一種用于檢測的光學成像光源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于檢測的光學成像光源，包括由環(huán)形框體和散熱片構成的燈箱，環(huán)形框體為筒形；散熱片設置于環(huán)形框體的外側壁上，環(huán)形框體的內側壁上設置多個LED光源，LED光源的額定功率大于1W，LED光源的光軸能夠在環(huán)形框體下方的焦平面后聚焦；燈箱頂部設置多個風扇，當燈箱內部溫度高于安全閾值時，風扇開啟，當燈箱內部溫度低于安全閾值時，風扇關閉；LED光源的功率通過一電源系統(tǒng)調節(jié)，電源系統(tǒng)的工作模式包括持續(xù)模式和觸發(fā)模式，觸發(fā)模式與相機配合工作。由于本發(fā)明使用額定功率大于1W的LED光源，使得照明效果好于其他使用小功率LED光源的光學成像光源。本發(fā)明通過硬件和控制兩種控制手段對LED光源的發(fā)熱量進行有效控制，使其溫度穩(wěn)定在安全閾值以下，有效延長了光學成像光源的使用壽命。
【專利說明】一種用于檢測的光學成像光源
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及印版檢測領域，具體涉及一種用于檢測的光學成像光源。
【背景技術】
[0002]鈔券膠凹印原版及印版質量是保證印品質量的基礎,其中任何一項出現質量問題，都會對印品質量產生嚴重影響。目前，對各種印版的檢測主要依靠人工進行，檢查人員通過肉眼查看、放大鏡查看、局部打粉、刻度尺測量等方法觀察印版的表面，以確認版的質量。但是人工檢測的效果嚴重依賴人的經驗，且工作時間長效率低，受人為主觀因素影響大，出現漏檢的情況時有發(fā)生。
[0003]為了提高版檢測中的自動化程度，引入了自動光學檢測設備，利用CCD相機透過顯微鏡對印版的表面形態(tài)進行掃描，并運用圖像處理和識別技術對掃描圖像進行分析，從而判斷版表面是否合格或存在缺陷。系統(tǒng)中，光源設備在光學檢測中是非常重要的部分，CCD相機掃描后得到的掃描圖像優(yōu)劣依賴于光源設備的照明質量。由于印版表面通常是具有微小凹凸的三維立體結構，因此需要光源設備在CCD相機的焦平面內具有均勻光照效果，確保能夠采集到同時包含表面和紋理的圖像。
[0004]現有用于檢測的LED光源一般采用較小功率的LED顆粒，亮度有限，因此僅能用于成像分辨率不高、圖像采集曝光時間長的場合。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明針對現有技術中存在的LED光源功率小、角度單一、散熱效果不好等問題，提出一種采用硬件手段與控制手段結合的方式解決LED光源的發(fā)熱問題，可支持大功率LED光源穩(wěn)定地長時間發(fā)光的用于版檢測的光學成像光源。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
[0007]—種用于檢測的光學成像光源，其特征在于:它包括由環(huán)形框體和散熱片構成的燈箱，所述環(huán)形框體為筒形；所述散熱片設置于所述環(huán)形框體的外側壁上，所述環(huán)形框體的內側壁上設置多個LED光源，每個所述LED光源的額定功率大于IW ;所述燈箱頂部設置多個風扇，當所述燈箱內部溫度高于第一安全閾值時，所述風扇開啟，當所述燈箱內部溫度低于第一安全閾值時，所述風扇關閉；
[0008]所述LED光源的功率通過一電源系統(tǒng)調節(jié)，所述電源系統(tǒng)的工作模式包括持續(xù)模式和觸發(fā)模式，所述觸發(fā)模式由外部裝置輸入的觸發(fā)電平控制。
[0009]在所述持續(xù)模式下，所述LED光源以低于額定功率持續(xù)工作；在所述觸發(fā)模式下，通過所述外部裝置向所述電源系統(tǒng)輸出觸發(fā)電平，所述LED光源以額定功率短暫工作。
[0010]所述風扇與所述燈箱頂部之間通過減震裝置連接。
[0011]所述減震裝置為減震墊圈。
[0012]所述環(huán)形框體內側壁上設置深色或黑色的吸光層。
[0013]所述燈箱的材料為銅或鋁。[0014]當所述燈箱材料為鋁時，所述環(huán)形框體內側壁為由鋁表面陶瓷化而成的吸光層。
[0015]所述LED光源在所述環(huán)形框體內側壁上呈多圈的陣列排列。
[0016]所述每個散熱片的形狀為直角三角形，所述直角三角形的斜邊與所述環(huán)形框體的外側壁連接。
[0017]所述LED光源的光軸與所述焦平面的夾角為35°?55°。
[0018]當所述燈箱內部溫度高于第二安全閾值時，所述電源系統(tǒng)切斷所述LED光源的供電，所述第二安全閾值高于所述第一安全閾值。
[0019]本發(fā)明的技術效果如下:
[0020]本發(fā)明的一種用于檢測的光學成像光源，包括由環(huán)形框體和散熱片構成的燈箱，環(huán)形框體為筒形；散熱片設置于環(huán)形框體的外側壁上，環(huán)形框體的內側壁上設置多個LED光源，LED光源的額定功率大于1W，LED光源的光軸能夠在環(huán)形框體下方的焦平面后聚焦；燈箱頂部設置多個風扇，當燈箱內部溫度高于安全閾值時，風扇開啟，當燈箱內部溫度低于安全閾值時，風扇關閉；LED光源的功率通過一電源系統(tǒng)調節(jié)，電源系統(tǒng)的工作模式包括持續(xù)模式和觸發(fā)模式，觸發(fā)模式與相機配合工作。由于本發(fā)明使用額定功率大于IW的LED光源，使得照明效果好于其他使用小功率LED光源的光學成像光源。但是由于大功率LED光源的大熱量較高，如不加以控制會在燈箱內部形成熱量積累，大大縮短光學成像光源的使用壽命。為了解決這一問題，本發(fā)明通過硬件手段和控制手段對LED光源的發(fā)熱量進行有效控制，使其溫度穩(wěn)定在安全閾值以下，發(fā)光更穩(wěn)定，有效延長了光學成像光源的使用壽命。
[0021]本發(fā)明由于使用硬件和控制相結合的手段使燈箱內的溫度得到有效控制，特別是控制手段具有的兩種工作模式，在觸發(fā)模式下，將LED光源的功率與相機的工作進程進行關聯，光源瞬間照明強度大，同時發(fā)熱量小，將LED光源的總發(fā)熱量降至最低。同時使用風扇對燈箱進行整體降溫，避免因相機的持續(xù)工作使燈箱內積聚熱量過多，導致元器件損壞的風險。
[0022]由于風扇和基座間有減震裝置，避免抖動，可確保十分清晰的成像效果。
[0023]由于LED光源按照特定的設計呈環(huán)行分布，能在焦平面上形成均勻的照明并采集得到良好的圖像。
[0024]由于環(huán)形框體內部采用發(fā)黑工藝，消除雜光，獲得清晰的圖像。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明光學成像光源的結構示意圖【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本發(fā)明進行說明。
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明的光學成像光源包括燈箱1，燈箱I包括環(huán)形框體2和由環(huán)形框體2外側壁向外延伸的散熱片3，燈箱I的整體輪廓為圓柱體。環(huán)形框體2為沿燈箱I中線n圍成一中空的圓筒、矩形筒或錐筒，本發(fā)明優(yōu)選環(huán)形框體2為縱截面為梯形的圓錐筒。每個散熱片3的形狀為直角三角形，直角三角形的斜邊與環(huán)形框體2的外側壁連接，環(huán)形框體2的內側壁上沿周向對稱安裝用于容納LED光源4的燈口 5，燈口 5可為一圈或多圈的陣列排列。環(huán)形框體2的底部下方水平設置一焦平面A，當被測印版置于焦平面A上時，LED光源4發(fā)出的光可用于被測印版表面的照明。
[0029]LED光源4的光軸m與焦平面A (水平面)夾角為a，各燈口 5設置的角度保證置于其中的LED光源4的光軸m能夠到達并穿過焦平面A的邊緣。所有LED光源4的光軸m在焦平面A后部聚焦，燈箱I的位置可上下調整，因此焦平面A可位于光軸m焦點的上方或下方。這樣環(huán)形框體2中每個LED光源4在焦平面A所在的平面上形成一個橢圓形的光廓，光廓面積的大小與LED光源4相對于焦平面A的高度和光軸m與焦平面A的夾角a有關，夾角a越小橢圓形光廓的長軸短軸比值越大。光廓上靠近中線n的邊緣為近中光廓，遠離中線n的邊緣為遠中光廓，則每個LED光源4在焦平面A上的有效光照范圍均為光軸m到近中光廓的范圍。當所有LED光源4的有效光照范圍重疊后,在焦平面A內就具有均勻的光照效果，各LED光源4的光軸m共同構成焦平面A的邊緣。
[0030]本發(fā)明的燈箱I為由銅或鋁等金屬制成的金屬框體，環(huán)形框體2的內表面為深色或黑色，為了加強光線的吸收能力，降低反射率。本實施例中環(huán)形框體2的內表面采用金屬鋁表面陶瓷化而成的吸光層，有助于獲得更佳照明效果。LED光源4光軸m與焦平面A的夾角a即照明角度，通常在15°?60°的范圍內，優(yōu)選35°?55°范圍，以便對焦平面A內的二維形態(tài)、三維形態(tài)都能實現很好的照明效果，確保了膠印版、凹印版、膠片、印品等在CCD相機掃描后得到的掃描圖像質量。
[0031]LED光源4的額定功率均大于1W，為了解決大功率LED光源4在開機過程中的發(fā)熱問題，延長LED光源4的使用壽命，本發(fā)明分別采用硬件手段和控制手段實現:
[0032]在硬件手段中，本發(fā)明的環(huán)形框體2頂部均勻地環(huán)形安裝帶減震裝置的N臺風扇6，其中2 < N < 10，每個風扇6帶有單獨的開關，控制它們工作或者不工作；風扇6和環(huán)形框體2之間通過減震墊圈7減震，減震墊圈7可消除風扇6運轉給LED光源4和運動中的C⑶鏡頭帶來的抖動。
[0033]當LED光源4在較大功率下持續(xù)工作，燈箱I內部溫度高于第一安全閾值時，開啟風扇6在環(huán)形框體2和散熱片3上方形成負壓，將LED光源4產生的熱量吸引至燈箱I外部，之后低溫空氣由散熱片3的底部進入散熱片3和環(huán)形框體2之間，為燈箱I降溫，確保LED光源4工作穩(wěn)定；當燈箱I內部溫度低于第一安全閾值時，風扇6關閉。且環(huán)形框體2本身為散熱性能良好的金屬材料，在LED光源4的功率較低時，可以不啟用風扇等散熱裝置，能夠減少震動、降低能耗。
[0034]在控制手段中，本發(fā)明LED光源4的功率可通過電源系統(tǒng)調節(jié)，以便于觀察不同的對象，電源系統(tǒng)具有持續(xù)模式和觸發(fā)模式兩種工作模式；在持續(xù)模式下，LED光源持續(xù)照明，用戶能連續(xù)觀察圖像，此時LED光源4工作在較小功率下；在觸發(fā)模式下，電源只有在外部觸發(fā)電平有效時才工作，在觸發(fā)脈沖有效電平較短時，LED光源4能以額定功率工作，在CCD相機采圖的瞬間提供高強度的照明，大大提高成像質量，而在不采圖時間觸發(fā)電平無效，LED光源4平均功耗低,可以不開啟風扇,確保光源溫度較低,工作穩(wěn)定。
[0035]電源系統(tǒng)還可具備熱保護功能，當燈箱I內部溫度高于第二安全閾值時，電源系統(tǒng)切斷LED光源4的供電，第二安全閾值高于第一安全閾值。即當燈箱I內部溫度高于第一安全閾值時，開啟風扇6進行降溫；但如果熱量持續(xù)上升，當燈箱I內部溫度越過第二安全閾值時，電源系統(tǒng)使LED光源4斷電，消除熱源，但風扇6依舊開啟，直至燈箱I內部溫度回落至第一安全閾值以下，才關閉風扇6。
[0036]應當指出，以上所述【具體實施方式】可以使本領域的技術人員更全面地理解本發(fā)明創(chuàng)造，但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書參照附圖和實施例對本發(fā)明創(chuàng)造已進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明創(chuàng)造進行修改或者等同替換，總之，一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護范圍當中。
【權利要求】
1.一種用于檢測的光學成像光源，其特征在于:它包括由環(huán)形框體和散熱片構成的燈箱，所述環(huán)形框體為筒形；所述散熱片設置于所述環(huán)形框體的外側壁上，所述環(huán)形框體的內側壁上設置多個LED光源，每個所述LED光源的額定功率大于IW ;所述燈箱頂部設置多個風扇，當所述燈箱內部溫度高于第一安全閾值時，所述風扇開啟，當所述燈箱內部溫度低于第一安全閾值時，所述風扇關閉； 所述LED光源的功率通過一電源系統(tǒng)調節(jié)，所述電源系統(tǒng)的工作模式包括持續(xù)模式和觸發(fā)模式，所述觸發(fā)模式由外部裝置輸入的觸發(fā)電平控制。
2.如權利要求1所述的一種用于檢測的光學成像光源，其特征在于:在所述持續(xù)模式下，所述LED光源以低于額定功率持續(xù)工作；在所述觸發(fā)模式下，通過所述外部裝置向所述電源系統(tǒng)輸出觸發(fā)電平，所述LED光源以額定功率短暫工作。
3.如權利要求1或2所述的一種用于檢測的光學成像光源，其特征在于:所述風扇與所述燈箱頂部之間通過減震裝置連接。
4.如權利要求3所述的一種用于檢測的光學成像光源，其特征在于:所述減震裝置為減震墊圈。
5.如權利要求1所述的一種用于檢測的光學成像光源，其特征在于:所述環(huán)形框體內側壁上設置深色或黑色的吸光層。
6.如權利要求1或5所述的一種用于檢測的光學成像光源，其特征在于:所述燈箱的材料為銅或招。
7.如權利要求6所述的一種用于檢測的光學成像光源，其特征在于:當所述燈箱材料為鋁時，所述環(huán)形框體內側壁為由鋁表面陶瓷化而成的吸光層。
8.如權利要求1或2或4或5或7所述的一種用于檢測的光學成像光源，其特征在于:所述LED光源在所述環(huán)形框體內側壁上呈多圈的陣列排列。
9.如權利要求1或2或4或5或7所述的一種用于檢測的光學成像光源，其特征在于:所述每個散熱片的形狀為直角三角形，所述直角三角形的斜邊與所述環(huán)形框體的外側壁連接。
10.如權利要求1或2或4或5或7所述的一種用于檢測的光學成像光源，其特征在于:所述LED光源的光軸與所述焦平面的夾角為35°?55°。
11.如權利要求1或2或4或5或7所述的一種用于檢測的光學成像光源，其特征在于:當所述燈箱內部溫度高于第二安全閾值時，所述電源系統(tǒng)切斷所述LED光源的供電，所述第二安全閾值高于所述第一安全閾值。
【文檔編號】F21Y101/02GK103672500SQ201310449493
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權日:2013年9月27日
【發(fā)明者】劉永江, 杜旭東, 畢明, 張健, 馮禮, 盧繼兵, 韓英魁, 常為民, 王雪 申請人:北京中鈔鈔券設計制版有限公司, 中國人民銀行印制科學技術研究所, 中國印鈔造幣總公司