具有可更换照明组件的相机系统技术方案

本发明专利技术提供一种具有可更换照明组件的视觉系统。该系统允许在不改变光学器件、传感器、视觉处理器或相关联的外壳的情况下增强在系统的照明类型和配置类型上的多功能性。该视觉系统外壳包括前板，其可选地包括用于接受不同类型镜头的多个安装底座，以及允许与示例性的照明组件可拆卸地互连的连接器。该照明设备包括透光的盖子。该盖子封闭可包括围绕光圈的多个发光元件的照明部件，从被拍摄场景接受的光线通过光圈进入镜头。发光元件的排列是不断变化的。用户可以拥有最适合自己需要的照明设备，而不需要改变视觉系统处理程序，传感器或外壳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及视觉系统相机，更具体地涉及视觉系统相机的照明系统。
技术介绍
用于测量、检测、校正对象和/或符号解码（例如条形码）的视觉系统在应用和工业中被广泛地使用。这种系统基于使用一种图像传感器，该图像传感器获得物体或目标的图像（典型地灰度或彩色图像，及一维、二维或三维图像），使用板载的或互联的视觉系统处理器处理这些获得的图像。处理器通常既包括处理硬件又包括非临时性计算机可读程序指令，它们基于图像处理的信息执行一个或多个视觉系统处理以产生期望输出。该图像信息通常被提供在图像像素的阵列中，每一个图像像素都具有不同颜色和/或强度。在符号（条形码）阅读器的示例中，用户或自动处理过程获得被认为包含一个或多个条形码的目标的图像。该图像被处理以识别条形码的特征，然后通过解码程序和/或处理器来解码该特征以获得代码所代表的内在的文字数据。越来越需要提供一种可用于多种不同目的的视觉系统和相关的视觉系统组件。例如，在申请号为12/184187、名称为“视觉传感器、系统和方法”、由E.John McGarry等专利技术的美国专利中示出和描述了一种集成传感器和单指令、多数据(SIMD)处理器，其可被称为片上视觉系统（VSoC），其示教的内容作为有用的
技术介绍
信息通过引用并入本文中。这种架构提供了一种用于不同视觉系统任务的高度通用和广泛使用的视觉系统平台。通用系统能够通过消除设置一系列为特定目的建立的、用于特定应用的视觉系统装置的需要降低了成本。因而需要提供这种视觉系统平台。还可使用其它现有的传感器和处理器装置（例如数字信号处理器（DSPs））以提供一种相对紧凑和耐用的视觉系统。许多相机系统的一个重要部件是照明部件。为了充分地获得物体表面的图像，需要有适当的照明。依据所拍摄物体的特点和摄影轴与物体的相对角度，使用的照明类型也可以变化。例如，一些物体（例如，平坦（peened）物体）可以通过低角度照明取到最佳成像，然而，其他物体（如印刷的，高对比度的物体）通常通过直接，高角度照明取得最佳成像。同样地，照明的波长根据物体的性质发生变化一也就是说，一些物体适合可见范围内的照明，而其它物体可以通过使用红外线（IR）或紫外线（UV）灯来照亮。而且，在一些应用中，希望使用偏振光和/或利用偏光器或其他合适的滤光器来过滤进入相机的光。许多相机系统包括环形照明组件，该装置由一行或多行围绕相机镜头的照明组件组成。这些照明器经常被固定在一个地方，构建在电路板上，包含预定数量和排列的发光元件，例如LED。照明器根据其预期的应用提供给系统，且在系统交付后其不能容易地被替换。而且，为了提供需要的库存以满足潜在客户的需求，制造商可能为系统提供多种照明器。一些系统可能在它们卖给（如果其确实能卖出）客户/用户之前很长一段时间内保留在库存中。这样会增加制造商的成本并使可利用照明器的选择种类受到限制。为了满足特定用户的需求，制造商需要生产定做的照明器，这使其需承担进一步的费用并拖延向用户交付完成的视觉系统的时间。此外，当交付系统时，发现其照明部件有不足之处，或者希望将系统重新分配给不同的应用时，用更适合这项任务的照明器来替换原来附带的照明器是具有挑战性且不切实际的。因此，希望为视觉系统提供高通用性，适合于各种应用的照明组件，而无需保留大量的完成的视觉系统的存货。这样的照明组件应该能够和各种相机镜头系统交互操作，并且可更换以避免需要高成本地改变底层的视觉系统的物理外壳或包装。此外，该照明组件应能够在各种角度和大范围的功率输出级别投射各种类型（波长）的光。另外，该照明组件应允许使用各种滤波器，以调节投射照明和/或光学过滤由相机从被照明场景接收的光。
技术实现思路
本专利技术通过提供有可更换照明组件的视觉系统，克服了现有技术的不足。可更换照明组件的视觉系统在不改变基本的光学器件，传感器或视觉处理器以及与其相关的外壳的情况下，可增强用于系统的照明在类型和配置方面的通用性。视觉系统外壳包括前板，其可选地包括多个用于接受不同类型镜头的多个安装底座。前板上设有可选的连接器用于为液体镜头部件接收电气连接。前板包括可与说明性的照明组件可拆卸地互连的连接器。照明组件包括至少正面透光的盖子。该盖子封闭可包括多个发光元件（示例性地，若干组分立的LED）的照明组件，发光元件围绕着光圈，从被拍摄场景接收的光线通过该光圈进入镜头。该盖子包含与镜头/光学器件的光轴大致对齐的窗口。窗口可以是透明的或者被构造和设置为选择性地过滤接收到的光。在窗口可提供非透明的光学特性的情况下，其可以阻止或允许离散波长范围的光通过，或阻止/允许离散方向的光通过，如偏光器。窗口还可以提供其它的光调节作用，例如全息漫射器。发光元件/LED还可以包括镜头，盖子或者介于发光元件和透光盖面之间的插片形式的光调节部件。该插片可以漫射或者过滤透射光，相对于整个照明部件上的不同发光元件可包括多个不同效果。照明部件可包括位于由盖子形成的井之内的电路板。电路板的后面与盖的后边缘隔开，与前板可拆卸地和密封地接合在一起。该隔开的空间为向前突出于前板面的镜头部件提供空隙。电路板的后部还包括与前板连接器可拆卸地接合在一起的连接器。在一个实施例中，前板的照明连接器是一个多针插座，且当照明组件与前板接合时，照明组件的连接器是和插座的插孔对齐且大致平行于镜头轴线的多个插针。该照明组件的后边缘设有垫片，且其通过多个穿过盖子上的底座并进入前板的紧固件被固定于前板。在一个实施例中，发光元件（如LED）布置为至少离散的四个灯组（Bank），该至少离散的四个灯组围绕光圈。说明性地，所述灯组的每一个包含一串LED，且可以在其四边上的每一个边上设置一个内侧灯组和一个外侧灯组。也可以将一对瞄准发光元件（例如激光二极管或LED）设置在光圈附近。LED（或其它发光元件）的排列是高度可变的。可以在不同的时间对不同的LED进行操作以获得不同的照明效果。例如，不同的LED灯组可以透射不同的可见或不可见波长的光。板上的LED/发光元件的结构可以改变，可为用户提供最适合其需求的照明组件而无需改变视觉系统处理器、传感器或外壳。当需要不同的照明配置时，可以很容易地移去当前的照明组件，并将不同的照明组件连接到外壳上。同样地，各种照明组件可以设置有不同光学特征的窗口以便镜头接收的光可提供所需的条件（如，滤过光，偏振光等）。照明包括电路，其基于，例如由视觉系统处理器通过互联提供的控制信号（例如，可启用，禁用和激活不同的LED灯组的离散的选通信号）选择性地操控LED/发光元件。附图说明下面的专利技术描述涉及附图，其中：图1是根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于视觉系统的可更换照明组件，所述视觉系统具有一外壳，其封闭光学器件和一感应器，所述感应器接受来自所述光学器件的光，所述可更换照明组件包括：具有透光面的盖子，其封闭具有多个发光元件的照明部件，所述盖子包括窗口，光通过所述窗口进入所述光学器件，所述发光元件设置为在围绕窗口的位置指引光穿过透光面；紧固组件，其可拆卸地将所述盖子固定于外壳上；和连接器组件，其可拆卸地将控制所述发光元件的处理电路互连至所述外壳，以至于来自所述外壳的控制信号和电源被传送至所述照明组件。

【技术特征摘要】
2011.11.22 US 13/302,8581.一种用于视觉系统的可更换照明组件，所述视觉系统具有一外壳，其封闭光学器件和一感应器，
所述感应器接受来自所述光学器件的光，所述可更换照明组件包括：
具有透光面的盖子，其封闭具有多个发光元件的照明部件，所述盖子包括窗口，光通过所述窗口进
入所述光学器件，所述发光元件设置为在围绕窗口的位置指引光穿过透光面；
紧固组件，其可拆卸地将所述盖子固定于外壳上；和
连接器组件，其可拆卸地将控制所述发光元件的处理电路互连至所述外壳，以至于来自所述外壳的
控制信号和电源被传送至所述照明组件。
2.如权利要求1所述的可更换照明组件，其中，所述连接器包括多个从照明部件向后延伸的插针，
其被构造和设置为可拆卸地插入置于所述外壳上的插座的插口。
3.如权利要求1所述的可更换照明组件，其中，所述发光元件包括设置于所述窗口周围位置上的灯
组中的LED。
4.如权利要求3所述的可更换的照明组件，其中，所述照明部件包括处理电路，其被构造和设置为
在选定的时间对LED的至少一部分进行操作以产生所期望的照明效果。
5.如权利要求4所述的可更换的照明组件，其中，所述灯组被设置为包括相对于窗口更远的外侧灯
组和相对于窗口更近的内侧灯组。
6.如权利要求5所述的可更换的照明组件，其中，所述LED的至少其中之一可投射与其它LED投射
的光的波长不同的光。
7.如权利要求5所述的可更换的照明组件，其中，所述照明部件包括接近所述窗口的对准发光元件。
8.如权利要求1所述的可更换照明组件，其中，所述紧固组件包括多个与所述外壳正面的螺纹孔接
合的螺纹紧固件。
9.如权利要求1所述的可更换照明组件，其中，所述外壳被构造和设置为可拆卸地安装具有多个不
同安装底座类型的镜头，且当被安装时，所述照明部件被定位，以为每一个镜头提供空隙。
10.如权利要求9所述的可更换照明组件，其中，所述照明部件包括电路板，其与所述外壳的正面
隔开。
11.如权利要求10所述的可更换照明组件，其中，所述镜头包括液体镜头，所述液体镜头具有位于
正面上且与相对于所述外壳定位的连接器电互连的液体镜头部件。
12.如权利要求1所述的可更换照明组件，其进一步包括位于所述盖子的透光面和所述发光元件之
间的插片，所述插片可调节从其穿过的光。
13.如权利要求1所述的可更换照明组件，其中，所述窗口被构造和设置为以下其中之一：（a）选
择性地过滤预定波长的光或允许其通过；和（b）选择性地阻挡预定方向的光或允许其通过。
14.如权利要求13所述的可更换照明组件，其中，所述窗口包括偏振镜和全息漫射器之一。
15.如权利要求1所述的可更换照明组件，其中，所述照明部件的发光元件被设置在第一照明机构

\t中，其进一步包括：
另一个具有透光面的盖子，所述另一个盖子封闭在第二照明机构中具有多个发光元件的另一个照明
部件，所述另一个盖子包括另一个连接器部件，其将控制第二照明机构中的所述发光元件的所述处理电
路可拆卸地互连到所述外壳。
16.一种视觉系统，其包括：
外壳，其封闭光学器件和接收来自所述光学器件的光的传感器，所述外壳包括安装至少一个第一类
型镜头底座于所述外壳的正面；
第一照明组件，其被构造...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·努恩宁克，R·罗伊特，
申请(专利权)人：康耐视公司，
类型：发明
国别省市：