第二颜色光22。
60.其中，如图5所示，滤光装置11包括一体成型的光漫射板31，光漫射板31包括位于第一滤光区域111的第一漫射分部311和位于第二滤光区域112的第二漫射分部312，第一漫射分部311用于通过第一颜色光21，第二漫射分部311用于通过第二颜色光22，本实施例通过设置滤光装置11采用一体成型的光漫射板31，可以减少生产工序，提高生产效率，降低成本，并增强滤光装置11的牢固性。
61.图6为本发明实施例提供的另一种滤光装置的结构示意图，如图6所示，可选的，滤光装置11包括透射基板41和设置于透射基板41一侧的滤光膜42，滤光膜42包括第一颜色滤光膜421和第二颜色滤光膜422，第一颜色滤光膜421位于第一滤光区域111，第二颜色滤光膜422位于第二滤光区域112。
62.其中，如图6所示，本实施例通过在透射基板41一侧贴附用于通过第一颜色光21的第一颜色滤光膜421和用于通过第二颜色光22的第二颜色滤光膜422，且第一颜色滤光膜421位于第一滤光区域111，第二颜色滤光膜422位于第二滤光区域112，实现滤光功能的同时生产工艺简单，成本低廉，容易实现。
63.图7为本发明实施例提供的另一种滤光装置的结构示意图，如图7所示，可选的，可选的，滤光装置11包括透射基板41和设置于透射基板41一侧的滤光涂层43，滤光涂层43包括第一颜色滤光涂层431和第二颜色滤光涂层432，第一颜色滤光涂层431位于第一滤光区域111，第二颜色滤光涂层432位于第二滤光区域112。
64.其中，如图7所示，本实施例通过在透射基板41一侧涂覆用于通过第一颜色光21的第一颜色滤光涂层431和用于通过第二颜色光22的第二颜色滤光涂层432，且第一颜色滤光涂层431位于第一滤光区域111，第二颜色滤光涂层432位于第二滤光区域112，实现滤光功能的同时生产工艺简单，成本低廉，容易实现。
65.可选的，透射基板41包括光漫射板或者透明基板。
66.其中，光漫射板可以由透明的基体材料和分散在基体材料内的多个粒子构成，分散在基体材料内的粒子由于相对于可见光区域的波长的光折射率与基体材料不同，使得入射到光漫射板上的光产生漫透射，通过设置透射基板41采用光漫射板，可使得可切换颜色的光源发光亮度均匀。
67.在其他实施例中，透射基板41也可采用透明基板，以降低对光线的衰减，提高光线利用率，从而提高可切换颜色的光源的照明亮度。
68.图8为本发明实施例提供的另一种可切换颜色的光源的结构示意图，如图1
‑
3、图8
所示，可选的，第一滤光区域111和第二滤光区域112沿第一方向x交替排布，其中，第一方向x与光束的传播方向y相交。
69.具体的，如图1
‑
3、图8所示，通过设置第一滤光区域111和第二滤光区域112沿第一方向x交替排布，以提高第一颜色光21的照明区域与第二颜色光22的照明区域的一致性，从而有助于提高照明效果。
70.其中，第一方向x可根据实际需求进行设置，例如设置第一方向x垂直于光束的传播方向y，其中，光束的传播方向y即为可切换颜色的光源的照明方向，本发明实施例对此不作限定。
71.图9为本发明实施例提供的又一种可切换颜色的光源的结构示意图，图10为本发明实施例提供的一种可切换颜色的光源的立体结构示意图，如图9和图10所示，可选的，第一滤光区域111和第二滤光区域112沿第二方向z交替排布，其中，第二方向z与第一方向x相交。
72.具体的，如图9和图10所示，通过设置第一滤光区域111和第二滤光区域112沿第二方向z也交替排布，可进一步提高第一颜色光21的照明区域与第二颜色光22的照明区域的一致性，从而进一步提高照明效果。
73.其中，第二方向z可根据实际需求进行设置，例如设置第二方向z垂直于第一方向x，本发明实施例对此不作限定。
74.继续参考图8
‑
10，可选的，滤光装置11的发光面为平面或曲面。
75.其中，滤光装置11的发光面可设置为平面或曲面，以使可切换颜色的光源适用性强，能够广泛应用于发光面为平面或曲面的光源，例如多角度条形光源、多区域面光源、多角度环形光源、多角度环形光源、多区域同轴光源，多角度拱形光源和多角度球积分光源等等。
76.需要注意的是，本领域技术人员还可根据实际需求对可切换颜色的光源的其他功能模块进行设置，例如，在光源10附近设置散热装置，散热装置可采用一个或多个散热风扇，本发明实施例对此不作限定。
77.本发明实施例提供的可切换颜色的光源，通过设置光源10包括第一颜色光源101和第二颜色光源102，并设置位于光源10发光侧的滤光装置11包括第一滤光区域111和第二滤光区域112，第一滤光区域111用于通过第一颜色光21，第二滤光区域112用于通过第二颜色光22，第一颜色光21和第二颜色光22为互补色光，利用互补色原理，使得可切换颜色的光源发第一颜色光21时，第一颜色光21完全不能通过第二滤光区域112，仅能从第一滤光区域111出射；可切换颜色的光源发第二颜色光22时，第二颜色光22完全不能通过第一滤光区域111，仅能从第二滤光区域112出射，从而第一颜色光21和第二颜色光22的切换。该可切换颜色的光源实现了多个独立控制的发光区域，发光区域无缝衔接且发光区域的边界过渡锐利，适用于高反光表面的多角度缺陷检测，同时，该可切换颜色的光源设计复杂度低、成本低廉、容易实现。
78.基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种可切换颜色的光源的制备方法，用于制备上述实施例提供的任一可切换颜色的光源，与上述实施例相同或相应的结构以及术语的解释在此不再赘述，图11为本发明实施例提供的一种可切换颜色的光源的制备方法的流程示意图，如图11所示，该方法包括如下步骤：
79.步骤110、制备光源，所述光源用于出射光束，所述光源包括第一颜色光源和第二颜色光源，所述第一颜色光源用于出射第一颜色光，所述第二颜色光源用于出射第二颜色光。
80.其中，光源可包括多个电路板和多个led灯珠，多个led灯珠阵列排布于电路板上，电路板可以为pcb板，pcb板配合电源，用于驱动led灯珠发光。第一颜色光源可采用发出第一颜色光的led灯珠，第二颜色光源可采用发出第二颜色光的led灯珠，在其他实施例中，第一颜色光源和第二颜色光源也可采用同时能够发出第一颜色光和第二颜色光的双色灯珠，本发明实施例对此不作限定。
81.步骤120、制备滤光装置，所述滤光装置包括第一滤光区域和第二滤光区域，所述第一滤光区域用于通过第一颜色光，所述第二滤光区域用于通过第二颜色光，所述第一颜色光和所述第二颜色光为互补色光。
82.其中，第一滤光区域用于通过第一颜色光，即第一滤光区域用于滤掉除第一颜色光之外的光，第二滤光区域用于通过第二颜色光，即第二滤光区域用于滤掉除第二颜色光之外的光。
83.步骤130、将所述滤光装置设置于所述光束的传播路径上。
84.其中，将滤光装置设置于光源的发光侧，由于第一颜色光和第二颜色光为互补色光，能够形成相互阻挡的效果，当可切换颜色的光源发第一颜色光时，第一颜色光完全不能通过第二滤光区域，此时，第一颜色光仅从第一滤光区域出射，从而实现第一滤光区域发出第一颜色光，且发光区域的边界锐利、亮度均匀。同理，当可切换颜色的光源发第二颜色光时，第二颜色光完全不能通过第一滤光区域，此时，第二颜色光仅从第二滤光区域出射，从而实现第二滤光区域发出第二颜色光，且发光区域的边界锐利、亮度均匀。同时，该可切换颜色的光源无需加入物理阻隔，使得第一滤光区域和第二滤光区域的边界是连续的，从而使得可切换颜色的光源对应的物料区域均能受到光照，降低漏检的风险。
85.需要注意的是，步骤110和步骤120的顺序并不进行限定，在其他实施例中，可先进行步骤120再进行步骤110，在另一些实施例中，步骤110和步骤120也可同时进行，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。
86.需要说明的是，在步骤110和步骤120之前，还可对可切换颜色的光源进行设计。
87.示例性的，对可切换颜色的光源进行设计过程包括：
88.一、明确项目情况，明确对可切换颜色的光源的设计需求。
89.其中，对可切换颜色的的设计需求包括可切换颜色的的外观尺寸、功率、发光面的总大小和发光区域的总数量n(n>1)，各发光区域形状、长、宽、半径、面积等。
90.二、设计可切换颜色的光源。
91.其中，设计可切换颜色的光源可包括：
92.设计可切换颜色的光源内部led灯珠的排布和通道数量，以实现n个的发光区域。
93.设计可切换颜色的光源发光面上的各发光区域。
94.对可切换颜色的光源发光面进行分割和规划互补色的分布，实现发光区域边界锐利、且发光面连续的目的。
95.设计可切换颜色的光源结构、外观、散热等其他部分。
96.三、加工和制作可切换颜色的光源。
97.其中，加工和制作可切换颜色的光源即为上述步骤110
‑
步骤130。
98.示例性的，加工和制作可切换颜色的光源还可具体包括：
99.按照图纸完成灯珠焊接、在透射基板表面贴涂互为补色的滤光膜以形成滤光装置、可切换颜色的光源结构组装等工艺。
100.在其他实施例中，滤光装置也可以使用直接加工成型的补色发光板或喷镀互补配色的发光板，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。
101.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。