[發明專利]用于多位置圖像傳感器的設備、系統以及方法

有效

• 申請號: 201510054928.2
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN104822031B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 喬治·科斯蒂根;勞倫斯·努恩尼克;亞倫·瓦萊克;羅杰·薩姆納
• 申請（專利權）人: 康耐視公司
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N5/225;G02B7/28
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊生平;鐘錦舜

所公開的設備、系統以及方法為位移傳感器提供了多位置圖像傳感器。該位移傳感器包括光學透鏡。該位移傳感器包括圖像傳感器，其被配置為沿著與圖像傳感器的圖像平面不平行的聚焦平面通過透鏡觀察對象。該位移傳感器包括激光器，用于通過位移傳感器照明對象，其中，該激光器：以固定距離與所述透鏡隔開；并且被配置為沿著所述圖像傳感器的聚焦平面投射光線。位移傳感器包括：第一配置，其中在第一配置中，圖像傳感器沿著圖像平面處于第一位置具有沿著聚焦平面的第一視場；以及第二配置，其中在第二配置中其處于具有不同視場的第二位置處。

技術領域

所公開的計算機化系統、設備和計算機化方法通常涉及多位置圖像傳感器，特別是用于實現多個視場的多位置圖像傳感器。

背景技術

機器視覺工具可以用于(例如在制造過程期間)使不同尺寸和形狀的部分的檢查自動化。位移傳感器例如可以用于測量對象從參考面的位移，例如當對象沿著平臺或者傳送帶行進時測量對象的三維位移。這些以及其它機器視覺技術通常取決于特定應用(例如測量的特征的尺寸或者形狀或者特定應用所需要的分辨率的數量)而需要使用不同光學器件。例如，如果圖像傳感器用于檢查對象的較小特征(例如微芯片的角落)，則圖像傳感器可以被配置有較小視場(“FOV”)，以檢查該特征，因為該視場是相當小的并且需要較高數量的分辨率。相反，如果圖像傳感器用于檢查大對象或者對象的較大特征(例如，輪胎面)，則圖像傳感器可以被配置有較大FOV，以檢查該較大特征(這可能繼而犧牲分辨率)，因為否則該圖像傳感器可能不能夠檢查整個特征。位移傳感器的測量高度值形成了對象在FOV中的2D輪廓。

雖然可以希望將單個傳感器用于不同應用，但是通常在不改變傳感器的其它方面的情況下難以改變圖像傳感器的配置以實現多個(不同)FOV。例如，調整FOV通常需要調整傳感器的光學設置中的參數，例如圖像傳感器和該傳感器的透鏡之間的距離、透鏡的焦距、透鏡、傳感器和/或聚焦平面之間的角度、和/或其它參數。因此，傳感器通常被設計和構造為使得傳感器被配置為僅用于一個應用(例如，傳感器僅能夠實現一個FOV)。然而，由于需要制造不同外殼，所以不同圖像傳感器外殼之間的改變來調整系統到不同成像場景可以增加制造成本，并且可以增加管理用于不同產品的機器視覺應用的復雜性。

發明內容

根據所公開主題，提供了用于在不需要改變傳感器的機械外殼的情況下調整傳感器(例如位移傳感器)的視場的設備、系統、非暫時計算機可讀介質以及計算機化方法。

一些實施例包括一種用于確定對象的特征的位移傳感器。該位移傳感器包括光學透鏡。該位移傳感器包括圖像傳感器，其被配置為沿著與所述圖像傳感器的圖像平面不平行的聚焦平面通過透鏡觀察對象。該位移傳感器包括激光器，用于通過所述位移傳感器照明所述對象，其中，所述激光器以固定距離與所述透鏡隔開并且被配置為沿著所述圖像傳感器的聚焦平面投射光線。該位移傳感器包括：第一配置，其中，在第一配置中所述圖像傳感器處于沿著所述位移傳感器中的圖像傳感器的圖像平面的第一位置，使得所述圖像傳感器具有沿著聚焦平面的第一視場；以及第二配置，其中，在第二配置中所述圖像傳感器處于沿著所述位移傳感器中的圖像傳感器的圖像平面的第二位置，使得所述圖像傳感器具有比所述第一視場更寬的沿著聚焦平面的第二視場。

一些實施例包括一種用于確定對象的特征的位移傳感器。該位移傳感器包括光學透鏡。該位移傳感器包括圖像傳感器，其被配置為沿著與所述圖像傳感器的圖像平面不平行的聚焦平面通過透鏡觀察對象。該位移傳感器包括激光器，用于通過所述位移傳感器照明所述對象，其中，所述激光器以固定距離與所述透鏡隔開并且被配置為沿著所述圖像傳感器的聚焦平面投射光線。該位移傳感器是可調整的以實現：第一配置，其中，在第一配置中所述圖像傳感器處于沿著所述位移傳感器中的圖像傳感器的圖像平面的第一位置，使得所述圖像傳感器具有沿著聚焦平面的第一視場；以及第二配置，其中，在第二配置中所述圖像傳感器處于沿著所述位移傳感器中的圖像傳感器的圖像平面的第二位置，使得所述圖像傳感器具有比所述第一視場更寬的沿著聚焦平面的第二視場。