CN203933812U - 一种具有多路闪光同步信号的相机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有多路闪光同步信号的相机，包括连接的相机本体和相机接口，其中，所述相机接口包括同步信号生成模块、输入模块和电源模块，电源模块为同步信号生成模块、输入模块提供电源，同步信号生成模块接收图像传感器芯片的脉冲闪光同步信号，根据输入模块接收的输入信息，生成具有不同有效顺序的多路同步信号，控制外部多个闪光灯的开、关；使用者可以根据实际情况自定义多路闪光灯的执行顺序，功能集成在相机内部，应用时不占额外的空间。

Description

一种具有多路闪光同步信号的相机

技术领域

本实用新型涉及一种具有多路闪光同步信号的相机。

背景技术

对于市场上现有的用于工业、交通、医疗、科学研究、商业、家用等行业的相机，包括智能相机，通常都有闪光同步输出信号，这个信号用于控制外部的闪光灯，使闪光灯与相机同步，即在需要相机图像传感器芯片进行积分或者相机拍照的时候才打开闪光灯。有了这个信号，闪光灯可以不必常亮，从而既降低了功耗，也可以降低闪光灯的强光对人眼的干扰。

不过现有工业相机只有一个闪光同步信号，其缺点是只能控制一个或者一组闪光灯或者光源。而在工业相机/智能相机的实际应用中，会出现需要分时控制多个闪光灯/光源的情况。例如，当前相机拍照时需要打开闪光灯A，下一次拍照时需要打开闪光灯B，再下一次又需要打开闪光灯A，如此反复。在这种情况下，一个闪光同步信号就无法满足这个需求。

例如，在工业自动化检测中，需要对圆柱形零件的表面和轮廓都要进行视觉检测。对于表面缺陷检测，光源需要从零件的正面进行照射，即相机和光源在零件的同一侧；对于轮廓检测，光源需要从零件的背面进行照射，即相机和光源在零件的不同侧(即背光源技术)。如果两个光源同时打开则他们会互相干扰。由于对零件所有的角度都要进行检测，常用的办法是使零件自动旋转，零件每旋转一个角度(例如30度)，分别用正面光源和背光源进行打光、拍照。如果相机只有一路闪光同步输出，则光源的控制只能从外部的设备(如PLC)对两个光源进行交替控制。这种方法的缺点是实时性差、成本高、系统调试不方便。如果相机本身就具备两路可以分时输出的闪光同步信号，那么就不需要外部多余的设备就可以实现两路光源分别控制，极大地缩短了系统的工作时间、提高了系统的工作效率，而且系统成本低、调试方便。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种具有多路闪光同步信号的相机，本装置采用多路闪光同步信号来实现多路闪光灯的控制；同时多路闪光同步信号可以按照使用者的实际需求自定义其执行的顺序。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种具有多路闪光同步信号的相机，包括连接的相机本体和相机接口，其中，所述相机接口包括同步信号生成模块、输入模块和电源模块，电源模块为同步信号生成模块、输入模块提供电源，同步信号生成模块接收相机图像传感器芯片的脉冲闪光同步信号，根据输入模块接收的包括预先指定置位和复位信号的输入信息，生成具有不同有效顺序的多路同步信号，控制外部多个闪光灯的开、关；所述脉冲闪光同步信号为芯片输出的高电平或者低电平脉冲信号，其有效区间与芯片的有效曝光时间一致。

所述同步信号生成模块，包括依次连接的触发器、译码器和门电路，触发器接收图像传感器芯片的脉冲闪光同步信号，通过译码器和门电路的逻辑转换，形成多路闪光同步信号。

所述同步信号生成模块，包括计数器和控制器，计数器连接控制器，计数器接收脉冲闪光同步信号，经过控制器的分析、处理，输出多路闪光同步信号。

所述控制器包括但不限于单片机、ARM和DSP处理器。

所述同步信号生成模块，包括计数器和比较电路，计数器连接比较电路，计数器接收脉冲闪光同步信号，经过比较电路的转换、处理，输出多路闪光同步信号。

所述比较电路包括但不限于CPLD、FPGA和离散电路。

所述同步信号生成模块接收置位信号、复位信号或时钟信号。

所述不同有效顺序的多路同步信号为有效时间窗口与传感器曝光完全一致的信号。

所述不同有效顺序的多路同步信号为有效时间窗口短于传感器曝光时间的信号。

所述不同有效顺序的多路同步信号为有效时间窗口长于传感器曝光时间的信号。

所述有效时间窗口必须与传感器曝光在时间上有重叠的部分。

本实用新型的有益效果为：

(1)可以实现多路闪光灯/光源的分时控制；

(2)使用者可以根据实际情况自定义多路闪光灯的执行顺序；

(3)功能集成在相机内部，应用时不占额外的空间，安装简单，易于应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的相机同步信号接口示意图；

图3为本实用新型的闪光同步信号生成示意图；

图4为本实用新型的闪光同步信号流程图；

图5为本实用新型的相机同步信号时序图示例一示意图；

图6为本实用新型的相机同步信号时序图示例二示意图；

图7为本实用新型的相机同步信号时序图示例三示意图；

图8为本实用新型的相机同步信号时序图示例一示意图；

图9为本实用新型同步信号生成模块实施例一结构电路图；

图10为本实用新型同步信号生成模块实施例二结构电路图；

图11为本实用新型同步信号生成模块实施例三结构电路图；

图12为本实用新型应用实施例示意图；

图13为本实用新型应用实施例的正面光源效果图；

图14为本实用新型应用实施例的背面光源效果图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种具有多路闪光同步信号的相机，包括连接的相机本体和相机接口，其中，所述相机接口包括同步信号生成模块、输入模块和电源模块，电源模块为同步信号生成模块、输入模块提供电源，同步信号生成模块接收图像传感器芯片的脉冲闪光同步信号，根据输入模块接收的输入信息，生成具有不同有效顺序的多路同步信号，控制外部多个闪光灯的开、关。

这里把相机分成两个部分，相机本体和相机接口部分；其中，相机闪光同步信号属于相机接口的一部分，通过连接器的方式可以输出到外部设备，用于控制各种闪光灯，如LED光源、汞灯等。

相机接口部分可以包含闪光同步信号、触发信号、电源信号等。如图2所示，相机接口部分的闪光同步信号可以包含多路，本图为4路。

图3为闪光同步信号生成部分，其中闪光同步信号生成模块根据输入信息，确定多路同步信号的有效顺序。该模块的核心器件可以是处理器、DSP、FPGA、CPLD等。该模块内嵌的程序可以由使用者在线更新。也就是使用者可以自定义同步信号的状态和组合顺序。

通过多路同步信号的不同状态，可以有多种组合输出。从流程图图4可以看出，如果有四种组合状态的话，四种组合可以以一定的顺序执行。

图5给出了一种4路同步信号输出的组合顺序。在第一帧图像采集时，同步信号1有效，其它同步信号无效；在第二帧图像采集时，同步信号2有效，其它同步信号无效；在第三帧图像采集时，同步信号3有效，其它同步信号无效；在第四帧图像采集时，同步信号4有效，其它同步信号无效；依次类推。

对于全局曝光方式的相机，上述所谓的同步信号有效，可以指有效时间窗口与传感器曝光完全一致，可以指有效时间窗口短于传感器曝光时间，也可以指有效时间窗口长于传感器曝光时间。但是有效时间窗口必须与传感器曝光在时间上有重叠的部分。

对于具有全局复位的帘式曝光的相机，上述所谓的同步信号有效，可以指有效时间窗口与传感器有效像素同时曝光完全一致，可以指有效时间窗口短于传感器有效像素同时曝光时间，也可以指有效时间窗口长于传感器有效像素同时曝光时间。但是有效时间窗口必须与传感器有效像素同时曝光在时间上有重叠的部分。

对于帘式曝光方式的相机，上述所谓的同步信号有效，可以指有效时间窗口不短于传感器有效像素曝光的时间；也可以指有效时间窗口与传感器有效像素曝光的时间有一部分重合。

实施例一：

双路同步信号

在该实施例中，双路信号交替有效，即完全分时工作，如图6所示。

一种具有多路闪光同步信号的相机，包括连接的相机本体和相机接口，其中，所述相机接口包括同步信号生成模块、输入模块和电源模块，电源模块为同步信号生成模块、输入模块提供电源，同步信号生成模块接收图像传感器芯片的脉冲闪光同步信号，根据输入模块接收的输入信息，生成交替有效的双路同步信号，控制外部多个闪光灯的开、关。

所述同步信号生成模块，包括依次连接的触发器、译码器和门电路，触发器接收图像传感器芯片的脉冲闪光同步信号，通过译码器和门电路的逻辑转换，生成交替有效的双路同步信号。

所述同步信号生成模块，包括计数器和控制器，计数器连接控制器，计数器接收脉冲闪光同步信号，经过控制器的分析、处理，输出交替有效的双路同步信号。

所述控制器包括但不限于单片机、ARM和DSP处理器。

所述同步信号生成模块，包括计数器和比较电路，计数器连接比较电路，计数器接收脉冲闪光同步信号，经过比较电路的转换、处理，输出交替有效的双路同步信号。

所述比较电路包括但不限于CPLD、FPGA和离散电路。

所述同步信号生成模块接收置位信号、复位信号或时钟信号。

实施例二、双路同步信号

在该实施例中，第一帧图像采集时，信号1有效；第二帧图像采集时，信号1和信号2均有效；第三帧图像采集时，信号1有效；依次类推。时序图如图7所示。

一种具有多路闪光同步信号的相机，包括连接的相机本体和相机接口，其中，所述相机接口包括同步信号生成模块、输入模块和电源模块，电源模块为同步信号生成模块、输入模块提供电源，同步信号生成模块接收图像传感器芯片的脉冲闪光同步信号，根据输入模块接收的输入信息，生成如图7所示的双路同步信号，控制外部多个闪光灯的开、关。

所述同步信号生成模块，包括依次连接的触发器、译码器和门电路，触发器接收图像传感器芯片的脉冲闪光同步信号，通过译码器和门电路的逻辑转换，生成如图7所示的双路同步信号。

所述同步信号生成模块，包括计数器和控制器，计数器连接控制器，计数器接收脉冲闪光同步信号，经过控制器的分析、处理，输出如图7所示的双路同步信号。

所述控制器包括但不限于单片机、ARM和DSP处理器。

所述同步信号生成模块，包括计数器和比较电路，计数器连接比较电路，计数器接收脉冲闪光同步信号，经过比较电路的转换、处理，输出如图7所示的双路同步信号。

所述比较电路包括但不限于CPLD、FPGA和离散电路。

所述同步信号生成模块接收置位信号、复位信号或时钟信号。

实施例三、双路同步信号

在该实施例中，第一帧图像采集时，信号1有效；第二帧图像采集时，信号1和信号2均有效；第三帧图像采集时，信号2有效；依次类推。时序图如图8所示。

一种具有多路闪光同步信号的相机，包括连接的相机本体和相机接口，其中，所述相机接口包括同步信号生成模块、输入模块和电源模块，电源模块为同步信号生成模块、输入模块提供电源，同步信号生成模块接收图像传感器芯片的脉冲闪光同步信号，根据输入模块接收的输入信息，生成如图8所示的双路同步信号，控制外部多个闪光灯的开、关。

所述同步信号生成模块，包括依次连接的触发器、译码器和门电路，触发器接收图像传感器芯片的脉冲闪光同步信号，通过译码器和门电路的逻辑转换，生成如图8所示的双路同步信号。

所述同步信号生成模块，包括计数器和控制器，计数器连接控制器，计数器接收脉冲闪光同步信号，经过控制器的分析、处理，输出如图8所示的双路同步信号。

所述控制器包括但不限于单片机、ARM和DSP处理器。

所述同步信号生成模块，包括计数器和比较电路，计数器连接比较电路，计数器接收脉冲闪光同步信号，经过比较电路的转换、处理，输出如图8所示的双路同步信号。

所述比较电路包括但不限于CPLD、FPGA和离散电路。

所述同步信号生成模块接收置位信号、复位信号或时钟信号。

同步信号生成模块实施例：

实施例一：

如图9所示，通常具备全局曝光功能的相机，其图像传感器芯片有一个脉冲闪光同步输出信号。也可以由相机生成一个类似功能的同步信号。这个闪光同步信号通过同步信号生成电路，就可以得到需要的多路闪光同步信号。这个电路包含触发器、译码器和门电路。该电路可以用CPLD、FPGA、离散电路来实现。

可以选的，同步信号生成电路可以接收置位信号；

可以选的，同步信号生成电路可以接收复位信号；

可以选的，同步信号生成电路可以接收时钟信号信号。

实施例二：

如图10所示，使用计数器、比较器等电路可以实现多路闪光同步信号生成的功能，该电路可以用CPLD、FPGA、离散电路来实现。

可以选的，同步信号生成电路可以接收置位信号；

可以选的，同步信号生成电路可以接收复位信号；

可以选的，同步信号生成电路可以接收时钟信号信号。

实施例三：

如图11所示，用单片机、ARM、DSP等处理器等同样可以实现多路闪光同步信号生成的功能，只要在处理器内部用软件实现即可。

可以选的，同步信号生成电路可以接收置位信号；

可以选的，同步信号生成电路可以接收复位信号；

可以选的，同步信号生成电路可以接收时钟信号信号。

应用实施案例

实施例一：

在工业自动化检测案例中，有一种类似圆柱形的零件，如工业传感器。如图12所示，传感器从外形来分由三部分组成，分别是螺纹部分、中间部分和接线部分。螺纹部分用于把传感器固定在其它工件或者设备上；中间部分连接螺纹部分和接线部分；接线部分用于把电信号连接出来。需要检测的内容是螺纹部分螺牙是否平整、中间部分靠近螺纹部分的肩部是否平整，如果任何一个要检测的部位不平整，则该零件为不合格品。

由于缺陷部位可能出现在任何一个角度，本实施例中，通过一个旋转机构让传感器每旋转一定角度，如60度，停下来，拍照检测，然后继续旋转，直至360度全部检测完毕。但是针对两个部位的检测，需要不同的光源：螺牙部分的检测采用正面光源，效果图如图13所示，中间部分的肩部的检测，采用背光源，效果图如图14所示。两种光源需要分时打开，否则会互相干扰。

本实施例中，相机有两个闪光同步输出信号，可以分别控制正面光源和背光源。对螺牙部分拍照时，连接正面光源的闪光同步输出信号有有效输出；对肩部进行拍照时，连接背光源的闪光同步输出信号有有效输出。这样可以达到以效率最高、成本最低、使用最简单的方式实现了两个部位的视觉检测。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种具有多路闪光同步信号的相机，其特征是：包括连接的相机本体和相机接口，其中，所述相机接口包括同步信号生成模块、输入模块和电源模块，电源模块为同步信号生成模块、输入模块提供电源，同步信号生成模块接收相机图像传感器芯片的脉冲闪光同步信号，根据输入模块接收的包括预先指定置位和复位信号的输入信息，生成具有不同有效顺序的多路同步信号，控制外部多个闪光灯的开、关；所述脉冲闪光同步信号为芯片输出的高电平或者低电平脉冲信号，其有效区间与芯片的有效曝光时间一致。

2.如权利要求1所述的一种具有多路闪光同步信号的相机，其特征是：所述同步信号生成模块，包括依次连接的触发器、译码器和门电路，触发器接收图像传感器芯片的脉冲闪光同步信号，通过译码器和门电路的逻辑转换，形成多路闪光同步信号。

3.如权利要求1所述的一种具有多路闪光同步信号的相机，其特征是：所述同步信号生成模块，包括计数器和控制器，计数器连接控制器，计数器接收脉冲闪光同步信号，经过控制器的分析、处理，输出多路闪光同步信号。

4.如权利要求3所述的一种具有多路闪光同步信号的相机，其特征是：所述控制器包括但不限于单片机、ARM和DSP处理器。

5.如权利要求1所述的一种具有多路闪光同步信号的相机，其特征是：所述同步信号生成模块，包括计数器和比较电路，计数器连接比较电路，计数器接收脉冲闪光同步信号，经过比较电路的转换、处理，输出多路闪光同步信号。

6.如权利要求5所述的一种具有多路闪光同步信号的相机，其特征是：所述比较电路包括但不限于CPLD、FPGA和离散电路。

7.如权利要求1所述的一种具有多路闪光同步信号的相机，其特征是：所述同步信号生成模块接收置位信号、复位信号或时钟信号。

8.如权利要求1所述的一种具有多路闪光同步信号的相机，其特征是：所述不同有效顺序的多路同步信号为有效时间窗口与传感器曝光完全一致的信号，所述有效时间窗口必须与传感器曝光在时间上有重叠的部分。

9.如权利要求1所述的一种具有多路闪光同步信号的相机，其特征是：所述不同有效顺序的多路同步信号为有效时间窗口短于传感器曝光时间的信号，所述有效时间窗口必须与传感器曝光在时间上有重叠的部分。

10.如权利要求1所述的一种具有多路闪光同步信号的相机，其特征是：所述不同有效顺序的多路同步信号为有效时间窗口长于传感器曝光时间的信号，所述有效时间窗口必须与传感器曝光在时间上有重叠的部分。