一種用于色選機(jī)的自帶背光源的相機(jī)對(duì)準(zhǔn)工裝的制作方法

本發(fā)明涉及物料分選領(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(duì)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(shí)，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(dòng)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(duì)準(zhǔn)工裝進(jìn)行精確對(duì)準(zhǔn)，傳統(tǒng)的色選機(jī)相機(jī)對(duì)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(duì)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(duì)產(chǎn)量要求較高，因而需要配備多個(gè)通道，在多通道色選機(jī)中，每個(gè)通道的背景燈光源亮度可能存在差異，這樣會(huì)導(dǎo)致每個(gè)通道對(duì)準(zhǔn)相機(jī)時(shí)的基準(zhǔn)存在差異，結(jié)果導(dǎo)致各個(gè)通道的相機(jī)對(duì)準(zhǔn)后的一致性不好。另外，對(duì)于前視或后視有多個(gè)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(shí)相機(jī)對(duì)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(duì)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(duì)準(zhǔn)相機(jī)時(shí)，打開相機(jī)同側(cè)的主燈，照亮白色相機(jī)對(duì)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(duì)比度不高，從而造成相機(jī)對(duì)準(zhǔn)的精度不高，為了提高對(duì)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(gè)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(duì)相機(jī)對(duì)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(duì)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(huì)引起部分雜散光進(jìn)入相機(jī)，導(dǎo)致相機(jī)對(duì)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，本發(fā)明的目的在于提供一種自帶背光源的相機(jī)對(duì)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(gè)通道相機(jī)對(duì)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。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種自帶背光源的相機(jī)對(duì)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?cè)谒鲞h(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(duì)準(zhǔn)工裝整體左右對(duì)稱。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明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(duì)準(zhǔn)時(shí)一致性不好的問題。而且本發(fā)明無需背景燈，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。

本發(fā)明通過控制微棱鏡結(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)使本發(fā)明具有較強(qiáng)的適用性，不僅能夠適用單相機(jī)對(duì)準(zhǔn)，還能夠適用于雙相機(jī)的對(duì)準(zhǔn)。

本發(fā)明整體更加輕薄、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是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖；

圖2是本發(fā)明微棱鏡結(jié)構(gòu)122的局部放大圖；

圖3是本發(fā)明微棱鏡結(jié)構(gòu)123的局部放大圖；

圖4是圖1的主視圖；

圖5為本發(fā)明微棱鏡結(jié)構(gòu)光路傳播示意圖；

圖6為本發(fā)明對(duì)準(zhǔn)單相機(jī)工作的示意圖；

圖7為本發(fā)明對(duì)準(zhǔn)雙相機(jī)工作的示意圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1-4，本發(fā)明公開了一種自帶背光源的相機(jī)對(duì)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。

本發(fā)明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(duì)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?cè)谒鲞h(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(duì)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(duì)應(yīng)于該傳播波長的反射薄膜。

如圖5所示為本發(fā)明微棱鏡結(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(duì)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(duì)出射光線角度影響較小。本發(fā)明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(shí)，光通量變小，影響出射光的質(zhì)量，此時(shí)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(gè)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(gè)，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(gè)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(duì)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(duì)準(zhǔn)工裝整體左右對(duì)稱（即在Y軸延伸方向上對(duì)稱分布），采用對(duì)稱分布的結(jié)構(gòu)有利于光線的傳導(dǎo)。

圖6-7為本發(fā)明應(yīng)用到色選機(jī)中的效果圖，其中圖6為本發(fā)明對(duì)準(zhǔn)單相機(jī)工作的示意圖，圖7為本發(fā)明對(duì)準(zhǔn)雙相機(jī)工作的示意圖，對(duì)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)。

本發(fā)明公開的各優(yōu)選和可選的技術(shù)手段，除特別說明外及一個(gè)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。