[发明专利]数字图像采集视觉传感器

说明书

技术领域

本发明涉及数字图像采集视觉传感器。

背景技术

已知的视觉传感器构成用于各种目的的人工视觉系统的传感元件，例如，识别牌照、人工读取、视频监视和安全系统等。

视觉传感器通常包括电视摄像机、以及与电视摄像机相关的用于照明电视摄像机所覆盖空间中的区域的照明装置。

照明装置通常包括分立LED或者滤光卤素灯。

已知的照明装置具有多个缺点，包括：

·通常较低的效率；

·通常较大的尺寸。

发明内容

本发明的目的是提供这样一种高效率的视觉传感器：其实现对电视摄像机所覆盖空间中的区域进行有效照明。

根据本发明，提供一种如权利要求1所述的传感器。

附图说明

下面，参照示出根据本发明的传感器的附图描述本发明。

具体实施方式

附图中的附图标记1整体上表示用于采集数字图像的视觉传感器。

传感器1包括商用(尤其是单色)电视摄像机2以及与电视摄像机2一体的高强度照明装置4。

传感器1还包括保护外壳6，该保护外壳容纳电视摄像机2、高强度照明装置4、以及控制高强度照明装置4和电视摄像机2的操作的电子电路7(示意性示出)。

传感器1的电源(未示出)可以位于传感器1的外部(如图所示)或者内部。

在所示的示例性实施例中，电视摄像机2具有圆筒形主体9和与摄像轴线T同轴的标准(例如，25mm)圆筒形物镜11。然而，可以理解到电视摄像机2可以采用任何形式，并包括除了所示物镜以外的物镜。

高强度照明装置4布置在电视摄像机2的圆筒形主体9的一侧，并包括：光源13，其工作在红外线范围内；大致截锥形反射装置15，其安装到照明光源13上并具有与电视摄像机2的轴线T平行的轴线S；以及菲涅耳透镜17，其朝向反射装置15和物镜11。

已知的是，菲涅耳透镜是这样的平凸透镜：其具有大量凸面部分形式的阶梯状同心环，以获得与厚得多的普通透镜相同的光线弯曲能力。

通过在截锥杯形部件15t上沉积金属(例如，银或金)，可以方便地形成反射装置15。

更具体地说，光源13由LED 19的矩阵(例如，方形或圆形矩阵)限定而成，该LED 19工作在红外线范围内并安装到与轴线S垂直的平坦底座20(例如印刷电路)上。

LED 19彼此相邻地布置，以整体地形成与杯形部件15t的第一端部相邻的面光源13。

在所示的示例性实施例中，菲涅耳透镜17具有平的圆形周缘，与轴线T和轴线S垂直并具有与光源13的轴线S重合的轴线。

更具体地说，圆形菲涅耳透镜17具有：半径R；自由圆形边缘22，其延伸到轴线T和轴线S与透镜17的交点以外；以及圆形通孔24，其朝向物镜11，与轴线T同轴并具有半径r，其中r＜R。

通孔24的半径r依赖于所用物镜11的外径并比该外径小几个毫米。

外壳6包括圆筒管体26，圆筒管体26具有与轴线T和轴线S平行的轴线Y，并包括由与轴线Y交叉的壁27闭合的第一端部26a。壁27方便地配备有与电子电路7通信的大量电连接端子28。

圆筒管体26具有由菲涅耳透镜17闭合的第二端部26b，菲涅耳透镜17的自由边缘22靠置在圆筒管体26的边缘上，在自由边缘22与圆筒管体26的边缘之间插入保持圈(O形圈)29。

红外滤光片31定位成朝向菲涅耳透镜17，位于光源13的相对一侧并安装到旋接在圆筒管体26上的环形螺帽33上。

在实际使用中，当对LED 19供电时，光源13发射的光线的一部分直接到达菲涅耳透镜17，而一部分则被反射装置15导向菲涅耳透镜17。

实际上，面光源13发射的立体角远大于菲涅耳透镜17(相对于光源13)所包围的立体角。

截锥形反射装置15重新利用光源13发射的在不使用该装置时将会丢失的光线，并将这些光线反射回光源附近从而增加光源有效尺寸(光源加反射图像)，尤其重要的是，增加到达透镜的能量流。

面光源13在反射装置15的焦点上仅具有一点，出于公知的光学原因，光线以不同的入射角入射在菲涅耳透镜上。菲涅耳透镜17使入射光束“变直”，从而使得射出透镜17的光线大致平行于轴线S并因此大致平行于电视摄像机的轴线T传播。

因此电视摄像机2与照明装置4成为一体，并且照明装置4所释放的能量大致与摄像轴线T同轴。事实上，轴线T和轴线S之间的距离非常小，典型的是35mm，但是与摄像轴线T最近的红外光线与轴线T相距不大于15mm。