[发明专利]一种平面同轴光源

说明书

一种平面同轴光源，包括由N个平行设置的分光面组成的分光组以及位于分光组一侧的平行光组件，所述平行光组件用于向所述分光组发射平行光；所述平行光在分光面上的入射角为45度，分光面在垂直于平行光入射方向上的高度与相邻两个反光面在平行光入射方向上的距离相等，所述分光面在垂直于平行光入射方向上的高度与平行光的光束高度H相等，平行光的光束高度H与待测物在平行光入射方向上的长度L满足N*H≥L的关系，N≥2；将所述N个分光面沿平行光入射方向顺序编号为N‑1，第n个分光面的反射比Rn和透射比Tn满足如下条件：R_n＝R_(n‑1)*T_(n‑1),T_n＝1‑R_n,R₁＝0.5,T₁＝0.5。本发明可有效降低平面同轴光源的高度，减小光源整体的体积，有助于提升测量精度。

技术领域

本发明涉及视觉检测和影像测量技术领域，尤其是视觉检测和影像测量仪用的一种平面同轴光源。

背景技术

在视觉检测和影像测量技术领域里，同轴光照明是一种重要的照明方式，采用同轴光照明可以提供非常均匀并与图像采集装置的光轴同轴的照明光。现有同轴照明光源的典型光路如图1所示，经准直后的平行光束以45°角入射至半透半反镜，一部分光折转90°后垂直照射至待测物体，由待测物体反射的携带有物体表面信息的光再次到达半透半反镜，其中的一部分透射进入上方的镜头或探测器中，完成对物体表面的测量。

该光路的主要缺点是：平行光束的高度H与待测物的尺寸L之间必须满足H ≥L，这导致两个主要问题：1.当待测物尺寸L较大时，会导致平行光束的高度 H过高，使同轴光源高度和探测系统整体体积过大；2.当同轴光源体积庞大时，会拉高镜头与待测物体距离，在探测镜头焦距有限的情况下，会导致物体无法在探测面上清晰成像，从而影响测量精度。

发明内容

本发明提供一种平面同轴光源，有效降低平面同轴光源的高度，减小光源整体的体积，有助于提升测量精度。

本发明提供一种平面同轴光源，包括由N个平行设置的分光面组成的分光组以及位于分光组一侧的平行光组件，所述平行光组件用于向所述分光组发射平行光；所述平行光在分光面上的入射角为45度，分光面在垂直于平行光入射方向上的高度与相邻两个反光面在平行光入射方向上的距离相等，所述分光面在垂直于平行光入射方向上的高度与平行光的光束高度H相等，平行光的光束高度H与待测物在平行光入射方向上的长度L满足N*H≥L的关系，N≥2；将所述N个分光面沿平行光入射方向顺序编号为N-1，第n个分光面的反射比R_(n)和透射比T_(n)满足如下条件：R_n＝R_(n-1)*T_(n-1),T_n＝1-R_n,R₁＝0.5,T₁＝0.5。

优选的，所述平行光组件包括光源和准直机构，光源发出的光经过所述准直机构准直后射向所述分光组。

优选的，所述准直机构包括与平行光入射方向平行设置的底板以及位于底板上方的反射面，所述反射面呈离轴抛物面形，所述光源固定在所述底板上并位于反射面的焦点上。

优选的，所述准直机构包括与平行光入射方向平行设置的底板以及罩设在底板上的反射面，所述反射面具有位于底板上方的第一离轴抛物面和位于底板下方的第二离轴抛物面，所述底板的上表面固定有第一光源且第一光源位于第一离轴抛物面的焦点上，所述底板的下表面固定有第二光源且第二光源位于第二离轴抛物面的焦点上。