组合式光源装置的制作方法

1.本实用新型涉及光学检测技术领域，具体涉及一种组合式光源装置。


背景技术：

2.在现有的光学检测方法中，需要通过设置多种不同打光方式的光源并使检测装置进行图像采集操作，以获得不同照明环境下的检测图像，从而进行不同类型的光学检测。然而现有的提供光源的光源装置通常打光方式单一，在进行光学检测时需要来回使用不同打光方式的光源装置，造成检测效率低，检测成本高。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种组合式光源装置，以有利于实现同一光源装置具有多种不同的打光方式。
4.为实现上述实用新型目的之一，本实用新型一实施方式提供了一种组合式光源装置，其中，包括第一光源组件、第二光源组件和第三光源组件；
5.所述第一光源组件输出的光线以第一预设角度直射至待检测物体表面，所述第一光源组件用于给检测装置提供明场照明；
6.所述第二光源组件输出的光线经过漫反射后漫射至待检测物体表面，所述第二光源组件用于给检测装置提供漫射照明；
7.所述第三光源组件输出的光线以第二预设角度直射至待检测物体表面，所述第三光源组件用于给检测装置提供暗场照明。，
8.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述第一光源组件包括第一发光元件和棱镜，所述第一发光元件位于所述棱镜的一侧，所述第一发光元件输出光线的一端朝向所述棱镜；所述第一发光元件输出的光线经棱镜折射后以第一预设角度直射至待检测物体表面。
9.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述第二光源组件包括第二发光元件和漫射板，所述第二发光元件输出光线的一端朝向所述漫射板；所述第二发光元件输出的光线经所述漫射板漫反射后漫射至待检测物体表面。
10.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述第三光源组件包括第三发光元件，所述第三发光元件输出光线的一端朝向待检测物体表面，所述第三发光元件输出的光线以第二预设角度直接直射至待检测物体表面。
11.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述第一预设角度为所述第一光源组件输出的光线的光轴与待检测物体表面的法线之间的夹角，所述第一预设角度的值的范围为大于等于0度小于等于5度；
12.所述第二预设角度为所述第三光源组件输出的光线的光轴与待检测物体表面的法线之间的夹角；所述第二预设角度的值的范围为大于等于60度小于等于90度。
13.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述第一光源组件输出的光线的颜
色、所述第二光源组件输出的光线的颜色和第三光源组件输出的光线的颜色分别为白色、红色、绿色和蓝色的其中之一。
14.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述组合式光源装置包括箱体，所述箱体成形为中空状结构，所述第一光源组件、所述第二光源组件和所述第三光源组件固定于所述箱体的内部。
15.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述箱体包括顶板和侧板，所述侧板的一端与顶板固定连接，所述第一光源组件、所述第二光源组件和所述第三光源组件分别固定于所述顶板和/或所述侧板；
16.所述侧板的数量为多个，多个所述侧板围绕所述顶板的周向分布设置，多个所述侧板与所述顶板之间所围成的区域形成容纳腔，所述第一光源组件、所述第二光源组件和所述第三光源组件位于所述容纳腔。
17.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述箱体包括风扇组件，所述风扇组件固定于所述侧板；所述风扇组件的进风口和所述风扇组件的出风口的其中之一朝向所述容纳腔，另一个朝向所述箱体的外部。
18.作为本实用新型一实施方式的进一步改进，所述箱体还包括散热器，所述散热器的数量为多个，多个所述散热器分别固定于所述第一光源组件、所述第二光源组件和所述第三光源组件；所述风扇组件的进风口或所述风扇组件的出风口朝向所述散热器设置。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过设置第一光源组件提供明场照明，第二光源组件提供漫射照明，第三光源组件提供暗场照明，并且将第一光源组件、第二光源组件和第三光源组件集合在一起形成组合式光源装置，使得一个光源装置就能实现三种不同方式的打光，从而为检测装置提供三种不同的照明效果，有利于实现同时获取明场照明、漫射照明和暗场照明三种照明模式下的缺陷图像，提高了光学检测的效率和精度，降低了光学检测的硬件成本，同时节省了光源装置的空间，有利于实现光线装置的小型化。
附图说明
20.图1是本实用新型一实施方式中组合式光源装置工作时的简要示意图；
21.图2是本实用新型一实施方式中第一光源组件工作时的简要示意图；
22.图3是本实用新型一实施方式中第二光源组件工作时的简要示意图；
23.图4是本实用新型一实施方式中第三光源组件工作时的简要示意图；
24.图5是本实用新型一实施方式中组合式光源装置的结构示意图；
25.图6是本实用新型一实施方式中组合式光源装置内部的结构示意图。
具体实施方式
26.以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
27.结合图1，一种组合式光源装置100，包括第一光源组件1、第二光源组件2和第三光源组件3。其中，第一光源组件1输出的光线以第一预设角度10直射至待检测物体表面，第一光源组件1用于给检测装置提供明场照明。第二光源组件2输出的光线经过漫反射后漫射至
待检测物体表面，第二光源组件2用于给检测装置提供漫射照明。第三光源组件3输出的光线以第二预设角度30直射至待检测物体表面，第三光源组件3用于给检测装置提供暗场照明。
28.具体地，在该实施方式，组合式光源装置100在工作时，第一光源组件1通过以第一预设角度10直射至待检测物体表面并提供明场照明，第一光源组件1输出的光线经待检测物体表面反射后大部分反射光进入检测装置，或者说，大部分反射光能够被检测装置获取，极少部分光线因为物体表面的凹陷或者不平整等缺陷被散射至检测装置以外的方向，未被检测装置获取，这样，有利于检测装置采集到高对比度的图像。通常在明场照明下获取的图像，背景亮、缺陷暗，有利于检测物体表面的散射缺陷和吸收光线缺陷。第一光源组件1提供的明场照明可以消除物体表面不平整引起的阴影，从而减少干扰和光损失，提高成像清晰度，可以应用于反射度高的物体表面，例如，用于检测强烈反光表面的刻画、凹陷或者压印特征、二维码识别、物理边缘定位、标记点定位以及饮料瓶口检测等等。
29.第二光源组件2通过将输出光线经过漫射后再漫射至待检测物体表面并提供漫射照明，也叫全明场照明或者均匀照明，漫射照明具有较大的立体角，第二光源组件2输出的光线经漫反射后从多个方向照射到待检测物体表面，会产生无方向、柔和且均匀的反射光进入检测装置，适用于高反光平整材质物体，有利于消除检测图像中小的变形或者褶皱带来影响，并且有利于检测图像中对边缘和比较大的曲面产生对比度差异成像效果。
30.第三光源组件3通过以第二预设角度30直射至待检测物体表面并提供暗场照明，第三光源组件3输出的光线经待检测物体表面反射后大部分反射光离开检测装置，或者说，大部分发射光未能被检测装置获取，极少部分关系因物体表面的突起等缺陷被散射至检测装置内。这样，检测装置在暗场照明下采集的图像中，背景暗，仅仅缺陷可见，有利于突出原本难以看清边缘轮廓，从而表现出待检测物体表面的凸凹。暗场照明主要用于待检测物体表面上含有散射光的缺陷类型检测，有利于突出待检测物的缺口及凸起，例如，用于检测表面划痕，表面污垢、表面纹理或雕刻文字等物体的成像构造等等。
31.在该实施方式，通过设置第一光源组件1提供明场照明，第二光源组件2提供漫射照明，第三光源组件3提供暗场照明，并且将第一光源组件1、第二光源组件2和第三光源组件3集合在一起形成组合式光源装置100，使得一个光源装置就能实现三种不同方式的打光，从而为检测装置提供三种不同的照明效果，有利于实现同时获取明场照明、漫射照明和暗场照明三种照明模式下的缺陷图像，提高了光学检测的效率和精度，降低了光学检测的硬件成本，同时节省了光源装置的空间，有利于实现光源装置的小型化。此外，在该实施方式，检测装置可以是相机，组合式光源装置100输出的光线经待检测物体表面反射后形成的反射光被相机的镜头获取与否，是形成各种检测图像的关键。当然，在其他实施方式，检测装置也可以其他能够采集图像的设备，不再详细描述。
32.结合图2，在一种具体的实施方式，第一光源组件1包括第一发光元件11和棱镜12，其中，第一发光元件11作为光源能够输出光线，棱镜12能够折射光线从而改变光线的方向。第一发光元件11位于棱镜12的一侧，并且第一发光元件11输出光线的一端朝向棱镜12，第一发光元件11输出的光线经棱镜12折射后以第一预设角度10直射至待检测物体表面。
33.具体地，在该实施方式，第一发光元件11输出的光线通过棱镜12折射并以第一预设角度10直射至待检测物体表面后，光线经待检测物体表面光滑部分反射形成的大部分或
全部镜面反射光进入检测装置，而光线经待检测物体表面缺陷部分反射形成的大部分或全部漫反射光离开检测装置，这样，第一发光元件11为检测装置提供了明场照明，有利于检测装置获取高对比度图像，方便观察缺陷。并且，在该实施方式，通过设置棱镜12折射第一发光元件11输出的光线来照射待检测物体表面，有利于灵活布置第一发光元件11的位置，当光源装置内部结构空间狭小时，也能通过合理布置第一发光元件11和棱镜12的相对位置来实现明场照明，有利于进一步节省组合式光源装置100的内部空间，从而有利于进一步实现组合式光源装置100的小型化。此外，通过棱镜12折射第一发光元件11输出光线的方式，有利于调整第一预设角度10的大小，当第一发光元件11固定安装后，仅需调整棱镜12的反射面角度就能改变第一预设角度10的大小，从而改变明场照明的反射范围，提高了组合式光源装置100的灵活性和适用性。当然，在其他实施方式，第一光源组件1也可以不设置棱镜12，直接使第一发光元件11输出光线的一端朝向待检测物体表面，第一发光元件11输出的光线以第一预设角度10直接直射在待检测物体表面，或者使第一发光元件11输出的光线垂直照射在待检测物体表面，第一发光元件11形成同轴光源，同样能实现明场照明，不再详细描述。在该实施方式，第一发光元件11的数量为一个，当然在其他实施方式，第一发光元件11的数量可以为多个，以提高明场照明的效果，不再详细描述。
34.结合图3，在一种具体的实施方式，第二光源组件2包括第二发光元件21和漫射板22，其中，第二发光元件21作为光源能够输出光线，漫射板22能够将光线反射形成成均匀的漫反射光。第二发光元件21输出光线的一端朝向漫射板22，第二发光元件21输出的光线经漫射板22漫反射后漫射至待检测物体表面。
35.具体地，在该实施方式，漫射板22的作用是使第二发光元件21输出的光线变得均匀，在一种实施方法，漫射板22成形为玻璃材质，漫射板22的表面通过金刚砂打磨成凹凸不平的形状，当第二发光元件21输出的光线通过漫射板22折射后向多个方向反射出去，从而使光线变得均匀。漫射板22可以成形为中空半球体或者中空半椭圆体等穹顶结构，也可以成形为其余具有几何形状的中空盖状结构，第二发光元件21的光线输出端朝向漫射板22中空结构的内壁。这样，漫射板22能够均匀地反射从第二发光元件21输出的光线，随后光线经待检测物体表面反射后形成的镜面反射光或漫反射光均能够进入检测装置，从而为检测装置提供柔和、均匀的漫射照明，使组合式光源装置100适用于曲面、表面凹凸、弧形表面检测，或者金属、玻璃便面反光较强的物体表面检测，或者表面不平整的光滑表面物体的高质量成像。在该实施方式，第二发光元件21的数量为两个，两个第二发光元件21分别位于漫射板22的两端并且各自输出光线的端部均朝向漫射板22，这样有利于提高漫射照明的效果，当然在其他实施方式，第二发光元件21也可以为一个或者多个，不再详细描述。
36.结合图4，在一种具体的实施方式，第三光源组件3包括第三发光元件31，其中，第三发光元件31作为光源能够输出光线。第三发光元件31输出光线的一端朝向待检测物体表面，第三发光元件31输出的光线以第二预设角度30直接直射至待检测物体表面。
37.具体地，在该实施方式，第三发光元件31输出的光线以第二预设角度30直接直射至待检测物体表面后，光线经待检测物体表面光滑部分反射形成的大部分或全部镜面反射光离开检测装置，而光线经待检测物体表面缺陷或凸起部分反射形成的部分或全部漫反射光进入检测装置，这样，第三发光元件31为检测装置提供了暗场照明，有利于检测物体表面的缺陷。在该实施方式，第三发光元件31的数量为两个，两个第三发光元件31分别位于待检
测物体的两侧，这样有利于提高暗场照明的效果，当然在其他实施方式，第三发光元件31的数量也可以为一个或多个，不再详细描述。
38.在一种具体的实施方式，第一预设角度10为第一光源组件1输出的光线的光轴与待检测物体表面的法线之间的夹角，第一预设角度10的值的范围为大于等于0度小于等于5度，即第一光源组件1输出的光线以垂直或者大致垂直待检测物体表面的方向对其进行照射，这样有利于镜面反射光进入检测装置而漫反射光离开检测装置，从而形成明场照明。
39.同理，第二预设角度30为第三光源组件3输出的光线的光轴与待检测物体表面的法线之间的夹角，第二预设角度30的值的范围为大于等于60度小于等于90度，即第三光源组件3输出的光线相对待检测物体表面以一种低角度的方向对其进行照射，这样有利于镜面反射光离开检测装置而满反射光进入检测装置，从而形成暗场照明。
40.在一种实施方式，第一光源组件1、第二光源组件2和第三光源组件3输出的光线的颜色分别为白色、红色、绿色和蓝色的其中之一。这样，有利于组合式光源装置100产生多样化的色彩输出，从而有利于进一步提高组合式光源装置100的适用性。
41.结合图5和图6，在一种实施方式，组合式光源装置100还包括箱体4，箱体4成形为中空状结构，第一光源组件1、第二光源组件2和第三光源组件3固定于箱体4的内部。这样，三个光源组件避免了直接暴露在外部环境，箱体4在一定程度上能够对三个光源组件形成保护，从而提高组合式光源装置100的使用寿命和稳定性。此外，三个光源组件集成固定于箱体4内，有利于实现组合式光源装置100结构的集成化从而提高其便携性。
42.在一种实施方式，箱体4包括顶板41和侧板42，其中侧板42的一端与顶板41固定连接，第一光源组件1、第二光源组件2和第三光源组件3分别固定于顶板41和/或侧板42。侧板42的数量为多个，多个侧板42围绕顶板41的周向分布设置，多个侧板42与顶板41之间围成的区域形成容纳腔40，第一光源组件1、第二光源组件2和第三光源组件3位于容纳腔40。
43.在一种具体的实施方式，顶板41的数量为一个，侧板42的数量四个，四个侧板42垂直固定于顶板41的一侧，四个侧板42两两相对设置并且相互连接，四个侧板42与一个顶板41大致围成中空状长方体结构。其中，第一光源组件1、第二光源组件2和第三光源组件3位于长方体结构内并且均固定于侧板42。在该实施方式，第一光源组件1靠近顶板设置，第二光源组件2位于长方体结构内部的中间，第三光源组件3相对远离顶板41设置并且第三光源组件3的两个第三发光元件31分别靠近两个相对侧板42设置，这样有利于合理配置箱体4内部空间，从而有利于组合式光源装置100小型化。
44.在一种实施方式，箱体4还包括风扇组件43，风扇组件43固定于侧板42，风扇组件43的进风口和出风口的其中之一朝向容纳腔40，另一个朝向箱体4的外部。
45.具体地，在该实施方式，风扇组件43嵌入侧板42设置，风扇组件43的两端分别连通箱体4的内部和外部，风扇组件43的进风口和出风口分别朝向容纳腔40和箱体4外部的其中之一，这样，风扇组件43能够加速箱体4内部空气流通，使位于箱体4内部的三个光源组件工作时产生的热量能够快速排出箱体4外，提高了组合式光源装置100的工作时的散热性能，从而进一步提高了组合式光源装置100的使用寿命。在一种实施方式，风扇组件43的数量可以为多个，并且多个风扇组件43分别固定于相对两个侧板42上，这样，有利于进一步加速箱体4内部的空气流通。
46.进一步地，在一种实施方式，箱体4还包括散热器44，散热器44的数量为多个，多个
散热器44分别固定于第一光源组件1、第二光源组件2和第三光源组件3，风扇组件43的进风口或出风口朝向散热器44设置。
47.具体地，在该实施方式，散热器44成形为多层间隔设置的散热翅片，散热翅片分别与第一发光元件11、第二发光元件21和第三发光元件31直接连接，这样，三个发光元件工作时产生的热量能够快速传导至散热翅片，由于风扇的风口朝向散热翅片，风扇组件43产生的空气流动能够直接作用于散热器44，从而带走其吸收的热量，有利于进一步提高组合式光源装置100的散热效果。
48.在一种实施方式，箱体4具有安装孔50，安装孔50成形于顶板41，其中，安装孔50用于固定检测装置。在该实施方式，漫射板22还具有贯通孔60，贯通孔60与安装孔50相对设置，贯通孔60用于光线流通。当组合式光源装置100与检测装置配合工作时，检测装置固定于安装孔50内，检测装置的采集组件朝向贯通孔60，第一个光源组件提供的明场照明时的反射光、第二光源组件2提供的漫射照明时的反射光、第三光源组件3提供的暗场照明时的反光均能够通过贯通孔60进入检测装置，提高了组合式光源装置100的适配性。
49.以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明记载的范围。
50.以上实施方式仅用于说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施方式对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。