[发明专利]具有针对DPM标记的漫射和直接照明的机器视觉系统中的光学布置

说明书

本发明涉及具有针对DPM标记的漫射和直接照明的机器视觉系统中的光学布置。一种用于捕获视场(FOV)中出现的至少一个对象的图像的装置。壳体具有与电路板可操作地耦合的成像传感器，成像传感器被配置成用于捕获在成像FOV中出现并定义成像轴的图像帧。照明组件具有与电路板可操作地耦合的多个光源、与多个光源相邻定位的漫射器，漫射器被配置成用于生成漫射光图案，以及与多个光源相邻定位的光管，用于生成直接照明图案和离轴照明图案，其中直接照明图案大致平行于成像轴定向，而离轴照明图案被配置成与成像轴相交。

背景技术

条形码和其他扫描设备一般在给定的视场(FOV)内捕获图像。条形码读取器可被提供以便在各种视场和距目标对象各种距离处使用。通常，不同的距离和视场需要不同的设计要求，诸如不同的照明强度和类型。具体而言，读取直接部件标记(DPM)条形码需要漫射照明，并且在一些情景中，需要离轴照明，这取决于DPM条形码所打印的衬底。与典型的条形码扫描设备相比，对于12英寸的距离或更远的对象而言，系统可能需要更大的照明，或聚焦的照明。

典型的条形码扫描照明系统无法提供有效地读取被打印在各种各样的衬底上、并且处于不同距离处的DPM条形码所需的多功能性。不同的设计要求通常需要不同的壳体和组件位置、不同的照明源以及附加的组件，诸如镜子、透镜和印刷电路板。

因此，需要具有改进功能的改进系统和/或附件。

发明内容

在实施例中，提供了用于捕获成像视场(FOV)中出现的对象的至少一个图像的光学组件。该光学组件包括电路板、与电路板可操作地耦合的成像传感器、以及照明组件。成像传感器被配置成用于捕获成像FOV中出现的图像帧，并且附加地定义成像轴。照明组件包括与电路板可操作地耦合的多个光源、被定位成与多个光源相邻的漫射器、以及被定位成与多个光源相邻的第一光管。多个光源被配置成用于发射光以照明对象。漫射器被配置成用于生成漫射光图案。第一光管被配置成生成直接照明图案和离轴照明图案。直接照明图案大致平行于成像轴定向，而离轴照明图案被配置成与成像轴相交。

在当前实施例的变体中，第一光管包括具有第一端和第二端并定义纵向光管轴的本体、定位在本体的第一端处的输入表面、和定位在本体的第二端处的出射表面。输入表面被配置成用于定位成与多个光源相邻，并用于接收来自多个光源的发射光。出射表面跨第一光管的宽度延伸，并且包括第一出射表面部分和第二出射表面部分。第一出射表面部分大致垂直于成像轴定向，而第二出射表面部分以相对于成像轴大于约85的角度定向。第一光管的主体的纵向光管轴被配置成平行于成像轴，并且其中出射表面被配置成用于将发射光引导朝向对象。

在一些方法中，输入表面具有正光焦度。在这些和其他示例中，出射表面具有负光焦度。输入表面可以包括多个会聚透镜。进一步地，在一些变体中，出射表面包括具有凹面的第一出射表面部分和被定位成与第一出射表面部分相邻的、具有凸面的第二出射表面部分。第二出射表面部分可以限定楔形件。

在实施例中，漫射器包括漫射体和围绕漫射体的凸缘部分。漫射体可以具有限定开口的中心区域，开口尺寸被设计成至少等于所述成像FOV，并且中心区域从第一高度延伸至第二高度以限定与成像FOV相对应的曲壁。凸缘部分可以包括被配置成用于接收第一光管的部分的开口。在一些形式中，第一光管进一步包括被配置成用于将所述第一光管与所述漫射器可操作地耦合的安装构件。

在一些示例中，成像FOV包括成像FOV宽度和成像FOV高度。第一光管的宽度被配置成沿着漫射器的凸缘部分平行于成像FOV宽度定位。在这些和其他示例中，组件可以进一步包括被定位在漫射器的凸缘部分上的、与第一光管相对的第二光管。

在一些方法中，组件可以包括八个光源，用于向漫射器提供光能以生成对象的漫射照明，以及至少两个光源，被配置成用于向光管提供光能以生成对象的直接照明和间接照明。