一种线光源及检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及光学设备技术领域，尤其涉及一种线光源及检测系统。


背景技术：

2.线光源具有聚光效果好、亮度高等优点，通常用于与线扫相机及镜头进行搭配以应用于各类的视觉检测项目中。
3.现有技术中，线光源采用圆棒状透镜以实现聚光，这种方案虽然能有效降低物料成本，但是聚光效率并不高，导致线光源存在亮度低以及光斑较为发散等缺点，聚光效果难以满足实际需求。为了提高光源亮度，目前一般采用增加led的使用功率的方法，通过使led元件处于满负荷或者接近满负荷的工作状态以提高led发光强度，但led元件长期处于在这样的状态下会导致其使用寿命大幅缩短。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种线光源及检测系统，解决现有技术中线激光的聚光效果难以满足实际需求的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：
6.一种线光源，包括发光组件，沿所述发光组件的出射光线的光路依次设有：
7.第一聚光镜，所述第一聚光镜用于对所述出射光线进行沿第一方向的聚光调节；
8.第二聚光镜，所述第二聚光镜用于对所述出射光线进行沿第二方向的聚光调节；
9.第三聚光镜，所述第三聚光镜用于对所述出射光线进行沿所述第二方向的聚光调节。
10.可选地，所述第一聚光镜、所述第二聚光镜和所述第三聚光镜均为柱面镜；
11.其中，所述第一聚光镜的母线方向垂直于所述第一方向设置，所述第二聚光镜和所述第三聚光镜的母线方向均垂直于所述第二方向设置；
12.所述第一方向垂直于所述第二方向。
13.可选地，所述第一聚光镜包括第一平面透光面和第一柱面透光面，所述第一平面透光面朝向所述发光组件设置，所述第一柱面透光面背离所述发光组件设置；
14.所述第二聚光镜包括第二平面透光面和第二柱面透光面，所述第二平面透光面朝向所述发光组件设置，所述第二柱面透光面背离所述发光组件设置；
15.所述第三聚光镜包括第三平面透光面和第三柱面透光面，所述第三平面透光面背离所述发光组件设置，所述第三柱面透光面朝向所述发光组件设置；
16.所述第一柱面透光面、所述第二柱面透光面和所述第三柱面透光面均为凸面。
17.可选地，所述第一柱面透光面、第二柱面透光面和所述第三柱面透光面均满足二次曲面方程：
18.19.其中，k为二次曲面系数，r为曲率半径，c2＝x2+y2，x、y、z是以焦点为坐标原点的坐标。
20.可选地，所述线光源满足如下关系式：
21.0.2≤d1/f1≤0.4；
22.其中，d1为所述第一聚光镜到所述发光组件的距离，f1为所述第一聚光镜的焦距。
23.可选地，所述线光源满足如下关系式：
24.0.5≤d2/f2≤0.7；
25.其中，d2为所述第二聚光镜到所述发光组件的距离，f2为所述第二聚光镜的焦距。
26.可选地，所述线光源满足如下关系式：
27.0.7≤d3/f3≤1.3；
28.其中，d3为所述第三聚光镜到所述发光组件的距离，f3为所述第三聚光镜的焦距。
29.可选地，所述线光源满足如下关系式：
30.0.7≤f3/f2≤2；
31.其中，f2为所述第二聚光镜的焦距，f3为所述第三聚光镜的焦距。
32.可选地，所述的线光源还包括外壳，所述发光组件、所述第一聚光镜、所述第二聚光镜和所述第三聚光镜均设于所述外壳内；所述外壳上开设有出光口，所述出光口内设有保护片，所述保护片为透光元件，且所述保护片的表面设有扩散膜；
33.所述发光组件包括基板，所述基板上设有至少两个发光器，相邻的所述发光器之间设有挡光片。
34.本实用新型还提供了一种检测系统，包括如上任一项所述的线光源。
35.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
36.本实用新型提供了一种线光源及检测系统，通过设置对第一方向出射光线进行聚光调节的第一聚光镜，以及设置对第二方向出射光线进行聚光调节的第二聚光镜和第三聚光镜，有效地改善了发光组件的聚光效果，以满足工作区域的光照条件；同时，由于不需要增加发光组件的功率，因而能够延长发光组件的使用寿命。
附图说明
37.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
38.图1为本实用新型提供的一种线光源的结构示意图；
39.图2为本实用新型提供的一种线光源于另一视角下的结构示意图；
40.图3为本实用新型提供的一种线光源的光路原理图；
41.图4为图3中a部分的局部放大图。
42.上述图中：10、发光组件；11、基板；12、发光器；13、挡光片；20、第一聚光镜；21、第一平面透光面；22、第一柱面透光面；30、第二聚光镜； 31、第二平面透光面；32、第二柱面透光面；40、第三聚光镜；41、第三平面透光面；42、第三柱面透光面；51、外壳；52、保护片。
具体实施方式
43.为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
44.在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
45.此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。
46.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
47.请结合参考图1至图4，本实用新型提供了一种线光源，包括外壳51，外壳51内设有用于发出出射光线的发光组件10，外壳51上沿出光光线的光路开设有出光口；
48.出光口内设有保护片52，该保护片52能够起防尘的效果；同时，为了确保出射光线的照射效果，保护片52为透光元件，且保护片52的表面设有具有匀光效果的扩散膜。
49.其中，发光组件10固定于外壳51内，包括基板11，基板11上设有至少两个发光器12，相邻的发光器12之间设有挡光片13，该挡光片13用于防止因杂散光的干扰，从而确保光源的聚焦性能。当基板11上设有多个发光器12 时，多个发光器12均匀且紧密地排布在基板11上，能产生互补效应，同时也加强了光照效果。
50.可以理解的是，基板11是用于排列发光器12的基座，也可以是为其提供电流的pcb板，还可以是能够达到相同效果的其他元件。
51.本实施例中，沿发光组件10的出射光线的光路依次设有第一聚光镜20、第二聚光镜30和第三聚光镜40，第一聚光镜20、第二聚光镜30和第三聚光镜40均固定于外壳51内。
52.第一聚光镜20用于对出射光线进行沿第一方向的聚光调节，第二聚光镜 30和第三聚光镜40用于对出射光线进行沿第二方向的聚光调节。请参考图1 和图3，第一方向垂直于第二方向，且该第一方向为图示中的x方向，该第二方向为图示中的y方向。
53.其中，第一聚光镜20、第二聚光镜30和第三聚光镜40均为柱面镜。
54.具体地，第一聚光镜20具有第一平面透光面21和第一柱面透光面22，该第一平面透光面21为平面，该第一柱面透光面22为柱面，进一步地，第一柱面透光面22为凸面，且第一柱面透光面22的母线方向沿y方向设置；该第一聚光镜20能够使得x方向的光角度收敛，从而提高出射光线在x方向的聚光效果。
55.第二聚光镜30具有第二平面透光面31和第二柱面透光面32；第三聚光镜40具有第三平面透光面41和第三柱面透光面42。
56.具体地，第二平面透光面31和第三平面透光面41均为平面，第二柱面透光面32和第三柱面透光面42均为柱面；第二柱面透光面32和第三柱面透光面42均为凸面，且第二柱面透光面32和第三柱面透光面42的母线方向沿 x方向设置；基于此，第二聚光镜30和第三
聚光镜40使得y方向的光角度收敛，从而提高出射光线在y方向的聚光效果。
57.本实施例中，第一聚光镜20的第一平面透光面21朝向发光组件10设置，第一柱面透光面22背离发光组件10设置。
58.其中，第二聚光镜30的第二平面透光面31朝向发光组件10设置，第二柱面透光面32背离发光组件10设置；第三聚光镜40的第三平面透光面41 背离发光组件10设置，第三柱面透光面42朝向发光组件10设置；基于此，使得第二聚光镜30和第三聚光镜40的柱面相对设置。
59.本实施例中，通过使第一聚光镜20的柱面母线方向与第二聚光镜30、第三聚光镜40的柱面母线方向相垂直，能够获得更佳的收光效果和聚焦效果。
60.进一步地，第一柱面透光面22、第二柱面透光面32和第三柱面透光面 42均满足二次曲面方程：
[0061][0062]
其中，k为二次曲面系数，r为曲率半径，c2＝x2+y2，x、y、z是以焦点为坐标原点的坐标。当第一柱面透光面22、第二柱面透光面32和第三柱面透光面42满足前述条件时，能够较好地实现光束的折射，以便于获得预期的聚光效果。
[0063]
进一步地，线光源还满足如下关系式：
[0064]
0.2≤d1/f1≤0.4；
[0065]
其中，d1为第一聚光镜20到发光组件10的距离，f1为第一聚光镜20的焦距。通过使第一聚光镜20满足前述条件，能够实现更佳的收光效果。
[0066]
进一步地，线光源还满足如下关系式：
[0067]
0.5≤d2/f2≤0.7；
[0068]
其中，d2为第二聚光镜30到发光组件10的距离，f2为第二聚光镜30的焦距。通过使第二聚光镜30满足前述条件，能够进一步改善对发光组件10 出射光线的准直效果。
[0069]
进一步地，线光源还满足如下关系式：
[0070]
0.7≤d3/f3≤1.3；
[0071]
其中，d3为第三聚光镜40到发光组件10的距离，f3为第三聚光镜40的焦距。通过使第三聚光镜40满足前述条件，能够使得经过第二聚光镜30的出射光线能够更好地聚焦在工作面上。
[0072]
此外，线光源还满足如下关系式：
[0073]
0.7≤f3/f2≤2；
[0074]
其中，f2为第二聚光镜30的焦距，f3为第三聚光镜40的焦距。通过对第三聚光镜40和第二聚光镜30的焦距比值进行合理规划，能够进一步提高第一聚光镜20、第二聚光镜30和第三聚光镜40的聚焦效果，同时还能够使线光源具有更优的尺寸，有利于实现体积小型化。
[0075]
基于前述实施例，本实用新型实施例还提供了一种检测系统，包括如上任一项的线光源，以及线扫相机和镜头。由于该线光源具有优秀的聚光效果，同时均匀性和亮度高，因此本实施例提供的检测系统具有优秀的检测效果，能够满足不同的检测需求。
[0076]
以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参
照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。