[发明专利]取得三维物体表面的二维图像的设备与方法

说明书

 交叉引用

本申请要求编号61/391,139，2010年10月8日提交的美国临时申请的优先权，其公开通过引用整体结合于此。 

技术领域

本发明涉及取得三维物体表面的二维图像的设备与方法。

背景技术

本发明在制药和保健领域发现特别的应用，尤其是执行胶囊、糖衣锭、药丸和其它三维物体的质量控制过程。在这些领域，外表面的二维图像可被用于检查印刷、表面状况、形状、颜色、尺寸或任何可见的特征，特别是检测缺陷或实体损伤的出现。二维图像可一般性地用于揭露任何从观察外表面所得到的适合信息，例如胶囊的长度。然而，本发明的应用并不限于制药与保健领域中的上述提到的应用。

本发明更具体地涉及一种设备，其包含：

　　-位移装置，用于支撑以及沿路径位移物体；

　　-摄取物体表面部分的图像的单个相机；

　　-旋转装置，用于将该物体沿一段所述路径绕其轴之一旋转，从而将物体表面的连续部分暴露于所述单个相机，由此该单个相机能够摄取与该物体表面的连续暴露部分对应的图像。

这种设备是自EPA-1112473得知。

在这个文件中公开的设备中，感测装置包含矩阵传感器，其以连续渐增为基础取得物体的暴露表面的有限部分的图像。该矩阵传感器上成像的部分的限制由机械装置所实现，该机械装置包含具备狭缝的可移动屏蔽。

与此类型设备相关联的主要问题在于机械系统的复杂性，其被可移动屏蔽的出现和对亮度照明的需求所增加，这由于显著地影响照明效率的狭缝的出现。

从而本发明的主要目标是减少机械性系统的复杂性和对于操作这种设备所需要的照明。

发明内容

为此，本发明提供上述类型的设备，其中单个相机被配置为顺序摄取图像作为相应的单帧且该设备进一步包含电子处理装置，其针对每个连续的单帧，适于：

　　·   从该单帧读出子帧，所述子帧对应于该物体表面的暴露部分的相应各个部分，由此所述连续的子帧对应于该物体表面的具有预定义的相互重迭的连续且相邻的各个部分；

·  储存所述子帧；以及

　　·   将连续子帧组合为组合帧，其对应于该物体的无剥除表面区域的二维图像。

因此，通过电子处理由成像装置所观看的暴露部分，根据本发明的设备允许成像外表面的整个暴露部分的明确定义的基本区域。本系统因为消除了对与可移动机械部件相关联的实体狭缝而被简化。除了减少制造成本，本设备的增加的可靠性也因本发明而获得。对实体狭缝或屏蔽的消除，也允许子帧的尺寸和照明水平的独立电子可调整设定。

除此的外，该电子处理允许提高本设备对不同的物体或尺寸的可适用性，例如，对不同尺寸的胶囊，特别由于对子帧的适当选择。利用本发明，子帧的数目和尺寸可根据三维物体的表面几何形状以及组合图像的所期望的质量予以选择。

相对于上述确定的现有技术，根据本发明的设备和方法在非连续的模式下进行操作以摄取与重新组合离散的子帧以覆盖整个物体表面。

可选地，根据本发明的设备可包含下述特征中的一个或更多个：

　　-电子处理装置适用于读出没有相互重叠的连续子帧；

　　-该电子处理装置适用于定义具有长方形形状的连续子帧；

　　-由该位移装置将物体进行位移所沿的路径在一个方向上延伸，且由该旋转装置所定义的物体的旋转轴基本上垂直于所述方向；

　　-该单个相机具有观看方向且由位移装置对物体进行位移所沿的路径在基本上垂直于观看方向的平面中延伸；以及

　　-该位移装置包含至少一个载体，其具备被配置成收纳该物体的外壳，且该旋转装置包含摩擦构件，当所述物体被置于载体的外壳中时，该摩擦构件被布置成局部地接触物体的外表面，该位移装置进一步包含驱动构件，其适用于相对于该摩擦构件移动该载体。

第二个方面中，本发明涉及一种取得三维物体外表面的二维图像的方法，包含：

　　-支撑并沿路径位移物体；

　　-利用单个相机来摄取该物体表面部分的图像；

　　-将该物体沿着一段所述路径绕其轴之一旋转，从而将该物体表面的连续部分暴露于所述单个相机，由此该单个相机能够摄取与该物体表面的连续暴露部分相对应的图像。

根据本发明，本方法包含以下步骤

　　-循序摄取图像作为相应的单帧，以及

　　-通过执行下述步骤来处理连续的单帧