專利名稱：一種多相l(xiāng)ed穹形光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及LED光源，特別是涉及用于機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的多相LED光源。
背景技術(shù)：
光源是影響機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)準(zhǔn)確性的一個關(guān)鍵因素。為了提高檢測的準(zhǔn)確性， 首先應(yīng)盡可能得到被檢物體的高質(zhì)量圖像，即得到一幅適合機(jī)器視覺算法要求的好的圖像。在實(shí)際的視覺檢測工業(yè)應(yīng)用中，檢測系統(tǒng)往往需要在檢測現(xiàn)場持續(xù)地獲得高品質(zhì)、高對比度的圖像，即必須能夠?qū)?yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場有可能出現(xiàn)的多種多樣的外部條件的變化，例如環(huán)境光線的變化、被測物體的傾斜、材質(zhì)的變更等等。為了實(shí)現(xiàn)這種穩(wěn)定可靠的圖像處理系統(tǒng)，提高照明光源的品質(zhì)是至關(guān)重要的。在機(jī)器視覺應(yīng)用系統(tǒng)中，好的光源與照明方案往往是整個系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵，起著非常重要的作用，并不是簡單照亮物體而已。光源與照明方案的配合應(yīng)盡可能的突出物體特征量。但在實(shí)際應(yīng)用中，被測物體多種多樣，形狀大小不同，檢測指標(biāo)各異，而且各種材料反光及顏色也不一樣。要把所需要檢測的特征突出出來，對不需要的特征加以抑制，這要求視覺檢測系統(tǒng)光源必須能夠產(chǎn)生足夠的對比度、足夠的整體亮度以及良好的穩(wěn)定性。但是， 現(xiàn)有的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的照明光源卻難以做到自動調(diào)節(jié)，難以在實(shí)際檢測過程中根據(jù)環(huán)境光的變化以及被檢測物體材質(zhì)、形狀、顏色等的多樣變化調(diào)整光源的亮度、照射角度、光源顏色。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的照明光源難以為適應(yīng)視覺檢測過程中對光源亮度、照射角度及光源顏色變化的需要，本實(shí)用新型推出一種多相LED光源，其目的是采用四層LED燈構(gòu)成的穹形頂結(jié)構(gòu)的燈體，實(shí)現(xiàn)根據(jù)被檢測物體的變化對照明光源的亮度、 照射角度以及顏色進(jìn)行方便地調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型所涉及的多相LED穹形光源，由燈體、驅(qū)動控制電路、控制軟件程序三部分組成，燈體上設(shè)置四層LED燈，LED燈連接驅(qū)動控制電路，驅(qū)動控制電路由控制軟件程序控制。燈體采用穹形頂結(jié)構(gòu)，穹形頂結(jié)構(gòu)的燈體內(nèi)自上而下依次設(shè)置四層LED燈，每層 LED燈的數(shù)量為64個。每層LED燈的中心連線形成一個圓，四層LED燈形成的四個圓相互平行。第一層設(shè)置白色LED燈，第二層設(shè)置紅色LED燈，第三層設(shè)置綠色LED燈，第四層設(shè)置藍(lán)色LED燈，即白色、紅色、綠色、藍(lán)色四種顏色的LED燈在穹形內(nèi)分為四層自上而下分別設(shè)置。每層LED燈分為8組，每組8個燈。按圓周每45°為1個相，則分為8個相，每相有四層不同顏色的LED燈，每種顏色的LED燈有8個。每相每層的LED燈分別與驅(qū)動控制電路連接。LED燈選用超高亮的LED燈源，在驅(qū)動控制電路控制下可以單獨(dú)一相點(diǎn)亮或多相同時點(diǎn)亮。驅(qū)動控制電路由通信模塊、電壓切換模塊、亮度調(diào)節(jié)模塊、驅(qū)動模塊四部分組成。[0008]通信模塊用以和控制軟件程序進(jìn)行通信，接受其發(fā)送出顏色、亮度和照射角度調(diào)節(jié)指令，并對指令進(jìn)行解析，得到具體的顏色信息、亮度信息和照射角度信息并發(fā)送到對應(yīng)的調(diào)節(jié)模塊。電壓切換模塊根據(jù)選取LED燈顏色的不同為其切換不同的驅(qū)動電壓。由于市場上選購的白、紅、綠、藍(lán)四種顏色的LED燈其工作電壓并不一致，因此當(dāng)根據(jù)檢測需要選擇光源中某中顏色點(diǎn)亮?xí)r，需要為其選擇合適的工作電壓。亮度調(diào)節(jié)模塊主要由DAC轉(zhuǎn)換器組成，其將控制軟件程序發(fā)出的光源亮度數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，數(shù)字變大則模擬量也相應(yīng)變大，從而控制相應(yīng)LED燈的發(fā)光亮度。照射角度調(diào)節(jié)模塊作用是選擇四層LED燈中的具體那一相點(diǎn)亮，根據(jù)被檢測物體的需要，選擇光源某層或某幾層中的單獨(dú)一相點(diǎn)亮或多相同時點(diǎn)亮，從而實(shí)現(xiàn)不同方位，不同角度的照明。驅(qū)動模塊的作用有兩個1)將亮度調(diào)節(jié)模塊輸出的模擬量電流信號進(jìn)行放大，以滿足LED燈點(diǎn)亮?xí)r的大電流需要；2)為四種不同顏色的LED燈提供不同的工作電壓，這需要借助電壓切換模塊來完成?？刂栖浖绦蛑锌梢栽O(shè)置1)光源的顏色，可選擇白、紅、綠、藍(lán)四種顏色的一種或幾種的組合，即選擇白、紅、綠、藍(lán)某種或某幾種顏色的LED燈點(diǎn)亮，可以選擇紅綠蘭中的一種單色光照明或者白色光照明或者幾種光的組合2)光源的亮度，根據(jù)被檢測物體的需要，可以在程序中設(shè)置光源的照明亮度，其設(shè)置值范圍為0 100，0為亮度最暗，100為亮度最亮；3)光源的照射角度，每層顏色的燈均分為8相，即每層的光源按圓周分為8個45°， 通過選取不同相的LED燈進(jìn)行單度一相點(diǎn)亮或者全部點(diǎn)亮，從實(shí)現(xiàn)對被檢測物體的局部位置重點(diǎn)照明，或者全方位照明。本實(shí)用新型所涉及的一種應(yīng)用于視覺檢測系統(tǒng)中的多相LED光源，可以根據(jù)被檢測物體材質(zhì)和顏色的變化而自由調(diào)整控制光源的照明強(qiáng)度和顏色，有助于視覺檢測系統(tǒng)得到高質(zhì)量的檢測圖像，提高檢測精度。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意框圖；圖2是本實(shí)用新型燈體水平剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型燈體垂直剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4本實(shí)用新型驅(qū)動控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記說明1-燈體2-藍(lán)色LED燈3-綠色LED燈4-紅色LED燈5-白色 LED 燈。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型所涉及的多相LED穹形光源，由燈體(1)、驅(qū)動控制電路、控制軟件程序三部分組成，燈體(1)上設(shè)置四層LED燈，LED燈連接驅(qū)動控制電路，驅(qū)動控制電路由控制軟件程序控制。[0024]燈體采用穹形頂結(jié)構(gòu)，穹形頂結(jié)構(gòu)的燈體內(nèi)自上而下依次設(shè)置四層LED燈，每層 LED燈的數(shù)量為64個。每層LED燈的中心連線形成一個圓，四層LED燈形成的四個圓相互平行。第一層設(shè)置白色LED燈(5)，第二層設(shè)置紅色LED燈(4)，第三層設(shè)置綠色LED燈(3)， 第四層設(shè)置藍(lán)色LED燈(2)，即白色、紅色、綠色、藍(lán)色四種顏色的LED燈在穹形頂結(jié)構(gòu)內(nèi)分為四層自上而下分別設(shè)置。每層LED燈分為8組，每組8個燈。按圓周每45°為1個相，則分為8個相，分別是相1、相2、相3、相4、相5、相6、相7、相8。每相有四層不同顏色的LED 燈，每種顏色的LED燈有8個。每相每層的LED燈分別與驅(qū)動控制電路連接。光源顏色調(diào)節(jié)如被檢測物體在紅色光源下照射其特征量突出，此時需要調(diào)節(jié)LED光源顏色為紅色，即點(diǎn)亮紅色LED燈(光源亮度設(shè)定為70，照射角度為第6相點(diǎn)亮)，其工作過程如下在控制軟件選程序中設(shè)置LED光源的顏色為紅色，設(shè)置結(jié)束后程序?qū)⒃O(shè)置指令發(fā)送到控制電路中的通信模塊，通信模塊對指令進(jìn)行解析，解析出要點(diǎn)亮光源的顏色信息、亮度信息和照射角度信息，光源的顏色信息將其發(fā)送到電壓切換模塊，電壓切換模塊根據(jù)此信息將驅(qū)動電壓切換到紅色LED燈的工作電壓Va，其亮度由亮度調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)為70，即亮度調(diào)節(jié)模塊輸出對應(yīng)數(shù)字70的控制電流到驅(qū)動模塊，照射角度由角度調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)為第6相紅色LED 燈，最后由驅(qū)動模塊對電流進(jìn)行放大，驅(qū)動點(diǎn)亮的紅色LED燈。光源亮度調(diào)節(jié)為了獲得待檢測物體突出的特征信息，光源的照射亮度比須處于一個適合的值， 以提高圖像的信噪比和減少環(huán)境光對視覺檢測系統(tǒng)的影響，因此在檢測過程中需要對光源的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在本實(shí)用新型中，如調(diào)整紅色LED燈的光源亮度時其工作過程如下首先在控制軟件選程序中設(shè)置LED光源的顏色為紅色，照射角度為第6相，然后開始設(shè)置光源亮度不同值(0 100)，設(shè)置結(jié)束后程序?qū)⒃O(shè)置指令發(fā)送到控制電路中的通信模塊，通信模塊對指令進(jìn)行解析，解析出要點(diǎn)亮光源的顏色信息、亮度信息和照射角度信息，光源的亮度信息發(fā)送到亮度調(diào)節(jié)模塊，亮度調(diào)節(jié)模塊根據(jù)設(shè)置亮度值的不同輸出不同控制電流，最后經(jīng)由驅(qū)動模塊放大從而點(diǎn)亮紅色LED燈為需要的亮度。紅色LED燈的工作電壓由電壓切換模塊切換為Vg，照射角度由角度調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)為第6相紅色LED燈。最后由驅(qū)動模塊對電流進(jìn)行放大，驅(qū)動點(diǎn)亮的紅色LED燈。照射角度調(diào)節(jié)在有的檢測物體上，其突出的檢測特征只處于其局部位置上，此時對局部進(jìn)行照亮更能突出其檢測特征。當(dāng)調(diào)整紅色LED燈的第6相點(diǎn)亮(亮度為70)時其工作過程如下 首先在控制軟件選程序中設(shè)置紅色光源的照射角度為第6相，設(shè)置結(jié)束后程序?qū)⒃O(shè)置指令發(fā)送到控制電路中的通信模塊，通信模塊對指令進(jìn)行解析，解析出光源照射角度信息，光源的照射角度信息發(fā)送到角度調(diào)節(jié)模塊，即控制只點(diǎn)亮第6相的紅色LED燈。光源亮度經(jīng)由由亮度調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)為70，即亮度調(diào)節(jié)模塊輸出對應(yīng)數(shù)字70的控制電流到驅(qū)動模塊，最后由驅(qū)動模塊對電流進(jìn)行放大，驅(qū)動點(diǎn)亮的紅色LED燈。
權(quán)利要求1.一種多相LED穹形光源，其特征在于，由燈體(1)、驅(qū)動控制電路、控制軟件程序三部分組成，燈體采用穹形頂結(jié)構(gòu)，穹形頂結(jié)構(gòu)的燈體內(nèi)自上而下依次設(shè)置四層LED燈，燈體上設(shè)置的LED燈連接驅(qū)動控制電路，驅(qū)動控制電路由控制軟件程序控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多相LED穹形光源，其特征在于，所述的燈體內(nèi)設(shè)置的四層LED燈為64個，每層LED燈的中心連線形成一個圓，四層LED燈形成的四個圓相互平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多相LED穹形光源，其特征在于，所述的燈體內(nèi)設(shè)置的四層LED燈，每層LED燈的中心連線形成一個第一層設(shè)置白色LED燈(5)，第二層設(shè)置紅色 LED燈(4 )，第三層設(shè)置綠色LED燈(3 )，第四層設(shè)置藍(lán)色LED燈(2 )，即白色、紅色、綠色、藍(lán)色四種顏色的LED燈在穹形頂結(jié)構(gòu)內(nèi)分為四層自上而下分別設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多相LED穹形光源，其特征在于，所述的燈體內(nèi)設(shè)置的四層LED燈，每層LED燈分為8組，每組8個燈；按圓周每45°為1個相，每相有四層不同顏色的LED燈，每種顏色的LED燈有8燈；每相每層的LED燈分別與驅(qū)動控制電路連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多相LED穹形光源，由燈體、驅(qū)動控制電路、控制軟件程序三部分組成，燈體采用穹形頂結(jié)構(gòu)，燈體上自上而下設(shè)置四層LED燈，每層LED燈的數(shù)量為64個。第一層白色LED燈，第二層紅色LED燈，第三層綠色LED燈，第四層藍(lán)色LED燈。每層LED燈分為8組，每組8個燈，按圓周每45°為1相，則每相設(shè)置8個燈。每相的LED燈分別與驅(qū)動控制電路連接。LED燈在驅(qū)動控制電路控制下可以單獨(dú)一相點(diǎn)亮或多相同時點(diǎn)亮。驅(qū)動控制電路由通信模塊、電壓切換模塊、亮度調(diào)節(jié)模塊、驅(qū)動模塊四部分組成。本實(shí)用新型所涉及的多相LED光源，可以根據(jù)被檢測物體材質(zhì)和顏色的變化而自由調(diào)整控制光源的照明強(qiáng)度和顏色，有助于視覺檢測系統(tǒng)得到高質(zhì)量的檢測圖像，提高檢測精度。
文檔編號H05B37/02GK201964180SQ201020683220
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者丁濤, 劉德瑞, 劉恩樹, 徐曉明, 王峻松, 王志為, 趙永福 申請人:核工業(yè)理化工程研究院華核新技術(shù)開發(fā)公司