一種光路集成的物料分選光學系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種光路集成的物料分選光學系統(tǒng)，包括可見光相機、紅外相機、分束器、復合照明燈、透射式復合背景燈；可見光相機與紅外相機分列置于分束器的后方，復合照明燈位于分束器前方，并且分布于分束器與透射式復合背景燈的中心連線兩側(cè)；可見光相機與紅外相機在分束器前的光路同軸，在分束器后光路分配到可見光相機與紅外相機。其中，復合照明燈為即可用作紅外光源，又可用作可見光源的同一個鹵素燈或者是將紅外光LED燈珠和可見光LED燈珠組合為一體的復合照明燈。本實用新型通過分束器將兩種不同相機的取像光路集成在一起，實現(xiàn)了用兩種相機對觀察點同一位置同時取像。既優(yōu)化了光學系統(tǒng)的結構，又保證了準確的同步取像。
【專利說明】一種光路集成的物料分選光學系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種物料分選設備，尤其涉及一種用于物料分選設備中的集成度高，結構簡單的光學系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在目前的物料分選設備中，尤其在可見光、紅外和紫外等多個波段復合應用的系統(tǒng)中，由于單種相機常常只能覆蓋其中一個波段，因此需要兩種相機(如可見光相機和紅外相機在同側(cè)觀察相同的被選目標，每個相機需要有照明光源、亮度可調(diào)的參考背景等，并且二者的光路相對獨立，通常的設計就是將系統(tǒng)的所有組件加倍，對應一個相機一個系統(tǒng)，導致結構極其復雜，而且照明設計難以做到良好的對稱性，使得系統(tǒng)性能降低，生產(chǎn)、使用和維護不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型要解決的技術問題是提供一種集成度高，結構簡單的用于物料分選設備的光學系統(tǒng)。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種光路集成的物料分選光學系統(tǒng)，包括可見光相機、紅外相機、分束器、復合照明燈、透射式復合背景燈；可見光相機與紅外相機分列置于所述分束器的后方，復合照明燈位于分束器前方，并且分布于分束器與透射式復合背景燈的中心連線兩側(cè)；可見光相機與紅外相機在分束器前的光路同軸，在分束器后光路分配到可見光相機與紅外相機。
[0005]作為優(yōu)選，復合照明燈對稱分布于分束器與透射式復合背景燈的中心連線兩側(cè)。
[0006]作為優(yōu)選，復合照明燈為即可用作紅外光源，又可用作可見光源的同一個鹵素燈。
[0007]作為優(yōu)選，復合照明燈將紅外光LED燈珠和可見光LED燈珠組合為一體。
[0008]作為優(yōu)選，透射式復合背景燈包括毛玻璃、紅外光源和可見光源；毛玻璃置于紅外光源和可見光源的前方；紅外光源和可見光源為同一齒素燈。
[0009]作為優(yōu)選，透射式復合背景燈包括毛玻璃、紅外光源和可見光源；毛玻璃置于紅外光源和可見光源的前方；紅外光源為紅外LED燈珠，可見光源為可見光LED燈珠。
[0010]作為優(yōu)選，可見光相機為灰度相機。
[0011]作為優(yōu)選，可見光相機為彩色相機。
[0012]本實用新型的有益效果是:
[0013]通過分束器將兩種不同相機的取像光路集成在一起，實現(xiàn)了用兩種相機對觀察點同一位置同時取像。既優(yōu)化了光學系統(tǒng)的結構，又保證了準確的同步取像。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0015]圖1是本發(fā)明光路集成的物料分選光學系統(tǒng)實施例的光學系統(tǒng)示意圖。[0016]圖中，1-可見光相機，2-紅外相機，3-分束器，4-復合照明燈，5-觀察點，6_透射式復合背景燈，7-光路。
【具體實施方式】
[0017]實施例1:
[0018]圖1是一種光路集成的物料分選光學系統(tǒng)，由可見光相機1、紅外相機2、分束器3、復合照明燈4、透射式復合背景燈6組成。
[0019]可見光相機I與紅外相機2分列，分束器3位于可見光相機I與紅外相機2的前方，復合照明燈4位于分束器前方,并且對稱分布于分束器3與透射式復合背景燈6的中心連線兩側(cè)?？梢姽庀鄼C與紅外相機在分束器前的光路同軸，在分束器后光路分配到可見光相機與紅外相機。
[0020]復合照明燈4是既是紅外光源、又是可見光源的同一個鹵素燈。
[0021]可見光相機I為灰度相機。
[0022]透射式復合背景燈由毛玻璃、紅外光源和可見光源組成。毛玻璃置于紅外光源和可見光源的前方，齒素燈作為紅外光源和可見光源。
[0023]工作過程:
[0024]如圖1所示，包括紅外光源和可見光源的復合照明燈4對稱分布于分束器3到透射式復合背景燈6的中心連線的兩側(cè)。復合照明燈4發(fā)出的光照射在觀察點5上，經(jīng)過反射或透射，按同軸光路到達分束器3，然后同軸光分成可見光和近紅外光兩束，分別被置于分束器3后方的可見光相機I和紅外相機2接收，然后進行信號處理。
[0025]本實施例確保了設在觀察點同側(cè)的不同位置的兩種相機在同一時間能夠從相同角度看到同一目標，準確的提取了相同目標由于光譜產(chǎn)生的差異，同時避免了由于觀察角度不一致產(chǎn)生的差異。一個分束器只對應一個透射式的復合背景系統(tǒng)(即透射式復合背景燈6)，降低了結構設計的難度。整個光學系統(tǒng)對稱分布，準確度高，結構設計簡單，空間分布得到了優(yōu)化。
[0026]在圖1中，以觀察點5為中心，在兩側(cè)對稱的設置了同樣的光學系統(tǒng)，使得可同時提取觀察點正反兩面的光譜影像。
[0027]工作原理:
[0028]在原有的光學系統(tǒng)基礎上增加了分束器，分束器前的光路一致，不同的光經(jīng)過分束器分為兩路，每一路采用一個相機接收。這樣就大大優(yōu)化了系統(tǒng)結構，實現(xiàn)了光路在分束前的同軸，確保了不同相機在同一時間能夠從相同角度看到同一目標，準確的提取了相同目標由于光譜產(chǎn)生的差異而不是由于觀察角度不一致產(chǎn)生的差異；同時也確保了不同光譜光源照明設計的對稱性，提高了分選的準確性，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將對應一個相同的分束器，因此，這里也設計了能夠同時產(chǎn)生不同波段光場的復合背景燈。主燈也使用了可見光源和近紅外光源一體化的復合照明燈。
[0029]實施例2:
[0030]本實施例中，可見光相機為彩色相機。
[0031]復合照明燈由組合為一體的用作紅外光源的紅外LED燈珠和用作可見光源的可見光LED燈珠組成。
[0032]透射式復合背景燈由毛玻璃、紅外LED燈珠和可見光LED燈珠組成。毛玻璃置于紅外LED燈珠和可見光LED燈珠前方。
[0033]本實施例的其他結構與實施例1相同。
[0034]上述2個實施例具有如下特點:
[0035](I)采用分束器，實現(xiàn)了在分束前光路同軸傳輸，解決了光路不一致導致的同一時間對相同位置目標的精確成像問題、解決了光源設計難以實現(xiàn)對稱性的問題。例如，在采用紅外光和可見光兩種光源情況下，同軸光束經(jīng)過分束器后，可見光和近紅外光分開，分別被可見光相機和紅外相機接收。分束器為后面單一背景燈和照明對稱性設計提供了前提條件。
[0036](2)采用了透射式復合背景燈，解決了背景復雜的問題。用亮度可調(diào)的LED燈珠或鹵素燈照在透光的擴散板上面，把擴散板發(fā)出的光作為背景信號，與傳統(tǒng)的背景板加背景燈的背景系統(tǒng)相比，結構和性能優(yōu)化了不少。
[0037](3)采用了集成的復合照明燈，使得復合照明主燈既可以發(fā)出可見光，也可以發(fā)出紅外光，其可以通過使用同一鹵素燈實現(xiàn)，也可以采用將可見光LED和紅外光LED組合為一體化來實現(xiàn)。并且復合照明燈相對于分束器光路對稱設置，滿足了對稱照明的設計，使得相機獲取的觀察點處的信號真實可靠。
[0038]以上所述的本實用新型實施方式，并不構成對本實用新型保護范圍的限定。任何在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的權利要求保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種光路集成的物料分選光學系統(tǒng)，其特征在于:包括可見光相機、紅外相機、分束器、復合照明燈、透射式復合背景燈；所述可見光相機與紅外相機分列置于所述分束器的后方，所述復合照明燈位于分束器前方，并且分布于分束器與透射式復合背景燈的中心連線兩側(cè)；所述可見光相機與紅外相機在分束器前的光路同軸，在分束器后光路分配到可見光相機與紅外相機。
2.根據(jù)權利要求1所述的光路集成的物料分選光學系統(tǒng)，其特征在于:所述復合照明燈對稱分布于分束器與透射式復合背景燈的中心連線兩側(cè)。
3.根據(jù)權利要求1所述的光路集成的物料分選光學系統(tǒng)，其特征在于:所述復合照明燈為即可用作紅外光源，又可用作可見光源的同一個鹵素燈。
4.根據(jù)權利要求1所述的光路集成的物料分選光學系統(tǒng)，其特征在于:所述復合照明燈將紅外光LED燈珠和可見光LED燈珠組合為一體。
5.根據(jù)權利要求1所述的光路集成的物料分選光學系統(tǒng)，其特征在于:所述透射式復合背景燈包括毛玻璃、紅外光源和可見光源；所述毛玻璃置于紅外光源和可見光源的前方；所述紅外光源和可見光源為同一鹵素燈。
6.根據(jù)權利要求1所述的光路集成的物料分選光學系統(tǒng)，其特征在于:所述透射式復合背景燈包括毛玻璃、紅外光源和可見光源；所述毛玻璃置于紅外光源和可見光源的前方；所述紅外光源為紅外LED燈珠，所述可見光源為可見光LED燈珠。
7.根據(jù)權利要求1所述的光路集成的物料分選光學系統(tǒng)，其特征在于:所述可見光相機為灰度相機。
8.根據(jù)權利要求1所述的光路集成的物料分選光學系統(tǒng)，其特征在于:所述可見光相機為彩色相機。
【文檔編號】G01N21/84GK203479690SQ201320501470
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權日:2013年8月16日
【發(fā)明者】唐麟, 朱守明, 顏天信, 許大紅, 楊賢良 申請人:合肥泰禾光電科技股份有限公司