视觉检测用环形光源.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310575124.1(22)申请日 2023.05.19(71)申请人 成都恒坤视讯光电科技有限公司地址 610210 四川省成都市双流区西南航空港经济开发区物联二路777号(72)发明人 霍永峰丁宇石新宇(74)专利代理机构 四川力久律师事务所 51221专利代理师 林秋雅(51)Int.Cl.G03B 15/02(2021.01)G03B 15/06(2021.01)(54)发明名称一种视觉检测用环形光源(57)摘要本发明公开了一种视觉检测用环形光源，包括LED灯珠和PCB板，LED灯。

2、珠连接于PCB板，其特征在于，还包括反光结构，反光结构包括固定于PCB板的多个反光杯，反光杯的数量与LED灯珠相匹配，反光杯用于控制LED灯珠发出的光线走向。本发明的环形光源，在每个LED灯珠处都设置反光杯，通过反光杯控制LED灯珠发出的光线走向，进而匹配不同的出光角度。本发明通过光学器件精准控光，利用率高、工作面上的照度较高。且无需通过改变PCB板的安装坡度来达到不同出光角度，只需更换反光杯即可改变出光角度，进而同一系列不同角度的环形灯具，其内部结构、厚度基本相同，大大降低了生产成本，便于批量化生产。权利要求书1页 说明书6页 附图21页CN 116609987 A2023.08.18CN 。

3、116609987 A1.一种视觉检测用环形光源，包括LED灯珠(14)和PCB板(15)，所述LED灯珠(14)连接于所述PCB板(15)，其特征在于，还包括反光结构(13)，所述反光结构(13)包括固定于所述PCB板(15)的多个反光杯(131)，所述反光杯(131)的数量与所述LED灯珠(14)相匹配，所述反光杯(131)用于控制所述LED灯珠(14)发出的光线走向。2.根据权利要求1所述的一种视觉检测用环形光源，其特征在于，所述反光杯(131)的反射面(133)具有多种面型。3.根据权利要求1所述的一种视觉检测用环形光源，其特征在于，所述反光杯(131)的反射面(133)为开放式弧面，。

4、所述开放式弧面的圆心角小于或等于180度，所述开放式弧面朝向中心点弯曲，所述中心点为所述LED灯珠(14)围成的圆形的圆心。4.根据权利要求3所述的一种视觉检测用环形光源，其特征在于，所述反射面(133)在所述PCB板(15)的投影完全覆盖所述LED灯珠(14)。5.根据权利要求1所述的一种视觉检测用环形光源，其特征在于，所述反光杯(131)的反射面(133)为封闭式弧面，所述封闭式弧面围绕所述LED灯珠(14)设置。6.根据权利要求1所述的一种视觉检测用环形光源，其特征在于，所述反光杯(131)的底面设置有限位凸台(134)，所述PCB板(15)设置有对应的限位孔(151)，所述限位凸台(1。

5、34)插入所述限位孔(151)，或，所述反光杯(131)的底面设置有限位孔(151)，所述PCB板(15)设置有对应的限位凸台(134)，所述限位凸台(134)插入所述限位孔(151)。7.根据权利要求6所述的一种视觉检测用环形光源，其特征在于，所述限位孔(151)成对设置，且每对所述限位孔(151)成八字型设置。8.根据权利要求6所述的一种视觉检测用环形光源，其特征在于，不同面型的所述反光杯(131)的所述限位凸台(134)/所述限位孔(151)为同一规格。9.根据权利要求1所述的一种视觉检测用环形光源，其特征在于，所述反光杯(131)相对的两个侧面形成八字型设置。10.根据权利要求1所述的。

6、一种视觉检测用环形光源，其特征在于，所述PCB板(15)具有多种外径，所述反光杯(131)具有多种数量。11.根据权利要求1所述的一种视觉检测用环形光源，其特征在于，所述PCB板(15)为平板。12.根据权利要求111任一所述的一种视觉检测用环形光源，其特征在于，还包括底座(11)和盖板(12)，所述述PCB板(15)固定于所述底座(11)，所述盖板(12)设置于所述反光结构(13)上方，所述反光杯(131)的顶部设置有凸点(132)。13.根据权利要求12所述的一种视觉检测用环形光源，其特征在于，所述盖板(12)为磨砂盖板，或，所述盖板(12)设置有条纹微结构(121)，或，所述盖板(12)。

7、设置有复眼微结构(124)。14.根据权利要求12所述的一种视觉检测用环形光源，其特征在于，所述底座(11)设置有减重孔(114)。权利要求书1/1 页2CN 116609987 A2一种视觉检测用环形光源技术领域0001本发明涉及环形光源领域，特别是一种视觉检测用环形光源。背景技术0002机器视觉检测中，往往采用工业相机2进行拍摄，且需要配合采用光源1对待检测物品3进行照明，如图1所示。由于待检测物品3与相机2之间存在多种不同的距离(例如待检测物品3与相机2的远近不同，或待检测物品3本身存在内凹或外凸部分)，因此，需要调整光源1的出射角，以实现对不同待检测物品3的精确检测，或实现对同一待检测。

8、物品3不同位置的精确检测。0003现有的机器视觉光源中只有环形光源是有角度的，而其他的背光源、条形光源、线形光源、点光源、无影光源等都是没有角度的。环形光源中一般以灯珠的发光方向与水平的夹角来定义角度，环形光源可分为：高角度环形光源、低角度环形光源、0度环形光源。0004高角度环形光源：一般将光束与水平面的夹角大于45(含)的光源定义为高角度环形光源，因为其角度比较大，所以一般来讲其工作距离也比较高，所以称其为高角度光源。其最大的角度为90度。一般来讲，没有灯珠朝环外照射的环形光源。图2所示为90度的环形光源，图3所示为60度的环形光源。0005低角度环形光源：一般定义为光束与水平夹角45度以。

9、下的光源。这种光源一般工作距离很低，所以称其为低角度光源。图4所示为30度的环形光源。00060度环形光源：即当光束与水平面平行时，即夹角变为0度。图5所示为0度的环形光源。0007但是，现有的视觉检测用的环形光源是直接通过改变PCB板(带LED灯珠)的安装坡度来达到不同角度(工作距离)的使用，例如当环形光源的角度为30度时，PCB板就安装成30度的坡度，当环形光源的角度为45度时，PCB板就安装成45度的坡度，具有如下弊端：00081、同一系列不同角度的环形灯具，其内部结构、外形尺寸(包括直径、厚度)和重量都不一样，导致生产成本高、安装使用麻烦；00092、没有光学器件精准控光，裸光源的光线。

10、较发散，导致光利用率很低、工作面上的照度不高。发明内容0010本发明的目的在于：针对现有技术存在的同一系列不同角度的环形灯具，其内部结构、外形尺寸(包括直径、厚度)和重量都不一样，导致生产成本高、安装使用麻烦，没有光学器件精准控光，裸光源的光线较发散，导致光利用率很低、工作面上的照度不高的问题，提供一种视觉检测用环形光源。0011为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：0012一种视觉检测用环形光源，包括LED灯珠和PCB板，所述LED灯珠连接于所述PCB板，其特征在于，还包括反光结构，所述反光结构包括固定于所述PCB板的多个反光杯，所述反说明书1/6 页3CN 116609987 A3光杯。

11、的数量与所述LED灯珠相匹配，所述反光杯用于控制所述LED灯珠发出的光线走向。0013本发明所述的环形光源，在每个所述LED灯珠处都设置所述反光杯，通过所述反光杯控制所述LED灯珠发出的光线走向，进而匹配不同的角度(工作距离)。本发明通过光学器件精准控光，利用率高、工作面上的照度较高。且无需通过改变PCB板的安装坡度来达到不同角度(工作距离)，只需更换所述反光杯即可改变角度(工作距离)，进而同一系列不同角度的环形灯具，其内部结构、厚度基本相同，大大降低了生产成本，便于批量化生产。0014作为本发明的优选方案，所述反光杯的反射面具有多种面型，进而可以匹配不同的角度(工作距离)。0015作为本发明。

12、的优选方案，所述反光杯的反射面为开放式弧面，所述开放式弧面的圆心角小于或等于180度，所述开放式弧面朝向中心点弯曲，所述中心点为所述LED灯珠围成的圆形的圆心，利于光线射向圆心方向。0016作为本发明的优选方案，所述反射面在所述PCB板的投影完全覆盖所述LED灯珠，环形光源更加美观。0017作为本发明的优选方案，所述反光杯的反射面为封闭式弧面，所述封闭式弧面围绕所述LED灯珠设置。0018作为本发明的优选方案，所述反光杯的底面设置有限位凸台，所述PCB板设置有对应的限位孔，所述限位凸台插入所述限位孔，或，所述反光杯的底面设置有限位孔，所述PCB板设置有对应的限位凸台，所述限位凸台插入所述限位孔。

13、，便于进行所述反光杯的限位和安装。0019作为本发明的优选方案，所述限位孔成对设置，且每对所述限位孔成八字型设置，所述反光杯不会跑位，限位效果较好。0020作为本发明的优选方案，不同面型的所述反光杯的所述限位凸台/所述限位孔为同一规格，便于在同一PCB板上安装不同面型的所述反光杯，从而匹配不同的角度(工作距离)，便于所述反光杯的安装。0021作为本发明的优选方案，所述反光杯相对的两个侧面形成八字型设置，便于开模和加工。0022作为本发明的优选方案，所述PCB板具有多种外径，所述反光杯具有多种数量以适应不同外径的所述PCB板。0023作为本发明的优选方案，所述PCB板为平板，从而能够保证同一系列。

14、不同角度的环形灯具厚度相同。0024作为本发明的优选方案，所述环形光源还包括底座和盖板，所述述PCB板固定于所述底座，所述盖板设置于所述反光结构上方，所述反光杯的顶部设置有凸点。通过设置所述凸点，确保所述盖板能够压紧所述反光杯。0025作为本发明的优选方案，所述盖板为磨砂盖板，或，所述盖板设置有条纹微结构，或，所述盖板设置有复眼微结构。通过设置条纹微结构或复眼微结构，能够起到匀光的效果，减少灯影。0026作为本发明的优选方案，所述底座设置有减重孔，减轻重量，减少成本。0027综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：0028本发明所述的环形光源，在每个所述LED灯珠处都设置所述反光。

15、杯，通过所述反光说明书2/6 页4CN 116609987 A4杯控制所述LED灯珠发出的光线走向，进而匹配不同的角度(工作距离)。本发明通过光学器件精准控光，利用率高、工作面上的照度较高。且无需通过改变PCB板的安装坡度来达到不同角度(工作距离)，只需更换所述反光杯即可改变角度(工作距离)，进而同一系列不同角度的环形灯具，其内部结构、厚度基本相同，大大降低了生产成本，便于批量化生产。附图说明0029图1是机器视觉检测系统的示意图。0030图2是现有的90度的环形光源的示意图。0031图3是现有的60度的环形光源的示意图。0032图4是现有的30度的环形光源的示意图。0033图5是现有的0度的。

16、环形光源的示意图。0034图6是本发明实施例1所述的环形光源的三维结构示意图一。0035图7是本发明实施例1所述的环形光源的三维结构示意图二。0036图8是本发明实施例1所述的环形光源的俯视图。0037图9是本发明实施例1所述的环形光源的侧视图。0038图10是本发明实施例1所述的环形光源的隐藏盖板后的三维结构示意图。0039图11是本发明实施例1所述的环形光源的隐藏盖板后的俯视图。0040图12是本发明实施例1所述的环形光源的隐藏盖板和底座后的三维结构示意图。0041图13是本发明实施例1所述的LED灯珠和PCB板三维结构示意图一。0042图14是本发明实施例1所述的LED灯珠和PCB板三维。

17、结构示意图二。0043图15是本发明所述的出光角度为45度的反光结构的三维结构示意图。0044图16是本发明所述的出光角度为45度的反光结构的俯视图。0045图17是本发明所述的出光角度为45度的反光结构的侧视图。0046图18是本发明所述的单个反光杯在PCB板的安装示意图。0047图19是本发明所述的出光角度为45度的单个反光杯的三维结构示意图一。0048图20是本发明所述的出光角度为45度的单个反光杯的三维结构示意图二。0049图21是本发明所述的出光角度为45度的单个反光杯的俯视图。0050图22是本发明所述的出光角度为45度的单个反光杯的侧视图。0051图23是本发明所述的出光角度为0。

18、度的反光结构的三维结构示意图。0052图24是本发明所述的出光角度为0度的反光结构的俯视图。0053图25是本发明所述的出光角度为0度的单个反光杯的的三维结构示意图。0054图26是本发明所述的出光角度为0度的单个反光杯的的侧视图。0055图27是本发明所述的出光角度为30度的反光结构的三维结构示意图。0056图28是本发明所述的出光角度为60度的反光结构的三维结构示意图。0057图29是本发明所述的出光角度为60度的反光结构的俯视图。0058图30是本发明所述的出光角度为90度的反光结构的三维结构示意图。0059图31是本发明所述的出光角度为90度的反光结构的俯视图。0060图32是本发明所。

19、述的设置有条纹微结构的盖板的三维结构示意图一。0061图33是本发明所述的设置有条纹微结构的盖板的三维结构示意图二。说明书3/6 页5CN 116609987 A50062图34是本发明所述的磨砂盖板的三维结构示意图。0063图35是本发明所述的设置有复眼微结构的盖板的三维结构示意图一。0064图36是本发明所述的设置有复眼微结构的盖板的三维结构示意图二。0065图37是本发明所述的设置有减重孔的底座的三维结构示意图一。0066图38是本发明所述的设置有减重孔的底座的三维结构示意图二。0067图39是本发明所述的未设置减重孔的底座的三维结构示意图一。0068图40是本发明所述的未设置减重孔的底。

20、座的三维结构示意图二。0069图41是本发明实施例2所述的环形光源的三维结构示意图一。0070图42是本发明实施例2所述的环形光源的三维结构示意图二。0071图43是本发明实施例2所述的环形光源的隐藏盖板后的三维结构示意图。0072图44是本发明实施例2所述的环形光源的隐藏盖板和底座后的三维结构示意图。0073图标：1光源，11底座，111安装孔，112底座透光孔，113接线槽，114减重孔，12盖板，121条纹微结构，122盖板透光孔，123盖板凸台，124复眼微结构，13反光结构，131反光杯，132凸点，133反射面，134限位凸台，14LED灯珠，15PCB板，151限位孔，152PC。

21、B板出光孔，2相机，3待检测物品。具体实施方式0074下面结合附图，对本发明作详细的说明。0075为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。0076实施例10077如图614所示，一种视觉检测用环形光源，包括底座11、盖板12、反光结构13、LED灯珠14和PCB板15，所述述PCB板15固定于所述底座11，所述LED灯珠14连接于所述PCB板15，所述盖板12设置于所述反光结构13上方，所述反光结构13包括固定于所述PCB板15的多个反光杯131，所述反光杯131的数。

22、量与所述LED灯珠14相匹配，多个所述反光杯131围成环形结构，所述反光杯131用于控制所述LED灯珠14发出的光线走向。所述反光杯131的反射面133具有多种面型。0078具体的，在每个所述LED灯珠14处都设置有对应的所述反光杯131，所述反光杯131的反射面133围绕所述LED灯珠14设置。所述反光杯131的反射面133为开放式弧面或封闭式弧面，每个所述封闭式弧面围绕所述LED灯珠14设置，而所述开放式弧面的圆心角小于或等于180度(通常仅为封闭式弧面的一半)，所述开放式弧面朝向中心点弯曲，所述中心点为所述LED灯珠14围成的圆形的圆心。通常0 45 的所述反光杯131的反射面133为开。

23、放式弧面，靠近圆心一侧是开放形式，利于光线射向圆心方向，如图1527所示。而通常60 90 的所述反光杯131的反射面133为封闭式弧面，如图2831所示。所述反光杯131可采用塑料、金属或玻璃材质，并可在表面镀膜(例如铝膜)提高反光率，所述反光杯131也可以直接采用高反射材料注塑，例如高反射PC材料。0079本发明通过所述反光杯131的反射面133对光线进行控制，通过更换不同的所述反光杯131，即可形成多种不同角度的环形光源，因此，本发明对于仅角度不同的同一系列的说明书4/6 页6CN 116609987 A6环形光源，可以将底座11、盖板12、LED灯珠14和PCB板15均设计为同一规格，。

24、无需再将PCB板15弯折成不同的坡度，仅需更换不同面型的反光杯即可。因此，如此，仅角度不同的同一系列的环形光源直径、厚度均相同，大大降低了生产成本，便于批量化生产。而对于不同直径的环形光源，也可以仅增加/减少所述反光杯131的数量即可，大大降低了生产成本。0080作为优选的方案，在某些特定角度下，例如0，所述反射面133在所述PCB板15的投影完全覆盖所述LED灯珠14，即从所述盖板12一侧是完全看不到所述LED灯珠14的，从而使得整个环形光源更加美观。0081作为优选的方案，所述反光杯131设计成两头不一样大小的形式，即所述反光杯131包括底面、顶面、内弧面(即反射面133)、外弧面以及两个。

25、侧面，两个侧面成八字型设置，如此更加便于开模和加工，也能够组装成不同的反光结构13，从而适应不同直径的所述PCB板15。进一步优化的方案中，所述反光杯131的底面设置有限位凸台134，所述PCB板15设置有对应的限位孔151，所述限位凸台134插入所述限位孔151，或，所述反光杯131的底面设置有限位孔151，所述PCB板15设置有对应的限位凸台134，所述限位凸台134插入所述限位孔151。所述限位孔151成对设置(适应每对限位凸台134)，且每对所述限位孔151成八字型设置，如此，便于进行所述反光杯131的限位和安装。0082此外，为了使得所述反光杯131能够适应不同的所述PCB板15，且。

26、不同角度的所述反光杯131能够适应相同的所述PCB板15，可以将所有所述限位凸台134设计成统一规格的，即不同面型的所述反光杯131的所述限位凸台134/所述限位孔151为同一规格，如此，对于仅角度不同的一系列环形光源，可以采用同样的PCB板15，所述PCB板15上的所述限位孔151/所述限位凸台134可以保持不变，只需更换不同的所述反光杯131即可。而对于不同直径的环形光源，只需增加/减少所述反光杯131的数量即可，所述反光杯131也无需再重新进行设计。因此，所述PCB板15具有多种外径，所述反光杯131具有多种数量。0083本发明无需再通过改变所述PCB板15的坡度来改变出光角度，因此，所。

27、述PCB板可以设计为同一坡度甚至直接设计为平板，只需在中部预留PCB板出光孔152即可，如此，更加便于PCB板15的加工制造，也便于LED灯珠14的安装。所述底座11设有PCB板安装面，所述PCB板15可以直接粘接或通过其他方式固定于所述底座11。0084进一步的，所述反光杯131的顶部设置有凸点132，当所述盖板12盖设于所述反光杯131顶部时，所述凸点132能够确保所述盖板12能够压紧所述反光杯131，提高装配的稳定性，减少螺钉、螺栓的使用。优选的，所述凸点132与所述反光杯131为一体注塑成型构件。0085进一步优选的方案，所述盖板12的中部设有盖板透光孔122，所述盖板透光孔122延伸。

28、连接有盖板凸台123，所述盖板凸台123可以增加环形光源的结构强度，并起到一定的防尘作用。更进一步的，所述盖板12为磨砂盖板(如图34)，或，所述盖板12设置有条纹微结构121(如图3233)，或，所述盖板12设置有复眼微结构124(如图3536)。所述盖板12可以是透明或半透明的塑料板。通过设置条纹微结构121或复眼微结构124，能够起到匀光的效果，减少灯影，遮盖内部结构。0086进一步优选的方案，所述底座11设置有减重孔114，如图3738所示，能够减轻重量，减少成本。当然，所述底座11也可以不设置减重孔114，如图3940所示。所述底座11的底部设置安装孔111，便于环形光源的安装固定，。

29、中部设置底座透光孔112，并设置接线槽113用于PCB板15接通电源线。说明书5/6 页7CN 116609987 A70087进一步优选的，现有的环形光源多采用指示性的LED灯珠，发光效率低，照明效果差，本发明可以采用照明性的LED灯珠，大大减少LED灯珠的数量，且提高照明效果。0088本发明反光结构13适应不同的出光角度，例如0度、15度、30度、45度、60度、75度和90度，底座11和盖板12也有多种形式，在实际生产过程中可以进行随机任意组合，以适应不同的使用需求。0089实施例20090如图4144所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的环形光源的直径大于实施例1，因此，本实施。

30、例采用的LED灯珠14和导光杯131的数量大于实施例1。本领域技术人员可以理解，为了适应不同的使用需求，环形光源的直径、LED灯珠14和导光杯131的数量可以进行任意调整，且由于本发明的导光杯131和PCB板15的限位结构是同一规格的，因此，无需再对反光杯131进行重新设计，只需改变反光杯131的数量即可。0091以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书6/6 页8CN 116609987 A8图1图2图3说明书附图1/21 页9CN 116609987 A9图4图5图6说明书附图。

31、2/21 页10CN 116609987 A10图7图8说明书附图3/21 页11CN 116609987 A11图9图10说明书附图4/21 页12CN 116609987 A12图11图12说明书附图5/21 页13CN 116609987 A13图13图14说明书附图6/21 页14CN 116609987 A14图15图16说明书附图7/21 页15CN 116609987 A15图17图18说明书附图8/21 页16CN 116609987 A16图19图20说明书附图9/21 页17CN 116609987 A17图21图22说明书附图10/21 页18CN 116609987 A。

32、18图23图24说明书附图11/21 页19CN 116609987 A19图25图26说明书附图12/21 页20CN 116609987 A20图27图28说明书附图13/21 页21CN 116609987 A21图29图30说明书附图14/21 页22CN 116609987 A22图31图32说明书附图15/21 页23CN 116609987 A23图33图34说明书附图16/21 页24CN 116609987 A24图35图36说明书附图17/21 页25CN 116609987 A25图37图38说明书附图18/21 页26CN 116609987 A26图39图40说明书附图19/21 页27CN 116609987 A27图41图42说明书附图20/21 页28CN 116609987 A28图43图44说明书附图21/21 页29CN 116609987 A29。