本實用新型屬于光學成像領域，具體涉及一種光學裝置，尤其是用于成像壓縮的光學裝置。

背景技術：

在機器視覺檢測領域，被檢測的物體多種多樣，其缺陷的光學特征也是種類繁多。在線陣檢測中，很多時候我們出于某種原因，或算法處理速度跟不上，或檢測方式不同等，需要設立兩個工位。在算法速度跟不上的情況下，我們的兩個工位將會分別對待檢測產品進行奇偶工位交替拍攝。如此，就要求至少有兩套圖像采集系統，大大增加了檢測系統的復雜程度、所占空間以及生產使用維護成本，不利于產品的推廣。并且，由于待檢物品一般在達到采集精度的時候，占用了不到1K的像素，相比于常見的2K相機，像素有很大的浪費。

例如，在醫藥檢測領域，有很重要的一個環節就是檢測成品藥品中有無雜質。這個重要的檢測環節保證了藥品的出廠質量，同時保護了眾多消費者的利益。目前，眾多檢測設備采用的是線陣相機進行圖像的采集。線陣相機具有分辨率高的優點。但是高分辨率同時也會造成數據處理量的增大。因此，在工位的設計上，我們會采用兩臺相機采集圖像進行檢測。這樣的話，檢測系統的成本會大大增加，同時整臺設備也會變得龐大復雜，同時線陣相機的分辨率也會有一定程度上的浪費。

再如，在玻璃瓶應力檢測中，其應力可能造成偏振方向的改變。所以為了全面地檢測偏振狀態，進而判定應力的范圍，我們目前采用的是兩種不同偏振方向上的工位。這樣的設計雖然能達到預定的檢測功能，但是造成了相機像素的浪費，也增加了整套設備的制造，維護成本。同時由于增加了檢測偏振光的方向，造成了數據處理量的增大，不利于高速檢測。

由此可見，在線檢測時，如果能在保證檢測功能完好的情況下，精簡工位能夠有效地降低設備的成本，同時提高處理的效率。但是，目前還沒有適合用在工業檢測中的用于工位精簡的專用設備。

技術實現要素：

根據目前急需將檢測工位精簡的問題，本實用新型提供一種用于成像壓縮的光學裝置，此光學裝置能將兩個工位合并成一個工位，基于該光學裝置，我們可以將兩個不同功能，或是相同功能不同位置的工位進行合并，從而建立一個新工位，進而能夠同時采集兩個工位圖像。

具體而言，本實用新型提供一種用于成像壓縮的光學裝置，其特征在于，所述光學裝置包含第一組光學反射裝置和第二組光學反射裝置，二者左右排列，用于將左右排列的兩個目標物體的圖像轉換成上下排列的兩個圖像，

所述第一組光學反射裝置包括第一反射鏡和第二反射鏡，所述第一反射鏡的鏡面朝向所述光學裝置的入光方向，并且鏡面傾斜向下，所述第二反射鏡的鏡面背向所述光學裝置的入光方向、對向所述第一反射鏡，并且鏡面傾斜向上；

所述第二組光學反射裝置包括第三反射鏡和第四反射鏡，所述第三反射鏡朝向所述光學裝置的入光方向并且與所述入光方向具有一水平銳角夾角，所述第四反射鏡背向所述入光方向、對向所述第三反射鏡的鏡面，并且其法線與所述第三反射鏡的法線具有一水平銳角夾角。

進一步地，所述第一反射鏡的法線方向與水平方向具有斜向下45度的夾角；所述第二反射鏡的法線方向與水平方向具有斜向上41度夾角。

進一步地，所述第三反射鏡的法線與所述入光方向之間的夾角為22.4度，所述第四反射鏡的法線與所述第三反射鏡的法線之間的夾角為22.4度。

進一步地，所述光學裝置包括外殼和機械支架，所述第一組光學反射裝置和第二組光學反射裝置分別安裝在各自的機械支架上，置于所述外殼內。

進一步地，所述外殼上設有入光口和出光口，在所述入光口處設有防護玻璃，在所述出光口處設有觀察窗。

進一步地，所述防護玻璃的前端設有安裝架，用于安裝第一偏振片或濾色片，所述觀察窗上設有接口裝置，用于連接線陣或面陣相機，或者安裝第二偏振片或濾色片。

進一步地，所述第一或第二偏振片為線偏振片、橢圓偏振片或者圓偏振片。

進一步地，所述安裝架的前端安裝0度線偏振片和45度線偏振片，所述觀察窗上安裝90度線偏振片和-45度線偏振片，所述觀察窗上的偏振片上下排列。

進一步地，所述安裝架的前端安裝有兩片左右排列的不同光學效果的鏡片，所述觀察窗上安裝有兩片上下排列的不同光學效果的鏡片。

進一步地，所述光學裝置包含多于兩組的所述光學反射裝置。本實用新型所提到的表示方向的術語“斜向上”、“斜向下”是相對于正常光學裝置的放置方向而言的，當放置方式調整時，上述術語指代的方向跟隨性調整。

本實用新型所提到的“反射鏡的鏡面”指的反射面，該反射鏡不限于平面反射鏡，可以是通過棱鏡形式的反射鏡。

本實用新型所提到的偏振角度45度、90度、-45度是以垂直方向為基準設定的。

本實用新型所提到的“不同光學效果”指的是偏振、濾光等光學效果。

本實用新型的優點是：

在使用了本實用新型的裝置后，原先的兩個工位，可以精簡為一個工位。原先兩個左右排列的樣品在經過本裝置的處理之后，呈上下排列，充分利用了線陣相機的分辨率。而且，由于減少了一個工位，整體設備的體積得以縮小很多，占用的空間得以大大減小。使得本實用新型節約空間的同時大大降低了生產使用維護成本。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例一中的光學裝置的安裝立體圖；

圖2為本實用新型實施例一中的光學裝置的主視圖；

圖3為本實用新型實施例一中的光學裝置的俯視圖；

圖4為本實用新型實施例一中的光學裝置在使用狀態下的系統示意圖；

圖5為本實用新型實施例一傳送帶上的樣品傳送示意圖；

圖6為本實用新型實施例一的光學裝置的成像結果示意圖；

圖7為本實用新型實施例二中的光學裝置在使用狀態下的系統示意圖；

圖8為本實用新型實施例二、三傳送帶上的樣品傳送示意圖；

圖9為本實用新型實施例二、三的光學裝置的第一張成像示意圖；

圖10為本實用新型實施例二、三的光學裝置的第二張成像示意圖；

圖11為本實用新型實施例二、三的光學裝置的第三張成像示意圖；

圖12為本實用新型實施例三中的光學裝置在使用狀態下的系統示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例，并結合附圖對本實用新型的技術方案進行詳細說明。

實施例一

本實施例記載了一種用于成像壓縮的光學裝置，光學裝置100包含至少兩組光學反射裝置。光學反射裝置可以是棱鏡，或反射鏡。如圖1所示，第一組光學反射裝置101負責將第一個工位處產品的圖像從上向下移動，其包含兩片平面反射鏡，第一平面反射鏡的鏡面朝向光學裝置的入光方向，并且其鏡面法線方向與水平方向具有斜向下大約45度的夾角，第二平面發射鏡的鏡面背向光學裝置的入光方向，對向第一平面反射鏡，并且第二平面發射鏡的法線方向與水平方向具有斜向上大約41度的平面反射鏡。第二組光學反射裝置102負責將第二個工位處產品的圖像從右向左移動，包含兩片平面反射鏡，第三平面反射鏡朝向光學裝置的入光方向，且第三平面反射鏡的法線與入光方向之間的水平銳角夾角為22.4度，第四平面反射鏡背向入光方向、對向第三平面反射鏡的鏡面，且其法線與第三平面反射鏡的法線之間銳角夾角為22.4度。圖像經過光學裝置100的反射平移后，原先左右排列的兩個目標物體的圖像變成了上下排列的兩個圖像。本光學裝置100的光學反射裝置的4片鏡片的角度和位置經過嚴格的計算，這樣的設計保證了光程的平衡，使兩個像不會受到景深的影響，保證了像的清晰。

以上兩組光學發射裝置101、102被安裝在機械支架上，二者左右排列，放置在一個外殼105內(見圖2)。

在整體光學裝置100的入光口處可以安裝一片高透光高強度的防護玻璃103，如圖2和圖3所示，以防水防塵，用以保護里面的光學器件不受外界的損害。防護玻璃的入光口處，可以留有一個用于偏振片或濾色片的安裝架106，方便實現不同的光學功能要求。

在整體光學裝置的出光口處，留有一個觀察窗104，如圖2、圖3和圖4所示，其可以安裝接口螺紋107，將線陣或面陣相機109直接連接在本光學裝置100上，也可以安裝濾色片或偏振片。

本實施例的光學裝置可對通過該光學裝置的兩個目標同時進行檢測。如圖4所示，首先使用光源112對傳送帶113上的樣品114進行照明。光源112可以是條形光、環形光、面形光等任何形式的光源，波長可以為任意波長，可以是非偏振或偏振光，同時可以采用背光照明、正面照明等任何所需要的照明方式。在本實施例中，光學裝置100的觀察窗104上，選配安裝了相機鏡頭接口螺紋107，將相機鏡頭108直接安裝在光學裝置上。相機鏡頭108之后連接一個線陣或者面陣的相機109，相機109通過連接線110連接到電腦111上。待檢測的樣品114成對通過本光學裝置100的前方，如圖5所示，即可被位于本光學裝置100后方的相機109采集到一個上下排列的像，如圖6所示。

實施例二

本實施例中的光學裝置100可對通過該裝置的同一個目標利用兩個偏振方向的光進行檢測，如圖7所示，首先使用光源112對在傳送帶113上的樣品114A和114B進行照明(樣品114A和114B的排列方式如圖8所示)。光源112可以是條形光、板光等任何形式的光源，波長可以為任意波長。同時，照明方式可以是背光照明、正面照明等任何所需要的方式。

本實施例與實施例一的結構基本相同，不同之處在于，光學裝置100的入光口處的安裝架106前端，安裝有0度線偏振片119和45度線偏振片120，排列形式為左右排列，偏振片的形式不限于線偏振片，還可以是橢圓偏振片或圓偏振片，偏振片的偏振角度也不限于上述角度。在本實施例中，光學裝置100的出光口處觀察窗104上，選配了偏振片和濾色片安裝架以及相機鏡頭接口螺紋107，將相機鏡頭108直接安裝在光學裝置上。在出光口處的偏振片安裝架上，上半部分為90度線偏振片121，下半部分為-45度線偏振片122，偏振片的形式不限于線偏振片，還可以是橢圓偏振片或圓偏振片，偏振片的偏振角度也不限于上述角度。相機鏡頭108之后連接一個線陣或者面陣的相機109，相機109通過連接線110連接到電腦111上。待檢測的樣品114B通過光學裝置100的45度線偏振片120前方時，相機109采集第一張圖，如圖9所示。待檢測的樣品114B通過光學裝置100的0度線偏振片119前方時，相機109采集第二張圖，如圖10所示。待檢測的樣品114A通過光學裝置100的0度線偏振片119前方時，相機109采集第三張圖，如圖11所示。所得的圖片中，前一張的下部分圖片和之后一張圖片的上半部分為一組，是同一個樣品的不同偏振方向的圖片。

實施例三

本實施例中的光學裝置100可對通過該光學裝置的同一個目標的兩個光學效果進行檢測，如圖12所示，首先使用光源112對在傳送帶113上的樣品114A和114B進行照明(樣品114A和114B的排列方式如圖8所示)。光源112可以是條形光、板光等任何形式的光源，波長可以為任意波長。同時，照明方式可以是背光照明、正面照明等任何所需要的方式。

本實施例與實施例一的結構基本相同，不同之處在于，光學裝置100的入光口處安裝架106的前端，安裝有兩種不同光學效果的鏡片115和116，排列形式為左右排列。在本實施例中，光學裝置100的出光口處觀察窗104上，將相機鏡頭108直接安裝在本光學裝置上。除了在入光口處的安裝架106上安裝兩種不同光學效果的鏡片115和116外，也可在出光口處的安裝架上安裝兩種不同光學效果的鏡片117和118，排列形式為上下排列。相機鏡頭108之后連接一個線陣或者面陣的相機109，相機通過連接線110連接到電腦111上。待檢測的樣品114B通過光學裝置100的光學效果鏡片116前方時，相機109采集第一張圖，如圖9所示。待檢測的樣品114B通過光學裝置100的光學效果鏡片115前方時，相機109采集第二張圖，如圖10所示。待檢測的樣品114A通過本光學裝置100的光學效果鏡片115前方時，相機109采集第三張圖，如圖11所示。所得的圖片中，前一張的下部分圖片和之后一張圖片的上半部分為一組，是同一個樣品的不同光學效果的圖片。

需要說明的是實施例二和三描述了本實用新型的兩種不同使用場景，由于二者主要區別在于所采用的鏡片，所以對二者的成像情況均可以利用圖8-11來示意性說明。

上述三種實施例中的光學裝置，如果利用所成圖像進行產品檢測，則需要對所得到的圖像進行處理。具體而言，在每一幅采集的圖像中，我們使用腐蝕，膨脹等算法運算，對樣品可能存在的缺陷進行檢測，并給出測量結果。

雖然上面結合本實用新型的優選實施例對本實用新型的原理進行了詳細的描述，本領域技術人員應該理解，上述實施例僅僅是對本實用新型的示意性實現方式的解釋，并非對本實用新型包含范圍的限定。實施例中的細節并不構成對本實用新型范圍的限制，在不背離本實用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實用新型技術方案的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均落在本實用新型保護范圍之內。