[发明专利]一种小型化超短焦视觉成像系统

说明书

本发明涉及一种小型化超短焦视觉成像系统，包括排布在一个平面上的多个成像子镜头，照明光源和图像处理模块及显示模块，其特征在于，每个成像子镜头口径约为Φ5mm，包括透镜基座，固定在透镜基座上的成像透镜以及成像传感器，每一个成像子镜头周边布置照明光源，根据工作距离和交叠区域范围选择子透镜是否进行成像，当作用距离较近时，选用更多的或全部的成像子镜头进行成像，当作用距离较远时，选择较少的子镜头进行成像，以保证有交叠区域进行后续的图像拼接。

技术领域

本发明涉及超精密加工及工业测量技术领域，尤其涉及一种小型化超短焦视觉成像方法。

背景技术

在智能制造的发展大趋势下，视觉检测设备需要在现有系统上进行安装，但已有系统的精巧设计为视觉检测安装提出了空间狭小、工作距离短等困难。针对人的视线不易到达的狭小空间下的物体特征检测在在设备检测，洞穴探测，工业生产检测等领域有迫切的应用需求。然而，由于大部分测量装备体积较大，很少有适于狭窄空间中的测量的小型化、超短焦的视觉装置。

近年来，利用视觉成像检测物体特征信息成为研究热点，但困难在于狭窄空间或不规则的容器内很难找到一个精确的参考平面或很难使被测量物体的体积缩窄以适应实际测量条件。另外，视觉图像处理和计算机技术紧密结合，具有可靠性，相应速度快，数据处理范围大等优势，己被广泛应用于各种测量任务中。因此研究小型化、超短焦的对物体特征检测等实际操作的装置具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种可以在狭窄的空间范围内放置的成像系统，其厚度很薄，能够对短焦距(小于15mm)范围内的物体进行成像观测的一种小型化超短焦视觉成像方法。技术方案如下：

一种小型化超短焦视觉成像系统，包括排布在一个平面上的多个成像子镜头，照明光源和图像处理模块及显示模块，其特征在于，每个成像子镜头口径约为Φ5mm，包括透镜基座，固定在透镜基座上的成像透镜以及成像传感器，每一个成像子镜头周边布置照明光源，根据工作距离和交叠区域范围选择子透镜是否进行成像，当作用距离较近时，选用更多的或全部的成像子镜头进行成像，当作用距离较远时，选择较少的子镜头进行成像，以保证有交叠区域进行后续的图像拼接。

本发明具有如下技术效果或优点：

子镜头易于获得，采用一体成型设计，整体尺寸较小(厚度大约40mm)，轻薄稳固；具有很短的工作距离(约为10～150mm)，实现狭窄空间内高质量高速度的大面积拍摄采图；变异因素少，节省调整时间，降低整体成本；针对其中的成像子镜头，通过规律性排列的形式，可进行大面积超短焦视觉成像检测，通过后续图像同步采集，工作模式选择，以及拼接处理，将分离成像图像合成，达到很大区域(数米长度)同时检测的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所提到视觉成像检测装置结构示意图。

图1中，1、照明光源，2、成像透镜，3、透镜基座，4、成像传感器，5、图像处理模块，6、显示模块，以及同步采集模块。其中，2，3和4可组成一个成像子透镜。

图2是指子镜头与照明光源的排布方式与子镜头的排列方式。

图2中，照明光源均匀分布在每个子镜头周围，排布方式包括但不限于：(a)矩形分布；(b)六边形分布。P_x和P_y分别是x和y方向的摄像模组镜头间距。

图3是各个子镜头在不同工作距离下的工作模式示意图。