KR20190105508A - 카메라 - Google Patents

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KR20190105508A
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Abstract

본 발명은, 검출 영역(14)으로부터 비롯된 수신 광(12)으로부터 이미지 데이터를 생성하기 위한 이미지 센서(18), 송신 광(22)에 의해 상기 검출 영역(14)을 조명하기 위한 하나 이상의 광원(20)을 구비한 조명 유닛 및 상기 송신 광(22) 및 상기 수신 광(12)을 편광시키는 편광 필터(polarization filter)(24)를 구비한 카메라(10)와 관련이 있다. 이 경우, 상기 편광 필터(24)는 추후에 외부에서 교체 가능한 추가 모듈(26, 24)로서 형성되어 있다.

Description

카메라{CAMERA}
본 발명은, 제1항의 전제부에 따른 검출 영역으로부터 비롯된 수신 광으로부터 이미지 데이터를 생성하기 위한 이미지 센서를 구비한 카메라, 특히 코드 판독기와 관련이 있다.
물체 특성들을 자동으로 검출하기 위해, 예를 들어 물체들의 검사 또는 측정을 위해, 카메라들은 산업적인 적용예들에서 다양한 방식으로 이용된다. 이 경우, 물체 이미지가 촬영되고 목적에 상응하게 이미지 처리 방법에 의해 평가된다. 카메라들의 또 다른 한 가지 적용예는 코드 판독이다. 이미지 센서의 도움으로 그 위에 코드가 위치하는 물체들이 촬영되고, 이미지들에서 코드 영역들이 식별되며, 그런 다음 디코딩(decoding)된다. 카메라 기반의 코드 판독기들은, 매트릭스 코드(matrix code)와 같이 이차원적으로도 구성되고 더 많은 정보를 제공하는, 일차원적인 바코드와 다른 코드 유형들도 문제없이 다룬다. 인쇄된 주소의 자동 문자 인식(광학식 문자 인식 OCR, Optical Character Recognition) 또는 손 글씨의 자동 문자 인식도 원칙적으로 코드 판독이다. 코드 판독기들의 전형적인 적용 분야는 슈퍼마켓 계산대, 자동 소포 식별, 우편물 분류, 항공 내 수하물 발송 및 다른 물류 적용예들이다.
한 가지 빈번한 검출 상황은 컨베이어벨트 위에 장착된 카메라이다. 상기 카메라는 컨베이어벨트 상에서 물체 흐름의 상대 운동 동안에 이미지를 촬영하고 얻어진 물체 특성들과 관련하여 추가 처리 단계들을 시작한다. 이와 같은 처리 단계들은 예를 들어, 이송된 물체들에 작용하는 장치에서 구체적인 물체에 적합하게 조정된 추가 처리에서 발생하거나, 또는 특정 물체들이 품질 통제하에 물체 흐름으로부터 제거되거나 물체 흐름이 복수의 부분 물체 흐름으로 분류되는 물체 흐름의 변경에서 발생한다. 카메라가 카메라 기반의 코드 판독기인 경우, 물체들은 구체적인 분류 또는 유사한 처리 단계들을 위해 제공된 코드에 따라 식별된다.
가변적인 광 조건들로부터 자유롭기 위해, 많은 산업 카메라 시스템들은 자체 조명을 사용한다. 광이 나거나 반사 작용하는 물체들을 더 바람직하게 다루기 위해, 편광된 광이 사용된다. 이 경우, 송신- 및 수신 경로에 각각 선형의 편광 필터가 제공되어 있다. 상기 2개의 편광 필터의 정렬은 90°만큼 회전되어 있다. 산업 카메라들에서 상기 편광 필터들은 카메라 시스템 내에 고정적으로 설치되어 있다. 추후의 설치 또는 교체는 기껏해야 이를 위해 장치가 분해되고 전면을 보호하는 카메라의 후드(hood)가 분리되는 경우에 가능하다.
독일 특허 출원서 DE 10 2010 014 783 A1호에는, 송신- 및 수신 광선의 빔 경로 내에 박막-편광 필터가 배치되어 있는 바코드 스캐너(barcode scanner)가 공지되어 있다.
미국 특허 출원서 US 9 033 237 B1호는 특징화된 코드(DPM, Direct Part Marking)를 판독하기 위한 휴대용 장치를 공지한다. 이러한 코드는 조명의 매우 평평한 조사각에서 판독되고, 그에 따라 상기 조명은 이미지 센서에 대하여 어느 정도의 간격을 두고 비스듬하게 정렬되어 있다. 송신- 및 수신 빔 경로 내에는 각각 하나의 편광 필터가 배치되어 있다.
미국 특허 출원서 US 9 542 583 B2호에서는, 편광된 광원 및 편광되지 않은 광원을 포함함으로써, 결과적으로 필요에 따라서 적합한 조명이 선택될 수 있는 코드 판독기가 제안된다.
유럽 특허 출원서 WO 2015/019370 A1호는 편광 필터들을 구비한 또 다른 바코드 스캐너와 관련이 있으며, 이때 광 송신기의 편광 필터는 레이저 빔의 일부분을 편광시키고 레이저 빔의 또 다른 부분은 투과시킨다.
이와 같은 모든 종래의 장치들에서는 편광 필터의 교체가 제공되어 있지 않다.
계속해서 대물렌즈 상에 배치되는 사진기들의 편광 필터들이 공지되어 있다. 그러나 이는 단지 수신 빔 경로에만 해당된다.
따라서 본 발명의 과제는 카메라에 의한 검출을 개선하는 것이다.
이와 같은 과제는 제1항에 따른 카메라에 의해 해결된다. 상기 카메라는 이미지 센서에 의해 수신 광으로부터 이미지 데이터를 생성한다. 이를 위해, 하나 이상의 광원을 구비한 조명 유닛은 상기 카메라의 검출 영역을 조명한다. 편광 필터는 송신 광 및 수신 광을 편광시킨다. 상기 편광 필터는 바람직하게, 말하자면 서로 90°만큼 변위 되도록 수신 광 및 송신 광에 대하여 선형의 편광을 발생하기 위해 형성되어 있다.
본 발명은, 편광 필터를 추후에 교체한다는 아이디어에서 출발한다. 이 경우, "교체"의 개념은, 다르게 편광된 광을 얻기 위해, 다른 편광 필터로의 교체 또는 이전에 이미 설치된 편광 필터의 다른 설치뿐만 아니라, 추가 또는 제거, 다시 말해 편광된 광에서 편광되지 않은 광으로의 전환 및 그 역도 포함한다. 상기 교체를 현저히 간소화하거나, 또는 적어도 가능하도록 만들기 위해, 편광 필터는 추후에 외부에서 교체 가능한 추가 모듈로서 형성되어 있다.
본 발명의 장점은, 상기 교체에 의해 새로운 요구 조건들 또는 새로운 적용예들에 신속하고도 유연한 적응이 가능하다는 것이다. 교체는 공구 없이 매우 신속하게 이루어지고, 이를 위해 특별한 자격 조건이 전혀 필요치 않다.
편광 필터는 바람직하게 스냅 연결부(snap connection)를 구비한 플러그-온 모듈(plug-on module)로서 형성되어 있다. 이를 위해, 예를 들어 상기 플러그-온 모듈에 스냅 후크들(snap hooks)이 제공되어 있다. 카메라 또는 상기 카메라의 하우징은 자체 전면에 맞는 수용부들, 돌출부 또는 후크로 고정할 수 있는 그루우브(groove)를 포함할 수 있다. 그러나 바람직하게는, 추가 모듈이 설치될 수 있다는 사실을 추가 모듈이 없는 카메라의 디자인에서 예상하지 못한다. 이 경우, 편광된 광을 위한 상기 추가 모듈의 새 장착은 전적으로 추후에 그리고 완전히 선택적으로 가능하다.
편광 필터는 바람직하게 자기 연결부(magnetic connection)를 구비한 플러그-온 모듈로서 형성되어 있다. 이를 위해, 추가 모듈 및 카메라에 자석들이 제공될 수 있거나, 또는 단지 하나의 측면에만 자석들이 위치하는 반면, 다른 측면에는 자성 재료가 제공된다. 특히 바람직하게 자석들은 추가 모듈의 측면들 상에 있는데, 그 이유는 이때 카메라가 오로지 자체 하우징의 전면에만 상응하는 금속 영역들을 필요로 하기 때문이며, 이는 추가 모듈의 특별한 디자인 없이도 그러한 경우가 많다.
편광 필터는 바람직하게 카메라의 전방 스크린 앞에 배치되어 있다. 다시 말해, 추가 모듈을 부착하기 위해, 상기 카메라는 전혀 변경되거나 개방될 필요가 없다. 대안적으로 추가 모듈 자체가 전방 스크린을 포함한다. 이 경우, 편광 필터가 내부에 있고 전방 스크린이 외부에 있거나, 또는 역으로 전방 스크린이 내부에 있고 편광 필터가 외부에 있는 두 가지 순서가 고려될 수 있다. 그 밖에, 편광 필터를 전방 스크린 내부로 통합시키는 것을 고려할 수 있다. 이러한 추가 모듈을 제공하기 위해, 전방 스크린이 추가 모듈에 의해 대체된다. 예를 들어 스냅- 또는 자기 매커니즘에 의해 전방 스크린이 이미 공구 없이 고정 가능한 경우, 상기 대체가 매우 신속하고도 문제 없이 가능하다.
추가 모듈은 바람직하게 교체 프레임을 포함하고, 상기 교체 프레임은 카메라의 하우징을 상기 카메라의 전면 쪽으로 폐쇄한다. 상기 교체 프레임은 카메라 쪽으로 하우징 상에, 그리고/또는 카메라의 회로 기판상에 배치되어 있다. 상기 교체 프레임 상에 있는 전방 스크린은 상기 카메라를 바깥쪽으로 폐쇄하고, 이때 수신 대물렌즈의 개구가 남아 있을 수 있다. 편광 필터는 실시 형태에 따라서 교체 프레임의 내부 또는 외부에 위치하고, 이때 상기 편광 필터에 대해 전방 스크린 내부 및 외부의 위치들, 그리고 상기 전방 스크린 내에 통합된 위치들이 가능하다. 상기 교체 프레임은 바람직하게 조명 유닛의 광원들을 둘러싼다.
추가 모듈은 바람직하게 직사각형이다. 그에 따라 상기 추가 모듈은, 조명 유닛 또는 또 다른 조명들의 광을 방출하는 전방 스크린을 위해, 예컨대 타깃 장치(target apparatus) 또는 조명 디스플레이 또는 투영된 사용자 피드백을 위해 자체 전면의 직사각형 측면을 전체적으로, 또는 적어도 전반적으로 사용하는, 실질적으로 정방형의 카메라에 특히 적합하다. 이 경우, 교체 프레임을 구비한 추가 모듈은 직사각형 전면을 형성한다.
조명 유닛은 바람직하게 광원들의 개별적으로 구동 제어 가능한 복수의 그룹을 포함한다. 바람직하게 동일한 크기의 각각의 그룹은 하나 이상의 광원을 포함한다. 상기 그룹들의 의도한 활성화 또는 강도 조정에 의해 서로 다른 조명 시나리오들이 발생하는데, 상기 조명 시나리오들은 파라미터에 의해 사전 결정될 수 있지만, 이미지 데이터 평가의 피드백에 의해서도 설정 또는 학습 될 수 있다. 바람직하게 직사각형 프레임으로서 형성된 편향 소자의 에지 또는 코너마다 4개의 그룹이 제공되어 있다. 그럼으로써 상기 그룹들의 개별적인 구동 제어에 의해 조명이 모든 4개의 방향에서 변경될 수 있다.
하나의 그룹의 광원들은 바람직하게 다른 그룹의 광원들과 다른 색상을 갖는다. 따라서 2개 이상의 그룹의 광원들 및 2개 이상의 색상이 존재한다. 그러나 더 많은 그룹 및 더 많은 색상도 가능하며, 이때 모든 그룹이 서로 다른 색상을 가질 필요는 없다. 몇몇 구조들, 특히 특정 이유에서 특정 색상의 코딩들은 적합한 조명 스펙트럼 내에서 더 바람직하게 판독된다. 이는 광원들의 색상을 설정함으로써, 그러나 색상들을 혼합함으로써도 달성될 수 있다. 실시 형태에 따라, 다양한 색상의 광원들 또는 다색 LED와 같이, 자체 색상을 전환할 수 있는 광원들이 제공되어 있다.
추가 모듈은 바람직하게 송신 광을 편광시키기 위한 제1 표면 및 수신 광을 편광시키기 위한 제2 표면을 갖도록 형성되어 있다. 상기 2개의 표면의 편광 방향은 바람직하게 서로에 대해 90°만큼 회전되어 있다. 이는, 광 반사(gloss reflection)가 편광 회전 없이는 실질적으로 전혀 검출되지 않도록 한다. 상기 2개의 표면은 특히 바람직하게 동일 평면 내에 놓인다. 그럼으로써 매우 소형의 구조가 가능해진다.
추가 모듈은 바람직하게 편광 없이 송신 광을 통과시키기 위한 하나의 표면을 갖는다. 이는 한편으로, 복수의 광원 또는 광원들의 그룹이 개별적으로 구동 제어 가능한 경우에 유용하다. 상기 추가 모듈의 편광시키는 표면 또는 편광시키지 않는 표면에 배치된 광원들의 상응하는 활성화에 의해 의도적으로 상응하는 송신 광이 발생한다. 다색 광원들에서는 색상 또는 색상들의 조합, 그리고 편광도 선택된다. 송신 광을 편광시키지만, 제1 표면과 다른 편광 방향으로 편광시키는 또 다른 표면도 고려될 수 있다. 이 경우, 광 반사가 송신- 및 수신측 편광 방향의 일치 시에 독점적으로 전달되는지, 또는 90°만큼의 변위 시에 의도적으로 필터링되는지 선택된다. 다른 한편으로는 송신 광의 선택이 특정 광원들의 구동 제어에 의해서가 아니라, 오히려 광원들을 기준으로 추가 모듈의 특정 배치에 의해 이루어질 수 있다.
추가 모듈은 바람직하게 다양한 배향으로 카메라에 설치될 수 있다. 이 경우, 특히 180°만큼의 회전에 대하여, 카메라 및 추가 모듈의 형태에 따라서 90° 또는 다른 각도도 고려될 수 있다. 이때 편광 필터들은 바람직하게 상기 추가 모듈 내에서 회전 대칭에 직접 상응하도록 배치되어 있지 않다. 추가 모듈의 설치 시에 추가 모듈의 배향을 통해서, 어떤 광원들이 편광되고 어떤 광원들이 편광되지 않는지 선택될 수 있거나, 또는 이와 같은 방식으로 특정 편광 방향이 정해진다.
카메라는 바람직하게, 상기 카메라의 빔 경로 내에 추가 모듈이 배치되어 있는지 검출하기 위해 존재 센서(presence sensor)를 포함한다. 상기 존재 센서는 또한, 어떤 추가 모듈이 플러그-온되어 있는지, 또는 추가 모듈이 어떤 편광 및 편광 방향을 발생하는지와 같은 정보를 전달할 수 있다. 상기 존재 센서는 예를 들어, 편광 필터의 프레임을 검출하는 하나 이상의 홀 센서(hall sensor) 또는 유도 센서를 기반으로 형성되어 있다. 다중 배치에 의해, 그리고 재료 또는 재료 두께에 의해 다양한 추가 모듈 및/또는 배향들을 구분하기 위한 일종의 단순한 코딩이 사전 결정될 수 있다. 상기 존재 센서는, 광 송신기의 출력, 이미지 센서의 조사 시간 또는 감도와 같은 제어들을 의도적으로, 그리고 자동으로 추가 모듈에 적합하게 조정할 수 있다. 그뿐 아니라. 이와 같은 방식으로 상위의 시스템으로부터, 카메라의 어떤 구성이 실제 검출된 자체 추가 모듈을 갖는지 확인될 수 있다.
카메라는 바람직하게 제어- 및 평가 유닛을 포함하고, 상기 제어- 및 평가 유닛은 이미지 데이터 내 코드 영역들을 식별하고 그 코드 내용을 판독하기 위해 형성되어 있다. 그에 따라 상기 카메라는 바코드 및/또는 다양한 기준에 따른 2D-코드, 그리고 경우에 따라서는 문자 인식(OCR, Optical Character Reading)을 위한 카메라 기반의 코드 판독기가 된다. 그 밖에 제어- 및 평가 유닛은 바람직하게 코드 판독 기능 없이도 제공되어 있는데, 상기 제어- 및 평가 유닛은 이미지 촬영, 조명, 필요한 실제 초점 위치의 측정 및 상기 초점 위치의 표시와 같은 카메라 내 다양한 과제들을 제어 및 실시한다.
본 발명은 다음에서 추가 특징들 및 장점들과 관련해서도 실시 형태들을 참조하여, 그리고 첨부된 도면 인용하에 예시적으로 더 상세하게 설명된다.
도 1은 조명을 구비한 카메라의 개략적인 단면도이고;
도 2는 스냅 매커니즘에 의해 설치된 추가 모듈을 구비한 카메라의 3차원도이며;
도 3은 자기 매커니즘에 의해 설치된 추가 모듈을 구비한 카메라의 3차원도이고;
도 4a는 플러그-온된 추가 모듈이 없는 카메라의 전면도이며;
도 4b는 플러그-온된 추가 모듈을 구비한 카메라의 전면도이고;
도 4c는 도 4b에 대하여 180°만큼 회전되어 플러그-온된 추가 모듈을 구비한 카메라의 전면도이며;
도 5는 추가 모듈용 존재 센서를 구비한 카메라의 개략적인 단면도이고; 그리고
도 6은 컨베이어벨트에 장착된 카메라의 예시적인 한 가지 적용예의 3차원도이다.
도 1은 카메라(10)의 개략적인 단면도를 보여준다. 검출 영역(14)으로부터 비롯된 수신 광(12)은 수신 광학 수단(16) 상으로 입사하고, 상기 수신 광학 수단은 상기 수신 광(12)을 이미지 센서(18) 상으로 안내한다. 상기 수신 광학 수단(16)의 광학 소자들은 바람직하게 복수의 렌즈 및 조리개, 프리즘 등과 같은 다른 광학 소자들로 구성된 대물렌즈로서 설계되어 있지만, 본 도면에서는 간략하게 단지 하나의 렌즈에 의해 나타나 있다.
상기 카메라(10)의 촬영 동안에 상기 검출 영역(14)을 조명하기 위해, 상기 카메라(10)는 조명 유닛을 포함하고, 상기 조명 유닛은 도 1에서 2개의 광원(20), 예를 들어 LED들 또는 레이저 다이오드들의 형태로 도시되어 있다. 상기 조명 유닛은 송신 광(22)을 발생하고, 상기 송신 광은 상기 검출 영역(14) 내로 송신된다. 상기 송신 광(22)에 의도한 방식으로 영향을 미치기 위해, 상기 광원들(20)에는 도면에 도시되지 않은 송신 광학 수단이 할당될 수 있다.
상기 송신 광(22)의 방출 영역 및 상기 수신 광의 입사 영역 내에는 상기 카메라(10) 내에 편광 필터(24)가 배치되어 있다. 상기 편광 필터(24)는 상기 송신 광(22)을 편광시키기 위한 제1 표면(24a) 및 상기 수신 광(12)을 편광시키기 위한 제2 표면(24b)을 포함한다. 바람직하게 상기 2개의 표면(24a, 24b)은 90°의 상호 변위를 갖도록 선형의 편광을 위해 형성되어 있다.
상기 편광 필터(24)는 플러그-온 프레임(26) 내에 배치되어 있고, 상기 플러그-온 프레임은 그 밖에 상기 카메라(10)의 전방 스크린(28)을 고정한다. 이와 같은 방식으로 상기 카메라의 하우징(30)의 전면이 폐쇄된다. 상기 편광 필터(24) 및 상기 전방 스크린(28)을 구비한 플러그-온 프레임(26)은 플러그-온- 또는 추가 모듈을 형성하고, 상기 플러그-온- 또는 추가 모듈에 의해 추후에 상기 카메라(10)의 편광 특성들이 변경된다. 이를 위해, 여러 가능성이 존재한다: 도시된 것과 같은 추가 모듈 또는 오로지 전방 스크린(28)만을 구비한 플러그-온 프레임(26)을 사용함으로써 편광이 있는 모드와 편광이 없는 모드 사이를 전환하는 가능성이 있고, 다른 편광 필터(24)를 구비한 추가 모듈로 교체함으로써, 또는 특히 수신 광학 수단(16)의 광학 축을 중심으로 180°만큼 회전하여 다른 배치로 추가 모듈을 플러그-온함으로써 편광 특성들을 교체하는 가능성이 있다.
도 1에서 상기 편광 필터(24)는 내부에서 상기 전방 스크린(28) 후방에 배치되어 있다. 대안적으로 편광 필터(24)가 외부에 있는 역순도 가능하다. 또 다른 한 가지 실시 형태에서는 편광 필터(24)가 전방 스크린(28) 내부로 통합되어 상기 전방 스크린과 직접 연결되어 있거나, 또는 전방 스크린(28)으로서 기능한다.
제어- 및 평가 유닛(32)은 상기 조명 유닛 및 상기 이미지 센서와 연결되어 있고 상기 카메라(10) 내에서 제어-, 평가- 및 그 밖의 조정 과제들을 담당한다. 다시 말해 상기 제어- 및 평가 유닛은 상기 이미지 센서(18)의 이미지 데이터를 판독하여 상기 이미지 데이터를 처리하고 인터페이스(34)에 제공한다. 이미지 데이터의 자체 평가들도 고려될 수 있는데, 특히 이미지 데이터 내 코드 영역들의 디코딩이 고려될 수 있으며, 그에 따라 상기 카메라(10)는 카메라 기반의 코드 판독기가 된다.
도 2는 스냅 매커니즘에 의해 카메라(10) 상에 플러그-온되는 추가 모듈을 구비한 카메라(10)의 3차원도를 보여준다. 상기 카메라(10)는 직사각형 전면을 갖고, 이때 라운딩 처리된 코너들과 같은 변형들은 여전히 가능하다. 플러그-온 프레임(26) 및 전방 스크린(28)은 직사각형 형태에 적응되어 있다. 확인할 수 있는 것처럼, 조명 유닛 및 편광 필터(24)를 위한 매우 평평한 전면 영역이 가능하고, 수신 광학 수단(16) 및 전자 장치, 예컨대 제어- 및 평가 유닛(32)의 복잡성에 따라서, 도시된 것과 같이, 또는 더 작은 깊이를 갖는 전체적으로 매우 평평한 장치 구조도 가능하다.
도 2에 따른 실시 형태에서 상기 추가 모듈 또는 상기 플러그-온 프레임(26)은 복수의 스냅 후크(36)를 포함하는데, 본 도면에서는 예시적으로 4개의 스냅 후크를 포함하며, 상기 스냅 후크들은 하우징(30)에서 스냅 고정된다. 상기 스냅 후크들(36)에 더 바람직한 고정을 제공하기 위해, 그곳에 그루우브, 돌출부 등이 제공될 수 있다. 상기 스냅 후크들(36)은 상기 추가 모듈의 안정된 위치에 기여하고, 그럼에도 불구하고 상기 추가 모듈을 제거하거나 다른 추가 모듈을 설치하기 위해 언제든 공구 없이 해제 가능하다.
도 3은 자기 홀더(magnetic holder)에 의해 카메라(10)에 설치되는 추가 모듈을 구비한 카메라(10)의 3차원도를 보여준다. 이와 같은 자기 고정 원리에서는 카메라(10) 또는 플러그-온 프레임(26)에 경자성 재료(hard magnetic material)가 위치한다. 반대 측면은 연자성- 또는 경자성 재료로 구현되어 있다. 바람직하게 단지 상기 플러그-온 프레임(26)에만 활성 자석들이 제공되어 있는 반면, 하우징(30)은 제공된 접촉 영역 내에 오로지 자성 재료만을 포함한다. 이 경우, 카메라의 하우징(30)이 충분한 자성 금속을 함유하고 있는 한, 말하자면 상기 카메라(10)는 전혀 추가 변형될 필요가 없다.
도 2 및 도 3은 추가 모듈의 공구 없는, 매우 간단한 교체 매커니즘의 두 가지 예시를 보여준다. 이를 위해, 또 다른 가능성들이 존재하는데, 예를 들어 내부에서 개구 내로 맞물리는 후크들의 가능성 또는 하우징(30)의 전면 상에 스냅 고정되는, 주변을 둘러싸는 플러그-온 프레임(26)의 가장자리의 가능성이 있다. 다시 말해, 도시된 예시들에만 제한되어 있지 않다. 원칙적으로 플러그-온 프레임(26)은 하나 또는 다수의 나사에 의해 고정될 수도 있다. 이는 여전히 종래의 구조보다 더 간단한데, 그 이유는 또 다른 부품들을 제거할 필요 없이, 나사들이 사용되는 경우에서도 편광 필터(24)가 매우 간단하게 외부에서 접근 가능하기 때문이다. 그러나 나사들은 일차적으로 흔들림 또는 진동에 의한 특별한 기계적 하중에서 고려되고, 이러한 조건들은 카메라(10)가 어차피 일반적으로 피해야 한다. 추가 모듈의 바람직한 교체 원리는 공구 없이, 그에 따라 특히 나사 없이 이루어진다.
도 4a 내지 도 4c는 카메라(10)의 정면도를 보여준다. 이 경우, 도 4a에는 추가 모듈이 없고, 도 4b에는 3개의 표면(24a, 24b, 24c)을 갖는 편광 필터(24)를 구비한 추가 모듈이 플러그-온되어 있으며, 그리고 도 4c에는 도 4b에 따른 추가 모듈이 180°만큼 회전되어 플러그-온되어 있다. 다시 말해, 플러그-온 프레임(26)은 바람직하게, 180°만큼 회전된 고정도 가능해지도록 형성되어 있다.
도시된 실시 형태에서는, 해칭(hatching)에 의해 표시된 것처럼, 예를 들어 적색 및 청색의 서로 다른 색상의 광원들(20a, 20b)이 사용된다. 대안적으로, 다색 LED에서와같이, 이미 각각의 광원들(20a, 20b) 내부에 다양한 색상들을 구현하는 것을 고려할 수 있거나, 또는 특정 색상들을 위해 선택적으로 활성화되는 서로 다른 색상의 광원들(20a, 20b)이 서로 나란히 사용된다. 색상 교체에 의해 몇몇 구조들이 더 바람직하게 인식될 수 있는데, 예를 들어 인쇄 잉크 및 베이스에 따라서 코드가 적색 또는 청색 광에서 더 바람직하게 판독된다.
바람직하게 상기 광원들(20a, 20b)은 개별적으로 구동 제어 가능하고, 그럼으로써 가변적인 조명 구역들을 구현한다. 전환 복잡성을 줄이기 위해, 광원들(20a, 20b)의 그룹들을 단지 공동으로 구동 제어하는 것으로 충분할 수 있다. 도시된 실시 형태에서는 각각 동일한 색상의 광원들(20a, 20b)이 각각 2개의 그룹 중 하나의 그룹을 형성할 수 있다. 더 많은 그룹 또는 다른 그룹들도 마찬가지로 고려될 수 있는데, 예를 들어 섹터들에 상응하게 4개의 그룹, 하나의 내부 그룹 및 하나의 외부 그룹 등이 고려될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 특히 제어- 및 평가 유닛(32) 내에서 이미지 센서(18)의 이미지 데이터의 이미지 처리와의 상호작용으로, 의도적으로 특정 방향들로부터 조명이 발생하고, 이와 같은 방식으로 각각의 적용예에 대하여 최적의 조명 설정이 주어진다.
도 4a에 따른 구성에서는 편광 필터(24)를 구비한 추가 모듈이 설치되어 있지 않은데, 예를 들어 단지 전방 스크린(28)만을 구비한 플러그-온 프레임만이 설치되어 있다. 그 결과, 카메라(10)는 편광되지 않은 송신 광(22) 및 수신 광(12)에 의해 작동한다. 다양한 색상 및/또는 조명 구역은 여전히 가능하다,
도 4b에 따른 구성에서는, 본 도면에서 예를 들어 위쪽으로, 광원들(20a)의 송신 광(22)에 대해 제1 방향으로 선형의 편광을 갖는 제1 표면(24a), 본 도면에서 예를 들어 아래쪽으로, 수신 광(12)에 대해 90°만큼 회전된 선형의 편광을 갖는 제2 표면(24b) 및 광원들(20b)의 송신 광(22)을 편광시키지 않는 제3 표면(24c)을 포함하는 편광 필터를 구비한 추가 모듈이 플러그-온되어 있다. 이 경우, 상부 광원들(20a) 또는 하부 광원들(20b)을 활성화함으로써, 편광된 송신 광에 의해, 또는 편광된 송신 광 없이 이미지를 촬영하는 것이 가능하다. 이때 물론 상기 광원들(20a, 20b)의 색상은 다르게 분배될 수 있거나, 또는 단지 하나의 색상의 광원들(20a, 20b)만이 사용될 수 있으며, 그에 따라 편광의 선택은 색상의 선택과 결부되어 있지 않다. 어떻든 상기 편광 필터(24)의 설계예는 단지 바람직한 한 가지 예시이다. 특히 각각 서로 다른 편광 방향을 갖는 더 많은 표면들이 제공될 수 있음으로써, 이와 같은 편광 방향들도 선택할 수 있게 되고, 그리고 역으로 모든 광원들(20a, 20b)을 위해 단 하나의 편광 표면만이 제공될 수 있으며, 이때 상기 편광 표면 내부 중앙에 수신 광(12)을 위한 제2 표면(24b)이 위치한다.
서로 다른 편광 특성들을 갖는 표면들(24a, 24b, 24c)로 편광 필터(24)를 분할함으로써, 그리고 광원들(20a, 20b)의 특정 그룹들을 구동 제어함으로써, 이와 같은 방식으로 다른 추가 모듈에 의한 또 다른 전환 없이 조명 구역들 및 편광 특성들이 선택될 수 있다. 다양한 색상의 광원들(20a, 20b)과 더불어 작동 중에 편광 특성들 및/또는 조명 스펙트럼이 적합하게 조정될 수 있다.
변동이 하나의 동일한 추가 모듈에 의해 충분하지 않은 경우, 상기 추가 모듈은 의도한 특성들을 가져오는 다른 추가 모듈에 의해 교체될 수 있다. 이를 위한 특히 바람직한 한 가지 실시 형태는 도 4c에 따른 구성이 나타낸다. 이 경우, 새로운 추가 모듈이 플러그-온되지 않고, 오히려 도 4b의 추가 모듈이 180°만큼 회전된다. 그런 다음 교체된 역할에 의해 상부 광원들(20a)의 송신 광(22)은 표면(24c)에 의해 편광되지 않고 투과되고, 하부 광원들(20b)의 송신 광(22)은 표면(20a)에 의해 선형으로 편광된다. 이때 발생하는 180°만큼의 편광 방향의 변경은 어떠한 영향도 미치지 못하는데, 그 이유는 한편으로 수신 광(12)의 편광 방향도 상응하게 회전하고, 그리고 무엇보다 송신 광(22)과 수신 광(12) 사이의 90°만큼의 편광 방향의 상대적 회전만이 중요하기 때문이다.
도 5는 카메라(10)의 또 다른 한 가지 실시 형태의 개략적인 단면도를 보여준다. 도 1과 다르게 본 도면에는, 편광 필터(24)를 구비한 플러그-온 프레임(26)이 플러그-온되어 있는지 여부를 검출하는 추가의 존재 센서(38)가 제공되어 있다. 상기 존재 센서(38)는 단지 개략적으로만 도시되어 있고, 예를 들어 상응하는 자화된 또는 금속성의 플러그-온 프레임(26)을 검출하는 하나 또는 복수의 홀 센서 또는 유도 센서로 형성되어 있다. 복수의 지점에서의 검출에 의해서, 그리고 대응하는 위치들에서 플러그-온 프레임(26)의 재료 및 구조의 상응하는 설계에 의해서 일종의 단순한 코드가 변경된 존재 신호에 의해 만들어질 수 있고, 상기 코드에 의해 다양한 플러그-온 프레임(26) 및 그에 따라 편광 필터(24)가 구분된다. 이러한 차별화된 존재 검출은 도 4의 인용하에 설명된 것과 같은 서로 다른 배향들도 구분할 수 있다.
개별적인 편광 필터(24)를 식별하는 것, 또는 어떠한 편광 필터(24)도 플러그-온되어 있지 않음을 검출하는 것은 카메라 파라미터의 의도된 자동 조정을 구현한다. 이러한 카메라(10) 설정의 예시들은 광원들(20)의 휘도 또는 이미지 센서(18)의 감도(게인)이다. 그뿐 아니라 이는, 카메라(10)가 상위 시스템 내에 결합되어 있는 경우에 유용한다. 인터넷을 통한 관리 또는 특히 클라우드 혹은 다른 네트워크 내에서 원격의 데이터 전달 및 -평가를 위해서는 카메라(10)의 실제 구성을 알고, 이를 위해 존재 센서(38)를 확인하는 것이 중요할 수 있다.
도 6은, 물체들(42)을 화살표(44)에 의해 표시된 바와 같이, 카메라(10)의 검출 영역(14)을 통해 이송하는 컨베이어벨트(40)에 장착된 카메라(10)의 한 가지 가능한 적용예를 보여준다. 상기 물체들(42)은 자체 외부면들에 코드 영역들(46)을 가질 수 있다. 상기 카메라(10)의 과제는 상기 물체들(42)의 특성들을 검출하고, 코드 판독기로서의 바람직한 사용에서 상기 코드 영역들(46)을 인식하며, 그곳에 제공된 코드를 판독하고, 디코딩하여 각각 해당 물체(42)에 할당하는 것이다. 측면으로 제공된 코드 영역들(48)도 인식하기 위해, 바람직하게 도면에 도시되지 않은 추가 카메라들(10)이 서로 다른 관점에서 사용된다.

Claims (13)

  1. 검출 영역(14)으로부터 비롯된 수신 광(12)으로부터 이미지 데이터를 생성하기 위한 이미지 센서(18), 송신 광(22)에 의해 상기 검출 영역(14)을 조명하기 위한 하나 이상의 광원(20)을 구비한 조명 유닛 및 상기 송신 광(22) 및 상기 수신 광(12)을 편광시키는 편광 필터(polarization filter)(24)를 구비한 카메라(10), 특히 코드 판독기에 있어서,
    상기 편광 필터(24)는 추후에 외부에서 교체 가능한 추가 모듈(26, 24)로서 형성되어 있는,
    카메라.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 편광 필터(24)는 스냅 연결부(snap connection)(36)를 구비한 플러그-온 모듈(plug-on module)로서 형성되어 있는,
    카메라.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 편광 필터(24)는 자기 연결부(magnetic connection)를 구비한 플러그-온 모듈로서 형성되어 있는,
    카메라.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 편광 필터(24)는 상기 카메라(10)의 전방 스크린(28) 앞에 배치되어 있거나, 또는 상기 추가 모듈(26, 24, 28)이 상기 전방 스크린(28)을 포함하는,
    카메라.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추가 모듈(26, 24)은 교체 프레임(26)을 포함하고, 상기 교체 프레임은 상기 카메라(10)의 하우징(30)을 상기 카메라의 전면 쪽으로 폐쇄하는,
    카메라.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추가 모듈(26, 24)은 직사각형인,
    카메라.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 유닛은 광원들(20a, 20b)의 개별적으로 구동 제어 가능한 복수의 그룹을 포함하는,
    카메라.
  8. 제7항에 있어서,
    하나의 그룹의 광원들(20a)은 다른 그룹의 광원들(20b)과 다른 색상을 갖는,
    카메라.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추가 모듈(26, 24)은 상기 송신 광(22)을 편광시키기 위한 제1 표면(24a) 및 상기 수신 광(12)을 편광시키기 위한 제2 표면(24b)을 갖도록 형성되어 있는,
    카메라.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 추가 모듈(26, 24)은 편광 없이 송신 광(22)을 통과시키기 위한 하나의 표면(24c)을 갖는,
    카메라.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추가 모듈(26, 24)은 다양한 배향으로 상기 카메라(10)에 설치될 수 있는,
    카메라.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카메라(10)의 빔 경로 내에 추가 모듈(26, 24)이 배치되어 있는지 검출하기 위한 존재 센서(presence sensor)(38)를 포함하는,
    카메라.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카메라는 제어- 및 평가 유닛(32)을 포함하고, 상기 제어- 및 평가 유닛은 이미지 데이터 내 코드 영역들을 식별하고 그 코드 내용을 판독하기 위해 형성되어 있는,
    카메라.
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