DE102013219278B4

DE102013219278B4 - Kamerabeleuchtungsmodule und Systeme für maschinelles Sehen

Info

Publication number: DE102013219278B4
Application number: DE102013219278.9A
Authority: DE
Inventors: Saul Sanz Rodriguez; Laurens Nunnink
Original assignee: Cognex Corp
Current assignee: Cognex Corp
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: CN108828876B; US20160191771A1; US10097743B2; CN108828876A; CN103713447A; DE102013219278A1; US9188839B2; US20140098225A1; CN103713447B

Abstract

Ein Kamerabeleuchtungsmodul (200), das mindestens ein Beleuchtungselement (208) relativ zu einer Linse (204) einer von dem Beleuchtungsmodul (200) getrennten Vorrichtung für maschinelles Sehen positioniert, das Beleuchtungsmodul (200) umfassend:
eine Beleuchtungsplatte (206), die eine erste Oberfläche und einen zentralen Betrachtungsbereich aufweist, durch den die Vorrichtung für maschinelles Sehen ein Sichtfeld betrachten kann, und mindestens ein Beleuchtungselement (208) umfasst, das entlang der ersten Oberfläche angeordnet ist;
mindestens ein Montageelement (210), das sich von einer zweiten Oberfläche der Beleuchtungsplatte (206) erstreckt, um mit einer Oberfläche der getrennten Vorrichtung für maschinelles Sehen ineinanderzugreifen, wobei das mindestens eine Montageelement(210) bemessen ist, eine Länge aufzuweisen, die groß genug ist, so dass, wenn installiert, die Beleuchtungsplatte (206) mit Abstand vor der Linse (204) der getrennten Vorrichtung für maschinelles Sehen angeordnet ist; und
ein magnetisches Element (214), das an einem distalen Ende des mindestens einen Montageelements (210) angeordnet ist, wobei das magnetische Element (214):
(i) entlang einer Oberfläche der Vorrichtung für maschinelles Sehen empfangen wird; und
(ii) eine magnetische Rückhaltekraft erzeugt, die ausreicht, um das Beleuchtungsmodul (200) auf der Oberfläche der Vorrichtung für maschinelles Sehen zu sichern.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung bezieht sich auf Abbildungssysteme und insbesondere auf Komponentenbefestigungsvorrichtungen und verwandte Systeme und Verfahren für maschinelles Sehen.
Hintergrund
Systeme für maschinelles Sehen können Bilderfassungsvorrichtungen verwenden, wie z.B. eine elektronische Abbildungsvorrichtung (z.B. einen CMOS oder einen CCD-Kamerasensor), um Bilder von Objekten oder codierten Symbolen, die auf den Objekten angeordnet sind, aufzuzeichnen, einschließlich z.B. Strichcodes, Datenmatrizen und andere Symbole. Das aufgezeichnete Bild kann dann verarbeitet werden unter Verwendung eines Identifikationsalgorithmus, um das Muster zu decodieren, das in dem Bild oder von dem Symbol bereitgestellt wird, um Daten über das Objekt zu erhalten, an dem das Bild oder das Symbol befestigt ist. Diese Vorrichtungen werden sowohl in Einzelhandels- als auch Herstellungsumgebungen verwendet für das Bereitstellen von Preisgestaltung von Objekten oder Waren, Überwachen und Aufrechterhalten von Vorrat und Verfolgen industrieller Teile. Die Systeme für maschinelles Sehen können eines von mehreren von verschiedenen optischen Zubehören beinhalten, die verwendet werden können, um die aufgezeichneten Bilder anzupassen oder zu verändern. In einigen Fällen können optische Zubehöre an Teilen des Systems für maschinelles Sehen montiert werden (z.B. temporär gesichert werden).
Zum Beispiel benötigt effektives Erfassen und Verarbeiten eines verschlüsselten Symbols für das System für maschinelles Sehen typischerweise, dass das Objekt, das das Symbol beinhaltet, passend beleuchtet ist. Effektive Beleuchtung kann erfordern, dass eine oder mehrere Arten von Beleuchtung auf oder nahe bei dem System für maschinelles Sehen positioniert sind.
Andere Arten von optischen Zubehören können ebenso verwendet werden.
Aus der US 5,208,624 A ist eine Adapteranordnung für Kameralinsen und -filter bekannt.
Aus der JP H09-33990 A ist ein äußeres elektronisches Blitzgerät bekannt.
Aus der US 2010/0 165 188 A1 ist eine modulare digitale Kamera bekannt.
Aus der DE 27 29 149 A1 sind ein Bausatz zum Bau verschiedener optischer Geräte und ein aus Teilen des Bausatzes hergestelltes optisches Gerät bekannt.
Aus der WO 2007/053 628 A1 ist ein Satelliten-Stroboskop bekannt.
Aus der US 2003/0 161 135 A1 ist ein kabelloses Schnellwechselbeleuchtungssystem mit Stützen, Halterungen, Leuchten und Zubehör bekannt.
Aus der DE 296 09 113 U1 ist ein Gegenblitzgerät zum Einsatz in (und an) Kraftfahrwagen bekannt.
Aus der DE 22 43 832 A ist ein Elektronenblitzgerät bekannt.
Aus der US 7,722,358 B2 ist eine elektronische Verbindung zwischen Geräten bekannt.
Aus der JP 2010-113223 A sind eine Abbildungsvorrichtung, ein stroboskopisches System und ein Verfahren zur Steuerung von Lichtemission bekannt.
Aus der DE 10 2008 000 837 A1 sind ein Fahrwerksvermessungssystem sowie Verfahren zum Bestimmen der Lageparameter von Messköpfen eines Fahrwerksvermessungssystems bekannt.
Aus der US 8,139,934 B2 ist en Nahaufnahme-Fotogerät bekannt.
Aus der US 7,712,907 B2 ist ein ringförmiger Blitzlichtadapter bekannt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung stellt ein Kamerabeleuchtungsmodul und ein System für maschinelles Sehen für Abbilden eines Inspektionsfelds gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit. Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
In einigen Aspekten kann ein optisches Zubehör ein Kamerabeleuchtungsmodul beinhalten, das fähig ist, mindestens ein Beleuchtungselement relativ zu einer Linse des Systems für maschinelles Sehen zu positionieren. Das Beleuchtungsmodul kann eine strukturelle Basis (z.B. eine Beleuchtungsplatte) beinhalten, das eine erste Oberfläche aufweist und mindestens ein Beleuchtungselement beinhaltet, das entlang der ersten Oberfläche angeordnet ist, und mindestens ein Montageelement, das sich von einer zweiten Oberfläche der Beleuchtungsplatte erstreckt; und ein magnetisches Element, das an einem distalen Ende des einen der mindestens einen Montageelemente angeordnet ist. Das magnetische Element kann eingerichtet sein, um (i) entlang einer Oberfläche der Vorrichtung für maschinelles Sehen empfangen zu werden; und (ii) um eine magnetische Rückhaltekraft zu erzeugen, die geeignet ist, um das Beleuchtungsmodul an der Oberfläche der Vorrichtung für maschinelles Sehen zu sichern.
In einigen Aspekten kann ein System für maschinelles Sehen zum Abbilden eines Inspektionsfeldes eine Kamera beinhalten, die ein Gehäuse umfasst, welches eine Kameraachse definiert; eine Linse, die innerhalb eines Linsenbehälters entlang der Kameraachse angeordnet ist; und ein optisches Zubehör. Das optische Zubehör kann eine strukturelle Basis beinhalten, die eine erste Oberfläche aufweist; mindestens ein Montageelement, das sich von einer zweiten Oberfläche der strukturellen Basis erstreckt, und ein magnetisches Element, das an einem distalen Ende des einen der mindestens einen Montageelemente angeordnet ist. Das magnetische Element kann (i) entlang einer Oberfläche des Gehäuses empfangen werden, und (ii) kann eine magnetische Rückhaltekraft erzeugen, die geeignet ist, um das optische Zubehör an der Oberfläche des Gehäuses zu sichern.
In einigen Aspekten kann ein optisches Zubehör eine zusätzliche Linsenvorrichtung zum Koppeln mit einer Oberfläche einer Vorrichtung für maschinelles Sehen entlang einer Kameraachse entlang einer Abbildungsvorrichtung der Vorrichtung für maschinelles Sehen beinhalten. Die zusätzliche Linsenvorrichtung kann ein Linsenmodul beinhalten, das eingerichtet ist, um entfernbar an einer Linse der Abbildungsvorrichtung angebracht zu werden; und ein magnetisches Element, das in oder auf dem Linsenmodul angeordnet ist, wobei das magnetische Element eingerichtet ist, um eine magnetische Rückhaltekraft zu erzeugen, um das Linsenmodul an einer Oberfläche der Vorrichtung für maschinelles Sehen zu befestigen.
In einigen Aspekten kann ein Kamerasystem eine Kameraumhüllung beinhalten; eine Linse, die in oder entlang der Kameraumhüllung entlang einer optischen Achse des Kamerasystems angeordnet ist, und ein optisches Zubehör, das an der Kameraumhüllung befestigt ist, wobei das optische Zubehör befestigt wird unter Verwendung einer magnetischen Rückhaltekraft, die von mindestens einem magnetischen Element bereitgestellt wird.
In einigen Aspekten kann ein System für maschinelles Sehen zum Beleuchten und Abbilden eines Inspektionsfeldes eine Kameravorrichtung beinhalten, die ein Gehäuse aufweist, welches eine Abbildungsvorrichtung beinhaltet, die eine Kameraachse definiert, und eine Steuereinheit, die mit der Abbildungsvorrichtung verbunden ist, wobei das Gehäuse einen Linsenbehälter entlang der Kameraachse definiert; eine Linse, die innerhalb des Linsenbehälters angeordnet ist; ein erstes optisches Zubehör (z.B. eine zusätzliche Linsenvorrichtung), die mit der Linse gekoppelt ist entlang der Kameraachse und ein zweites optisches Zubehör (z.B. ein Beleuchtungsmodul), das mit der Kameravorrichtung oder der zusätzlichen Linsenvorrichtung gekoppelt ist. Die zusätzliche Linsenvorrichtung kann ein Linsenmodul beinhalten, das eingerichtet ist, um entfernbar mit der Linse verbunden zu werden; und ein erstes magnetisches Element, das in oder auf dem Linsenmodul angeordnet ist, wobei das erste magnetische Element eingerichtet ist, um eine magnetische Rückhaltekraft zu erzeugen, um das Linsenmodul an der Linse der Abbildungsvorrichtung zu befestigen. Das Beleuchtungsmodul kann eine strukturelle Basis beinhalten (z.B. eine Beleuchtungsplatte), welches eine erste Oberfläche aufweist und mindestens ein Beleuchtungselement beinhaltet, das entlang der ersten Oberfläche angeordnet ist; mindestens ein Montageelement, das sich von einer zweiten Oberfläche der strukturellen Basis erstreckt; und ein zweites magnetisches Element, das an einem distalen Ende des einen des mindestens einen Befestigungselements angeordnet ist, wobei das zweite magnetische Element eingerichtet ist, um: (i) entlang einer Oberfläche einer Komponente der Kameravorrichtung empfangen zu werden; und (ii) um eine magnetische Rückhaltekraft zu erzeugen, die geeignet ist, um das Beleuchtungsmodul an der Oberfläche der Kameravorrichtung zu sichern.
In einigen Aspekten kann ein Verfahren zum Installieren eines optischen Zubehörs (z.B. einer zusätzlichen Linsenvorrichtung) entlang einer Kameraachse einer Abbildungsvorrichtung für ein Kamerasystem für maschinelles Sehen beinhalten, welches eine Linse aufweist, die angeordnet ist in einem Linsenbehälter entlang der Kameraachse; Anordnen eines magnetischen Elements in oder auf der zusätzlichen Linsenvorrichtung; Verwenden einer magnetischen Kraft, die von dem magnetischen Element bereitgestellt wird, um die zusätzliche Linsenvorrichtung axial relativ zu der Kameraachse mit der Linse zu koppeln; Ausrichten der zusätzlichen Linsenvorrichtung relativ zu der Linse, die in der Abbildungsvorrichtung angeordnet ist; und elektrisches Verbinden der zusätzlichen Linsenvorrichtung mit dem Kamerasystem für maschinelles Sehen.
Ausführungsformen können eines oder mehrere der folgenden Merkmale beinhalten.
In einigen Ausführungsformen kann ein optisches Zubehör weiterhin ein Ausrichtungsmerkmal beinhalten, dass die Orientierung des optischen Zubehörs relativ zu der Vorrichtung für maschinelles Sehen beschränkt. Zum Beispiel kann das mindestens eine Montageelement ein erstes Montageelement und ein zweites Montageelement beinhalten und das Ausrichtungsmerkmal kann eine Größe und/oder Form des ersten Montageelements beinhalten, welches unterschiedlich ist von einer Größe und/oder Form des zweiten Montageelements.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Ausrichtungsmerkmal ein distales Ende des ersten Montageelements, das eine erste Querschnittsform aufweist, und ein distales Ende des zweiten Montageelements, das eine zweite Querschnittsform aufweist, wobei die erste Querschnittsform eingerichtet ist, um in einem ersten Behälter entlang der Fläche der Vorrichtung für maschinelles Sehen empfangen zu werden und eingerichtet ist, um daran gehindert zu werden, in einem zweiten Behälter entlang der Fläche der Vorrichtung für maschinelles Sehen empfangen zu werden, und wobei der zweite Behälter eingerichtet ist, um die zweite Querschnittsform zu empfangen. In einigen Fällen hat die erste Querschnittsform eine erste Durchschnittsbreite und die zweite Querschnittsform hat eine zweite Durchschnittsbreite, wobei die erste Durchschnittsbreite größer ist als die zweite Durchschnittsbreite, so dass das distale Ende des ersten Montageelements empfangbar ist in dem ersten Behälter, aber nicht in dem zweiten Behälter.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das mindestens eine Montageelement mindestens zwei Montageelemente und das Ausrichtungsmerkmal beinhaltet einen Unterschied im Winkelabstand zwischen zwei angrenzenden Montageelementen relativ zu einer zentralen Achse des optischen Zubehörs (z.B. des Beleuchtungsmoduls). In einigen Fällen beinhalten die mindestens zwei Montageelemente ein erstes Montageelement und ein zweites Montageelement, wobei der Unterschied des Winkelabstands ein Unterschied ist zwischen (i) einem ersten Winkelabstand zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement relativ zu der zentralen Achse des optischen Zubehörs und (ii) einem zweiten Winkelabstand zwischen dem ersten und dem zweiten Montageelement relativ zu der zentralen Achse, wobei der erste Winkelabstand und der zweite Winkelabstand unterschiedliche Bereiche eines totalen umlaufenden Bereichs um die zentrale Achse sind, und wobei der Unterschied zwischen dem ersten Winkelabstand und dem zweiten Winkelabstand die Ausrichtungen beschränkt, in denen das optische Zubehör an der Kameravorrichtung für maschinelles Sehen befestigt werden kann.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das magnetische Element einen ersten Magneten und das Ausrichtungsmerkmal beinhaltet eine Anordnung des ersten Magneten relativ zu der Vorrichtung für maschinelles Sehen. In einigen Fällen beinhaltet das Ausrichtungsmerkmal eine Anordnung einer magnetischen Polarität des ersten Magneten relativ zu einer Anordnung einer magnetischen Polarität eines zweiten Magneten, der in oder auf der Vorrichtung für maschinelles Sehen angeordnet ist.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das mindestens eine Montageelement ein verlängertes Element, das sich von der zweiten Oberfläche der strukturellen Basis erstreckt. In einigen Ausführungsformen ist eines oder mehrere der Montageelemente angeordnet bei einem nicht Null-Grad-Winkel (z.B. annähernd orthogonal) relativ zu der zweiten Oberfläche. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das optische Zubehör drei oder mehr verlängerte Montageelemente.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das optische Zubehör ein zweites magnetisches Element, das entlang der strukturellen Basis angeordnet ist, das eingerichtet ist, um mit einem anderen (z.B. einem zweiten) optischen Zubehör zu koppeln. In einigen Fällen beinhaltet das optische Zugehör das zweite optische Zubehör, welches magnetisch mit der strukturellen Basis gekoppelt ist.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das optische Zubehör auch ein elektrisches Befestigungselement, welches elektrisch mit der strukturellen Basis gekoppelt ist, wobei das elektrische Befestigungselement eingerichtet ist, um elektrisch das mindestens eine Beleuchtungselement mit mindestens einem von einer Leistungsquelle, einer Steuerungsvorrichtung oder einer signalerzeugenden Vorrichtung der Vorrichtung für maschinelles Sehen zu verbinden. In einigen Fällen beinhaltet die signalerzeugende Vorrichtung eine erfassungssignalerzeugende Vorrichtung, wie z.B. eine von verschiedenen Sensoren (z.B. ein Temperatursensor), der auf der strukturellen Basis angeordnet ist.
In einigen Ausführungsformen umfasst das magnetische Element ein ferromagnetisches Element, das eingerichtet ist, um die magnetische Rückhaltekraft mit einem Magnet zu erzeugen, der entlang der Oberfläche der Kameravorrichtung oder des Systems für maschinelles Sehen angeordnet ist. In einigen Ausführungsformen kann das System für maschinelles Sehen oder das optische Zubehör ein elektrisches Befestigungselement beinhalten, das elektrisch mit der strukturellen Basis verbunden ist, wobei das elektronische Befestigungselement elektronisch das optische Zubehör oder eine Komponente davon (z.B. die Beleuchtungsplatte oder das Linsenmodul) mit mindestens einer von einer Leistungsquelle oder einer Steuerungsvorrichtung des Systems für maschinelles Sehen verbindet. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das elektrische Befestigungselement einen elektrischen Verbinder, der eine drahtgebundene Verbindung zu der strukturellen Basis bereitstellt. Der elektrische Verbinder kann eingerichtet sein, um mit dem System für maschinelles Sehen verbunden zu werden. Zum Beispiel kann das elektrische Befestigungselement einen elektronischen Kontaktbereich entlang eines distalen Endes des einen des mindestens einen Montageelements beinhalten. Der elektrische Kontaktbereich kann eingerichtet sein, um bei Kontakt mit einer zusammenpassenden elektrischen Kontaktoberfläche elektrisch das optische Zubehör (z.B. das mindestens eine Beleuchtungselement) mit der mindestens einen von der Leistungsquelle oder Steuerungsvorrichtung zu verbinden. In einigen Fällen sind der elektrische Kontaktbereich und das magnetische Element entlang eines distalen Endes desselben Montageelements angeordnet. In einigen Fällen beinhaltet das elektrische Befestigungselement einen oder mehrere belastbare, ablenkbare, verbindende Pins (z.B. federbelastete Kontaktpins). In einigen Ausführungsformen verbindet die magnetische Rückhaltekraft den elektrischen Kontaktbereich mit der zusammenpassenden elektrischen Kontaktoberfläche.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das optische Zubehör ein Kameralinsenbeleuchtungsmodul und die strukturelle Basis beinhaltet eine Beleuchtungsplatte, die mindestens ein Beleuchtungselement aufweist, das entlang der ersten Oberfläche angeordnet ist. In einigen Ausführungsformen ist die Linse allgemein stationär innerhalb des Linsenbehälters.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Gehäuse eine Abbildungsvorrichtung, die eine Kameraachse definiert, und eine Steuereinheit, die mit der Abbildungsvorrichtung verbunden ist.
In einigen Ausführungsformen ist die Oberfläche der Vorrichtung für maschinelles Sehen eine Oberfläche eines ferromagnetischen Rückhalteelements, das um die Linse herum angeordnet ist.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Linsenmodul eine anpassbare Linse, die eingerichtet ist, um eine optische Eigenschaft der Vorrichtung für maschinelles Sehen zu verändern. Zum Beispiel kann die anpassbare Linse eine variabel anpassbare Linse beinhalten (z.B. eine Flüssiglinsenvorrichtung).
In einigen Ausführungsformen ist das magnetische Element so eingerichtet, dass, wenn das Linsenmodul an der Linse über die magnetische Rückhaltekraft befestigt ist, das Linsenmodul generell axial entlang Kameraachse befestigt ist, und das Linsenmodul fähig ist, um die Kameraachse zu rotieren.
In einigen Ausführungsformen ist ein zweites magnetisches Element entlang des Linsenmoduls angeordnet, wobei das zweite magnetische Element eingerichtet ist, mit einem optischen Zubehör zu koppeln. In einigen Fällen ist ein zweites optisches Zubehör magnetisch mit dem Linsenmodul gekoppelt.
In einigen Ausführungsformen ist das mindestens eine magnetische Element eine Komponente des optischen Zubehörs.
In einigen Ausführungsformen umfasst das optische Zubehör ein Ausrichtungsmerkmal oder einen Mechanismus, der eine installierte Ausrichtung des optischen Zubehörs relativ zu der Kameraumhüllung beschränkt.
In einigen Ausführungsformen wird die magnetische Rückhaltekraft zwischen einem ersten magnetischen Element des mindestens einen magnetischen Elements, das auf dem optischen Zubehör angeordnet ist, und einem ferromagnetischen Rückhalteelement, das auf der Linse angeordnet ist, erzeugt, und in einer befestigten Konfiguration ist das erste magnetische Element weg von dem ferromagnetischen Element beabstandet.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Verwenden der magnetischen Kraft, die von dem magnetischen Rückhalteelement bereitgestellt wird, um axial die zusätzliche Linsenvorrichtung mit der Linse zu koppeln, ein Positionieren des magnetischen Elements, das auf oder in der zusätzlichen Linsenvorrichtung angeordnet ist, nahe zu einem ferromagnetischen Rückhalteelement (z.B. einem Rückhaltering), der an der Linse befestigt ist.
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren auch ein Verstellen der zusätzlichen Linse beinhalten, um die Brennweite des Kamerasystems für maschinelles Sehen zu verändern.
So wie hier verwendet, ist der Ausdruck Magnet beabsichtigt, sich auf ein Material oder Objekt zu beziehen, welches ein magnetisches Feld erzeugt. Das magnetische Feld beinhaltet eine Kraft, die ferromagnetische Materialien anzieht, wie z.B. eisenhaltige Materialien (z.B. Eisen) und andere Magneten anzieht oder abstößt.
Ein Dauermagnet ist typischerweise ein Objekt, das aus einem Material hergestellt worden ist, das magnetisiert worden ist, und welches sein eigenes magnetisches Feld erzeugt. Ferromagnetische Materialien sind Materialien, die fähig sind, von einem Magneten angezogen zu werden und sind typischerweise fähig, magnetisiert zu werden. Einige Beispiele ferromagnetischer Materialien beinhalten Eisen, Nickel, Kobalt, einige Legierungen von Seltenerdmetallen und einige natürlich auftretende Mineralien, wie z.B. Magnetstein.
Ferromagnetische Materialien können unterteilt werden in magnetisch „weiche“ Materialien, wie getempertes Eisen, welches magnetisiert werden kann, aber nicht dazu neigt, magnetisiert zu bleiben, und magnetisch „harte“ Materialien, welche dies tun. Permanentmagneten sind typischerweise hergestellt aus harten ferromagnetischen Materialien, wie z.B. Alnico und Ferrite, welche einer speziellen Verarbeitung in einem starken magnetischen Feld während der Herstellung ausgesetzt werden, um ihre interne mikrokristalline Struktur auszurichten, was sie sehr schwer zu entmagnetisieren macht.
Magneten können ebenso einen Elektromagneten beinhalten. Ein Elektromagnet beinhaltet typischerweise eine Spule eines elektrischen Leiters (z.B. einen Draht), der ein magnetisches Feld erzeugt, wenn ein elektrischer Strom durch den Draht fließt. Die Spule hört auf, das magnetische Feld zu erzeugen, wenn der Strom nicht länger durch den Draht fließt.
In einigen Fällen ist die Spule um einen Kern aus ferromagnetischem Material gewickelt, wie z.B. Stahl, welcher das magnetische Feld, das von der Wicklung erzeugt wird, verstärkt.
Ausführungsformen können einen oder mehrere der folgenden Vorteile haben.
In einigen Aspekten kann ein optisches Zubehör (z.B. ein Beleuchtungsmodul oder eine zusätzliche Linsenvorrichtung), das fähig ist, schnell und einfach mit einer Kameravorrichtung (z.B. einem System für maschinelles Sehen) unter Verwendung einer magnetischen Kraft zu koppeln, schneller und einfacher als einige andere optische Zubehöre befestigt und entfernt werden, wie z.B. optische Zubehöre, die mit Kameravorrichtungen unter Verwendung von Befestigungsmitteln oder anderen komplexeren Befestigungsverfahren verbunden sind. Solch ein Vorteil kann realisiert werden, weil in einigen Fällen Befestigungsmittel und andere Befestigungsverfahren die Verwendung zusätzlicher Werkzeuge für die Installation und das Entfernen erfordern. Zum Beispiel wenn eine Kameravorrichtung an einem schwer zugänglichen Ort montiert ist, kann eine Person das optische Zubehör (z.B. ein Beleuchtungsmodul) durch einfaches Ziehen des optischen Zubehörs weg von der Kameravorrichtung (z.B. mit einer Hand) entfernen, manuell die Linse verstellen oder wechseln (z.B. mit der entgegengesetzten Hand), z.B. um die Brennweite der Kameravorrichtung zu verstellen und dann das optische Zubehör wieder an der Kameravorrichtung zu befestigen.
Dadurch, dass es an der Kameravorrichtung schneller und einfacher befestigt, von ihr entfernt und an ihr erneut befestigt werden kann, kann eine Person (z.B. ein Mechaniker), der an der Kameravorrichtung arbeitet, das optische Zubehör entfernen, die Linse verstellen und das optische Zubehör schneller wieder installieren. Schnellere Demontage und Remontage kann die Instandhaltung und Ausfallzeit der Kameravorrichtung reduzieren, was zu kürzeren Ausfallzeiten von automatischer Herstellung, Produktion oder Inspektionslinien führen kann, auf denen das Kamerasystem verwendet wird.
In einigen Aspekten kann ein optisches Zubehör, welches Befestigungs- oder Ausrichtungsmerkmale oder Mechanismen, wie hierin beschrieben, aufweist, helfen, das optische Zubehör daran zu hindern, versehentlich an der Kameravorrichtung in einer inkorrekten Ausrichtung befestigt zu werden. In einigen Fällen, z.B. wenn das optische Zubehör eine Beleuchtungsvorrichtung (z.B. ein Beleuchtungsmodul) ist, kann ein Beschränken ungewünschter Ausrichtungen des Beleuchtungsmoduls helfen, eine ordnungsgemäße Beleuchtungsumgebung entlang des Beleuchtungsfeldes zu erzeugen auf der Grundlage der Bedürfnisse der Kameravorrichtung und der Umgebung, die die Kameravorrichtung abbildet. Als ein Ergebnis kann das Reparieren oder Rekonstruieren einer Kameravorrichtung reduziert werden und demzufolge können die Ausfallzeiten der automatischen Herstellung, Produktion oder der Inspektionslinien, auf denen die Kameravorrichtung verwendet wird, reduziert werden.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Systems für maschinelles Sehen.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Beleuchtungsmoduls, das magnetisch mit einem Teil des Gehäuses des Systems für maschinelles Sehen verbunden ist
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Beleuchtungsmoduls und des Gehäuses der 2, die voneinander getrennt sind.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines anderen beispielhaften Beleuchtungsmoduls, das magnetisch mit einem Teil eines Gehäuses eines anderen Systems für maschinelles Sehen verbunden ist.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Systems für maschinelles Sehen, das eine zusätzliche Linsenvorrichtung aufweist, welche magnetisch mit einer Linse des Systems für maschinelles Sehen verbunden ist.
6 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Linse der 5, welche in dem System für maschinelles Sehen der 5 installiert wird.
7 ist eine perspektivische Ansicht der Linse der 5, die in dem System für maschinelles Sehen der 5 installiert worden ist.
8A und 8B sind sequenzielle Querschnittansichten der zusätzlichen Linsenvorrichtung der 5, die mit der Linse der 7 verbunden wird.

Detaillierte Beschreibung
In einigen Aspekten können einige Komponenten eines Systems für maschinelles Sehen, wie z.B. optische Zubehöre (z.B. Beleuchtungsvorrichtungen, Kamerafokussiersysteme (z.B. Autofokus-Linsensysteme) (z.B. Flüssiglinsensysteme)), Kameraschutzvorrichtungen (z.B. schützende Linsenkappenvorrichtungen), optische Filter und verschiedene andere Typen von optischen Zubehören), mit einer Kameravorrichtung des Systems für maschinelles Sehen unter Verwendung magnetischer Verbindungselemente verbunden und von ihr getrennt werden.
Mit Bezug zu 1 kann ein System für maschinelles Sehen 100 in einigen Ausführungsformen ein Gehäuse 102, einen Abbildungssensor 104 (dargestellt in gestrichelten Linien) innerhalb des Gehäuses 102 und ein Linsensystem (z.B. eine verstellbare Linsenvorrichtung) 106, die entlang einer äußeren Oberfläche des Gehäuses 102 angeordnet ist, beinhalten. Der Abbildungssensor 104 definiert eine optische Achse (z.B. eine Kameraachse) 108, die im Allgemeinen rechtwinklig ist zu dem Abbildungssensor 104 ist. Während der Verwendung ist der Abbildungssensor 104 fähig, Bilder von Objekten aufzuzeichnen (z.B. elektronisch zu decodieren), die entlang und in der Nähe der Kameraachse 108 positioniert sind.
Das Linsensystem 106 ist mit dem Gehäuse 102 verbunden (z.B. verbunden mit Befestigungsmitteln, direkt verbunden über eine Gewindeverbindung oder anderweitig an dem Gehäuse 102 gesichert) und ist im Wesentlichen an der Kameraachse 108 ausgerichtet. Eine oder mehrere Komponenten des Systems für maschinelles Sehen 100, wie z.B. der Abbildungssensor 104, sind verbunden (z.B. elektrisch verbunden über ein Kabel 110) mit einer Steuerungseinheit (z.B. einer internen Steuerungseinheit) 112, welche Daten von dem Abbildungssensor 104 empfängt und die Daten zur Verarbeitung decodiert. Das System für maschinelles Sehen 100 kann mit einer Benutzerschnittstelle 111 verbunden werden (z.B. elektrisch verbunden über eine drahtgebundene Verbindung 109) zur Verwendung oder Verarbeitung. Während das dargestellte System für maschinelles Sehen 100 typischerweise vorgesehen ist für befestigte Leseanwendungen, können handgehaltene Kamerasysteme oder andere Scanvorrichtung im Wesentlichen ähnliche Komponenten beinhalten und können ebenso verwendet werden zusammen mit den Systemen und Verfahren, die hierin beschrieben werden.
Das System für maschinelles Sehen 100 kann eines oder mehrere optische Zubehöre oder Vorrichtungen beinhalten, wie z.B. Beleuchtungsvorrichtungen (z.B. Kameralinsen-Beleuchtungsmodule), um einen Bereich zu beleuchten (z.B. ein Objektinspektionsfeld) vor dem Linsensystem 106 für ausreichende Betrachtungs- und Abbildungsfähigkeiten. Insbesondere kann das Kameralinsen-Beleuchtungsmodul einen Zielbereich entlang der Kameraachse 108 beleuchten, so dass Bilder von Objekten in dem Inspektionsfeld für Verarbeitung aufgezeichnet werden können. Die Befestigung und Verwendung anderer Typen von optischen Zubehören wird nachfolgend weiter beschrieben.
Zum Beispiel, mit Bezug zu 2, kann in einigen Ausführungsformen ein optisches Zubehör (z.B. ein Kamerabeleuchtungsmodul) 200 mit einem Anteil eines Kameragehäuses 202 eines Kamerasystems gekoppelt werden, in welchem eine Kameralinse 204, die die Kameraachse 108 definiert, angeordnet ist. Das Beleuchtungsmodul 200 beinhaltet eine im Allgemeinen flache strukturelle Basis (z.B. eine Beleuchtungsplatte) 206, die eine erste, nach vorn gerichtete Oberfläche aufweist, entlang welcher eines oder mehrere Beleuchtungselemente 208 angeordnet sind. Die Beleuchtungselemente 208 können jeden von verschiedenen Typen von lichtausstrahlenden Vorrichtungen beinhalten, wie z.B. lichtausstrahlende Dioden (light emitting diodes, LEDs), organische lichtausstrahlende Dioden (organic light emitting diode, OLEDs), flüssige kristalline Anzeigen (liquid crystalline displays, LCDs), oder andere geeignete lichtausstrahlende Vorrichtungen. Während das Beleuchtungsmodul beschrieben worden ist als mehrere Beleuchtungselemente aufweisend, beinhaltet in einigen Ausführungsformen das Beleuchtungsmodul nur ein Beleuchtungselement. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die im Allgemeinen flache strukturelle Basis keine Beleuchtungselemente.
In einigen Ausführungsformen hat die Beleuchtungsplatte 206 die Form einer Leiterplatte (z.B. einer gedruckten Leiterplatte) und die Beleuchtungselemente 208 haben die Form von oberflächenmontierten lichtausstrahlenden Elementen (z.B. oberflächenmontierten LEDs), die entlang der gedruckten Leiterplatte angeordnet sind. Wie dargestellt, hat die Beleuchtungsplatte 206 in einigen Ausführungsformen die Form einer im Wesentlichen runden, scheibenförmigen Leiterplatte, die ein Loch aufweist, das in einem zentralen Bereich gebildet ist. Das Loch ist bemessen und geformt, um es der Kameralinse 204 zu erlauben, ein Inspektionsfeld durch das Loch in der Beleuchtungsplatte 206 zu betrachten. In einigen Ausführungsformen hat das Loch einen Durchmesser, der in etwa 1 mm bis etwa 5 mm größer ist als der Durchmesser der Linse 204. Zum Beispiel wenn die Linse 204 die Form einer M12 großen Linse hat, kann das Loch einen Durchmesser haben, der etwa 15 mm bis etwa 18 mm beträgt. In einem anderen Beispiel, wenn die Linse 204 die Form einer C-montierten Linse aufweist, kann das Loch einen Durchmesser aufweisen, der in etwa 35 mm bis etwa 40 mm beträgt.
Mit Bezug zu 3 beinhaltet das Beleuchtungsmodul 200 mindestens ein (z.B. drei in dem in 3 dargestellten Beispiel) Montageelement 210, das sich von einer zweiten, nach unten gerichteten Oberfläche der Beleuchtungsplattes 206 erstreckt, so dass das Beleuchtungsmodul 200 mit dem Kameragehäuse 202 verbunden werden kann. Die Montageelemente 210 erstrecken sich von der Beleuchtungsplatte 206 in Nicht-Null-Winkeln (z.B. in im Wesentlichen rechtwinkligen Winkeln) relativ zu der zweiten, nach unten zeigenden Oberfläche der Beleuchtungsplatte 206. Wie dargestellt sind die Montageelemente 210 typischerweise um die Beleuchtungsplatte 206 in im Wesentlichen gleichen Abständen (z.B. im Wesentlichen gleiche Winkelabstände relativ zu einer zentralen Achse) getrennt voneinander verteilt. Jedoch können in einigen Ausführungsformen die Montageelemente bei unterschiedlichen Abständen voneinander um die Beleuchtungsplatte herum angeordnet sein. Die Montageelemente 210 sind typischerweise bemessen, eine Länge aufzuweisen, die groß genug ist, so dass, wenn installiert, die Beleuchtungsplatte 206 mit Abstand vor der Kameralinse 204 angeordnet ist (d.h. weiter weg von dem Gehäuse 202 als von der Kameralinse 204 angeordnet). Solch eine Beabstandung kann helfen, Schatten im Inspektionsfeld zu reduzieren oder zu begrenzen, welche potenziell durch die Kameralinse 204 gebildet werden können, wenn die Beleuchtungselemente 208 hinter der Kameralinse 204 beabstandet wären.
Wie in 3 dargestellt, sind die Montageelemente 210 in einigen Ausführungsformen im Wesentlichen zylindrische, verlängerte strahlenähnliche Elemente, die eine im Allgemeinen runde Querschnittsform aufweisen. Der Einfachheit halber sind die anderen Anteile des Gehäuses und des Kamerasystems nicht in 3 dargestellt. Jedoch können die Montageelemente andere Querschnittsformen aufweisen. Zum Beispiel können die Montageelemente eine Querschnittsform aufweisen, einschließlich anderer runder Formen (z.B. längliche, elliptische oder runde Formen), polygonale Formen (z.B. rechteckige, quadratische, fünfeckige, sechseckige oder andere polygonale Formen) oder eine Form einschließlich einer Kombination von einer oder mehreren kurvenförmigen und/oder geraden Seiten.
Die Montageelemente 210 sind um die Beleuchtungsplatte 206 verteilt, so dass sie empfangen werden können innerhalb mehrerer Montageaussparungen 212, welche entlang des Kameragehäuses 202 gebildet sind. Die Montageaussparungen 212 sind typischerweise bemessen und geformt ähnlich zu, aber etwas größer als die querschnittliche Größe und Form der Montageelemente 210. Zum Beispiel, wie in 3 dargestellt, wenn im Wesentlichen runde Montageelemente 210 verwendet werden, sind die Montageaussparungen 212 als im Wesentlichen runde Aussparungen gebildet, um die Montageelemente 210 zu empfangen.
Die Montageelemente 210 können durch jede geeignete Herstellungstechnik gebildet werden (z.B. Spritzgießen oder Zerspanen) und können aus jedem geeigneten Material gebildet sein, wie z.B. Metall, Kunststoff, Kompositmaterial oder jede passende Kombination dieser Materialien. Die Montageelemente 210 können mit der Beleuchtungsplatte 206 verbunden werden unter Verwendung von jeder von verschiedenen geeigneten Verbindungstechniken oder Verfahren einschließlich befestigen unter Verwendung von Befestigungsmittel (z.B. Schrauben oder Nieten), Binden unter Verwendung von Klebstoff (z.B. Kleber oder Epoxid), mechanisches Binden (z.B. geschweißt, gelötet oder über einen Pressanschluss befestigt) oder anderweitig geeignet wären. In einigen Ausführungsform sind die Montageelemente 210 und die Beleuchtungsplatte 208 als eine Komponente gebildet.
Mindestens eines der Montageelemente 210 beinhaltet ein Rückhalteelement, wie z.B. ein magnetisches Element (z.B. einen Magneten oder ein ferromagnetisches Element) 214, das an einem distalen Ende (z.B. dem Ende, das sich von der Beleuchtungsplatte 206 weg zeigt) des Montageelements 210 angeordnet ist. Das magnetische Element 214 kann an dem Montageelement 210 durch jedes von verschiedenen geeigneten Verfahren befestigt werden, einschließlich einer befestigten Verbindung, einer gebundenen Verbindung oder einer Pressanschlussverbindung. Das magnetische Element 214 ist bemessen und eingerichtet, um magnetisch ein angrenzendes magnetisches Empfangselement (z.B. ein ferromagnetisches Element oder einen Magneten) 216 zu koppeln, der auf oder entlang des Gehäuses 202 angeordnet ist. Zum Beispiel kann das magnetische Empfangselement 216 ein ferromagnetisches Element sein, das mit dem Gehäuse 202 gekoppelt ist (z.B. befestigt, gebunden oder gepresst). In einigen Ausführungsformen ist das magnetische Empfangselement 216 als eine integrale Komponente des Gehäuses 202 gebildet.
Das magnetische Element 214 ist eingerichtet, um ein magnetisches Feld zu produzieren, das eine magnetische Rückhaltekraft erzeugt, die ausreichend ist, um das Beleuchtungsmodul 200 mit dem Gehäuse 202 zu koppeln. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen die magnetische Rückhaltekraft, die zwischen dem magnetischen Element 214 und dem magnetischen Empfangselement 216 erzeugt wird, zwischen etwa 2,22 N bis etwa 22,24 N betragen.
Die magnetische Befestigung zwischen dem optischen Zubehör und dem System für maschinelles Sehen kann die Form mehrerer Konfigurationen annehmen. Zum Beispiel, wie dargestellt, kann in einigen Ausführungsformen das magnetische Element, das auf dem Montageelement angeordnet ist, einen Magneten beinhalten, und das magnetische Empfangselement auf dem Gehäuse kann ein ferromagnetisches Element beinhalten, das eingerichtet ist, um eine magnetische Kraft mit dem Magnet zu erzeugen. Alternativ kann in einigen Ausführungsformen das magnetische Element, das auf dem Montageelement angeordnet ist, ein ferromagnetisches Element beinhalten, und das magnetische Empfangselement auf dem Gehäuse kann einen Magneten beinhalten, der eingerichtet ist, um eine magnetische Kraft mit dem ferromagnetischen Element zu erzeugen. Alternativ kann in einigen Ausführungsformen das magnetische Element, das auf dem Montageelement angeordnet ist, einen Magneten beinhalten und das magnetische Empfangselement auf dem Gehäuse kann ebenso einen Magneten beinhalten. Die zwei Magnete können angeordnet sein, um eine magnetische Kraft zwischen sich zu erzeugen. Zum Beispiel können die Magneten angeordnet sein, um sich gegenüberstehende entgegengesetzte magnetische Polaritäten aufzuweisen (z.B. einen magnetischen Nordpol des einen Magneten, der einem magnetischen Südpol des anderen Magneten gegenübersteht).
Das magnetische Element 214 nimmt typischerweise die Form eines Dauermagneten an, wie z.B. ein Seltenerdmagnet. In dem dargestellten Beispiel ist das magnetische Element ein Neodym-Magnetelement. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das magnetische Element einen Komposit-Dauermagnet (z.B. einen keramischen Magneten, einen Ferritmagneten, einen Alnico-Magneten oder einen flexiblen Magneten). Alternativ oder zusätzlich können andere Arten von Magneten verwendet werden, wie z.B. Elektromagneten.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Beleuchtungsmodul 200 ein elektrisches Befestigungselement, um dem optischen Zubehör elektrische Leistungen bereitzustellen, z.B. um die Beleuchtungselemente 208 mit Leistung zu versorgen und zu steuern. Zum Beispiel, mit Bezug zu 3, nimmt in einigen Ausführungsformen ein elektrisches Befestigungselement 218 die Form eines elektrischen Verbinders an, der an einem distalen Ende der Befestigungselemente 210 angeordnet ist. Das elektrische Befestigungselement 218 ist mit den Beleuchtungselementen 208 verbunden, z.B. über eine Drahtgebundene Verbindung (z.B. ein Kabelbaum), die innerhalb des Montageelements 210 zu den leitenden Bereichen entlang der Beleuchtungsplatte 206 angeordnet ist, entlang der die Beleuchtungselemente 208 angeordnet sind. Durch das Verwenden des elektrischen Befestigungselements 218 und der leitenden Bereiche der Beleuchtungsplatte 206 kann Elektrizität von dem Kamerasystem an die Beleuchtungselemente 208 verteilt und geliefert werden. Zum Beispiel können elektrische Steuersignale oder Erfassungssignale, wie z.B. solche, die von einem Sensor (z.B. einem Temperatursensor), der auf der Beleuchtungsplatte 206 angeordnet ist, gesendet werden zwischen der Steuerungseinheit 112 und der Beleuchtungsplatte 206 über das elektrische Befestigungselement 218. Insbesondere ist das elektrische Befestigungselement 218 bemessen und eingerichtet, um elektrisch mit einem empfangenden elektrischen Verbinder 220 verbunden zu werden, der entlang des Gehäuses 202 angeordnet ist, der elektrisch verbunden ist mit einem oder mehreren der Abbildungssensoren 104 oder Steuerungseinheit 112. Demzufolge kann das Beleuchtungsmodul 200 sobald es verbunden ist von dem Kamerasystem betrieben werden, um die Beleuchtungselemente 208 richtig zu betreiben, um ein gewünschtes Beleuchtungsfeld zu produzieren auf der Grundlage der Umgebung, in der das Kamerasystem verwendet wird.
In einigen Ausführungsformen nehmen das elektrische Befestigungselement 218 und der empfangende elektrische Verbinder 220 die Form eines elektrischen Verbinders an, der einen oder mehrere belastbare, ablenkbare elektrische Verbindungspins 222 aufweist. In einigen Ausführungsformen beinhalten die ablenkbaren elektrischen Verbindungspins einen oder mehrere Pins, die vorgespannt sind (z.B. federgelagert) gegen eine beabsichtigte zusammengehörende elektrische Kontaktoberfläche. Unter Verwendung der ablenkbaren elektrischen Verbindungspins 222 kann eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Befestigungselement 218 und dem empfangenden elektrischen Verbinder 220 eingerichtet werden, ohne dass die zwei Verbinder integral miteinander gekoppelt werden (d.h., ohne dass ein männlicher Verbinder eingefügt und innerhalb eines weiblichen Verbinders zurückbehalten werden muss). Zum Beispiel, wenn das elektrische Befestigungselement 218 gegen oder entlang des empfangenden elektrischen Verbinders 220 platziert wird, der ablenkbare elektrische Verbindungspins 222 aufweist, stellen die ablenkbaren elektrischen Verbindungspins 222 einen Kontakt her und werden gebogen von den zusammengehörenden elektrischen Kontakten 224, die entlang des elektrischen Befestigungselements 218 angeordnet sind, um die gewünschte elektrische Verbindung einzurichten. Typischerweise, wenn das Beleuchtungsmodul 200 auf dem Kameragehäuse 202 installiert wird, stellen die magnetischen Elemente 214 eine magnetische Rückhaltekraft bereit, die temporär das elektrische Befestigungselement 218 gegen den empfangenden elektrischen Verbinder 220 sichert, um die ablenkbaren elektrischen Verbindungspins 222 abzulenken und um die elektrische Verbindung einzurichten.
Mit Bezug zu 3 kann das elektrische Befestigungselement 218 und das magnetische Element 214 an einem distalen Ende desselben Montageelements 210 angeordnet sein. Durch Verwenden dieser Art von Konfiguration, die das magnetische Element 214 aufweist, welches das elektrische Befestigungselement 218 umgibt, wenn das Beleuchtungsmodul 200 auf dem Kameragehäuse 202 installiert wird, kann das magnetische Element 214 helfen, das elektrische Befestigungselement 218 und den empfangenden elektrischen Verbinder 220 auszurichten und dadurch ebenso helfen, die ablenkbaren elektrischen Verbindungspins 222 mit den zusammengehörenden elektrischen Kontakten 224 auszurichten.
Wie zuvor besprochen kann das Beleuchtungsmodul 200 typischerweise schnell und einfach an dem Kameragehäuse 202 befestigt werden unter Verwendung des magnetischen Elements 214. Um das Beleuchtungsmodul 200 zu installieren, kann das Beleuchtungsmodul 200 an dem Gehäuse 202 ausgerichtet werden (z.B. zentral entlang der Kameraachse 108 ausgerichtet werden), so dass das elektrische Befestigungselement 214 mit dem empfangenden elektrischen Verbinder 220 ausgerichtet ist, und so dass jedes der Montageelemente 210 ausgerichtet ist mit einer entsprechenden Montagevertiefung 212. Sobald ausgerichtet, kann das Beleuchtungsmodul 200 einfach in Richtung des Gehäuses 202 bewegt und auf ihm platziert werden. Wenn auf dem Gehäuse 202 platziert, erzeugt das magnetische Element 214 eine magnetische Rückhaltekraft, die das Beleuchtungsmodul 200 an dem Gehäuse 202 hält. Wie zuvor besprochen hilft diese Rückhaltekraft ebenso, eine elektrische Verbindung einzurichten durch Ablenken der elektrischen Verbindungspins 222 mit den zusammengehörenden elektrischen Kontakten 224. Sobald verbunden, können die Beleuchtungselemente 208 betrieben werden (z.B. durch die Kameravorrichtung oder die Steuereinheit), um einen Zielbereich entlang der Kameraachse 108 zu beleuchten, so dass Bilder von Objekten, die in dem Inspektionsfeld positioniert sind, aufgezeichnet werden können für die Verarbeitung durch die Steuerungseinheit.
Wie im Folgenden besprochen, kann in einigen Ausführungsformen das optische Zubehör eine elektrische Verbindung (z.B. ein Kabelbaum) beinhalten, der Drähte aufweist, die verbunden sind (z.B. gelötet) mit der Beleuchtungsplatte. Der Kabelbaum kann einen Verbinder aufweisen, der eingerichtet ist, um mit einem zusammengehörenden Verbinder des Systems für maschinelles Sehen einzurasten.
Optisches Zubehör-Anwendungsverfahren
Durch Verwenden des optischen Zubehörs (z.B. des Beleuchtungsmoduls 200) kann ein System für maschinelles Sehen schneller und einfacher als andere Beleuchtungsmodule für Verwendung eingerichtet und während der Verwendung, wenn gewünscht, verstellt werden. Zum Beispiel kann das System für maschinelles Sehen an einer Stelle montiert werden, so dass die Kameraachse 108 im Allgemeinen in Richtung eines gewünschten Inspektionsfeldes gerichtet ist, wie z.B. einen Bereich einer Fertigungsstraße. Mit dem Kamerasystem in Stellung kann die Linse 204 angepasst werden (z.B. manuell von Hand angepasst werden), um das Kamerasystem richtig zu fokussieren. Sobald die Linse 204 richtig angepasst ist auf der Grundlage des gewünschten Inspektionsfeldes, kann das Beleuchtungsmodul 200 auf dem Kameragehäuse 202 platziert werden und über die magnetische Rückhaltekraft, die von dem magnetischen Element 214 erzeugt wird, zurückgehalten werden. Wie zuvor besprochen, wenn das Beleuchtungsmodul 200 auf dem Kameragehäuse 202 installiert wird, hält die magnetische Rückhaltekraft auch das elektrische Befestigungselement 218 gegen den empfangenden elektrischen Verbinder 220, um die auslenkbaren elektrischen Verbindungspins 222 abzulenken und um die elektrische Verbindung einzurichten. Sobald installiert kann das Beleuchtungsmodul 200 mit Leistung versorgt werden und betrieben werden, so dass die Beleuchtungselemente 208 Licht ausstrahlen, um das gewünschte Inspektionsfeld zu beleuchten.
Wenn es während der Verwendung gewünscht wird, die Linse 204 zu wechseln oder anzupassen (z.B. als ein Ergebnis einer Änderung des Inspektionsfeldes oder einer Änderung der Objekte, die abgebildet werden), kann das Beleuchtungsmodul 200 einfach entfernt werden (z.B. durch Ziehen des Beleuchtungsmoduls 200 weg von dem Gehäuse 202 von Hand), kann die Linse 204 gewechselt oder angepasst werden und das Beleuchtungsmodul 200 kann wieder installiert werden (z.B. dadurch, dass es von Hand zurück auf dem Gehäuse 202 platziert wird). Diese Fähigkeit, das Kamerasystem schnell ohne die Verwendung von zusätzlichen Werkzeugen oder komplexen Techniken zu modifizieren, kann helfen, die Ausfallzeit der Umgebung, in der die Kamerasysteme verwendet werden, zu reduzieren und kann demzufolge helfen, verlorene Betriebszeit zu reduzieren, die sich ansonsten während solcher Anpassungen ergeben hätte. In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, fähig zu sein, mit nur einer Hand optische Zubehöre zu entfernen, anzupassen und/oder zu ersetzen, wenn die Vorrichtung für maschinelles Sehen an Orten ist, die schwer zu erreichen sind, z.B. wenn das System für maschinelles Sehen in der Nähe von automatisierten Verarbeitungsbereichen platziert ist (z.B. sechs Fuß über einem Förderband).
Während bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden sind, sind andere Ausführungsformen möglich. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das optische Zubehör ein Ausrichtungsmerkmal, das hilft, die installierte Ausrichtung des optischen Zubehörs relativ zu dem Kameragehäuse zu beschränken. Zum Beispiel beinhaltet in einigen Ausführungsformen das Ausrichtungsmerkmal das magnetische Element, welches angeordnet ist, so dass seine magnetische Polarität die Ausrichtung, in der das optische Zubehör an dem Gehäuse befestigt werden kann, beschränkt. In einigen Ausführungsformen beinhaltet mehr als ein Montageelement (z.B. zwei Montageelemente) ein magnetisches Element und die magnetischen Elemente sind so angeordnet, dass wegen ihrer magnetischen Polarität, das optische Zubehör nur richtig an dem Gehäuse in einer Ausrichtung befestigt werden kann.
Zum Beispiel können in einigen Ausführungsformen die Lagen der Montageelemente helfen, die Orientierung, in welcher das optische Zubehör installiert werden kann, zu beschränken. Zum Beispiel mit Bezug zu 4, beinhaltet in einigen Ausführungsformen ein optisches Zubehör (z.B. ein Beleuchtungsmodul) 300 die Montageelemente 210A, 210B, die getrennt voneinander angeordnet sind oder getrennt von einem Montageelement 210 durch unterschiedliche Abstände angeordnet sind. Wie dargestellt, ist ein erstes Montageelement 210A getrennt von dem Montageelement 210, welches ein magnetisches Element 214 und ein elektrisches Befestigungselement 218 beinhaltet, durch einen ersten Winkel θ₁ relativ zu einer zentralen Achse des Beleuchtungsmoduls 300 angeordnet. Hingegen ist das zweite Montageelement 210A getrennt von dem Montageelement 210 durch einen anderen, zweiten Winkel θ₂ relativ zu der zentralen Achse des Beleuchtungsmoduls 300 angeordnet. Um das Beleuchtungsmodul 300 zu empfangen, beinhaltet ein Gehäuse 302 eine erste Montagevertiefung 212A und eine zweite Montagevertiefung 212B, die angeordnet sind bei jeweils dem ersten Winkel θ₁ und dem zweiten Winkel θ₂ relativ zu dem empfangenden elektrischen Verbinder 220. In dieser Konfiguration, als ein Ergebnis der Lagen der Montageelemente 210A, 210B und der Montagevertiefungen 212A, 212B kann das Beleuchtungsmodul 300 nur passend installiert werden in einer Ausrichtung relativ zu dem Gehäuse 302. Wenn nicht passend ausgerichtet, wenn eines der Montageelemente ausgerichtet ist mit einer unbeabsichtigten Montagevertiefung, würde dann ein angrenzendes Montageelement versehentlich mit dem Gehäuse in Kontakt kommen (d.h. und nicht mit einer beabsichtigten Montagevertiefung).
Alternativ oder zusätzlich beinhaltet in einigen Ausführungsformen jedes der zwei Montageelemente ein magnetisches Element, das entlang ihrer distalen Spitze angeordnet ist, wobei die zwei magnetischen Elemente nach außen gerichtete Polaritäten aufweisen, die voneinander entgegengesetzt sind (z.B. ein magnetisches Element hat seinen Nordpol nach außen gerichtet und das andere magnetische Element hat seinen Südpol nach außen gerichtet. Um die zwei magnetischen Elemente der Montageelemente zu empfangen, kann das Kamerasystem (z.B. das Gehäuse) zwei zusammengehörende magnetische Empfangselemente beinhalten, die magnetische Elemente beinhalten, die ebenso angeordnet sind, so dass ihre entgegengesetzten Polaritäten nach außen gerichtet sind, um magnetisch die magnetischen Elemente anzuziehen, die auf den Montageelementen angeordnet sind, wenn das optische Zubehör in einer gewünschten, passenden Ausrichtung angeordnet ist. Zum Beispiel, unter Verwendung dieser Konfiguration, falls das optische Zubehör gegen das Gehäuse in einer inkorrekten Ausrichtung platziert wird, werden die Polaritäten der magnetischen Elemente typischerweise die unpassend ausgerichteten magnetischen Elemente veranlassen, sich gegenseitig abzustoßen und das optische Zubehör daran zu hindern, inkorrekt installiert zu werden.
Alternativ oder zusätzlich beinhaltet das Ausrichtungsmerkmal in einigen Ausführungsformen, dass die Montageelemente und die Montagevertiefungen unterschiedliche Querschnittsformen oder Größen aufweisen. Zum Beispiel beinhaltet das optische Zubehör in einigen Ausführungsformen mindestens zwei Montageelemente, die unterschiedliche Querschnittsweiten (z.B. Durchschnittsdurchmesser) aufweisen, so dass die Montageelemente nur in die Montagevertiefungen in einer Ausrichtung passen. Das heißt, dass in einer inkorrekten Ausrichtung relativ zu dem Gehäuse mindestens eines der Montageelemente einen Durchmesser hat, der zu groß ist, um in eine Montagevertiefung zu passen, welche einen kleineren Durchmesser aufweist, um das Montageelement mit dem kleineren Durchmesser aufzunehmen.
Zusätzlich oder alternativ beinhaltet in einigen Ausführungsformen das optische Zubehör mindestens zwei Montageelemente, die unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen. Zum Beispiel kann ein optisches Zubehör ein Montageelement beinhalten, das eine im Allgemeine runde Querschnittsform aufweist, die dimensioniert ist, um in einer allgemein runden Montagevertiefung empfangen zu werden und ein Montageelement, das eine im Allgemeinen quadratische Querschnittsform aufweist, die dimensioniert ist, um in einer im Allgemeinen quadratisch geformten Montagevertiefung empfangen zu werden. Demzufolge, als ein Ergebnis der unterschiedlich geformten Montageelemente und Montagevertiefungen, kann das optische Zubehör nur passend an dem Gehäuse in einer Ausrichtung befestigt werden. Während die unterschiedlich geformten Montageelemente als runde oder quadratisch geformte Montageelemente beschrieben worden sind, können jede zwei passende unterschiedlich geformte Montageelemente verwendet werden, um eine installierte Ausrichtung zu beschränken.
Zusätzlich oder alternativ beinhaltet das optische Zubehör in einigen Ausführungsformen ein erstes Montageelement, welches das magnetische Element und das elektrische Befestigungselement und das zweite Montageelement, das in einer Montagevertiefung empfangen wird, beinhaltet. Demzufolge, auf der Grundlage der strukturellen Unterschiede zwischen dem empfangenden elektrischen Verbinder und der Montagevertiefung, die entlang des Gehäuses angeordnet ist, kann das optische Zubehör nur passend in einer Ausrichtung installiert werden.
Während das optische Zubehör beschrieben worden ist als verlängerte Montageelemente aufweisend, die als Abstandshalter agieren, um das optische Zubehör von dem Gehäuse mit Abstand anzuordnen, sind andere Konfigurationen möglich. Zum Beispiel nehmen in einigen Ausführungsformen die Montageelemente die Form von strahlenähnlichen Abstandshaltern an, die montiert oder anderweitig verbunden sind mit und sich erstrecken von dem Kameragehäuse anstelle der strukturellen Basis. In solchen Ausführungsformen kann die strukturelle Basis an den Montageelementen befestigt werden (d.h., im Gegensatz dazu, dass die strukturelle Basis und die Montageelemente an dem Gehäuse befestigt werden), In einigen Ausführungsformen können sowohl die strukturelle Basis als auch das Gehäuse einen oder mehrere Montageelementanteile beinhalten, die sich jeweils von der strukturellen Basis und dem Gehäuse erstrecken, um passend die strukturelle Basis relativ zu dem Kameragehäuse und der Kameralinse mit Abstand anzuordnen].
Während das optische Zubehör beschrieben worden ist und dargestellt worden ist als drei Montageelemente aufweisend, kann das optische Zubehör mehrere oder weniger Montageelemente beinhalten. Zum Beispiel beinhaltet in einigen Ausführungsformen das optische Zubehör eins, zwei, vier, fünf, sechs, sieben, acht oder mehr Montageelemente, die um die Beleuchtungsplatte herum mit Abstand angeordnet sind. In einigen Ausfiihrungsformen nimmt das Montageelement die Form eines bogenförmigen (z.B. ringähnlichen) Montageelements an, das entlang einer Oberfläche des optischen Zubehörs angeordnet ist. In einigen Ausführungsformen kann ein ringähnliches Montageelement die Form eines einzelnen ringähnlichen magnetischen Elements annehmen].
Während die Montagevertiefungen als im Wesentlichen rund beschrieben worden sind, um im Wesentlichen runde Montageelemente zu empfangen, sind andere Konfigurationen möglich. Zum Beispiel, wenn die Montageelemente in einigen Ausführungsform eine unterschiedliche Querschnittsform aufweisen, weisen die Montagevertiefungen typischerweise eine ähnliche Querschnittsform auf, wie z.B. andere kurvenförmige Formen (z.B. längliche, elliptische oder ovale Formen), polygonale Formen (z.B. rechteckige, quadratische, fünfeckige, sechseckige oder andere polygonale Formen) oder eine Form einschließlich einer Kombination von einer oder mehreren kurvenförmigen und/oder geraden Seiten. Zum Beispiel wenn in einigen Ausführungsformen Montageelemente, die eine im allgemeinen quadratische Querschnittsform aufweisen, verwendet werden, können die Montagevertiefungen auch eine im Allgemeinen quadratische Querschnittsform aufweisen, um die Montageelemente aufzunehmen].
Während die strukturelle Basis als eine im Wesentlichen runde Beleuchtungsplatte (z.B. eine Leiterplatte) beschrieben worden ist, die ein zentral gebildetes Loch aufweist, sind Beleuchtungsplatten anderer Größen und/oder Formen möglich. Zum Beispiel weist in einigen Ausführungsform die strukturelle Basis eine andere äußere Form auf, wie z.B. andere kurvenförmige Formen (z.B. längliche, ellipsoide oder ovale Formen), polygonale Formen (z.B. rechtwinklige, quadratische, fünfeckige, sechseckige oder andere polygonale Formen), oder eine Form, einschließlich einer Kombination von einer oder mehreren kurvenförmigen und/oder geraden Seiten.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet die strukturelle Basis kein Loch für die Kameralinse um das Inspektionsfeld zu sehen. Zum Beispiel kann die strukturelle Basis einen transparenten oder semitransparenten Bereich beinhalten (z.B. einen transparenten Bereich entlang der Kameraachse) durch welchen die Kameralinse das Inspektionsfeld sehen kann.
In einigen Ausführungsform ist die strukturelle Basis aus mehreren Segmenten gebildet, die um die Kameralinse herum angeordnet sind. Zum Beispiel kann die strukturelle Basis aus einem oder mehreren Segmenten gebildet sein, die um die Kameralinse angeordnet sind (z.B. auf gegenüberliegenden Seiten der Kameralinse).
Während die strukturelle Basis im Wesentlichen als eine Leiterplatte beschrieben worden ist, sind andere Konfigurationen möglich. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die strukturelle Basis eine Umhüllungstyp-Vorrichtung, wie z.B. einen Kunststoffkörper, der elektrische Verbindungen aufweist, um die Beleuchtungselemente mit Leistung zu versorgen.
Kameralinsen-Befestigungsvorrichtungen
Während die Systeme und Verfahren, die zuvor beschrieben wurden, die magnetische Elemente verwenden, um eines oder mehrere optische Zubehöre mit einem System für maschinelles Sehen zu verbinden, im Allgemeinen beschrieben und dargestellt wurden als auf Beleuchtungsmodulen des Kamerasystems implementiert, sind andere Konfigurationen möglich. Zum Beispiel können andere optische Zubehöre, wie z.B. zusätzliche Linsenvorrichtungen (z.B. eine Flüssiglinsenvorrichtung, die angepasst werden kann, um die Brennweite des Kamerasystems zu ändern), an einem Kamerasystem befestigt werden unter Verwendung magnetischer Rückhalteelemente.
Mit Bezug zu 5 und 6 beinhaltet in einigen Ausführungsformen ein System für maschinelles Sehen 400 ein Gehäuse 402, einen Abbildungssensor 104, der innerhalb des Gehäuses 402 angeordnet ist, und ein optisches Zubehör (z.B. eine zusätzliche Linsenvorrichtung (404),die auf einer Linse 406 des Abbildungssensors 104 entlang einer Kameraachse 108 angeordnet ist, die im Wesentlichen rechtwinklig zu dem Abbildungssensor 104 ist. Die Linse 406 ist innerhalb einer Vertiefung 408 des Gehäuses 402 entlang einer äußeren Oberfläche des Gehäuses 402 gesichert. Die Linse 406 kann gesichert werden unter Verwendung jeder von verschiedenen Befestigungstechniken, einschließlich befestigt werden über Gewinde-Verbindung, verbunden werden unter Verwendung von Klebstoffen oder anderweitig verbunden werden (z.B. geschweißt oder ganz eingegossen innerhalb des Gehäuses 402). Mit Bezug zu 6, welche das System für maschinelles Sehen 400 ohne die zusätzliche Linsenvorrichtung 404 und mit der Linse 406 von dem Gehäuse 402 entfernt darstellt, beinhaltet die Linse 406 ein Rückhalteelement (z.B. einen ferromagnetischen Rückhaltering) 407, der eingerichtet ist, um mit einem magnetischen Element (z.B. einem Dauermagneten) 412 der zusätzlichen Linsenvorrichtung 404 ineinanderzugreifen. Zum Beispiel, wie nachfolgend besprochen, kann während der Installation die zusätzliche Linsenvorrichtung 404 auf der Linse 406 platziert werden, so dass das magnetische Element 412 eine magnetische Rückhaltekraft bereitstellen kann, um die zusätzliche Linsenvorrichtung 404 an dem Rückhaltering 407 der Linse 406 zu sichern, wodurch die zusätzliche Linsenvorrichtung 404 an dem Gehäuse 402 gesichert wird. Während die Linse 406 beschrieben worden ist als einen Rückhaltering beinhaltend, um mit dem magnetischen Element ineinanderzugreifen, kann die Linse Rückhalteelemente anderer Formen und Größen beinhalten, die eingerichtet sind, um magnetisch mit dem magnetischen Element 412 gekoppelt zu werden.
Die zusätzliche Linsenvorrichtung 404 beinhaltet ein Linsenmodul 410, das magnetische Element 412 (auch dargestellt in den 8A und 8B) und einen Kabelbaum 414, der elektrisch das Linsenmodul 410 mit dem Kamerasystem für maschinelles Sehen 400 verbindet. Zum Beispiel, wie in 7 dargestellt, kann ein Verbinder 416 des Kabelbaumes 414 eingefügt und verbunden werden mit der Steckerbuchse 418, die entlang einer vorderen Fläche des Gehäuses 402 angeordnet ist. Die Steckerbuchse 418 kann elektrisch mit den internen elektrischen Komponenten des Kamerasystems für maschinelles Sehen 400 oder mit einer Steuereinheit verbunden werden, die das Kamerasystem für maschinelles Sehen 400 betreibt. Das Linsenmodul 410 kann jede. von verschiedenen Linsen anpassenden oder verändernden Vorrichtungen oder Komponenten beinhalten. In dem hier dargestellten und beschriebenen Beispiel beinhaltet das Linsenmodul 410 ein Kamerafokussiersystem, wie z.B. ein Autofokussystem (z.B. ein Flüssiglinsensystem), das angepasst werden kann (z.B. entfernt elektronisch angepasst), um die Brennweite des Kamerasystems für maschinelles Sehen 400 zu verändern.
In einigen Ausführungsformen kann das Linsenmodul 410 zusätzlich oder alternativ andere Typen von optischen Zubehören oder Vorrichtungen beinhalten, wie z.B. Beleuchtungsvorrichtungen, Kamerafokussiersysteme (z.B. Autofokuslinsensysteme (z.B. Flüssiglinsensysteme)), Kameraschutzvorrichtungen (z.B. schützende Linsenkappenvorrichtungen) und optische Filter.
Das magnetische Element 412 ist bemessen und eingerichtet, um magnetisch mit dem Rückhaltering 407 zu koppeln, der entlang der Linse 406 angeordnet ist. Zum Beispiel ist das magnetische Element 412 eingerichtet, um ein magnetisches Feld zu produzieren, das eine magnetische Rückhaltekraft erzeugt, die ausreichend ist, um die zusätzliche Linsenvorrichtung 404 mit dem Gehäuse 402 zu koppeln. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsform die magnetische Rückhaltekraft, die zwischen dem magnetischen Element 412 und dem Rückhaltering 407 erzeugt wird, etwa 0,5 lbf bis etwa 5 lbf betragen.
Das magnetische Element 412 nimmt typischerweise die Form eines allgemeinen Dauermagneten an, wie z.B. eines Kompositdauermagneten (z.B. ein Keramikmagnet, ein Ferritmagnet, ein Alnico-Magnet oder ein flexibler Magnet). In dem dargestellten Beispiel ist das magnetische Element ein Neodym-Art magnetisches Element. Alternativ oder zusätzlich können andere Arten von Magneten verwendet werden, wie z.B. andere Dauermagnete (z.B. Seltenerdmagneten oder Einzelmolekülmagneten) oder Elektromagneten.
Um die Linse 406 und die zusätzliche Linsenvorrichtung 404 auf dem Gehäuse 402 zu installieren, wird zuerst die Linse 406 auf dem Gehäuse befestigt (z.B. innerhalb der Vertiefung 408 des Gehäuses 402). In dem gezeigten Beispiel ist die Linse 406 mit einem Gewinde innerhalb der Vertiefung 408 gesichert. Sobald in der Vertiefung 408 gesichert, erstreckt sich ein zylindrischer Anteil 409 der Linse 406, welcher im Wesentlichen entlang der Kameraachse 108 ausgerichtet ist, nach außen von dem Gehäuse 402, um das Linsenmodul 410 zu unterstützen und auszurichten. Dann, mit Bezug zu 8A und 8B, wird die zusätzliche Linsenvorrichtung 410 mit der Linse 406 ausgerichtet, so dass eine Linsenempfangsöffnung 411 der zusätzlichen Linsenvorrichtung 404 vor dem zylindrischen Anteil 409 der Linse 406 positioniert ist. Sobald sie ausgerichtet ist, kann die zusätzliche Linsenvorrichtung 404 auf der Linse 406 platziert werden, so dass der zylindrische Anteil 409 in die Linsenempfangsöffnung 411 eingefügt wird und in aufgenommen wird und das magnetische Element 412 wird in der Nähe des Rückhalterings 407 positioniert, so dass eine magnetische Rückhaltekraft erzeugt wird zwischen dem magnetischen Element 412 und dem Rückhaltering 407. Wie in 8B gezeigt, müssen das magnetische Element 412 und der Rückhaltering 407 nicht notwendigerweise in Kontakt miteinander sein wenn installiert, solange wie sie in einer ausreichend nahen Nähe sind, um eine angemessene magnetische Rückhaltekraft zu erzeugen. Das magnetische Element 412 und den Rückhaltering 407 getrennt voneinander anzuordnen, kann helfen die Wahrscheinlichkeit eines unsachgemäßen Anpassens der zusätzlichen Linsenvorrichtung 410 auf der Linse 406 zu reduzieren, z.B. als ein Ergebnis von Variationen der Länge der Linse 406 oder der zusätzlichen Linsenvorrichtung 410. Zum Beispiel kann in einigen Fällen der Abstand zwischen dem magnetischen Element 412 und dem Rückhaltering 407 verwendet werden, um Toleranzvariationen der Länge der Linse 406 auszugleichen, die bis zu 0,5 mm betragen können.
Sobald magnetisch an der Linse 406 axial entlang der Kameraachse 108 gesichert, kann die zusätzliche Linsenvorrichtung 404 typischerweise um die Kameraachse 108 rotiert werden. Zum Beispiel wird in einigen Ausführungsformen die zusätzliche Linsenvorrichtung 404 um die Kameraachse 108 rotiert, um das Linsenmodul 410 gemäß einem gewünschten Inspektionsfeld auszurichten, das betrachtet und abgebildet werden soll von dem Kamerasystem für maschinelles Sehen 400. Zusätzlich kann die zusätzliche Linsenvorrichtung 404 rotiert werden, um den Kabelbaum 414 und den Verbinder 416 auszurichten, so dass der Verbinder 416 in die Steckerbuchse 418 eingefügt werden kann, um Leistung und Steuerungssignale für die zusätzliche Linsenvorrichtung 404 bereitzustellen oder um Signale (z.B. Messsignale, wie z.B. Flüssiglinsenmembranstresssignale) an das System für maschinelles Sehen 400 zu senden.
Während die elektrische Verbindung zwischen dem optischen Zubehör und der Kameravorrichtung beschrieben und dargestellt worden ist als erreicht über elektrische Verbinder, die ablenkbare elektrische Kontaktpins aufweisen, kann die elektrische Verbindung eingerichtet werden unter Verwendung jeder von anderen geeigneten elektrischen Verbindern. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen das optische Zubehör jeden von anderen verschiedenen Arten von elektrischen Verbindern (z.B. einen Verbinder nach Stecker und Steckerbuchsenart, einen Verbinder nach Flachsteckerart, einen Klinkenstecker (z.B. einen registrierten Klinkenstecker), einen Verbinder nach USB-Art, einen Leistungsverbinder, einen Verbinder nach Anschlussklemmenblockart oder andere geeignete Arten von Verbindern) beinhalten. Zum Beispiel kann das elektrische Befestigungselement einen männlichen oder weiblichen Stil beinhalten, und das Gehäuse kann den entgegengesetzten zusammengehörenden elektrischen Verbinder beinhalten.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das elektrische Befestigungselement einen externen elektrischen Verbinder, der mit der strukturellen Basis verdrahtet ist (d.h. nicht innerhalb oder auf den Montagelementen angeordnet). Durch Verwenden solch eines getrennten verdrahteten Verbinders, kann die strukturelle Basis an dem Kameragehäuse befestigt werden (z.B. unter Verwendung einer magnetischen Rückhaltekraft) und der verdrahtete Verbinder kann dann mit einem angrenzenden Verbinder innerhalb des Gehäuses verbunden werden (z.B. eingefügt werden in einen zusammengehörenden Verbinder, der in dem Kameragehäuse angeordnet ist). In einigen Ausführungsformen beinhaltet das optische Zubehör ein magnetisches Element auf einem der Montageelemente, um das optische Zubehör an dem Gehäuse zu sichern und ebenso einen Verbinder, der ablenkbare Pins und ein zusätzliches magnetisches Element aufweist, um die ablenkbaren Pins zu verbinden.
Während das optische Zubehör (z.B. die zusätzliche Linsenvorrichtung) beschrieben worden ist als elektrisch mit dem Kamerasystem für maschinelles Sehen verbunden, um elektrische Leistungen und Steuerungen zu empfangen, sind andere Konfigurationen möglich. Zum Beispiel ist in einigen Ausführungsformen das optische Zubehör mit einer elektrischen Quelle außerhalb des Kamerasystems für maschinelles Sehen verbunden (z.B. elektrisch verbunden unter Verwendung des Kabelbaums). In einigen Ausführungsformen ist das optische Zubehör manuell anpassbar (z.B. von Hand) und ist nicht elektrisch mit dem Kamerasystem für maschinelles Sehen verbunden.
Andere Ausführungsformen sind innerhalb des Geltungsbereichs und des Geistes der folgenden Ansprüche.

Claims

Ein Kamerabeleuchtungsmodul (200), das mindestens ein Beleuchtungselement (208) relativ zu einer Linse (204) einer von dem Beleuchtungsmodul (200) getrennten Vorrichtung für maschinelles Sehen positioniert, das Beleuchtungsmodul (200) umfassend: eine Beleuchtungsplatte (206), die eine erste Oberfläche und einen zentralen Betrachtungsbereich aufweist, durch den die Vorrichtung für maschinelles Sehen ein Sichtfeld betrachten kann, und mindestens ein Beleuchtungselement (208) umfasst, das entlang der ersten Oberfläche angeordnet ist; mindestens ein Montageelement (210), das sich von einer zweiten Oberfläche der Beleuchtungsplatte (206) erstreckt, um mit einer Oberfläche der getrennten Vorrichtung für maschinelles Sehen ineinanderzugreifen, wobei das mindestens eine Montageelement(210) bemessen ist, eine Länge aufzuweisen, die groß genug ist, so dass, wenn installiert, die Beleuchtungsplatte (206) mit Abstand vor der Linse (204) der getrennten Vorrichtung für maschinelles Sehen angeordnet ist; und ein magnetisches Element (214), das an einem distalen Ende des mindestens einen Montageelements (210) angeordnet ist, wobei das magnetische Element (214): (i) entlang einer Oberfläche der Vorrichtung für maschinelles Sehen empfangen wird; und (ii) eine magnetische Rückhaltekraft erzeugt, die ausreicht, um das Beleuchtungsmodul (200) auf der Oberfläche der Vorrichtung für maschinelles Sehen zu sichern.
Kamerabeleuchtungsmodul (200) nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Ausrichtungsmerkmal, das die Ausrichtung des Kamerabeleuchtungsmoduls (200) relativ zu der Vorrichtung für maschinelles Sehen begrenzt, wobei das mindestens eine Montageelement (210) ein erstes Montageelement und ein zweites Montageelement umfasst, und das Ausrichtungsmerkmal eine Größe und/oder Form des ersten Montageelements umfasst, die unterschiedlich ist von einer Größe und/oder Form des zweiten Montageelements, oder wobei das mindestens eine Montageelement (210) mindestens zwei Montagelemente umfasst und das Ausrichtungsmerkmal einen Unterschied in einem Winkelabstand zwischen zwei angrenzenden Montagelementen relativ zu einer zentralen Achse (108) des Beleuchtungsmoduls (200) umfasst, oder wobei das magnetische Element (214) einen ersten Magneten umfasst und das Ausrichtungsmerkmal eine Anordnung des ersten Magneten relativ zu der Vorrichtung für maschinelles Sehen umfasst.
Kamerabeleuchtungsmodul (200) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Montageelement (210) ein verlängertes Teil umfasst, das sich von der zweiten Oberfläche erstreckt.
Kamerabeleuchtungsmodul (200) nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein elektrisches Befestigungselement (218), das mit der Beleuchtungsplatte (206) gekoppelt ist, wobei das elektrische Befestigungselement (218) das mindestens eine Beleuchtungselement (208) mit mindestens einem von einer Leistungsquelle, einer Steuerungsvorrichtung oder einer signalerzeugenden Vorrichtung der Vorrichtung für maschinelles Sehen elektrisch verbindet.
Kamerabeleuchtungsmodul (200) nach Anspruch 1, wobei das magnetische Element (214) ein ferromagnetisches Element umfasst, das die magnetische Rückhaltekraft mit einem Magneten erzeugt, der entlang der Oberfläche der Vorrichtung für maschinelles Sehen angeordnet ist.
Ein System (100) für maschinelles Sehen für Abbilden eines Inspektionsfelds, das System (100) für maschinelles Sehen umfassend: eine Kameravorrichtung, die ein Gehäuse (202) umfasst, welches eine Kameraachse (108) definiert; eine Linse (204), die innerhalb eines Linsenbehälters des Gehäuses (202) entlang der Kameraachse (108) angeordnet ist; ein optisches Zubehör, getrennt von und entfernbar verbunden mit der Kameravorrichtung, das optische Zubehör umfassend: eine strukturelle Basis, die eine erste Oberfläche aufweist und einen zentralen Betrachtungsbereich für die Linse (204) definiert; mindestens ein Montageelement (210), das sich von einer zweiten Oberfläche der strukturellen Basis erstreckt, um mit einer Oberfläche des Gehäuses (202) ineinanderzugreifen, wobei das mindestens eine Montageelement (210) bemessen ist, eine Länge aufzuweisen, die groß genug ist, so dass, wenn installiert, die Beleuchtungsplatte (206) mit Abstand vor der Linse (204) der getrennten Vorrichtung für maschinelles Sehen angeordnet ist; und ein magnetisches Element (214), das an einem distalen Ende des einen des mindestens einen Montageelements (210) angeordnet ist, wobei das magnetische Element (214): (i) entlang einer Oberfläche des Gehäuses (202) empfangen wird; und (ii) eine magnetische Rückhaltekraft erzeugt, die das optische Zubehör an der Oberfläche des Gehäuses (202) vorübergehend auf eine entfernbare und ersetzbare Weise sichert.
System (100) für maschinelles Sehen nach Anspruch 6, weiterhin umfassend ein elektrisches Befestigungselement (218), das elektrisch mit der strukturellen Basis verbunden ist, wobei das elektrische Befestigungselement (218) elektrisch das optische Zubehör mit mindestens einem von einer Leistungsquelle oder einer Steuerungsvorrichtung der Vorrichtung für maschinelles Sehen verbindet.
System (100) für maschinelles Sehen nach Anspruch 7, wobei das elektrische Befestigungselement (218) einen elektrischen Kontaktbereich entlang eines distalen Endes des mindestens einen Montageelements (210) umfasst, wobei der elektrische Kontaktbereich bei Kontakt mit einer passenden elektrischen Kontaktoberfläche elektrisch das optische Zubehör mit mindestens einem von der Leistungsquelle oder der Steuerungsvorrichtung verbindet.
System (100) für maschinelles Sehen nach Anspruch 8, wobei das elektrische Befestigungselement (218) einen oder mehrere belastbare, ablenkbare elektrische Verbindungspins (222) umfasst.
System (100) für maschinelles Sehen nach Anspruch 8, wobei die magnetische Rückhaltekraft den elektrischen Kontaktbereich mit der passenden elektrischen Kontaktoberfläche verbindet.
System (100) für maschinelles Sehen nach Anspruch 6, wobei das optische Zubehör ein Kameralinsenbeleuchtungsmodul (200) umfasst und wobei die strukturelle Basis eine Beleuchtungsplatte (206) umfasst, die mindestens ein Beleuchtungselement (208) umfasst, welches entlang der ersten Oberfläche angeordnet ist.