DE102012111248A1

DE102012111248A1 - Kamerasystem mit austauschbarer Beleuchtungsbaugruppe

Info

Publication number: DE102012111248A1
Application number: DE102012111248A
Authority: DE
Inventors: Laurens Nunnink
Original assignee: Cognex Corp
Current assignee: Cognex Corp
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2013-05-23
Anticipated expiration: 2032-11-22
Also published as: DE102012111248B4; US11115566B2; CN103135319B; US10498934B2; US20200252525A1; US20130128104A1; CN103135319A; US11936964B2; CN107621741B; US20220103722A1; US10498933B2; CN107621741A; US20140168508A1

Abstract

Diese Erfindung bietet ein Bildverarbeitungssystem mit einer austauschbaren Beleuchtungsbaugruppe, die erhöhte Vielseitigkeit bei Art und Anordnung der Beleuchtung erlaubt, die dem System ohne Veränderung der zugrundeliegenden Optik, Sensor oder Bildverarbeitungsprozessor und deren zugehöriges Gehäuse zur Verfügung steht. Das Bildverarbeitungssystem schließt eine Vorderplatte ein, die wahlweise eine Vielzahl von Fassungen zur Aufnahme von verschiedenen Linsentypen einschließt. Ein optionaler Anschluss ist an der Vorderplatte vorgesehen, um eine elektrische Verbindung für ein Flüssiglinsenbauteil aufzunehmen. Die Vorderplatte schließt einen Anschluss ein, der eine lösbare Verbindung mit einem Beispiel einer Beleuchtungsbaugruppe erlaubt. Die Beleuchtungsbaugruppe schließt eine Abdeckung ein, die wenigstens an ihrer Vorderfläche Licht durchlässt. Die Abdeckung schließt ein Beleuchtungsbauteil ein, das eine Vielzahl von Leuchtelementen einschließen kann, die eine Blende umgeben, durch die empfangene Lichtstrahlen von einer Bildszene zu der Linse passieren. Die Rückseite des Beleuchtungsbauteiles ist von der hinteren Kante der Abdeckung, die mit der Vorderplatte lösbar und dicht in Eingriff steht, beabstandet. Die Baugruppe schließt auch einen Anschluss ein, der lösbar mit dem Anschluss an der Vorderplatte in Eingriff steht. Die Anordnung der Leuchtelemente (z. B. LEDs) ist extrem variabel und der Benutzer erhält eine Beleuchtungsbaugruppe, die am besten seinen Bedürfnissen entspricht, ohne dass der Bildverarbeitungssystemprozessor, der Sensor oder das Gehäuse geändert werden müssen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft Bildverarbeitungssystemkameras und genauer Beleuchtungssysteme für Bildverarbeitungssystemkameras.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bildverarbeitungssysteme, die Messung, Prüfung, Ausrichtung von Objekten und/oder Dekodierung von Symbologien (z. B. Barcodes) ausführen, werden in einem weiten Anwendungsbereich und Industrien eingesetzt. Diese Systeme basieren im weitesten Sinne auf dem Einsatz eines Bildsensors, der Bilder (typischerweise in Grauschattierungen oder Farbe und in einer, zwei oder drei Dimensionen) des Subjekts oder Objekts aufnimmt und diese erfassten Bilder mit Hilfe eines eingebauten oder angeschlossenen Bildverarbeitungssystemprozessors verarbeitet. Im Allgemeinen schließt der Prozessor sowohl Verarbeitungshardware als auch nicht transitorische, computerlesbare Programmanweisungen ein, die einen oder mehrere Bildverarbeitungssystemprozesse ausführen, um das gewünschte Ergebnis auf Basis der verarbeiteten Bildinformation zu erzeugen. Diese Bildinformation wird normalerweise innerhalb einer Anordnung von Bildpixeln, die alle verschiedene Farben und/oder Intensitäten aufweisen, geliefert. Beim Beispiel eines Symbologie-(Barcode)-Lesegerätes, erfasst der Benutzer oder der automatisierte Prozess ein Bild eines Objektes, von dem angenommen wird, dass es einen oder mehrere Barcodes enthält. Das Bild wird verarbeitet, um Barcodemerkmale zu identifizieren, die dann durch einen Dekodierungsprozess und/oder -Prozessor dekodiert werden, um die enthaltenen alphanumerischen Daten, die der Code repräsentiert, zu gewinnen.
Zusehends wird gewünscht, Bildverarbeitungssysteme und zugehörige Bildverarbeitungssystemkomponenten vorzusehen, die für unterschiedliche Zwecke genutzt werden können. Beispielsweise wird ein integrierter Sensor und ein Prozessor mit Einzelanweisung und multiplen Daten (SIMD), der als Bildverarbeitungssystem auf einem Chip (VSoC) bezeichnet werden kann, in der US-Patentanmeldung, Seriennummer 12/184.187, mit dem Titel BILDSENSOREN, SYSTEME UND VERFAHREN, von E. John McGarry et al. gezeigt und beschrieben, deren Lehren hier als nützliche Hintergrundinformation aufgenommen sind. Dieser Aufbau bot eine höchst vielseitige und weit einsetzbare Bildverarbeitungssystemplattform für eine Reihe von verschiedenen Bildverarbeitungsaufgaben. Dadurch, dass das System vielseitig verwendbar ist, werden Kosten gespart, da die Notwendigkeit entfällt, eine Anzahl von Spezialbildverarbeitungssystemen für spezielle Anwendungen vorzusehen. Deshalb ist es wünschenswert, solche vielseitigen Bildverarbeitungsplattformen vorzusehen. Andere, im Augenblick erhältliche Anordnungen von Sensoren und Prozessoren [z. B. digitale Signalprozessoren (DSP)] können auch eingesetzt werden, um ein relativ kompaktes und widerstandsfähiges Bildverarbeitungssystem zur Verfügung zu stellen.
Ein wichtiger Bestandteil von vielen Kamerasystemen ist die Beleuchtungsbaugruppe. Um ein Bild einer Objektoberfläche adäquat aufzunehmen, ist es wünschenswert dieses angemessen anzuleuchten. Je nach den Merkmalen, die abgebildet werden, und des relativen Winkels der Kameraachse zu den Merkmalen, kann die Art der eingesetzten Beleuchtung variieren. Beispielsweise können einige Merkmale (z. B. gestrahlte Merkmale) am besten mit Hilfe einer Beleuchtung mit niedrigem Winkel abgebildet werden, während andere Merkmale (z. B. gedruckte Merkmale mit hohem Kontrast) normalerweise am besten mit Hilfe einer direkten Beleuchtung mit hohem (spitzem) Winkel abgebildet werden. Ebenso kann die Wellenlänge der Beleuchtung je nach der Art der Merkmale variieren û das heißt, einige Merkmale werden am besten im sichtbaren Bereich ausgeleuchtet, während andere durch infrarotes (IR) oder ultraviolettes (UV) Licht verstärkt werden. Ebenso ist es bei einigen Anwendungen wünschenswert, polarisiertes Licht einzusetzen und/oder das Licht, das in die Kamera eintritt, mit einem Polarisator oder einem geeigneten optischen Filter zu filtern. Viele Kameras schließen eine Ringbeleuchtungsanordnung ein, die aus einer oder mehreren Reihen davon besteht, die die Kameralinse umgeben. Diese Beleuchtungskörper werden oft fixiert und auf einer Leiterplatte gebaut und enthalten eine vorgegebene Anzahl und Anordnung von Leuchtelementen, wie etwa LEDs. Der Beleuchtungskörper ist, je nach erwarteter Anwendung, im System vorgesehen und wird nicht gleich ersetzt, nachdem das System ausgeliefert wurde. Vielmehr kann der Hersteller Systeme mit einer unterschiedlichen Auswahl an Beleuchtungskörpern anbieten, um den benötigten Bestand zur Verfügung zu stellen, um die möglichen Bedürfnisse des Kunden abzudecken. Einige dieser Systeme können für lange Zeit im Lager verbleiben, bevor sie an einen Kunden/Benutzer verkauft werden (wenn sie überhaupt verkauft werden). Das steigert die Kosten beim Hersteller und kann eine begrenzte Auswahl von Beleuchtungsmöglichkeiten zur Folge haben. Um die Bedürfnisse eines speziellen Kunden abzudecken, kann es notwendig sein, dass der Hersteller einen maßgeschneiderten Beleuchtungskörper produzieren muss, was weitere Kosten und Verzögerungen bei der Auslieferung fertiger Bildverarbeitungssysteme an den Benutzer mit sich bringt.
Wenn darüber hinaus ein System mit einer Beleuchtungsbaugruppe ausgeliefert wird, die sich als unpassend erweist, oder wenn gewünscht wird, dass das System für eine andere Anwendung umgerüstet wird, kann es schwierig oder unpraktisch sein, den befestigten Beleuchtungskörper gegen einen auszutauschen, der für die Aufgabe eher geeignet ist.
Deshalb ist es erstrebenswert, eine Beleuchtungsbaugruppe für ein Bildverarbeitungssystem zur Verfügung zu stellen, das extrem vielseitig und an eine Reihe verschiedener Anwendungen anpassbar ist, ohne dass ein großer Bestand an fertigen Bildverarbeitungssystemen vorgehalten werden muss. Diese Beleuchtungsbaugruppe sollte in der Lage sein, mit einer Reihe von Kameralinsensystemen zusammenzuarbeiten und austauschbar sein, während kostenintensive Wechsel am zugrundeliegenden, physikalischen Gehäuse oder der Einheit des Bildverarbeitungssystems vermieden werden. Darüber hinaus sollte es die Beleuchtungsbaugruppe möglich machen, eine Reihe von Lichtarten (Wellenlängen) in einer Reihe von Winkeln und in einem weiten Bereich von Niveaus von Ausgangsleistungen zu projizieren. Zusätzlich sollte bei der Beleuchtungsbaugruppe der Einsatz von verschiedenen Filtern möglich sein, um das projizierte Licht aufzubereiten und/oder das Licht, das durch die Kamera von der erleuchteten Szene aufgenommen wird, optisch zu filtern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Erfindung überwindet die Nachteile des Standes der Technik, indem ein Bildverarbeitungssystem mit einer austauschbaren Beleuchtungsbaugruppe zur Verfügung gestellt wird, das eine erhöhte Vielseitigkeit bei der Art und Anordnung der Beleuchtung, die dem System zur Verfügung gestellt wird, ermöglicht, ohne dass die zugrundeliegende Optik, der Sensor oder der Bildverarbeitungsprozessor und das zugehörige Gehäuse geändert werden müssen. Das Gehäuse des Bildverarbeitungssystems schließt eine Vorderplatte ein, die wahlweise eine Vielzahl von Fassungen zur Aufnahme von verschiedenen Linsenarten einschließt. Ein optionaler Anschluss wird an der Vorderplatte vorgesehen, um eine elektrische Verbindung für eine Flüssiglinsenbauteil aufzunehmen. Die Vorderplatte schließt einen Anschluss ein, der eine lösbare Verbindung mit der beispielhaften Beleuchtungsbaugruppe ermöglicht. Die Beleuchtungsbaugruppe schließt eine Abdeckung ein, die wenigstens an ihrer Vorderseite lichtdurchlässig ist. Die Abdeckung schließt ein Beleuchtungsbauteil ein, das eine Vielzahl von Leuchtelementen einschließen kann (beispielsweise LEDs in einzelnen Gruppen), die eine Blende umgeben, durch die von der abgebildeten Szene erhaltene Lichtstrahlen die Linse passieren. Die Abdeckung kann ein Fenster einschließen, das im Allgemeinen mit der optischen Achse der Linse/Optik ausgerichtet ist. Das Fenster kann durchsichtig oder aufgebaut und angeordnet sein, um empfangenes Licht selektiv zu filtern. Wo das Fenster nicht-transparente optische Eigenschaften aufweist, kann es den Durchgang von einzelnen Lichtwellenlängenbereichen blockieren oder zulassen, oder den Durchgang von einzelnen Lichtrichtungen blockieren/zulassen, wie etwa ein Polarisator. Das Fenster kann auch andere lichtaufbereitende Effekte, wie etwa einen holographischen Diffusor, aufweisen. Die Leuchtelemente/LEDs können auch lichtaufbereitende Bauteile in Form von Linsen, Abdeckungen oder eines Einsatzes aufweisen, die zwischen den Leuchtelementen und der lichtdurchlässigen Abdeckfläche sitzen. Der Einsatz kann übertragenes Licht zerstreuen oder auf andere Art filtern und kann eine Vielzahl von unterschiedlichen Effekten bezüglich der unterschiedlichen Leuchtelemente auf dem ganzen Beleuchtungsbauteil einschließen. Das Beleuchtungsbauteil kann eine Leiterplatte umfassen, die innerhalb einer von der Abdeckung geformten Senke sitzt. Die Rückseite der Leiterplatte ist von der hinteren Kante der Abdeckung, die lösbar und dicht mit der Frontplatte in Eingriff steht, beabstandet. Der Abstand bietet freien Raum für ein Linsenbauteil, das nach vorne von der Vorderseite der Frontplatte hervorsteht. Die Rückseite der Leiterplatte schließt auch einen Anschluss ein, der lösbar mit dem Anschluss auf der Frontplatte im Eingriff steht. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Beleuchtungsanschluss der Frontplatte eine vielpolige Buchse und der Verbinder der Beleuchtungsbaugruppe besteht aus einer Vielzahl von Kontakten, die mit der Steckerbuchse ausgerichtet sind und allgemein parallel zur Linsenachse stehen, wenn die Beleuchtungsbaugruppe mit der Frontplatte in Eingriff steht. Die Beleuchtungsbaugruppe schließt eine Dichtung an der hinteren Kante ein und ist an der Frontplatte durch eine Vielzahl von Befestigungsmitteln gesichert, die durch Fassungen auf der Abdeckung und in die Frontplatte reichen. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Leuchtelemente (z. B. LEDs) in wenigstens vier getrennten Gruppen, welche die Blende umgeben, angeordnet. Beispielsweise umfasst jede der Gruppen eine Reihe von LEDs und kann mit einer innenliegenden Gruppe und einer außenliegenden Gruppe an jeder der vier Seiten angeordnet sein. Ein Paar zielgerichteter Leuchtelemente (z. B. Laserdioden oder LEDs) können auch benachbart zur Blende angeordnet sein. Die Anordnung von LEDs (oder anderen Leuchtelementen) ist höchst variabel. Unterschiedliche LEDs können zu unterschiedlichen Zeitpunkten betätigt werden, um unterschiedliche Beleuchtungseffekte zu erreichen. Beispielsweise können unterschiedliche LED-Gruppen Licht mit unterschiedlichen sichtbaren oder nicht-sichtbaren Wellenlängen aussenden. Die Anordnung von LEDs/Leuchtelementen auf der Platte kann variiert werden, und der Benutzer erhält eine Beleuchtungsbaugruppe, die seinen Bedürfnissen am besten entspricht ohne dass der Bildverarbeitungssystemprozessor, der Sensor oder das Gehäuse geändert werden müssen. Wird eine andere Beleuchtungskonfiguration gewünscht, kann die momentane Beleuchtungsbaugruppe einfach entfernt und eine andere Beleuchtungsbaugruppe kann am Gehäuse befestigt werden. Ebenso können verschiedene Beleuchtungsbaugruppen mit Fenstern versehen werden, die unterschiedliche optische Eigenschaften aufweisen, so dass das an der Linse aufgenommene Licht eine gewünschte Bedingung erfüllt (z. B. gefiltert, polarisiert, usw). Die Beleuchtung schließt eine Schaltung ein, welche die LEDs/Leuchtelemente selektiv betätigt, beispielsweise auf der Basis von Steuersignalen (z. B. einzelne stroboskopische Signale, um unterschiedliche LED-Gruppen einzuschalten, auszuschalten und zu aktivieren), die vom Bildverarbeitungssystemprozessor durch die Anbindung zur Verfügung gestellt werden.
In der Zeichnung ist die Erfindung insbesondere in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen:
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die untenstehende Beschreibung der Erfindung bezieht sich auf die anhängenden Zeichnungen, von denen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Bildverarbeitungssystems einschließlich eines Gehäuses zeigt, das, gemäß eines Ausführungsbeispiels, die lösbare Befestigung einer Vielzahl von unterschiedlichen Linsen und Beleuchtungsbaugruppenanordnungen ermöglicht,
2 einen seitlichen Querschnitt des Gehäuses entlang der Linie 2-2 der 1 zeigt;
3 eine perspektivische Darstellung des Bildverarbeitungssystems der 1 zeigt, bei dem, gemäß eines Ausführungsbeispiels, das Gehäuse ein Beispiel einer an ihm befestigten Linse des M 12-Typs einschließt,
4 eine perspektivische Darstellung des Bildverarbeitungssystems der 1 zeigt, bei dem das Gehäuse, gemäß eines Ausführungsbeispiels, ein Beispiel eines an ihm befestigten Flüssiglinsentyps einschließt,
5 eine perspektivische Darstellung des in 1 gezeigten Bildverarbeitungssystems zeigt, bei dem das Gehäuse, gemäß eines Ausführungsbeispiels, ein Beispiel einer an ihm befestigten Linse vom C-Fassungstyp einschließt und bei dem die Linse von einer optionalen Abdeckungsanordnung bedeckt ist,
6 eine perspektivische Darstellung des Bildverarbeitungssystems von 1 zeigt, das eine Ausführung einer austauschbaren Beleuchtungsbaugruppe darstellt, die auf die Frontplatte des Gehäuses montiert ist;
7 eine Seitenansicht der Beleuchtungsbaugruppe von 6 getrennt vom Gehäuse zeigt;
8 einen seitlichen Querschnitt der Beleuchtungsbaugruppe der 6 zeigt;
9 einen seitlichen Querschnitt der Beleuchtungsbaugruppe der 6 zeigt, bei der die durchsichtige Abdeckung weggelassen wurde;
10 eine Rückansicht der Beleuchtungsbaugruppe der 6 zeigt, die die relative Lage der elektrischen Anschlüsse des Gehäuses zeigt;
11 eine Vorderansicht des in 6 gezeigten Bildverarbeitungssystems zeigt, bei dem die Beleuchtungsbaugruppe auf das Gehäuse montiert ist;
12 eine Vorderansicht des in 6 gezeigten Bildverarbeitungssystems zeigt, bei dem die Beleuchtungsbaugruppe auf das Gehäuse montiert ist und das, gemäß eines Ausführungsbeispiels, eine unterschiedliche Beleuchtungsanordnung aufweist und
13 eine Vorderansicht des in 6 gezeigten Bildverarbeitungssystems zeigt, bei dem die Beleuchtungsbaugruppe auf das Gehäuse montiert ist und das, gemäß eines Ausführungsbeispiels, eine unterschiedliche Beleuchtungsanordnung aufweist.
In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden daher, sofern nicht zweckmäßig, nicht erneut beschrieben.
GENAUE BESCHREIBUNG
1 und 2 zeigen im Detail ein Bildverarbeitungssystem, das eine äußere Hülle oder ”Gehäuse” 100 umfasst. Das Gehäuse 100 kann aus Polymer, Metall, Verbundwerkstoff oder einer Reihe von Stoffen, gemäß üblichem Fachwissen, aufgebaut sein. Bei einem Ausführungsbeispiel besteht es aus einem Frontplattenabschnitt 110, einem Hauptkörperabschnitt 112 und einem hinteren Abschnitt 114. Der Frontplattenabschnitt (oder die ”Frontplatte”) 110 ist mit dem Hauptkörper- und dem hinteren Abschnitt mit Hilfe von vier Gewindebolzen 116 verbunden, die in Senken in der Frontplatte 110 sitzen und die im Eingriff mit Gewindebohrungen im hinteren Abschnitt stehen, wobei sie die drei Abschnitte zusammen gegen Dichtungen 118 pressen, die das Gehäuse gegen Eindringen von Feuchtigkeit und anderen Umweltagenzien abdichten. Der Aufbau des Gehäuses ist in alternativen Ausführungsformen höchst variabel. Beispielsweise kann das Gehäuse mit einem integrierten oder einheitlichen hinteren und Hauptkörper ausgeführt sein, oder mit einheitlicher Frontplatte und Hauptkörper. Ebenso können andere Befestigungstechniken eingesetzt werden, wie etwa die Verwendung von Verbindungsklammern oder -clips zwischen den Abschnitten.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Bolzen 116 neben jeder der vier Ecken des Gehäuses mit in etwa rechteckigem Querschnitt angeordnet. Beispielsweise enthält jeder der Bolzen 116 an seinem vorderen Ende eine Senke, die jeweils mit einem Gewinde versehen ist, die eine Befestigung von Zubehörteilen mit Hilfe von Schraubverbindern oder des Gehäuses selbst an einer Montagefläche ermöglichen.
Das Innere des Gehäuses 100 trägt einen Bildsensor 212 (2), der angeordnet ist, um jedes Einzelbild als eine Anordnung von einzelnen Bildpixeln zu erfassen. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Sensor ein CMOS-Sensor 212 (auch ”Imager” genannt), der Bilddaten in Form von Pixeldaten erfasst. Ein Abdeckglas 210 ist vorgesehen, um den Sensor 212 zu schützen. Der Sensor 212 ist auf eine Leiterplatte 250 montiert, die, wie dargestellt, in der Nähe des vorderen Endes des Gehäuses befestigt ist. Die Sensorleiterplatte 250 schliesst, wie auch ein Beispiel zeigt, eine Verarbeitungsschaltung (z. B. einen digitalen Signalprozessor DSP) ein, der die Pixeldaten von dem Sensor 212 erhält und mit den Daten verschiedene Bildverarbeitungssystemprozesse, gemäß nicht transitorischen, computerlesbaren Programmanweisungen und/oder Firmwareanweisungen, durchführt. Die Sensorleiterplatte 250 ist mit verschiedenen Schaltbauteilen für Energie, Steuerung und anderes mehr verbunden, die auf einer Leiterplatte 220 hinten 114 am Gehäuse sitzen. Die beiden Plattenbaugruppen 220, 250 sind in diesem Beispiel durch ein vielpoliges Kabel 222 verbunden. Andere Anordnungen von Schaltungen und Verbindungen werden ausdrücklich in Betracht gezogen. Beispielsweise kann bei einem anderen Ausführungsbeispiel eine VsoC-Anordnung (oben beschrieben) vorgesehen werden, um Bilderfassung und -verarbeitung durchzuführen. Der hintere Abschnitt 114 (und/oder andere Abschnitte 110, 112 des Gehäuses) können aus Aluminium bestehen, so dass sie als Hitzeableiter wirken, der dazu beiträgt, Hitze, die von der Schaltung (weiter unten beschrieben) erzeugt wird, abzuleiten.
Ein externer Anschluss (oder eine Vielzahl von Anschlüssen) 130, für Versorgung mit Energie, Daten und/oder anderen Schnittstellenfunktionen befindet/n sich an der Rückseite des Gehäuses 100. Der/die Anschlüsse ist/sind operativ mit der Leiterplatte 220 verbunden. Die Rückseite schließt auch eine externe Status- und Steuertafel 140 ein, die den Benutzer mit Statusindikatoren und Feedback über die Operationen des Bildverarbeitungssystems versorgt (zum Beispiel zeigt sie an, ob ein Symbol richtig identifiziert und entschlüsselt wurde). Entsprechende An-/Ausschalter und andere Schaltflächen können ebenfalls an dieser Stelle oder einer anderen passenden Stelle am Gehäuse 100 vorgesehen sein.
Die Ebene des Sensors 212 steht senkrecht auf der Längsachse (d. h. Kameraachse) 230 des Gehäuses 100. Sie sitzt innerhalb eines zentralen Bereiches der Frontplatte 110 in einem Raum 240, der zu einer Blende 150 offen ist. Der Raum 240 ist begrenzt von einer umgebenden Wand 242 (mit relativ ebenen Seiten, die ein Rohr mit rechteckigem Querschnitt definieren können), die freien Raum für den Sensor 212 bietet. Die Wand 242 erstreckt sich von einer Stufenfläche 244 zur Oberfläche der Sensorleiterplatte 250. Der Abstand DS von der Stufenfläche 244 zur Ebene des Sensors 212 beträgt etwa 6 mm. Die Blende 150 wird von einer äußeren Stufe 152 und einer schmaleren inneren Stufe 154 definiert. Jede Stufe weist ein Gewinde, wie unten beschrieben, auf. Insbesondere definiert die äußere Stufe 152 einen Durchmesser DOS von etwa 25,4 mm (1 Inch) und eine Tiefe (entlang der axialen Richtung) LOS von etwa 5 mm. Ebenso definiert die innere Stufe 154 einen Durchmesser DIS von etwa 12 mm. Die äußere Stufe 152 trägt ein Innengewinde mit einer Steigung von 32 Windungen pro Inch (TPI) und die innere Stufe 154 weist ein Innengewinde mit einer Steigung von 0,5 mm auf. Im Allgemeinen sind Position der Stufen und Größe des Raums aufgebaut und angeordnet, um der Brennweite jedes hier verwendeten Linsentyps Platz zu bieten.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Frontplattenbaugruppe 110 aus Metall (z. B. einer Aluminiumdruckgusslegierung), die mit Hilfe eines entsprechenden Verarbeitungsprozesses fertiggestellt wird. Der Guss schließt die gezeigten Ausnehmungen 152, 154 und andere unterstützende Strukturen (das heißt Wände 242, 251 und 252) für Linsen und andere interne Bauteile ein. Es muss angemerkt werden, dass die Unterstützungswände 242 (usw.), die mit der Sensorleiterplatte 250 in Kontakt stehen und/oder sie umgeben, dazu beitragen, Hitze von der Platte 250 und den zugehörigen Schaltbauteilen ab- und in die Gehäusestruktur einzuleiten, wo die Hitze an die umgebende Raumluft abgegeben wird. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann die Ausgestaltung und Anordnung der Unterstützungsstruktur variieren. Allgemein gesprochen wird die Wandstärke bei solchen unterstützenden Strukturen gewählt, um ausreichend strukturelle Stärke in Bezug auf das Material, das beim Bau der Frontplatte 110 verwendet wird, zu verleihen. Die Frontplattenbaugruppe 110 schließt entlang ihrer Vorderseite 164 eine Vielzahl von Gewindebohrungen 160 ein, die ein Innengewinde jeglicher passender Größe aufweisen können, um entsprechende Gewindeschrauben (unten beschrieben) aufzunehmen. Diese Schrauben können verwendet werden, um eine Vielzahl von Verbindungsstücken und Zubehörteilen an der Frontplatte zu befestigen.
Es muss angemerkt werden, dass Richtungsangaben, wie etwa ”vorder” ”hinter” ”oben” ”unten” ”oberes” ”unteres” ”rechts” und ”links”, ebenso wie deren Varianten und Synonyme nur als relative Angaben dienen, und nicht als absolute Richtungsanzeigen einer Struktur relativ zur Richtung der herrschenden Schwerkraft.
1 zeigt, dass die Fläche 164 der Frontplattenbaugruppe 110 ein Paar Verbindungsfassungen 170, beziehungsweise 172 einschließt, die nach rechts und links von der Blende 150 (von vorne gesehen) ausgerichtet sind. Beide Fassungen schließen jeweils Anschlüsse ein, die mit der Prozessorschaltung (das heißt 250 und 220) des Systems verbunden sind. Die rechte Fassung 170 wird eingesetzt, um die Optik einer Flüssiglinse (weiter unten beschrieben) zu betätigen. Die linke Fassung wird verwendet, um eine Beleuchtungsbaugruppe, die mit Gewindebohrungen 160 direkt an der Frontplatte oder separat montiert werden kann, zu verbinden und zu betätigen. Die Beleuchtungsbaugruppe wird unten genauer beschrieben.
Der Umfang 180 der Blende 150 schließt ein Federpaket 182 am Umfang mit einem Paar diametral entgegengesetzter, radial nach innen gerichteter Rückhalteschultern 184 ein. Das Federpaket 182 ist durch gegenüberliegende Schrauben 186 (bei diesem Ausführungsbeispiel ein M 2-Gewinde), die in Gewinden der Bohrungen (502 in 5) sitzen, lösbar mit der Frontfläche 164 verbunden. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Schrauben 186 durch einen Abstand (zentriert) von etwa 28 mm, gemessen durch die Kameraachse (230), getrennt. Wie weiter unten beschrieben wird, ist das lösbare Federpaket aufgebaut und angeordnet, um eine Flüssiglinsenbaugruppe zu halten.
Es wird in Betracht gezogen, dass ein Benutzer ein Gehäuse 100 mit einem Deckel (nicht gezeigt) zum Schutz von Blende und Sensor erhält, und dass die entsprechende Linse und Beleuchtungsbaugruppe separat gekauft – und vom Benutzer direkt, wie weiter unten beschrieben, befestigt wird. Alternativ kann die Linse und/oder Beleuchtungsbaugruppe vom Hersteller am Gehäuse vorgesehen werden. In jedem Falle gibt es ein weites Feld möglicher Linsen, die erhältlich sind.
Da nun die allgemeine Bauweise und Funktion des Gehäuses 100 und der Frontplattenbaugruppe 110 gemäß eines Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, wird nun der Einsatz von verschiedenen Linsenarten in Verbindung mit dem Gehäuse genauer beschrieben. 3 zeigt, dass, gemäß eines Ausführungsbeispiels, das Gehäuse 110 mit einer daran befestigten M 12-Linse 310 versehen ist. Als nicht einschränkendes Beispiel ist die Linse eine im Handel erhältliche M 12-Linse mit einer herkömmlichen M 12-Gewindefassung. Das Außengewinde der Linse wird im Innengewinde der schmaleren, weiter innensitzenden Stufe 154 befestigt, und durch eine Gegenmutter 320, die am Anfang vor der Befestigung an der Frontplattenbaugruppe 110 auf die Linse 310 aufgeschraubt wurde, am weiteren Hineinschrauben gehindert und allgemein an Ort und Stelle gehalten. Die eingesetzte Gegenmutter 320 kann vom Hersteller (oder jemand anderem) an geeigneter Stelle an der Linse mit Hilfe von Klebstoff oder einer anderen Fixierungstechnik gehalten werden. Das stellt sicher, dass, wenn die Linse angezogen ist (z. B. durch den Benutzer) und eine enge Verbindung mit der Frontseite 430 der Stufe 154, wie gezeigt, bildet, sie auch im richtigen, vorherbestimmten Abstand bezüglich der Bildebene des Sensors positioniert ist. Die Linse 310 ist dabei mit gewünschtem Versatz (um die richtige Brennweite zu bieten) an Ort und Stelle bezüglich der Ebene des Sensors 212 fixiert. Alternativ, wenn der Benutzer die Montageposition der Linse verändern will, kann die Gegenmutter unfixiert auf dem Linsengewinde bleiben und vom Benutzer (oder jemand anderem) gegengedreht werden, um die Linse in der gewünschten Stellung zu befestigen.
Das vordere Ende der Linse kann einen radial nach außen gerichteten Ring 330 einschließen, der mit dem inneren Umfang eines optionalen, kegelstumpfförmigen Anschlags (nicht gezeigt) in Eingriff steht. Der Anschlag schützt den Bereich der Blende 150 zwischen der Linsenfront und der äußeren Stufe 152 und verhindert, dass die angezogene Linse/Gegenring 310/320 sich unbeabsichtigt lockert oder verstellt, und schützt vor Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit. Der Anschlag kann aus elastomerem Material bestehen und sitzt als lösbarer Presssitz gegen das Innengewinde der C-Fassung an Ort und Stelle. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann der Anschlag ein anderes Befestigungssystem in Bezug auf die Frontplattenbaugruppe 110 des Gehäuses verwenden, wie etwa Clips oder einander entsprechende Gewinde.
Es sollte klar sein, dass Befestigung und Entfernung der exemplarischen M 12-Linse 310 relativ einfach ist und die Schraubbewegung von nur wenigen Komponenten in Bezug auf die innere Stufe 154 und (wahlweise) die äußere Stufe 152 erfordert. So kann der Benutzer oder der Hersteller, wie gewünscht, ein M 12-Linsenbildverarbeitungssystem aus ein paar wenigen, leicht erhältlichen Bauteilen zusammensetzen. Wünscht der Benutzer ein Bildverarbeitungssystem auf Basis einer Linse mit C-Fassung, kann das Gehäuse ebenso, wie in 5 gezeigt (unten beschrieben), zusammengesetzt werden.
Gemäß eines Ausführungsbeispiels ist die Frontplattenbaugruppe 110 aufgebaut und angeordnet, damit eine Flüssiglinsenbaugruppe 410 montiert werden kann, wie das Beispiel in 4 zeigt. Das Beispiel der Flüssiglinse 810 kann auf einem im Handel erhältlichen Flüssiglinsenbauteil 420 beruhen, das von Varioptic in Frankreich bezogen werden kann. Das Flüssiglinsenbauteil 420 wird einer/einem äußeren Hülle/Gehäuse 430 montiert, die/das von den Federvorsprüngen 184, die oben beschrieben sind, gehalten wird. Es wird ausdrücklich in Betracht gezogen, dass alternative Niederhalteanordnungen für die Flüssiglinse 410 zum Einsatz kommen können. Beispielsweise, kann das Gehäuse eine C-Fassung einschließen, die mit dem Gewinde der äußeren Stufe 152 in Eingriff steht. Es ist ein Vorteil der federgehaltenen Linsenanordnung, dass die Positionierung eines Anschlusskabels 450 an einer Stelle, die richtig zur Buchse 170 führt (wo, wie in 4 gezeigt, der Kabelanschluss 452 angeschlossen ist) möglich ist. Es muss angemerkt werden, dass die Buchse und der Anschluss jede entsprechende mehrpolige Anordnung sein können, die eine ausreichende Anzahl von einzelnen Verbindungen bieten, um die Flüssiglinsenbaugruppe zu steuern.
Bei einem anderen in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Außengewindefassung einer beispielhaften C-Fassungslinse 510 über das Gewinde an dem Innengewinde der äußeren Stufe 152 (siehe 1) befestigt. Die Fassung der Linse ist angezogen, so dass ihre hintere Schulter (nicht gezeigt) im Eingriff mit dem Umfang 180 der Blende 150 (siehe auch 1) steht.
Die C-Fassungslinse, die in 5 gezeigt ist, wird wahlweise von einer Abdeckblech-(oder Abdeckungs-)Baugruppe 512 bedeckt, sodass sie vor allem vor dem Eindringen von Schmutz/Verunreinigungen und Feuchtigkeit geschützt ist, und die auch als Schutz gegen unbeabsichtigtes Ändern der Linseneinstellungen dienen kann. Die Abdeckblechbaugruppe besteht aus einer Dichtungsplatte 520, die die Vorderfläche (164 in 1) abdeckt, und einem darüberliegenden Abdeckblech 530. Die Dichtungsplatte 520 und das Abdeckblech 530 schließen Durchgangsbohrungen ein, die die zentralen Gewindebohrungen (120 in 1) jedes montierten Bolzen 116 freilegen. Dadurch kann das System, wie oben beschrieben, montiert werden, oder es kann zusätzliche Zubehörteile oben auf dem Abdeckblech 530 aufnehmen. Die Dichtungsplatte 520 und das Abdeckblech 530 bedecken und dichten hier die Fassungen (170, 172) in dieser Anordnung ab. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können eine oder beide Fassungen 170, 172 durch die Dichtungsplatte 520 und das Abdeckblech 530 freiliegen. Das Abdeckblech 530 und die Dichtungsplatte 520 sind an der Frontplattenbaugruppe 110 zusammendrückbar befestigt, und zwar durch vier Schrauben (nicht gezeigt), die in die Schraubbohrungen 160 geschraubt sind, die an der Frontplattenbaugruppe 110 gebildet sind. Bei dieser Ausführungsform ist das Abdeckblech 530 im Bereich jeder Gewindebohrung 160 eingelassen, um eine entsprechend geformte Maschinenschraube aufzunehmen. Unterschiedliche Schrauben oder alle anderen Befestigungsvorrichtungen, die das Abdeckblech 530 und (wahlweise) die Dichtungsplatte 520 befestigen, können bei alternativen Ausführungsformen zum Einsatz kommen. Der Frontring 532 des Abdeckblechs 530 nimmt den Abdeckblechkörper 540 auf, der über der Linse 510 liegt und diese abdeckt. Der Abdeckblechkörper 540 kann als Einzelteil oder aus einer Vielzahl von Teilen (z. B. einem Hauptkörper und einem Vorsprung, wie gezeigt) aufgebaut sein. Er kann am Ring 532 durch eine Gewindeverbindung oder eine andere Befestigungsanordnung gesichert werden.
Es muss bemerkt werden, dass der Aufbau der Flüssiglinsenanordnung und der Einsatz einer Vielzahl von direkt montierten Linsenbaugruppen jeweils genauer in der allgemein übertragenenen US Patentanmeldung, Seriennummer 13/302,751, mit dem Titel BILDVERARBEITUNGSSYSTEMKAMERA MIT FASSUNG FÜR EINE VIELZAHL VON LINSENARTEN, von Laurens Nunnik beschrieben ist, deren Lehren hier als nützliche Hintergrundinformation aufgenommen werden.
Es muss auch angemerkt werden, dass in der Anordnung von 5 die Anschlussfassung 170 der Flüssiglinse und die Anschlussfassung 172 für die Beleuchtungsbaugruppe jeweils durch die Abdeckblechbaugruppe 512 abgeschlossen ist, und die Beleuchtung der abgebildeten Szene getrennt vom Gehäuse vorgesehen ist. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann die Beleuchtungsfassung 172 durch die Abdeckblechbaugruppe zur Verbindung mit einem Kabel und einer Fernbeleuchtung (oder einer angeschlossenen Beleuchtung) freibleiben. Bei anderen oben beschriebenen Beispielen macht das System den Einsatz einer austauschbaren, direkt angeschlossenen Beleuchtungsbaugruppe an der der Vorderfläche 164 des Gehäuses 100 gemäß der Ausführungsbeispiele möglich. Diese Ausführungsbeispiele werden nun weiter im Detail beschrieben.
6 zeigt, dass das oben beschriebene Gehäuse 100 eine austauschbare Beleuchtungsbaugruppe 600 einschließt, die an der Vorderfläche 164 der Frontplattenbaugruppe 110, gemäß eines Ausführungsbeispiels, befestigt ist. Die Beleuchtungsbaugruppe 600 schließt eine durchsichtige oder durchscheinende Abdeckung 610 ein. Die Abdeckung kann aus jedem geeignetem Material, wie etwa Polycarbonat, Acryl oder dergleichen, bestehen. Sie kann klar oder farbig sein, und eine glatte oder strukturierte (z. B. gefrostete) Oberfläche an wenigstens einigen ihrer innerer oder äußerer Oberflächen einschließen. Die Abdeckung 600 kann konstante Stärke oder variierende Stärke aufweisen – beispielsweise eine Stärke von 2–7 mm. Der mittlere Bereich der Abdeckung 610 definiert eine sich leicht verjüngende Ausnehmung 612, die um die Kameraachse (230 in 2) zentriert ist, und ein Blickfeld erlaubt, das eine klare und unverdeckte Abbildung einer Szene durch die Linse 310 ermöglicht. Wie unten beschrieben, führt die Ausnehmung 612 rückwärtig zu einem Fenster 820 (siehe 8), das die Linse schützt und den Einsatz von verschiedenen optischen Filtern ermöglicht. Es muss angemerkt werden, dass die oben beschriebene M 12-Linse 310 in diesem Beispiel verwendet wird. Allerdings kann eine Reihe von Linsenarten ähnlicher Größe und ähnlich montiert, ebenso wie die oben beschriebene Flüssiglinse innerhalb des Gehäuses 100 in Verbindung mit dem Beispiel der Beleuchtungsbaugruppe 600 sitzen. Im Allgemeinen kann jede Linse mit entsprechender Abmessung, die unter die beispielhafte Beleuchtungsbaugruppe passt, beim Bildverarbeitungssystem, gemäß einer Ausführungsform, eingesetzt werden.
Die Abdeckung 610 definiert eine Vorderfläche 614 und eine nach vorne gerichtete Seitenwandstruktur 616. Die Seitenwandstruktur 616 ist mit der Vorderfläche 164 der Gehäusefrontplattenbaugruppe 110 durch eine Dichtverbindung 620 verbunden. Die Dichtung 620 erhält eine Abdichtung aufrecht, die verhindert, dass das System durch Umweltstoffe verschmutzt, da die Abdeckung sonst als einstückige Struktur, die an ihrer Oberfläche weder Löcher noch Perforierungen aufweist, vollständig abgedichtet ist. Die Abdeckung wird mit einer Vielzahl von Schrauben (oder anderen Befestigungsmitteln) 622, die Sitze 624 passieren, die sich von der Seitenwandstruktur 616 an vier (oder eine anderer Anzahl) Stellen erstrecken, an der Vorderfläche 164 der Frontplattenbaugruppe 110 befestigt. Die Sitze 624 und zugehörigen Befestigungsmittel 622 sind mit den oben beschriebenen Bohrungen 160 ausgerichtet. Bei diesem Ausführungsbeispiel definieren die Seitenwände eine vielflächige, polygonale Form, die Vertiefungen 630 an den Ecken einschließt, um freien Raum für die Sitze 624 der Abdeckung und die Bolzen 116 der Frontplattenbaugruppe zu schaffen. Auf diese Weise sind die Bolzen offen, um eine Befestigung des Gehäuses mit angeschlossener Beleuchtungsbaugruppe 600 an einem Montagesystem (über die Gewindebohrungen 120) zu ermöglichen. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann die Abdeckung 610 so angeordnet sein, dass die Bolzen 116 abgedeckt sind, und die Befestigung am Montagesystem wird, wenn gewünscht, mit Hilfe einer Klammer oder einer anderen passenden Befestigungsvorrichtung vorgenommen.
Weiter werden die 7–9 betrachtet, welche die vom Gehäuse 100 getrennte Beleuchtungsbaugruppe 600 zeigen. Die Leiterplatte 650 wird gezeigt, die innerhalb der Abdeckung 610 liegt, so dass eine Vielzahl von Beleuchtungselementen (z. B. in dieser Ausführungsform Hochleistungs-LEDs 652) vorwärts gerichtet sind, um sichtbares Licht (und/oder andere Lichtwellenlängen) durch die Vorderseite 614 des Gehäuses 610 auf eine abgebildete Szene zu übertragen. 7 zeigt eine Seitenansicht der Beleuchtungsbaugruppe 600. 8 und 9 zeigen einen Querschnitt der Beleuchtungsbaugruppe 600, wobei jeweils die Abdeckung 610 eingeschlossen und (aus Klarheitsgründen) weggelassen ist. Die Abdeckung schließt eine Tasche ein, die von rückwärts gerichteten Wänden 710 definiert wird, was ein im Wesentlichen rechteckiges Behältnis definiert. Die Wände halten lösbar einen Schnappverschlusshalter, der sich nach innen/hinten verjüngende Wände 870 (siehe 8) aufweist, die in den äußeren Taschenwänden 710 sitzen. Die sich verjüngenden Rückhaltewände 870 erstrecken sich nach hinten, um in die Frontfläche eines zurückgesetzten Fensters 820 einzugreifen. Dieses Fenster erlaubt den Durchgang von Licht, das von der beleuchteten Szene empfangen wird, zur Linse. Es muss angemerkt werden, dass das Fenster aus einer Vielzahl von Materialien aufgebaut sein kann (z. B. Glas, Polymer wie etwa Polycarbonat oder Acryl, und dergleichen). Das Material kann für alle Lichtarten durchsichtig und/oder durchlässig sein, oder Filter und/oder Beschichtungen (Abdeckungen) einschließen, die (zum Beispiel) einen optischen Filter- oder Diffusionseffekt aufweisen. Auf diese Weise wird das Licht, das von der Linse aufgenommen wird, in gewünschter Art aufbereitet, um bestimmte Eigenschaften des erfassten Bildes zu verstärken. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Fenster 820 so angeordnet sein, dass es bestimmte Lichtrichtungen in der Art eines polarisiernden Filters oder holografischen Diffusors passieren lässt. Es kann auch selektiv einzelne Wellenlängenbereiche, wie etwa bestimmte sichtbare Farben oder nicht-sichtbares UV- oder IR-Licht, herausfiltern oder passieren lassen. Es ist wünschenswert, dass sich das Fenster 820 durch den Hersteller oder den Benutzer leicht austauschen lässt, um gewünschte Filtereffekte zu erhalten. Der Einschnapphalter und das alte Fenster werden entfernt und dann durch ein neues Fenster ersetzt, um eine Änderung zu erreichen. Das Fenster kann auch (oder alternativ) linsenartige Form/Geometrie aufweisen, die Verzerrung (oder andere) optische Effekte auf Wunsch erreicht. Wie oben beschrieben, können alle Filter oder Formen entweder einheitlich in das Fenster eingebaut werden oder sie können an das Fenster als separates Bauteil angepasst werden.
Die Rückseite des Fensters 820 steht in Eingriff mit dem O-Ring, der das Fenster bezüglich der Wände 710 der Tasche abdichtet und das Eindringen von Verschmutzung und Feuchtigkeit aus der Umgebung verhindert. Die Leiterplatte 650 kann bezüglich der Abdeckung 610 durch eine Reihe von Vorrichtungen an Ort und Stelle gehalten werden, wie etwa Befestigungsmittel, Clips oder Abstandshalter, die mit der Vorderseite des Gehäuses in Eingriff stehen und die Platte 650 nach vorne zwingen, wenn die Schrauben 622 in den Löchern 160 an der Gehäusefläche 164 angezogen werden.
Wie gezeigt, schließt die Rückseite der Leiterplatte 650 eine Reihe von auf der Oberfläche montierten Bauteile ein, die die LEDs an der Vorderfläche betreiben und auch die Betätigung der verschiedenen LEDs in der gesamten Anordnung steuern, so dass sie ausgewählte LED-Elemente oder Gruppen von Elementen zu vorgegebenen Zeitpunkten, die auf der Steuerung des Gehäuseprozessors beruhen, betreiben. Diese Steuerung wird weiter unten beschrieben.
Wie in 9 gezeigt, schließt die Vorderfläche des Gehäuses, die die Ausnehmung 612 umgibt, einen durchscheinenden Einsatz 920 ein, der eine diffuse Oberflächenbearbeitung aufweisen kann. Beispielsweise kann der Einsatz eine Polyethylen- oder Mylarscheibe mit einer gefrosteten Oberfläche an einer oder beiden Seiten umfassen. Der Scheibeneinsatz 920 ist optional und trägt bei Ausführungsbeispielen dazu bei, das Licht, das von einzelnen LED-Elementen übertragen wird, zu verteilen und diffundieren. Die Scheibe kann wahlweise gefärbt oder mit verschiedenen Filtereigenschaften versehen sein, um Licht bestimmter Wellenlänge des sichtbaren und nicht sichtbaren Lichts durchzulassen oder nicht durchzulassen. Alternativ kann der Einsatz einen Polarisator einschließen, der polarisierte Beleuchtung oder einen anderen Speziallichteffekt bietet. Der Einsatz kann eine Reihe von Effekten bieten, die wahlweise variieren können, was verschiedene Lichtelemente oder Gruppen an der gesamten Beleuchtungsbaugruppe betrifft. Beispielsweise können Teile des Einsatzes klar sein, während andere einen Farbfilter aufweisen. Die Wahl des Filter-/Diffusionseinsatzes ist eine von einer Anzahl von Optionen, welche die Verwendung einer austauschbaren Beleuchtungsbaugruppe, gemäß verschiedener Ausführungsformen, möglich macht.
Die Rückseitenperspektive in 10 zeigt verschiedene Treiber, Steuerschaltungen und Prozessoren 1010 mit Bezug auf die Rückseite der Leiterplatte 650. Die Anordnung, Anschlüsse und Funktionen dieser elektronischen Bauteile ist höchst variabel und kann gemäß durchschnittlicher Fähigkeiten mit Hilfe von herkömmlichen Bauteilen und/oder herkömmlichen Programmierungstechniken realisiert werden. Wie gezeigt, ist die Leiterplatte 650 durch Befestigungsmittel (Gewindeschneidschrauben 1030), die in geformten an der inneren Oberfläche der Abdeckung 610 angeformten Senken 840 (deutlich in 8 gezeigt) sitzen, an der Abdeckung 610 angebracht. Die Senken 840 und zugehörigen Befestigungsmittel 1030 sind an zwei Stellen, die neben diagonal gegenüberliegenden Ecken (Vertiefung 630) der Abdeckung 610 liegen, angeordnet. Die Anzahl und Positionierung der Befestigungsmittel ist bei alternativen Ausführungsbeispielen höchst variabel. Ein Paar Abstandspfosten (das auch angeordnet sein kann, um Befestigungsmittel aufzunehmen) ist neben den anderen zwei diagonal gegenüberliegenden Ecken der Abdeckung 610 angeordnet. Die Senken 840 und Pfosten 1020 bieten eine Distanzierung (d. h. einen Abstand) zwischen der Leiterplatte 650 und zugehörigen LEDs und der inneren Oberfläche der Vorderfläche 614 der Abdeckung. Der Abstand ist sehr variabel. Bei einer Ausführungsform beträgt er etwa zwischen 1 und 4 cm. Der Abstand verhindert, dass die LEDs direkt in Kontakt mit der Abdeckungsoberfläche kommen und erlauben auch die Ausbreitung der von jeder LED ausgesandten Lichtstrahlen, bevor sie den Diffusor 920 erreichen. Es wird angemerkt, dass zusätzlich (nicht als Alternative) zu dem Einsatz 920 eine oder mehrere LEDs/Leuchtelemente eine darüberliegende Linse oder Abdeckung einschließen können, die einen gewünschten Beleuchtungseffekt bietet/n (z. B. Poarisierung, Filterung der Wellenlänge, Diffusion, usw.).
Ebenso zeigt die Rückseitenperspektive in 10, dass die Leiterplatte 650 so gezeigt ist, dass sie eine vergrößerte, zentrale, kreisförmige Blende 1040 einschließt, die ungehinderten Durchgang für Licht vom zurückversetzten Fenster 820 zur Linsenbaugruppe auf dem Gehäuse bietet. Die Leiterbahnen (nicht gezeigt) auf der Platte 650 sind aufgebaut und angeordnet, um die verschiedenen Schaltbauteile und LEDs auf den gegenüberliegenden Seiten der Platte zu verbinden. Es wird angemerkt, dass die beiden Gehäusefassungen 170 und 172 in der Darstellung der 10 eingeschlossen sind. Wie oben beschrieben, ist die Steuerfassung 170 der Flüssiglinse mit dem Flüssiglinsenelement verbunden, wenn dieses befestigt ist. Der Raum 1050 zwischen der Hinterkante (Dichtung 620) und den Schaltbauteilen 1010 hinten auf der Leiterplatte 650 weist ausreichend Tiefe, Höhe und Breite auf, um dem Volumen der Flüssiglinsenbaugruppe und/oder der M 12-Linsenbaugruppe oder jeder anderen Linsenbaugruppe, die hier in Frage kommt und die von der Gehäusefläche 164 nach vorne ragt, Platz zu bieten. Die gegenüberliegende Fassung 172 für die Beleuchtungsbaugruppe definiert in einem Ausführungsbeispiel eine Buchse mit zehn Kontakten. Diese Buchse schließt zugehörige Chassisbuchsen 450 ein (siehe 4) ein. Fünf dieser Buchsen sind aufgebaut und angeordnet, um einen von fünf verlängerten Stiftkontakten 1060 (gestrichelt dargestellt, auch in den 8 und 9), die von einer Anschlussbasis 1062 hinten auf der Leiterplatte 650 nach hinten hervorragen, aufzunehmen. Die Kontakte 1060 liefern auf vielfache Weise sowohl Energie wie auch Steuersignale (z. B. digitale Steuerdaten) für die elektronischen Bauteile der Leiterplatte 650. Bei einem Ausführungsbeispiel liefern wenigstens zwei Kontakte Energie und die verbleibenden Kontakte liefern Daten/Steuerung. Die Anzahl der Kontakte 1060 (und zugehörige Chassisbuchsen) und deren Anordnung ist höchst variabel. Bei alternativen Ausführungsformen können weniger als fünf Kontakte verwendet werden, wobei die verwendeten Kontakte mit zugehörigen Buchsen auf der Fassung ausgerichtet werden. In anderen Worten, vier Kontakte können mit vier der fünf Fassungsbuchsen verbunden werden. Ebenso, wenn zusätzliche Verbindungen gewünscht werden, können mehr als fünf Kontakte verwendet werden, die mit den zugehörigen Buchsen in der Fassung 172 verbunden werden. Bei weiteren alternativen Ausführungsbeispielen kann eine andere Anschlussanordnung, wie etwa ein DIN-Anschluss, verwendet werden, um die Beleuchtungsbaugruppe und das Gehäuse lösbar zu verbinden.
Die Länge LP (siehe 8) der Kontakte 1060, die nach hinten über die Hinterkante (Dichtung 620) der Abdeckung 610 vorstehen, ist extrem variabel. Im Allgemeinen kann die Länge LP variieren und ist angeordnet, damit die Kontakte voll in der jeweiligen Fassung sitzen können, wenn die Beleuchtungsbaugruppe an der Gehäusefläche 164 mittels Schrauben 622 angebracht wird. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Fassung 172 nach außen (nach vorne) von der Gehäusefläche 164 vorstehen und die Kontakte (oder andere Anschlüsse) können innerhalb des Raumes 1050 des hinteren, umschlossenen Bereichs der Abdeckung rückversetzt sein. Auch wird ausdrücklich in Betracht gezogen, während die Beleuchtungsbaugruppe die Stiftanschlusselemente und das Gehäuse 100 die Buchsenanschlusselemente enthält, dass die Stifte auf dem Gehäuse sitzen und die Buchsen an der Beleuchtungsbaugruppe, oder dass jedes Bauteil eine Kombination von Stiften und Buchsen aufweist. Ebenso können bei alternativen Ausführungsbeispielen einige oder alle Anschlüsse weder als Buchsen- noch als Stiftanschlüsse ausgeführt sein.
Nun wird 11 betrachtet, die eine Vorderansicht des Gehäuses mit der Beleuchtungsbaugruppe 600 und der zugehörigen, daran befestigten Abdeckung 610 zeigt. Bei dieser Ausführungsform enthält die Baugruppe 600 vier Außenreihen oder ”Gruppen” 1120, 1122, 1124 und 1126 von sechs LEDs 652, die jeweils in den oberen, rechten, unteren und linken (d. h. Nord, Ost, Süd und West) Quadranten der Vorderansicht der Baugruppe angeordnet sind. Die Anzahl der LEDs in jeder Gruppe ist extrem variabel, und eine größere oder kleinere Anzahl von LEDs kann an einigen oder allen Gruppen angeordnet werden. Ebenso ist die Anzahl und die Lage von Gruppen auf der Leiterplatte sehr variabel. Während die LEDs jeder Gruppe 1120, 1122, 1124, 1126 in einer annähernden Linie angeordnet sind, können bei anderen Ausführungsbeispielen die Gruppen von LEDs mit nicht linearer Ausrichtung angeordnet sein (z. B. bogenförmig).
Ein zweiter Satz von innenliegenden Gruppen 1140, 1142, 1144 und 1146 von LEDs 652 ist neben und innerhalb jeder der äußeren Gruppen 1120, 1122, 1124 und 1126 angeordnet. Die LEDs der innenliegenden Gruppen sind als eine Reihe von drei beabstandeten Elementen vorgesehen. Bei anderen Ausführungsformen kann die Anordnung nicht linear sein und mehr oder weniger LEDs können in jeder Gruppe vorgesehen sein. Ebenso ist die Zahl der innenliegenden Gruppen und ihre Platzierung auf der Platte 650 höchst variabel – beispielsweise können innenliegende Gruppen oben und unten oder links und rechts weggelassen werden. Die außenliegenden Gruppen können LEDs mit einer bestimmten einzelnen Farbe oder Wellenlänge (z. B. sichtbares, IR- oder UV-Licht, das sich von dem der innenliegenden Gruppen unterscheidet) enthalten. Alternativ können die außenliegenden und innenliegenden Gruppen jeweils ähnliche Typen von LEDs enthalten und diese alternierend oder zusammen einsetzen, wenn mehr oder weniger Lichtintensität gewünscht wird. In anderen Worten, wenn eine intensivere Beleuchtung gewünscht wird, werden beide Sätze von Gruppen gleichzeitig eingesetzt. Zusätzlich können die Gruppen in Schritten eingesetzt werden, während ein Bild erfasst wird. Das heißt, die außenliegenden Gruppen werden zuerst erleuchtet, gefolgt von den innenliegenden Gruppen, so dass das Bild der Szene mit zwei verschiedenen Arten von Beleuchtung erfasst wird. Beispielsweise empfangen die Verarbeitungskomponenten innerhalb der Beleuchtungsbaugruppe 600 Daten- und Steuersignale über die Verbindung mit dem Gehäuse (Kontakte 1061 und Buchsen 722), die vom eingebauten Prozessor des Bildverarbeitungssystems (des Gehäuses) und/oder einem damit verbundenen, separaten Prozessor geliefert werden. Der Systemprozessor schließt Programmanweisungen ein, die Beleuchtungsbefehle für die Baugruppe 600 erzeugen. Basierend auf dem Programm des Bildverarbeitungssystems und/oder dem Feedback vom erfassten Bild, kann der Systemprozessor die Beleuchtung verschiedener LED-Gruppen (oder anderer Lichtelemente) steuern. Das kann geschehen, um verschiedene Beleuchtungswinkel für die abgebildeten Objektoberfläche (z. B. Beleuchtung mit hohem oder niedrigem Winkel) zu bieten, oder unterschiedliche Wellenlängen oder Intensitäten. Die Steuerschaltung der Beleuchtungsgruppe empfängt beispielsweise Stroboskopsignale, die ausgewählte Gruppen und/oder einzelne LEDs in Gruppen aktivieren oder deaktivieren. Auf diese Weise betätigt das System nur Gruppen, die aktiviert sind. Das kann auch eine zeitlich festgelegte Abfolge von verschiedenen Beleuchtungsmustern ermöglichen, die mit der Erfassung eines oder mehrerer Bilder unter verschiedenen Beleuchtungseffekten zusammenfallen. Beispielsweise kann das System bestimmen, dass nur die außen links und rechts gelegenen Gruppen für T1 Millisekunden beleuchtet werden, und dann werden alle innenliegenden Gruppen für T2 Millisekunden beleuchtet. Während dieser Beleuchtungsintervalle (T1, T2) werden ein oder mehrere Bilder der Szene vom System erfasst.
Die Beleuchtungsbaugruppe schließt auch zwei zielgerichtete Leuchtelemente ein, die beispielsweise Laserdioden umfassen können. Alternativ können fokussierte LEDs 1150 oder eine andere Lichtquelle, die in der Lage ist bei entsprechender Scanningdistanz einen zielgerichteten Punkt zu projizieren, als zielgerichtete Leuchtelemente eingesetzt werden. Diese zielgerichteten Punkte liefern einen projizierten Punkt in einer einzelnen Farbe (z. B. Rot), der dem Benutzer hilft, die Linsenachse vor der eigentlichen Bilderfassung auf die Merkmale zu richten, die aufgenommen (z. B. ein Barcode) werden sollen.
Es muss bemerkt werde, dass der Grad, zu dem die Gruppen und/oder einzelnen LEDs innerhalb von Gruppen durch das Bildverarbeitungssystem und die Prozessorschaltung der Beleuchtungsbaugruppe unabhängig ansprechbar sind, höchst variabel ist. Wie weiter unten beschrieben, ermöglicht die austauschbare Beleuchtungsbaugruppe 600 dieser Ausführungsform vorteilhafterweise verschiedene Arten LEDs, Anordnungen von Gruppen und Ansprechmuster für einzelne LEDs in Gruppen vorzusehen. Der Benutzer erhält eine Beleuchtungsbaugruppe, die seinen Bedürfnissen am besten entspricht. Allgemeiner gesprochen, wird der Einsatz von unterschiedlichen Beleuchtungsmustern während der Bilderfassung exemplarisch in der allgemein übertragenen, veröffentlichten US Patentanmeldung, Nummer US 2009-0121027 A1, mit dem Titel SYSTEM UND VERFAHREN FÜR DIE LESUNG VON MUSTERN MIT HILFE EINER VIELZAHL VON EINZELBILDERN von Sateesha Nadabar, beschrieben, deren Lehren hier als nützliche Hintergrundinformationen einbezogen werden.
Wie oben beschrieben, ermöglicht es die Beleuchtungsbaugruppe dem Benutzer vorteilhafterweise, eine Beleuchtungsanordnung auszuwählen, die am besten für seine Zwecke geeignet ist, ohne dass das ganze Bildverarbeitungssystem geändert werden muss. Auch erlaubt es dem Hersteller vorteilhafterweise, einen Vorrat von verschiedenen Beleuchtungsbaugruppen (in unterschiedlichen Anordnungen) vorzuhalten, die alle mit einer einzigen Gehäuseeinheit zusammen verwendet werden können. Das reduziert die Lagerkosten, da Gehäuse ohne Rücksicht auf ihre Beleuchtungsanordnung (oder deren Fehlen) verkauft werden können. Ist die Beleuchtung ständig am Gehäuse angebracht, hält der Hersteller üblicherweise einen Vorrat an unterschiedlichen Einheiten vor. Einige davon können jahrelang Ladenhüter sein, wenn sie keine gesuchte Konfiguration aufweisen, müssen aber für den Fall vorgehalten werden, dass ein spezieller Kunde genau diese Konfiguration verlangt. Wird eine separate, austauschbare Beleuchtungsbaugruppe vorgesehen, können teure Gehäuse von Bildverarbeitungssystemen ohne Rücksicht auf die Beleuchtung verkauft werden und die (im Vergleich) preiswerteren Beleuchtungsbaugruppen können im Lager vorgehalten werden. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz einer austauschbaren Beleuchtungsbaugruppe gemäß des Ausführungsbeispiels einen leichteren Zuschnitt der Beleuchtungsanordnung auf den Kunden, ohne dass das ganze Bildverarbeitungssystem auf den Kunden zugeschnitten werden muss. Eine solche Spezialanfertigung kann den Einsatz einer LED-(oder einer anderen Leuchtkomponente)Anordnung beinhalten, die genau auf die Bedürfnisse des Kunden zugeschnitten ist. Alternativ kann der Hersteller eine Vielzahl verschiedener Baugruppen vorhalten, die jede eine unterschiedliche, häufig genutzte Beleuchtungsanordnung aufweist.
Im Beispiel der 12 ruht die Beleuchtungsbaugruppe 1200 auf der Leiterplatte 650, der Abdeckung 610 (aus Gründen der Übersichtlichkeit in dieser Darstellung weggelassen), Dichtung 620 und anderen gebräuchlichen Bauteilen der oben beschriebenen Beleuchtungsbaugruppe (z. B. beziehen sich gleiche Bezugsziffern in dieser Darstellung auf die gleichen Bauteile, die in 6 gezeigt sind). Die Baugruppe 1200 ist dahingehend geändert, dass die innenliegenden Gruppen (1140, 1142, 1144, 1146) weggelassen wurden, da der Benutzer diese Gruppen nicht braucht, um seine Abbildungsziele zu erreichen. Das Beispiel der Baugruppe 1200 kann möglicherweise weniger teuer und weniger komplex für diesen Benutzer sein, als die oben beschriebene, voll ausgestattete Baugruppe 600. Der Bildverarbeitungssystemprozessor und/oder die Verarbeitungsschaltung der Baugruppe 1200 kann so konfiguriert sein, dass sie erkennt, dass die innenliegenden Gruppen weggelassen wurden, und alle Funktionen, die diese Gruppen verwenden, werden deaktiviert. Diese Konfigurierung und das Erkennen können durch herkömmliche Hardware- und Softwaretechniken erreicht werden.
13 zeigt ein weiteres Beispiel einer Beleuchtungsbaugruppe 1300 zum Einsatz bei dem Bildverarbeitungssystem des Ausführungsbeispiels. Bei diesem Beispiel sind die innenliegenden Gruppen 1140, 1142, 1144, 1146 weggelassen, ebenso wie die zielgerichteten LEDs 1150. Die außenliegenden Gruppen 1320, 1322, 1324, und 1326 sind abgeändert in Bezug auf das oben erwähnte Ausführungsbeispiel und die an gegenüberliegenden Enden angeordneten LEDs sind weggelassen, um so vier Gruppen mit jeweils vier LEDs 652 zu bilden. Diese Anordnung bietet eine verminderte Beleuchtungsintensität für bestimmte Anwendungen im Vergleich zu den oben beschriebenen Baugruppen 600, 1200. Bei anderen Beispielen können die LEDs in jeder Gruppe 1336 verteilt sein.
Die obigen Beispiele zeigen beispielhaft einen weiten Bereich von Beleuchtungsanordnungen für eine austauschbare Beleuchtungsbaugruppe, der hier in Betracht kommt. Vorteilhafterweise ermöglicht es das Bildverarbeitungssystem des Ausführungsbeispiels, dass ein Gehäuse eine große Anzahl von Anordnungen von Beleuchtungsbaugruppen aufnehmen kann. Diese Anordnungen können einen weiten Bereich von Varianten bei der Platzierung von LEDs und der Anordnung von Gruppen einschließen. Ebenso ist die Ansprechbarkeit von einzelnen LEDs (oder anderen Beleuchtungselementen) sehr variabel, was an der Bauweise (z. B. Treiber und Leiterbahnen) der Leiterplatte und der Programmierung des Systemprozessors und der Verarbeitungsschaltung des Baugruppe liegt. Ebenso macht es das beispielhafte Gehäuse möglich, dass solche variablen Beleuchtungsbaugruppen lösbar mit dem Gehäuse, an dem sich eine Vielzahl unterschiedlicher Linsenarten und/oder optischer Teile montieren lassen, verbunden werden. Das sich ergebende Bildverarbeitungssystem ist höchst vielseitig, und verringert zusätzlich sowohl die Kosten des Herstellers als auch des Benutzers, und macht eine Aufrüstung und Änderung von Linsen und Beleuchtung (z. B. um das System für einen anderen Zweck umzurüsten) nach dem Kauf möglich, ohne dass ein gänzlich neues Bildverarbeitungssystem erworben werden muss.
Das oben Gesagte ist eine genaue Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Verschiedene Änderungen und Zusätze können ohne Abweichung vom Gehalt und Umfang dieser Erfindung gemacht werden. Jede der verschiedenen, oben beschriebenen Ausführungsformen kann mit anderen beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden, um eine Vielzahl von Merkmalen zu erhalten. Während weiterhin das oben Gesagte eine Anzahl von separaten Ausführungsformen der Vorrichtung und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung beschreibt, ist das, was hier beschrieben wurde, nur ein Anwendungsbeispiel der Grundlagen der vorliegenden Erfindung. Während beispielsweise eine feste, fixierte Anschlussanordnung zwischen der Beleuchtungsbaugruppe und dem Gehäuse vorgesehen ist, wird ausdrücklich in Betracht gezogen, dass ein Kabel die Beleuchtungsbaugruppe und das Gehäuse verbinden kann: Das Kabel kann lösbar mit dem Gehäuse und/oder der Beleuchtungsbaugruppe verbunden sein. Während zusätzlich die hier beschriebenen Beleuchtungselemente im Allgemeinen LEDs sind, wird ausdrücklich in Betracht gezogen, dass andere Beleuchtungsarten gegen die gezeigten LEDs ausgetauscht oder zusätzlich verwendet werden können. Beispielsweise können Gasentladungselemente, weißglühende Lampen, fluoreszierende Lampen und dergleichen eingesetzt werden. Auch während der Begriff ”Leiterplatte” verwendet wird, um allgemein ein Beleuchtungsbauteil innerhalb der gesamten Beleuchtungsbaugruppe zu beschreiben, wird ausdrücklich in Betracht gezogen, dass eine andere Bauweise eingesetzt werden kann, um LEDs oder andere Leuchtelemente zu montieren (z. B. eine Fassungsbauweise), und dass einige oder alle der Treiber- und/oder anderen Verarbeitungsschaltungen auf dieser Struktur oder einem anderen Ort innerhalb der Baugruppe platziert sein können. Darüber hinaus wird in Betracht gezogen, dass jegliche elektronische Steuerung, Daten oder andere Funktion, die hier vorgesehen ist, mit Hilfe von elektronischer Hardware, Software, die aus einem nicht transitorischem, computerlesbarem Medium der Programmanweisungen besteht, oder einer Kombination von Hardware und Software durchgeführt werden kann. Einige oder alle Bildverarbeitungskomponenten können separat vom Gehäuse angeordnet sein, wobei das Gehäuse die oben beschriebene Beleuchtungsbaugruppe, Optik und Sensor enthält und mit den Verarbeitungskomponenten durch entsprechende physikalische (z. B. Draht) oder drahtlose Verbindungen verbunden ist. Dementsprechend stellt diese Beschreibung nur ein Beispiel dar, und beschränkt nicht in irgendeiner Weise den Umfang dieser Erfindung.

Claims

Eine austauschbare Beleuchtungsbaugruppe (600, 1200, 1300) für ein Bildverarbeitungssystem mit einem Gehäuse (100, 110, 430), das eine Optik und einen Sensor (212) umfasst, der Licht von der Optik aufnimmt, umfassend: Eine Abdeckung (600, 610), die eine lichtdurchlässige Fläche aufweist, wobei die Abdeckung (600, 610) ein Beleuchtungsbauteil einschließt, das eine Vielzahl von Leuchtelementen aufweist, wobei die Abdeckung (600, 610) ein Fenster (820) einschließt, durch das Licht in die Optik passiert und die Leuchtelemente angeordnet sind, um Licht durch die lichtdurchlässige Fläche an Stellen um das Fenster (820) leiten, eine Befestigungsbaugruppe, welche die Abdeckung (600, 610) lösbar am Gehäuse (100, 110, 430) befestigt; und eine Anschlussbaugruppe, die eine Prozessschaltung, die die Leuchtelemente steuert, lösbar mit dem Gehäuse (100, 110, 430) verbindet, so dass Steuersignale und Energie von dem Gehäuse (100, 110, 430) zu der Beleuchtungsbaugruppe übertragen werden.
Austauschbare Beleuchtungsbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussbaugruppe eine Vielzahl von Kontakten (1060, 1061) einschließt, die sich nach hinten vom Beleuchtungsbauteil erstrecken, und die aufgebaut und angeordnet sind, um lösbar in einer Steckerbuchse (170, 450, 722), die sich am Gehäuse (100, 110, 430) befindet, zu sitzen und/oder die Leuchtelemente LEDs umfassen, die in Gruppen (1120, 1122, 1124, 1126, 1140, 1142, 1144, 1146) an Stellen um das Fenster (820) herum angeordnet sind, insbesondere wobei das Beleuchtungsbauteil eine Verarbeitungsschaltung einschließt, die aufgebaut und angeordnet ist, um wenigstens einige LEDs (652, 1150) zu ausgewählten Zeitpunkten zu betätigen, um einen gewünschten Beleuchtungseffekt zu schaffen, insbesondere wobei die Gruppen (1120, 1122, 1124, 1126, 1140, 1142, 1144, 1146) so angeordnet sind, dass sie bezüglich des Fensters (820) weiter entfernte, außenliegende Gruppen (1120, 1122, 1124, 1126, 1140, 1142, 1144, 1146) und bezüglich des Fensters (820) nähere, innenliegende Gruppen (1140, 1142, 1144, 1146) einschließen und/oder wenigstens eine der LEDs (652, 1150) Licht einer zu anderen der LEDs (652, 1150) unterschiedlichen Wellenlänge ausschickt und/oder das Beleuchtungsbauteil eine zielgerichtete Leuchtelementbaugruppe neben dem Fenster (820) einschließt.
Austauschbare Beleuchtungsbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsbaugruppe eine Vielzahl von Schraubverbindungen umfasst, die mit Gewindebohrungen an einer Vorderseite (164) des Gehäuses (100, 110, 430) in Eingriff stehen und/oder das Gehäuse (100, 110, 430) aufgebaut und angeordnet ist, um Linsen (310, 510, 410, 810) mit einer Vielzahl unterschiedlicher Sockeltypen lösbar zu montieren und das Beleuchtungsbauteil so positioniert ist, dass Abstand für jede Linse (310, 410, 510, 810) zur Verfügung steht, wenn sie auf ihm montiert ist, insbesondere wobei das Beleuchtungsbauteil eine Leiterplatte (250, 220, 650) einschließt, die mit Abstand bezüglich einer Vorderseite (164) des Gehäuses (100, 110, 430) angeordnet ist, insbesondere wobei die Linsen (310, 410, 510, 810) eine Flüssiglinse einschließen, die ein Flüssiglinsenbauteil aufweist, das an der Vorderfläche sitzt und das elektrisch mit einem bezüglich des Gehäuses (100, 110, 430) angeordneten Anschluss verbunden ist.
Austauschbare Beleuchtungsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend einen Einsatz (920), der zwischen der lichtdurchlässigen Fläche der Abdeckung und den Leuchtelementen angeordnet ist, wobei der Einsatz (920) das Licht beim Passieren aufbereitet.
Austauschbare Beleuchtungsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fenster (820) aufgebaut und angeordnet ist, um mindestens entweder (a) vorbestimmte Lichtwellenlängen selektiv zu filtern oder passieren zu lassen oder (b) vorbestimmte Lichtrichtungen selektiv zu blockieren oder passieren zu lassen, insbesondere wobei das Fenster (820) einen Polarisator oder einen holographischen Diffuser einschließt.
Austauschbare Beleuchtungsbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtelemente des Beleuchtungsbauteils in einer ersten Beleuchtungsanordnung angeordnet sind und weiter umfassen: Eine weitere Abdeckung (600, 610), die eine lichtdurchlässige Fläche aufweist, wobei die weitere Abdeckung (600, 610) ein weiteres Beleuchtungsbauteil einschließt, das eine Vielzahl von Leuchtelementen in einer zweiten Beleuchtungsanordnung aufweist, wobei die andere Abdeckung (600, 610) eine andere Anschlussbaugruppe einschließt, die eine Verarbeitungsschaltung, die die Lichtelemente in der zweiten Beleuchtungsanordnung steuert, lösbar mit dem Gehäuse verbindet.
Bildverarbeitungssystem, umfassend: Ein Gehäuse (100, 110, 430), das Optik und einen Sensor (212), der Licht von der Optik empfängt, umfasst, wobei das Gehäuse (100, 110, 430) wenigstens eine Fassung für wenigstens eine erste Art von Linsenhalterung bezüglich einer Vorderfläche des Gehäuses (100, 110, 430) einschließt; eine erste Beleuchtungsbaugruppe, die aufgebaut und angeordnet ist, um lösbar mit der Vorderfläche in Eingriff zu stehen, und wobei eine erste Abdeckung (600, 610) und ein erstes Leuchtbauteil eingeschlossen ist, das eine erste Beleuchtungsanordnung aufweist, wobei das erste Leuchtbauteil aufgebaut und angeordnet ist, um Licht in Richtung einer Szene auszuschicken, aus der die Linse (310, 410,510, 810) Licht erhält; und einen Anschluss, der bezüglich des Gehäuses (100, 110, 430) angeordnet ist, der eine lösbare elektronische Verbindung zwischen dem Gehäuse (100, 110, 430) und der ersten Beleuchtungsbaugruppe zur Verfügung stellt und/oder weiter umfassend eine zweite Beleuchtungsbaugruppe, die aufgebaut und angeordnet ist, um lösbar in die Vorderfläche einzugreifen, und wobei eine zweite Abdeckung (600, 610) und ein zweites Leuchtbauteil einschlossen ist, das eine zweite Beleuchtungsanordnung aufweist, wobei das zweite Leuchtbauteil aufgebaut und angeordnet ist, um Licht in Richtung der Szene auszusenden, aus der Licht von der Linse (310, 410, 510, 810) aufgenommen wird, und wobei der Anschluss eine lösbare elektronische Verbindung zwischen dem Gehäuse (100, 110, 430) und der zweiten Beleuchtungsbaugruppe zur Verfügung stellt, insbesondere wobei der Anschluss eine Vielzahl von ersten Kontakten auf der ersten Beleuchtungsbaugruppe und eine Vielzahl von zweiten Kontakten auf der zweiten Beleuchtungsbaugruppe aufweist, und wobei die Vorderfläche eine Buchse (170, 450, 722) einschließt, die eine Vielzahl von Steckern aufweist, die aufgebaut und angeordnet sind, um entweder die ersten oder die zweiten Kontakte gleitend aufzunehmen und/oder mindestens entweder die erste Beleuchtungsbaugruppe oder die zweite Beleuchtungsbaugruppe eine Leiterplatte (250, 220, 650) umfasst, die eine Vielzahl von auf ihr montierten Leuchtelementen und eine Blende (1040, 150) aufweist, die Licht von der Szene zur Linse (310, 410, 510, 810) passieren lässt, wobei die Leuchtelemente um die Öffnung herum an einer Vielzahl von Stellen angeordnet sind, insbesondere wobei die Leuchtelemente LEDs (652, 1150) umfassen, die in einer Vielzahl von Gruppen (1120, 1122, 1124, 1126, 1140, 1142, 1144, 1146) um die Blende (1040, 150) herum angeordnet sind, insbesondere wobei das erste Beleuchtungsbauteil wenigstens eine erste Anordnung von Gruppen (1120, 1122, 1124, 1126, 1140, 1142, 1144, 1146) oder eine erste Anordnung von unterschiedlichen Wellenlängen der LEDs (652, 1150) darin einschließt, und das zweite Beleuchtungsbauteil wenigstens eine zweite Anordnung der Gruppen (1120, 1122, 1124, 1126, 1140, 1142, 1144, 1146) oder eine zweite Anordnung von Betriebswellenlängen für die darin enthaltenen LEDs (652, 1150) aufweist und/oder wenigstens die erste Abdeckung (600, 610) oder die zweite Abdeckung (600, 610) eine lichtdurchlässige Fläche einschließt, die ein durchsichtiges Fenster (820) umgibt, das in einer optischen Achse mit der Linse (310, 410, 510, 810) ausgerichtet ist.
Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (100, 110, 430) einen Anschluss einschließt, der ein Flüssiglinsenbauteil anschließt, das an der Vorderfläche des Gehäuses (100, 110, 430) vorgesehen ist, und die erste Abdeckung (600, 610) und das erste Beleuchtungsbauteil aufgebaut und angeordnet sind, um Abstand von dem Flüssiglinsenbauteil zu bieten, wenn die erste Beleuchtungsbaugruppe mit der Vorderfläche in Eingriff steht und/oder die erste Abdeckung (600, 610) eine lichtdurchlässige Fläche einschließt, die ein erstes Fenster (820) umgibt, das in einer optischen Achse mit der Linse (310, 410, 510, 810) ausgerichtet ist, wobei das erste Fenster (820) optische Eigenschaften einschließt, die entweder (a) durchsichtig oder (b) aufgebaut und angeordnet sind, um wenigstens entweder (i) vorgegebene Lichtwellenlängen selektiv zu filtern oder durchzulassen oder (ii) vorgegebene Lichtrichtungen selektiv zu blockieren oder durchzulassen, insbesondere das erste Fenster (820) einen Polarisator oder einen holografischen Diffusor einschließt.
Bildverarbeitungssystem nach Anspruch 7 oder 8, weiter umfassend eine zweite Beleuchtungsbaugruppe, die aufgebaut und angeordnet ist, um lösbar in die Vorderfläche einzugreifen, und eine zweite Abdeckung (600, 610) und ein zweites Leuchtbauteil einschließt, das aufgebaut und angeordnet ist, um Licht in die Richtung der Szene auszusenden, aus der Licht von der Linse (310, 410, 510, 810) aufgenommen wird, und wobei der Anschluss eine lösbare elektronische Verbindung zwischen dem Gehäuse (100, 110, 430) und der zweiten Beleuchtungsbaugruppe vorsieht, wobei die zweite Abdeckung (600, 610) eine lichtdurchlässige Fläche einschließt, die ein zweites Fenster (820) umgibt, das in einer optischen Achse mit der Linse (310, 410, 510, 810) ausgerichtet ist, wobei das zweite Fenster (820) optische Eigenschaften definiert, die entweder (a) durchsichtig oder (b) aufgebaut und angeordnet sind, um wenigstens (i) Licht vorgegebener Wellenlängen selektiv zu filtern oder passieren zu lassen oder (ii) vorgegebene Lichtrichtungen selektiv zu blockieren oder passieren zu lassen, wobei die optischen Eigenschaften des ersten Fensters (820) sich von den optischen Eigenschaften des zweiten Fensters (820) unterscheiden.
Bildverarbeitungssystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (100, 110, 430) Bildverarbeitungskomponenten einschließt, die operativ mit dem Sensor verbunden sind.