專利名稱：Led多色線光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種為線陣圖像傳感器提供掃描圖像和獲取圖像信號所需要的線形多色照明光源。屬于線陣圖像傳感器所用線光源的創(chuàng)新技術(shù)。
2、背景技術(shù)目前，圖像傳感器按結(jié)構(gòu)分為兩大類，分別為面陣圖像傳感器和線陣圖像傳感器。線陣圖像傳感器在高精度、高分辨率、大幅面和運動圖像的檢測中比面陣圖像傳感器有許多的優(yōu)越性，因而應(yīng)用非常廣泛。由于高速、高精度圖像獲取，不同被測物體表面材料對不同波長照明光有不同的反射系數(shù)以及不同被測物體有不同的表面形狀等情況，對照明光源提出了如下要求1、照明光源在掃描線上應(yīng)有合適和均勻的光強，為提高照明光源的效能比，宜采用線光源；2、由于不同被測物體表面材料對不同波長照明光有不同的反射系數(shù)，照明光源應(yīng)能提供可調(diào)的不同波長的照明光；3、由于被測物體表面形狀的各異，照明光源應(yīng)能提供可調(diào)的不同入射角度的照明光。目前國內(nèi)外線陣圖像傳感器所用的線光源有單色的線光源，其通過安裝調(diào)整實現(xiàn)不同入射角度的照明光，但其存在的缺點是不能提供可調(diào)的不同波長的照明光；另外，還有多色的環(huán)形和矩形的固定入射角度的面光源，其存在的缺點是不能提供可調(diào)的不同入射角度的照明光。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于考慮上述問題而提供一種不僅在掃描線上有合適和均勻的光強，而且能提供可調(diào)的不同波長及不同入射角度照明光的LED多色線光源。本實用新型的效能比高，調(diào)整波長及入射角度容易，可實現(xiàn)線陣圖像傳感器對照明光源的光強、波長和入射角度的要求。
本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括有紅、綠、藍(lán)三種顏色的LED，藍(lán)色LED列(2)、綠色LED列(3)、紅色LED列(4)三種顏色的LED各有兩列，共分成六列等間距排列在支架(1)的圓柱面上，相同顏色的兩列LED錯開二分之一間距，LED的光軸的延長線經(jīng)過支架(1)圓柱面的圓心，與支架(1)圓柱面的徑向重疊。
上述藍(lán)色LED列(2)排列在與Z軸最小夾角處，其次排列綠色LED列(3)，紅色LED列(4)與Z軸有最大夾角，相同顏色LED列與Z軸對稱排列。
上述支架(1)的圓柱面半徑根據(jù)LED的聚光距離確定。
上述LED的間距由LED的光強與視角關(guān)系曲線確定。
上述LED列的長度至少比要求照明長度長2個光斑直徑。
上述所有LED列可以在該圓圓周上移動，以調(diào)節(jié)照明角度。
上述支架(1)在X＝0所在平面與平行于Z軸的平面相交位置處開有通光矩形口(5)。
本實用新型由于采用由LED組成多色線光源的結(jié)構(gòu)，其與現(xiàn)有技術(shù)線光源相比，具有以下特點1、本實用新型光強分布較均勻，最大偏差為10％；線光長度可根據(jù)要求方便制作，是一個優(yōu)質(zhì)的線光源。
2、光源的效能比高。
3、分別改變紅、綠、藍(lán)色光的光強，通過三色光的疊加，可以產(chǎn)生多色的線光，滿足對不同被測物體的精確圖像獲取要求，產(chǎn)生的多色光的波長從430nm～655nm，主要顏色有藍(lán)、青、深綠、綠、黃、橘黃和紅等。
4、照明角度調(diào)節(jié)方便，并且不改變光強和顏色，有利于對各種被測物體表面形狀的檢測，其平均照明角度(與Z軸的夾角)從28°～62°。
本實用新型是一種效能比高，調(diào)整波長及入射角度容易，可實現(xiàn)線陣圖像傳感器對照明光源的光強、波長和入射角度的要求的LED多色線光源。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型光強與視角的關(guān)系曲線；圖3-1為本實用新型LED列安裝模塊的主視圖；圖3-2為本實用新型LED列安裝模塊的側(cè)視圖；圖3-3為本實用新型LED列安裝模塊的俯視圖；圖4為本實用新型LED列安裝模塊安裝在支架(1)圓柱面上的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括有紅、綠、藍(lán)三種顏色的LED，藍(lán)色LED列(2)、綠色LED列(3)、紅色LED列(4)三種顏色的LED各有兩列，共分成六列等間距排列在支架(1)的圓柱面上，相同顏色的兩列LED錯開二分之一間距，LED的光軸的延長線經(jīng)過支架(1)圓柱面的圓心，與支架(1)圓柱面的徑向重疊。
本實施例中，上述LED包括有藍(lán)色LED列(2)、綠色LED列(3)、紅色LED列(4)三種顏色具體為選用LSE3024、LSG3024、LSB3024紅、綠、藍(lán)LED，
LSE3024、LSG 3024、LSB3024紅、綠、藍(lán)LED相關(guān)的主要參數(shù)為
上述藍(lán)色LED列(2)排列在與Z軸最小夾角處，其次排列綠色LED列(3)，紅色LED列(4)與Z軸有最大夾角，相同顏色LED列與Z軸對稱排列。
上述支架(1)的圓柱面半徑根據(jù)LED的聚光距離確定。因LED的聚光距離為9mm，故支架(1)的圓柱面半徑為9mm。
上述LED的間距由LED的光強與視角關(guān)系曲線確定。光強與視角的關(guān)系曲線如附圖2所示，其近似為一半橢圓曲線。
間距＝9×tan20°＝3.276mm。D1，D2，...，Dn為一列上的LED，D1’，D2’，...，Dn’為另一列上的LED。
經(jīng)兩列LED光強疊加后的特征值為
光強平均值為1.812，與平均光強比較，光強最大偏差為10％上述LED列的長度至少比要求照明長度長2個光斑直徑。根據(jù)需照明的線光長度L’，確定LED列長LL≥L’+6上述所有LED列可以在該圓圓周上移動，以調(diào)節(jié)照明角度。
上述支架(1)在X＝0所在平面與平行于Z軸的平面相交位置處開有通光矩形口(5)。本實施例中，上述支架(1)在X＝0的面和Z＝支架(1)的圓柱面半徑+12mm的面相交形成的線處開有通光矩形口(5)。上述通光矩形口(5)的長度為LED列長、寬度為2mm。
本實用新型在安裝時，按照圖3加工LED列安裝模塊6塊，3塊作為一個模塊組，另外三塊在Y向與前三塊錯開二分之一間距。按照圖1安裝這兩個模塊組。A面在半徑為9mm的圓柱面上。并根據(jù)LSB3024的工作電壓為3.5V，工作電流為40mA；LSG3024的工作電壓為3.5V，工作電流為40mA和LSE3024的工作電壓為2.2V，工作電流為50mA，選用12V直流電源。根據(jù)其串并聯(lián)情況，計算出限流電阻，連接光源電路即可。
權(quán)利要求1.一種LED多色線光源，其特征在于包括有紅、綠、藍(lán)三種顏色的LED，藍(lán)色LED列(2)、綠色LED列(3)、紅色LED列(4)三種顏色的LED各有兩列，共分成六列等間距排列在支架(1)的圓柱面上，相同顏色的兩列LED錯開二分之一間距，LED的光軸的延長線經(jīng)過支架(1)圓柱面的圓心，與支架(1)圓柱面的徑向重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED多色線光源，其特征在于上述藍(lán)色LED列(2)排列在與Z軸最小夾角處，其次排列綠色LED列(3)，紅色LED列(4)與Z軸有最大夾角，相同顏色LED列與Z軸對稱排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED多色線光源，其特征在于上述LED列的長度至少比要求照明長度長2個光斑直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED多色線光源，其特征在于上述所有LED列可以在該圓圓周上移動，以調(diào)節(jié)照明角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的LED多色線光源，其特征在于上述支架(1)在X＝0所在平面與平行于Z軸的平面相交位置處開有通光矩形口(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED多色線光源，其特征在于上述通光矩形口(5)的長度為LED列長、寬度為2mm。
專利摘要本實用新型是一種為線陣圖像傳感器提供掃描圖像和獲取圖像信號所需要的線形多色照明光源。包括有紅、綠、藍(lán)三種顏色的LED，藍(lán)色LED列(2)、綠色LED列(3)、紅色LED列(4)三種顏色的LED各有兩列，共分成六列等間距排列在支架(1)的圓柱面上，相同顏色的兩列LED錯開二分之一間距，LED的光軸的延長線經(jīng)過支架(1)圓柱面的圓心，與支架(1)圓柱面的徑向重疊。本實用新型不僅在掃描線上有合適和均勻的光強，而且能提供可調(diào)的不同波長及不同入射角度照明光。本實用新型是一種效能比高，調(diào)整波長及入射角度容易，可實現(xiàn)線陣圖像傳感器對照明光源的光強、波長和入射角度的要求的LED多色線光源。
文檔編號H01L25/13GK2762355SQ20042009364
公開日2006年3月1日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者徐杜, 蔣永平, 申柏華 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)