[发明专利]具有用于多种镜头类型的底座的视觉系统相机

说明书

技术领域

本发明涉及一种视觉系统相机，更特别地涉及用于视觉系统相机的镜头底座。

背景技术

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，它们基于对图像处理的信息执行一个或多个视觉系统处理，以产生期望的输出。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部件。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等发明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背景技术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。因而需要提供这种通用的视觉系统平台。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稳定耐用的视觉系统。

程序可以容易地适应于特殊的视觉系统任务，而更大的挑战是使物理组件适应那项任务。作为举例，一些视觉任务需要更大的镜头，比如电影或C型底座单元。而其它任务使用较小的M12螺纹（12mmx0.5mm螺纹）镜头就能出色地完成，M12螺纹镜头也称“S底座”或者更基本地称为“M12”镜头。其它的更适于液体镜头或类似的装置。作为进一步的背景技术，液体镜头使用两种等密度的液体-油（作为绝缘体）和水（作为导体）。通过周围的电路穿过镜头的电压的变化引起液体-液体界面曲率的变化，这又引起镜头焦距的改变。使用液体镜头的一些显著的优点是镜头的耐用性（其没有机械运动的零件）、其快速的响应时间、其相对较好的光学质量、其低的能量消耗和尺寸大小。使用液体镜头通过消除手工接触镜头的需要来简化安装、设置和维护视觉系统。相对其它的自动调焦机构，液体镜头具有极其快的响应时间。其还是从物体到物体（表面到表面）的读取距离变化或从一个物体读取转变到另一个物体的过程的理想应用。

镜头类型（例如C型底座、M12、液体镜头等）的选择由这些因素影响，如光线/照明、视场、相机轴线和成像表面的相对角度及成像表面的细节精细度。另外，镜头的费用和/或安装视觉系统的可用空间影响镜头的选择。

因而期望提供一种可轻易地容纳不同类型的镜头的视觉系统而不需要高成本地改变视觉系统的物理外壳或壳体。这种视觉系统应当能够使用多种类型镜头，与使用设有独立的、为特定目的而设立的镜头底座比较，获得的图像的质量没有降低。

发明内容

本发明通过提供一种具有可容纳多种镜头底座类型的前板组件的视觉系统外壳，克服了现有技术的不足。前板包括中心光圈，该中心光圈位于离图像传感器平面的一预定的轴向（相机轴线）距离处。此中心光圈是从临近前部的大直径到更接近传感器的小直径的台阶状。这种直径的设置和在前板内的相对深度使得能够螺纹安装多种类型镜头底座，示例性的如M12镜头底座和C型底座。用于M12镜头底座的螺纹基座设置于前板光圈的小直径的内部部分，靠近传感器。另外，用于C型底座镜头的螺纹基座设置于前板的前部，临近前板和外壳的外表面。前板的外（前）表面设置有螺纹孔和弹簧夹持机构（通过螺钉固定），其构造和设置为容纳安置在光圈上的液体镜头，相应镜头组件安装在光圈内并与液体镜头光学连通。镜头使用电连接进行操作，电连接由与光圈旁边位于前板上的多针插座连接的电缆提供。插座与位于外壳内的处理器线路连接，使其能够控制液体镜头。