一種光路集成的物料分選光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光路集成的物料分選光學(xué)系統(tǒng)，包括可見(jiàn)光相機(jī)、紅外相機(jī)、分束器、復(fù)合照明燈、透射式復(fù)合背景燈；可見(jiàn)光相機(jī)與紅外相機(jī)分列置于分束器的后方，復(fù)合照明燈位于分束器前方，并且分布于分束器與透射式復(fù)合背景燈的中心連線兩側(cè)；可見(jiàn)光相機(jī)與紅外相機(jī)在分束器前的光路同軸，在分束器后光路分配到可見(jiàn)光相機(jī)與紅外相機(jī)。其中，復(fù)合照明燈為即可用作紅外光源，又可用作可見(jiàn)光源的同一個(gè)鹵素?zé)艋蛘呤菍⒓t外光LED燈珠和可見(jiàn)光LED燈珠組合為一體的復(fù)合照明燈。本實(shí)用新型通過(guò)分束器將兩種不同相機(jī)的取像光路集成在一起，實(shí)現(xiàn)了用兩種相機(jī)對(duì)觀察點(diǎn)同一位置同時(shí)取像。既優(yōu)化了光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，又保證了準(zhǔn)確的同步取像。
【專利說(shuō)明】一種光路集成的物料分選光學(xué)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種物料分選設(shè)備，尤其涉及一種用于物料分選設(shè)備中的集成度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的光學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前的物料分選設(shè)備中，尤其在可見(jiàn)光、紅外和紫外等多個(gè)波段復(fù)合應(yīng)用的系統(tǒng)中，由于單種相機(jī)常常只能覆蓋其中一個(gè)波段，因此需要兩種相機(jī)(如可見(jiàn)光相機(jī)和紅外相機(jī)在同側(cè)觀察相同的被選目標(biāo)，每個(gè)相機(jī)需要有照明光源、亮度可調(diào)的參考背景等，并且二者的光路相對(duì)獨(dú)立，通常的設(shè)計(jì)就是將系統(tǒng)的所有組件加倍，對(duì)應(yīng)一個(gè)相機(jī)一個(gè)系統(tǒng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，而且照明設(shè)計(jì)難以做到良好的對(duì)稱性，使得系統(tǒng)性能降低，生產(chǎn)、使用和維護(hù)不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種集成度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的用于物料分選設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種光路集成的物料分選光學(xué)系統(tǒng)，包括可見(jiàn)光相機(jī)、紅外相機(jī)、分束器、復(fù)合照明燈、透射式復(fù)合背景燈；可見(jiàn)光相機(jī)與紅外相機(jī)分列置于所述分束器的后方，復(fù)合照明燈位于分束器前方，并且分布于分束器與透射式復(fù)合背景燈的中心連線兩側(cè)；可見(jiàn)光相機(jī)與紅外相機(jī)在分束器前的光路同軸，在分束器后光路分配到可見(jiàn)光相機(jī)與紅外相機(jī)。
[0005]作為優(yōu)選，復(fù)合照明燈對(duì)稱分布于分束器與透射式復(fù)合背景燈的中心連線兩側(cè)。
[0006]作為優(yōu)選，復(fù)合照明燈為即可用作紅外光源，又可用作可見(jiàn)光源的同一個(gè)鹵素?zé)簟?br> [0007]作為優(yōu)選，復(fù)合照明燈將紅外光LED燈珠和可見(jiàn)光LED燈珠組合為一體。
[0008]作為優(yōu)選，透射式復(fù)合背景燈包括毛玻璃、紅外光源和可見(jiàn)光源；毛玻璃置于紅外光源和可見(jiàn)光源的前方；紅外光源和可見(jiàn)光源為同一齒素?zé)簟?br> [0009]作為優(yōu)選，透射式復(fù)合背景燈包括毛玻璃、紅外光源和可見(jiàn)光源；毛玻璃置于紅外光源和可見(jiàn)光源的前方；紅外光源為紅外LED燈珠，可見(jiàn)光源為可見(jiàn)光LED燈珠。
[0010]作為優(yōu)選，可見(jiàn)光相機(jī)為灰度相機(jī)。
[0011]作為優(yōu)選，可見(jiàn)光相機(jī)為彩色相機(jī)。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]通過(guò)分束器將兩種不同相機(jī)的取像光路集成在一起，實(shí)現(xiàn)了用兩種相機(jī)對(duì)觀察點(diǎn)同一位置同時(shí)取像。既優(yōu)化了光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，又保證了準(zhǔn)確的同步取像。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0015]圖1是本發(fā)明光路集成的物料分選光學(xué)系統(tǒng)實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。[0016]圖中，1-可見(jiàn)光相機(jī)，2-紅外相機(jī)，3-分束器，4-復(fù)合照明燈，5-觀察點(diǎn)，6_透射式復(fù)合背景燈，7-光路。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1:
[0018]圖1是一種光路集成的物料分選光學(xué)系統(tǒng)，由可見(jiàn)光相機(jī)1、紅外相機(jī)2、分束器3、復(fù)合照明燈4、透射式復(fù)合背景燈6組成。
[0019]可見(jiàn)光相機(jī)I與紅外相機(jī)2分列，分束器3位于可見(jiàn)光相機(jī)I與紅外相機(jī)2的前方，復(fù)合照明燈4位于分束器前方,并且對(duì)稱分布于分束器3與透射式復(fù)合背景燈6的中心連線兩側(cè)?？梢?jiàn)光相機(jī)與紅外相機(jī)在分束器前的光路同軸，在分束器后光路分配到可見(jiàn)光相機(jī)與紅外相機(jī)。
[0020]復(fù)合照明燈4是既是紅外光源、又是可見(jiàn)光源的同一個(gè)鹵素?zé)簟?br> [0021]可見(jiàn)光相機(jī)I為灰度相機(jī)。
[0022]透射式復(fù)合背景燈由毛玻璃、紅外光源和可見(jiàn)光源組成。毛玻璃置于紅外光源和可見(jiàn)光源的前方，齒素?zé)糇鳛榧t外光源和可見(jiàn)光源。
[0023]工作過(guò)程:
[0024]如圖1所示，包括紅外光源和可見(jiàn)光源的復(fù)合照明燈4對(duì)稱分布于分束器3到透射式復(fù)合背景燈6的中心連線的兩側(cè)。復(fù)合照明燈4發(fā)出的光照射在觀察點(diǎn)5上，經(jīng)過(guò)反射或透射，按同軸光路到達(dá)分束器3，然后同軸光分成可見(jiàn)光和近紅外光兩束，分別被置于分束器3后方的可見(jiàn)光相機(jī)I和紅外相機(jī)2接收，然后進(jìn)行信號(hào)處理。
[0025]本實(shí)施例確保了設(shè)在觀察點(diǎn)同側(cè)的不同位置的兩種相機(jī)在同一時(shí)間能夠從相同角度看到同一目標(biāo)，準(zhǔn)確的提取了相同目標(biāo)由于光譜產(chǎn)生的差異，同時(shí)避免了由于觀察角度不一致產(chǎn)生的差異。一個(gè)分束器只對(duì)應(yīng)一個(gè)透射式的復(fù)合背景系統(tǒng)(即透射式復(fù)合背景燈6)，降低了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度。整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)對(duì)稱分布，準(zhǔn)確度高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，空間分布得到了優(yōu)化。
[0026]在圖1中，以觀察點(diǎn)5為中心，在兩側(cè)對(duì)稱的設(shè)置了同樣的光學(xué)系統(tǒng)，使得可同時(shí)提取觀察點(diǎn)正反兩面的光譜影像。
[0027]工作原理:
[0028]在原有的光學(xué)系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了分束器，分束器前的光路一致，不同的光經(jīng)過(guò)分束器分為兩路，每一路采用一個(gè)相機(jī)接收。這樣就大大優(yōu)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了光路在分束前的同軸，確保了不同相機(jī)在同一時(shí)間能夠從相同角度看到同一目標(biāo)，準(zhǔn)確的提取了相同目標(biāo)由于光譜產(chǎn)生的差異而不是由于觀察角度不一致產(chǎn)生的差異；同時(shí)也確保了不同光譜光源照明設(shè)計(jì)的對(duì)稱性，提高了分選的準(zhǔn)確性，確保了良好的性能。此外，由于分束器前的光路只有一套，使得不同光譜的相機(jī)將對(duì)應(yīng)一個(gè)相同的分束器，因此，這里也設(shè)計(jì)了能夠同時(shí)產(chǎn)生不同波段光場(chǎng)的復(fù)合背景燈。主燈也使用了可見(jiàn)光源和近紅外光源一體化的復(fù)合照明燈。
[0029]實(shí)施例2:
[0030]本實(shí)施例中，可見(jiàn)光相機(jī)為彩色相機(jī)。
[0031]復(fù)合照明燈由組合為一體的用作紅外光源的紅外LED燈珠和用作可見(jiàn)光源的可見(jiàn)光LED燈珠組成。
[0032]透射式復(fù)合背景燈由毛玻璃、紅外LED燈珠和可見(jiàn)光LED燈珠組成。毛玻璃置于紅外LED燈珠和可見(jiàn)光LED燈珠前方。
[0033]本實(shí)施例的其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
[0034]上述2個(gè)實(shí)施例具有如下特點(diǎn):
[0035](I)采用分束器，實(shí)現(xiàn)了在分束前光路同軸傳輸，解決了光路不一致導(dǎo)致的同一時(shí)間對(duì)相同位置目標(biāo)的精確成像問(wèn)題、解決了光源設(shè)計(jì)難以實(shí)現(xiàn)對(duì)稱性的問(wèn)題。例如，在采用紅外光和可見(jiàn)光兩種光源情況下，同軸光束經(jīng)過(guò)分束器后，可見(jiàn)光和近紅外光分開(kāi)，分別被可見(jiàn)光相機(jī)和紅外相機(jī)接收。分束器為后面單一背景燈和照明對(duì)稱性設(shè)計(jì)提供了前提條件。
[0036](2)采用了透射式復(fù)合背景燈，解決了背景復(fù)雜的問(wèn)題。用亮度可調(diào)的LED燈珠或鹵素?zé)粽赵谕腹獾臄U(kuò)散板上面，把擴(kuò)散板發(fā)出的光作為背景信號(hào)，與傳統(tǒng)的背景板加背景燈的背景系統(tǒng)相比，結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)化了不少。
[0037](3)采用了集成的復(fù)合照明燈，使得復(fù)合照明主燈既可以發(fā)出可見(jiàn)光，也可以發(fā)出紅外光，其可以通過(guò)使用同一鹵素?zé)魧?shí)現(xiàn)，也可以采用將可見(jiàn)光LED和紅外光LED組合為一體化來(lái)實(shí)現(xiàn)。并且復(fù)合照明燈相對(duì)于分束器光路對(duì)稱設(shè)置，滿足了對(duì)稱照明的設(shè)計(jì)，使得相機(jī)獲取的觀察點(diǎn)處的信號(hào)真實(shí)可靠。
[0038]以上所述的本實(shí)用新型實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。任何在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光路集成的物料分選光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:包括可見(jiàn)光相機(jī)、紅外相機(jī)、分束器、復(fù)合照明燈、透射式復(fù)合背景燈；所述可見(jiàn)光相機(jī)與紅外相機(jī)分列置于所述分束器的后方，所述復(fù)合照明燈位于分束器前方，并且分布于分束器與透射式復(fù)合背景燈的中心連線兩側(cè)；所述可見(jiàn)光相機(jī)與紅外相機(jī)在分束器前的光路同軸，在分束器后光路分配到可見(jiàn)光相機(jī)與紅外相機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路集成的物料分選光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述復(fù)合照明燈對(duì)稱分布于分束器與透射式復(fù)合背景燈的中心連線兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路集成的物料分選光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述復(fù)合照明燈為即可用作紅外光源，又可用作可見(jiàn)光源的同一個(gè)鹵素?zé)簟?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路集成的物料分選光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述復(fù)合照明燈將紅外光LED燈珠和可見(jiàn)光LED燈珠組合為一體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路集成的物料分選光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述透射式復(fù)合背景燈包括毛玻璃、紅外光源和可見(jiàn)光源；所述毛玻璃置于紅外光源和可見(jiàn)光源的前方；所述紅外光源和可見(jiàn)光源為同一鹵素?zé)簟?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路集成的物料分選光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述透射式復(fù)合背景燈包括毛玻璃、紅外光源和可見(jiàn)光源；所述毛玻璃置于紅外光源和可見(jiàn)光源的前方；所述紅外光源為紅外LED燈珠，所述可見(jiàn)光源為可見(jiàn)光LED燈珠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路集成的物料分選光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述可見(jiàn)光相機(jī)為灰度相機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路集成的物料分選光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述可見(jiàn)光相機(jī)為彩色相機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01N21/84GK203479690SQ201320501470
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】唐麟, 朱守明, 顏天信, 許大紅, 楊賢良 申請(qǐng)人:合肥泰禾光電科技股份有限公司