用于环形灯源均匀聚焦的方法和装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103826096 A (43)申请公布日 2014.05.28 CN 103826096 A (21)申请号 201310573297.6 (22)申请日 2013.11.15 61/726,964 2012.11.15 US 61/789,037 2013.03.15 US 14/073,455 2013.11.06 US H04N 7/18(2006.01) G01N 21/952(2006.01) (71)申请人 OG 技术公司 地址 美国密歇根 (72)发明人 张子恕 黄洵皓 林沧泓 (74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人 张文达。

2、 (54) 发明名称 用于环形灯源均匀聚焦的方法和装置 (57) 摘要 一种用于控制投射到物体表面上的光照方 向、 使光聚焦、 以及维持光均匀性的装置和方法。 环形灯系统利用轮廓反射器以匹配均匀的、 非聚 焦的环形灯源， 并且将非聚焦的环形灯源转化成 聚焦的均匀的环形灯源。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103826096 A CN 103826096 A 1/2 页 2 1. 一种用于对沿纵向轴线延伸的细长。

3、物体成像的系统， 其包括 ： 照明组件， 其被配置成照明所述物体， 以在物体的外周表面上形成照明光带， 其中所述 照明组件包括 ： 光源， 其配置成产生光输出 ； 具有中心孔的环形灯， 纵向轴线穿过所述中心孔且所述物体被布置在所述中心孔中， 所述环形灯被联接成接收来自所述光源的所述光输出并且输出光环 ； 和 具有环形本体的反射器， 所述环形本体具有轮廓反射表面， 所述轮廓反射表面配置成 将所述光环聚焦和引导到物体的外周表面上， 以形成所述照明光带， 所述照明光带具有第 一预先设定的轴向宽度， 并且在所述第一预先设定的轴向宽度上具有基本均匀的光照强 度 ； 具有视场的图像采集组件， 所述视场配置。

4、成在物体的外周表面上依第二预先设定轴向 宽度成像， 以限定图像带并且产生与之对应的图像数据， 所述图像采集组件相对于所述照 明组件被设置成使得所述图像带在所述照明光带内 ； 以及 联接到所述图像采集组件的计算单元， 所述计算单元配置成接收和处理所述图像数 据， 以识别物体的预先设定的表面特征。 2. 如权利要求 1 所述的系统， 其中， 所述轮廓反射表面的轴向横截面包括具有预先设 定半径的圆弧区段。 3. 如权利要求 1 所述的系统， 其中， 所述轮廓反射表面的轴向横截面包括凹弧区段。 4. 如权利要求 1 所述的系统， 其中， 来自所述环形灯的所述光环输出具有发射轴线 ； 和 所述反射器的轮。

5、廓反射表面的形状对应于具有中心点的预先设定半径球体表面的一 部分， 其中弦被限定在相对于所述轮廓反射表面的轴向横截面占据的弧的跨度上的端点之 间 ； 其中所述反射器被设置成使得所述弦与所述发射轴线形成预先设定角度。 5. 如权利要求 4 所述的系统， 其中， 所述预先设定的角度是可调整的。 6. 如权利要求 1 所述的系统， 其中， 所述轮廓反射表面包括被抛光的金属材料。 7. 如权利要求 1 所述的系统， 其中， 所述轮廓反射表面包括涂层表面。 8. 如权利要求 1 所述的系统， 其中， 所述照明组件包括布置在所述环形灯和所述反射 器之间的间隙调整器。 9. 如权利要求 1 所述的系统， 其。

6、中， 所述光源包括激光光源、 荧光光源和发光二极体 （LED） 光源中的一种。 10. 如权利要求 1 所述的系统， 其中， 所述照明组件还包括导光管束， 所述导光管束包 含多个光纤。 11. 如权利要求 1 所述的系统， 其中， 所述环形灯包括环形壳体， 所述环形壳体具有内 径部分、 外径部分、 第一轴向表面、 以及相反于所述第一轴向表面的第二轴向表面， 所述反 射器的所述轮廓反射表面邻近于和面向所述第一轴向表面， 所述环形壳体还包括在所述第 一轴向表面中的圆状窗口， 所述圆状窗口配置成允许所述光环朝向所述轮廓反射表面从所 述圆状窗口中穿过。 12. 如权利要求 1 所述的系统， 其中， 所。

7、述照明光带轴向偏离于所述环形灯。 权 利 要 求 书 CN 103826096 A 2 2/2 页 3 13. 一种在检测系统中使用的照明组件， 其中， 所述照明组件被配置成照明沿纵向轴线 延伸的细长物体， 其包括 ： 光源， 其配置成产生光输出 ； 具有中心孔的环形灯， 纵向轴线穿过所述中心孔， 并且物体被布置在所述中心孔中， 所 述环形灯被联接成接收来自所述光源的所述光输出并且输出光环 ； 以及 具有环形本体的反射器， 所述环形本体具有轮廓反射表面， 所述轮廓反射表面被配置 成将所述光环聚焦和引导到物体的外周表面上， 以形成照明光带， 所述照明光带具有预先 设定的轴向宽度， 并且在所述预先。

8、设定轴向宽度上具有基本均匀的光照强度， 其中所述轮 廓反射表面的轴向横截面包括具有预先设定半径圆弧的区段。 14. 如权利要求 13 所述的组件， 其中， 来自所述环形灯的所述光环输出具有发射轴线 ； 其中， 所述反射器的所述轮廓反射表面的形状对应于具有中心点的预先设定半径的球 体表面的一部分， 其中弦被限定在相对于所述轮廓反射表面的轴向横截面占据的弧的跨度 上的端点之间 ； 其中， 所述反射器被设置成使得所述弦与所述发射轴线形成预先设定角度。 15. 如权利要求 14 所述的组件， 其中， 所述预先设定角度是可调整的， 以便改变所述照 明光带与所述环形灯的轴向偏离。 16. 一种将均匀光环聚。

9、焦和引导到物体的外周表面上的方法， 所述物体具有对称的径 向横截面， 其中， 物体被布置在环形灯的中心孔中， 所述方法包括 ： (A) 提供具有环形轮廓反射表面的反射器， 所述环形轮廓反射表面具有凹进的部分球 形轮廓， 其配置成匹配从环形灯照射到环形轮廓反射表面上均匀光环， 并且其中轮廓反射 表面被配置成具有至少一曲率半径， 以便将光环聚集到物体的外周表面上， 从而形成预先 设定宽度的照明光带 ； 以及 (B) 相对于来自环形灯的光环的发射轴线调整轮廓反射表面的方位， 以便改变反射光 的方向， 从而形成照明光带。 17. 如权利要求 16 所述的方法， 还包括 ： 产生锥体形状的光环。 18.。

10、 如权利要求 16 所述的方法， 还包括 ： 通过在光环和反射器之间插入间隙调整器而 改变光环和反射器之间的轴向距离。 权 利 要 求 书 CN 103826096 A 3 1/7 页 4 用于环形灯源均匀聚焦的方法和装置 0001 交叉引用 0002 本申请要求2012年11月15日递交的第61/726,964号美国临时申请 （ 964申请） 的权益， 和 2013 年 3 月 15 日递交的第 61/789,037 号美国临时申请 （ 037 申请） 的权益。 964 申请和 037 申请两者都通过引用并入本申请， 如同完全记载在此一般。 技术领域 0003 本公开内容大体涉及物体照明的方。

11、法和装置， 所述物体可以是在成像应用中的细 长物体标的， 诸如管件、 条杆、 管材、 线材、 杆柱、 或类似物体。 背景技术 0004 下文中这份背景说明仅为提供信息。因此， 这份背景说明中的任何方面只要现有 技术的程度尚未实现， 相对于本公开内容而言， 不管明示或暗示， 均不被承认为已经存在的 现有技术。 0005 光照、 特别是均匀的光照强度对诸如表面缺陷检测的成像应用而言非常重要。有 各种类型的光照设计， 以实现这种均匀性。 例如， 光均质器 （例如， 一般是正方形或六角形柱 状透镜） 能够被用于在二维 （2D） 区域上使非均匀的光束散布成均匀光束。这种方法支持在 平坦表面上的均匀光照。。

12、 0006 另一种方法被普遍称为阴天照明。 对关注物体的自动检测 （例如， 杆柱、 条杆、 线材 等） 如今非常普遍。这些物体一般是圆的和长的 （即， 在径向横截面上具有圆形形状， 并且细 长） 。例如， 塑料水管可以有大约 20mm 的直径， 10 米长。电线也受到检测， 以确保绝缘包覆 是完整的。用于检测细长物体的市售系统一般应用采取阴天照明技术的光学系统。待检测 的物体一般可以沿其轴向方向 （沿纵向轴线） 移动， 同时成像装置被设置成随着物体移动穿 过光学系统成像物体的周边。多光源被用于将光从各个方向投射到物体表面上。然而， 这 种方法具有局限性。 第一， 从物体反射回来的光照强度是有限。

13、的， 除非使用非常高功率的光 源， 有限的反射光照强度导致有限的扫描速率， 以及有限的光学分辨率 （即， 更低的扫描速 率， 更小的分辨率 ； 或更高分辨率的光学器件一般更暗） 。 第二， 散射的光不能支持快速的物 体运动速度。 第三， 光投射方向不受控制， 并因此不能被用于通过选定被设计好的入射角以 突出某些缺陷。 0007 此外， 还已知有其他方法能够用于移动的细长物体成像， 如参考第 6,950,546 号 美国专利， 其公开了具有单独的光增强器的多线光的用途， 其中每条线光能够被调整以形 成一个均匀环。尚存在其他已知方法， 如沿物体的周边使用方向性投射聚光灯。 0008 然而， 具有高。

14、反射外表面的物体呈现一个非常具有挑战性的成像环境。 例如， 处理 过的金属物体一般非常银亮， 并且具有类似镜面的反射特性。 因此， 即使是分段方法 （例如， 多个单独的线光） 也可能导致捕捉的图像中有均匀条纹。 0009 使用真正的光纤环形灯可能可以解决上述问题， 所述光纤环形灯能够具有大量在 圆圈上设置的纤细导光件。然而， 从导光件发出的光具有扇角 （即， 与全反射或导光材料的 说 明 书 CN 103826096 A 4 2/7 页 5 折射系数关联的角度 ； 如果导光件是玻璃的， 扇角一般是约 60的立体角） 。不利的是， 非 常难于聚焦从这种环形灯发出的光环而不干扰均匀性。 0010 。

15、前述讨论内容仅旨在讨论相关领域， 不应该作为对权利要求范围的否定。 发明内容 0011 在一个实施方式中， 一种照明组件被设置成在检测系统中使用， 其中， 检测系统被 配置成沿在纵向轴线延伸的细长物体上投射照明。照明组件包括光源、 环形灯、 和反射器。 光源被配置成产生光输出。环形灯具有中心孔， 纵向轴线穿过所述中心孔并且物体被布置 在所述中心孔中。环形灯被联接成接收来自光源的光输出并且输出光环。在一个实施方式 中， 光环可以大体是锥体形状。反射器具有环形本体， 所述环形本体具有带轮廓的反射表 面， 所述轮廓反射表面被配置成将来自环形灯的光环聚焦和引导到物体的外周表面上， 以 形成照明光带。在。

16、一个实施方式中， 照明光带可以在物体的外周表面上和围绕物的外周表 面。照明光带具有预先设定的宽度 （即， 轴向宽度或沿轴向方向得到的宽度） ， 和在预先设定 宽度上基本均匀的光照强度。在一个实施方式中， 反射器的轮廓反射表面的轴向横截面限 定为具有预先设定半径的圆弧区段。 0012 在一个实施方式中， 一种系统被设置成对沿纵向轴线延伸的细长物体成像。所述 系统包括照明组件、 图像采集组件、 和计算单元。照明组件被配置成照明物体， 以形成在物 体的外周表面上的照明光带。照明组件包括光源、 环形灯、 和反射器。光源被配置成产生光 输出。环形灯具有中心孔， 纵向轴线穿过所述中心孔并且物体被布置在所述。

17、中心孔中。环 形灯被联接成接收来自光源的光输出并且输出光环。在一个实施方式中， 光环大体是锥体 形状。反射器包括环形本体 （即， 类似于环） ， 所述环形本体具有轮廓反射表面， 所述轮廓反 射表面配置成将来自环形灯的光环聚焦和引导到物体的外周表面上， 以形成照明光带。照 明光带具有第一预先设定轴向宽度， 并且还具有在第一预先设定轴向宽度上基本均匀的光 照强度。图像采集组件具有视场， 所述视场配置成在物体的外周表面上的第二预先设定轴 向宽度成像， 以限定图像带并且产生与之对应的图像数据。图像采集组件相对于照明组件 设置， 以使得图像带位于照明光带内。 计算单元被联接到图像采集组件， 并且被配置成。

18、接收 和处理图像数据， 以识别物体的预先设定的表面特征。 0013 通过阅读以下说明内容、 权利要求以及观察附图， 本公开内容的前述和其它方面、 特征、 细节、 效用、 以及优点将变得明显。 附图说明 0014 图 1 是环形灯的第一实施方式的等轴视图。 0015 图 2 是传统环形灯源 （非聚焦的） 的等轴视图。 0016 图 3A-3C 是侧视图， 示出多个传统环形灯的发射角度。 0017 图 4 是环形壳体相关于反射器的横截面示意图。 0018 图 5A 是图 1 的环形灯的反射器的等轴视图。 0019 图 5B 是反射器的放大横截面。 0020 图6是图1的环形灯的具有环形壳体和反射器。

19、之间的间隙调整器的实施方式的横 截面示意图。 说 明 书 CN 103826096 A 5 3/7 页 6 0021 图 7 是对物体成像的系统的示意性方框图， 所述系统包括结合照明组件实施方式 使用的图像采集组件和计算单元。 具体实施方式 0022 本文描述的环形灯系统 10（此后称为照明组件 10） 的实施方式可以为成像目的用 于照明物体 30（参见图 1） ， 其中物体 30 可以是细长 （即， 在钢铁工业中通常称为长材） 、 轴 向对称的物体 （即， 在参考径向横截面时关于轴线对称的物体） 。仅作为实施例， 这种物体可 以具有包括但不限于圆形、 椭圆形、 六角形、 八角形、 正方形等类。

20、似物的横截面形状。 物体可 以在至少预先设定距离上沿纵向范围基本连续。对于这种物体而言， 需要光照被聚焦且强 度基本均匀的成像方式。 照明组件10的实施方式能够有利地被用于照明物体30， 以支持在 物体表面上的成像应用 ； 并且照明组件可以被用于照明高反射的 （即，“银亮的” ） 物体表面， 例如， 经过剥皮或表面研磨处理过的金属物体等的表面。 0023 如背景技术所述， 可以使用特定的圆形增强器透镜与光纤环形灯一起， 从而实现 均匀的光照强度。 而且， 通常需要聚焦以增强光照强度的量级， 从而不仅支持在一些生产环 境下会出现的高物体运动速度 （例如， 诸如 10m/s 或更快） ， 而且也支。

21、持高成像率， 以及允许 选定和使用精确设计的入射角 （即， 期望突出某些类型的物体 30 上的某些表面缺陷） 。根据 这些考虑， 期望具有这样一种照明组件， 其不仅能够控制光照到物体表面上的方向， 而且也 能够使光聚焦 （即， 增加光照强度的量级） ， 同时也维持光照强度的均匀性。本公开内容描述 了具有反射器的照明组件的实施方式， 所述反射器的特征是具有带轮廓的圆形反射表面， 此处轮廓反射表面被配置成使光聚焦和反射到物体表面上而不损失均匀性。 0024 图 1 是在成像系统 12 中使用的照明组件 10 的实施方式的等轴视图 （在图 7 中最 佳示出） ， 所述照明组件被配置成照明沿 “A” 。

22、代表的纵向轴线延伸的细长物体 30。照明组件 10 可以包括 ： 配置成产生光输出的光源 150 ； 联接到光源 150 的环形灯 110， 其配置成接收 来自光源150的光输出并且输出均匀但扩散的光环130 ； 以及反射器20， 其配置成接收光环 130 和使所述光环聚焦成均匀的聚焦光环 132（在图 4 和 7 中最佳示出） ， 并且配置成引导 聚焦光环 132 围绕在物体 30 外周表面上， 由此形成照明光带 134。照明光带 134 的特征在 于 ：（i） 具有设计好的入射角，（ii） 由于其聚焦功能性而增加的光照强度的量级， 和 （iii） 在其宽度上基本均匀的光照强度。照明光带 1。

23、34 能够通过使用已知的成像装置 （例如， 表面 成像和检测装置） 被成像， 例如， 如在 2002 年 12 月 27 日递交的第 10/331,050 号美国申请 （ 050 申请） 、 现在是第 6,950,546 号美国专利中描述的成像装置， 和 / 或在 2008 年 9 月 24 日递交的第 12/236,886 号美国申请 （ 886 申请） 、 现在是第 7,627,163 号美国专利中描述 的成像装置。 050申请和 886申请两者都通过引用， 等同完全在本文中给出一般地结合于 此。仅作为实施例， 本文描述的照明组件 10 的实施方式可以被用于替换 050 申请和 886 申。

24、请中描述的照明机构 （一个或多个） 或与之结合。现在将结合图 7 给出能够结合照明组件 10 使用的示例性成像系统的简短说明。 0025 图 7 是对沿纵向轴线 “A” 延伸的细长物体 30 成像的系统 12 的示意性方框图。成 像系统12能够使用照明组件10的实施方式。 成像系统12可以包括已知的成像或检测系统 构件 （例如， 如上所描述、 以及如通过引用结合于此的 050 和 886 申请中所公开的描述） 。 在所示实施方式中， 成像系统 12 可以包括照明组件 10 的实施方式、 图像采集组件 14 和计 说 明 书 CN 103826096 A 6 4/7 页 7 算单元 16。如上所。

25、述， 照明组件 10 将聚焦光环 132 引导到物体 30 的外表面 32 上， 以形成 具有均匀光照强度的照明光带134。 在一个实施方式中， 照明光带134在至少第一预先设定 轴向宽度 18 上的光照强度基本均匀。 0026 图像采集组件 14 具有由附图标记 22 代表的视场， 所述视场被配置成在物体 30 的 完整外周表面上面以第二预先设定轴向宽度 24 成像， 以限定图像带 26。图像采集组件 14 还被配置成随着物体 30 沿轴线 “A” 移动产生对应于所获取的一个或多个图像带 26 的图像 数据28。 在一个实施方式中， 图像采集组件14可以包括以预先设定角度位置围绕外周表面 设。

26、置的多个线扫描摄像机 （未示出） ， 所述多个线扫描摄像机配置成围绕物体30的整个外周 表面 （即， 图像带对应于围绕物体 30 周边的 360 度） 完全成像。此外， 图像采集组件 14 相对 于照明组件 10 设置成使得图像带 26 被定位在照明光带 134 内。这种相对构型确保图像采 集组件 14 均匀地成像物体 30 的外表面 32 的被照明部分。 0027 计算单元 16 被联接到图像采集组件 14， 以接收图像数据 28 和处理图像数据 28， 从而识别物体 30 的预先设定的表面特征。例如， 预先设定的表面特征可以包括各种表面缺 陷。此外， 计算单元 16 可以被配置成将对应于多。

27、个图像带 26 的图像数据 28 结合， 以便沿 物体 30 的预先设定轴向长度形成物体 30 的外表面 32 的完整图像。计算单元 16 可以被配 置成执行其他功能， 诸如通过引用结合在此的 050 和 886 申请中给出的描述。 0028 参考图1-2， 环形灯110可以包括对本领域普通技术人员而言已知的传统构件。 在 一个实施方式中， 环形灯110可以包括环状罩套112， 此后称为环形壳体112， 所述环形壳体 包括中心孔 114， 所述中心孔由内径 （ID） 部分 116 局部地限定， 并且纵向轴线 “A” 穿过所述 中心孔。中心孔 114 的尺寸 （即， 直径） 和形状被配置成使得物。

28、体 30 适配于从其中穿过。应 该被理解的是， 环形壳体 112 的环形形状 （即， 圆形） 仅是示例性的而非实际限定性的。仅作 为实施例， 环形壳体 112 可以被配置成仅由物体 30 穿过其中心孔 114 的能力限定的其他形 状。 0029 环形壳体 112 还包括外径 （OD） 部分 118、 形成在第一轴向端表面 122 中的发光环 体 120、 和相反于第一轴向端表面 122 的第二轴向端表面 124。发光环体 120 由在第一轴向 端表面 122 中形成的圆状光学窗口 126 局部地限定。在一个实施方式中， 光学窗口 126 可 以是圆形孔。 0030 在一个实施方式中， 光源 1。

29、50 产生光输出， 所述光输出被提供至导光管束 140。在 这方面， 导光管束 140 包括联接到光源 150 的近端和联接到环形灯 110 的环形壳体 112 的 远端。附加地， 导光管束 140 包括多个光纤， 在此被称为光纤导光件 142。在一个实施方式 中， 发光环体 120 可以由多个光纤导光件 142 形成， 所述光纤导光件被给入环形壳体 112。 光纤导光件142的相应末端均匀地沿发光环体120设置， 在所示实施方式中， 所述光纤导光 件可以成圆圈形状。光纤导光件 142 的末端 （即， 共同被称为发光环体 120） 可以被光学抛 光， 以从光纤末端得到提升的发光效果。光纤末端能。

30、够被设置成具有如在示出各种发射角 的图 3A-3C 中所示的发射角 136。 0031 不失通用型的条件下， 在一个实施方式中， 发光环体120可以通过如图2所示的使 得发射角 136 垂直于第一轴向端表面 122 的方式发射光环 130。 0032 如上已经所述， 光源 150 为照明组件 10 产生光输出。光源 150 可以包括本领域已 知的用于产生这种光的传统构件， 诸如灯泡或发光二极体 （LED） 或类似的发光源 （一个或多 说 明 书 CN 103826096 A 7 5/7 页 8 个） 。在所示实施方式中， 来自光源 150 的光输出一般在导光管束 140 的近端处被聚焦于光 纤。

31、导光件 142 的近端。 0033 在一个实施方式中， 包含在导光管束 140 内的光纤导光件 142（一般） 可以在导光 管束 140 的长度范围内交错混合， 以使得光纤导光件 142 的远端被随机地设置成在发光环 体 120 处实现最佳均匀性。然而， 应该被理解的是， 这种随机性并非必须。其他方法也可以 得到所需的均匀性， 诸如将均质器放置在将光送入导光管束 140 之前。发光环体 120 发射 的光除非被聚焦， 否则将被扩散成光环 130， 所述光环与光纤导光件 142 的每个末端关联的 扇角可以采用锥体形状。 0034 虽然以上已经给出环形灯 110 的实施方式， 但是本领域普通技术人。

32、员将理解到， 环形灯 110 可以以不同的方式 （即， 不同的实施方式） 形成。例如， 发光环体 120 可以可替换 地包括设置成环形形状的 LED 阵列 （未示出） 。在这种实施方式中， 扩散板 （未示出） 可以被 放置在发光环体 120 前方， 以模糊各个 LED 光束， 从而产生均匀的光照强度的光环 130。在 另一实施方式中， 发光环体 120 可以可替换地包括圆形荧光管。在这种情况下， 环形灯 110 自身将是光源， 并且因此无需光源150或导光管束140。 注意到LED和荧光管两者都具有如 采用大体锥体形状的扩散光环 130 所示的发光角。总之， 环形灯 110 产生以发射角 13。

33、6 特 征化的均匀强度扩散的光环 130。 0035 现在参考图 4-5B， 为了完成光聚焦 （即， 增加光照强度的量级） 和引导 （即， 调整方 向） 功能， 反射器 20 被配置成包括带有轮廓的反射表面。在一个实施方式中， 反射器 20 可 以是环形部件 （图 5A 中最佳示出） ， 其具有环形反射器本体 210， 所述环形反射器本体具有 带有轮廓的反射表面220。 反射器20被布置成邻近于环形壳体112， 由此轮廓反射表面220 被定位成邻近于和面向第一轴向端表面122。 在一个实施方式中 （图5B） ， 轮廓反射表面220 的轴向横截面包括凹弧区段， 所述凹弧可以是圆弧等轮廓。所述圆弧。

34、参考圆心 222 设置且 具有预先设定半径 224。也如图 5B 所示， 轮廓反射表面 220 的所述区段包括一对端点 B、 C， 当沿轴向横截面观察时， 在所述一对端点之间形成弦 BC。 0036 轮廓反射表面 220 配置成具有高反射性。例如， 轮廓反射表面 220 可以是高度抛 光的金属表面或具有高反射涂层或镀层的表面。 本领域技术人员应该知道有形成轮廓反射 表面的其他方法。这种高反射材料的实施例有不锈钢、 或铜、 或青铜。这种高反射涂层的实 施例有在由钢制成的基底上的镀铬。 0037 轮廓 （即， 光照方向改变） 反射表面 220 被配置成聚焦均匀 （但扩散） 的光环 130 而 不损。

35、失均匀性 （即， 不会干扰聚焦装置） 。如图 4 所示， 光环 130 被接收、 聚焦、 和引入聚焦光 环 132。聚焦功能增加光照强度的量级。如上所述， 由发光环体 120 发射的光环 130 被扩散 成锥体形状。扩散光环 130 被轮廓反射表面 220 捕捉， 所述轮廓反射表面可以具有被设计 好的形状， 以将均匀 （但扩散） 的光环 130 聚焦于聚焦光环 132。轮廓反射表面 220 的形状 决定聚焦光环 132 的焦距， 但是反射器本体 210 相对于环形壳体 112 采用的角度 230 决定 聚焦光环 132 的投射角。换言之， 轮廓反射表面 220 能够被配置成有相对于轮廓反射表面。

36、 220 曲线的特征性聚焦距离和方向。然而， 即使轮廓反射表面 220 的光学特性被建成， 聚焦 光环 132 的指向方向也能够经由反射器本体 210 相对于环形壳体 112 被布置的角度 230 的 变化调整。 0038 通过继续参考图4， 还能够如以下内容描述轮廓反射表面220相对于光环130的方 说 明 书 CN 103826096 A 8 6/7 页 9 位， 所述方位控制聚焦光环 132 的指向方向。注意到从发光环体 120 输出的光环 130 具有 发射轴线 136， 所述发射轴线也在图 3A-3C 中以各种角度示出。如结合图 5B 所描述地， 轮 廓反射表面 220 的形状是对应。

37、于具有中心点 （即， 中心点 222- 图 5B） 的预先设定半径 （即， 半径 224- 图 5B） 的球体表面的一部分。弦 （即， 弦 BC- 图 5B） 因此可以被限定在相对于轮 廓反射表面 220 的轴向横截面占据的弧的跨度上的端点之间。反射器 20 能够被设置成使 得弦 （即， 弦 BC- 图 5B） 与发射轴线 136 形成预先设定角度。在一个实施方式中， 发射轴线 136 和弦 BC 之间的预先设定角度能够被调整， 以便改变聚焦光环 132 的指向方向。改变指 向方向能够导致照明光带 134 在物体 30 上的轴向位置相应地改变 （即， 环形壳体和照明光 带之间的轴向偏离或轴向距。

38、离大小） 。此外， 改变指向方向能够给照明某些类型的表面缺陷 带来有益效果。 0039 在一个实施方式中， 轮廓反射表面 220 可以是具有某种直径的圆弧的区段， 如上 已经所述地那样。在可替换的实施方式中， 轮廓反射表面 220 可以是某些 a/b 轴向长度上 的抛物线弧区段， 或基于光反射原理的任何被设计好的凹弧区段。 仅作为实施例， 抛物线可 以由 y=ax2+bx+c 限定， 其中， 轮廓反射表面 220 能够对应于这种抛物线区段， 其中， 抛物线 区段的聚焦特性能够适用于满足任何具体应用要求。 0040 再次参考图1， 当反射器本体210和轮廓反射表面220的相应直径合适地匹配发光 。

39、环体 120 时， 这种组合产生一种照明组件 10， 其能够围绕物体的外表面的整个周边而环绕 和照明物体 30 的外表面 32， 由此限定照明光带 134。照明光带 134 以所需投射角被很好地 聚焦， 并且照明光带的强度在其轴向宽度上、 以及沿着和围绕物体 30 的周边基本均匀。 0041 在操作中， 物体 30 可以经由内部装置沿纵向轴线 “A” 纵向地移动穿过环形灯 110 的中心孔 114 和反射器 20。由发光环体 120 发射的均匀 （但扩散） 的光环 130 被反射器 20 捕捉， 并且被轮廓反射表面 220 聚焦和引导到围绕物体整个周边的物体 30 的外表面 32 上， 从而形。

40、成均匀照明 （光照强度） 光带 134。照明光带 134 在物体 30 上 （相对于环形壳体 112） 的轴向偏离位置受控于反射角度 （即， 图4中的角度230） ， 所述反射角度也控制到物体30上 的入射角。后一特征能够被调整， 以便提高对某些类型的表面缺陷的照明。照明光带 134 的轴向宽度 18（图 7） 受控于轮廓反射表面 220 的轮廓。 0042 图 6 是类似于图 4 的环形灯的另一实施方式的示意简化图。具体地， 反射器本体 210 能够通过使用传统紧固件 （例如， 螺钉） 和一个或多个间隙调整器 232 被安装至环形灯 110（例如， 环形壳体 112） 。间隙调整器 232 。

41、具有沿轴向方向、 例如沿纵向轴线 “A” 方向得 到的厚度 234。在一个实施方式中， 厚度 234 可以被调整， 以便改变反射器 20（并且也因此 改变轮廓反射表面 220） 与环形壳体 112 的偏离量。间隙调整器 232 的厚度连同轮廓反射 表面 220 的曲率都能够被改变， 以调整反射器 20 的聚焦距离。这种调整特征能够被用于容 纳不同的直径 / 尺寸物体 30。 0043 这种新颖的设计被证明能够支持在具有镜面光亮表面的物体 30 上高速成像而没 有任何暗条纹。具体地， 在实施方式中， 反射器 20 不仅用于反射， 而且用于聚焦光， 以便实 现在物体 30 上基本均匀的照明。这些特。

42、征使得照明组件 10 即使是在具有完全或高反射表 面的物体 30 上也特别有用。 0044 应该被理解的是， 如在此描述的成像系统 12、 特别是主要的电子控制单元 （即， 计 算单元 16） 可以包括本领域中已知的传统处理装置， 其能够执行存储在关联存储器中的预 说 明 书 CN 103826096 A 9 7/7 页 10 编程指令， 所有都根据在此描述的功能性执行。 这种电子控制单元还可以是具有ROM和RAM 两者、 非易失和易失性 （可修改性） 存储器相组合的类型， 以使得任何软件可以被存储， 且又 允许存储和处理动态产生的数据和 / 或信号。还应该被理解的是， 术语 “顶” 、“底” 、“上” 、 “下” 等类似物仅用于方便说明， 且并非旨在实际的限制。虽然已经示出一个或多个具体实 施方式， 本领域技术人员将理解到， 在不偏离本教导的精神和范围的情况下， 可以进行各种 改变和修正。 说 明 书 CN 103826096 A 10 1/3 页 11 图 1 图 2( 现有技术 ) 说 明 书 附 图 CN 103826096 A 11 2/3 页 12 图 4 图 5A 图 5B 说 明 书 附 图 CN 103826096 A 12 3/3 页 13 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103826096 A 13 。