孔口的反射 圖像有效消失而實(shí)現(xiàn)的。
[0033] 總體而言，根據(jù)本發(fā)明的孔口蓋是一種適于布置在照明殼體的中央孔口上方的蓋 件，并且該蓋件具有形成陣列的漫反射結(jié)構(gòu)，該漫反射結(jié)構(gòu)在形成陣列的允許光穿過的非 常條形開縫之間穿插設(shè)置。形成圖案的漫反射結(jié)構(gòu)和間隙可以以規(guī)則的或不規(guī)則的圖案布 置。
[0034] 在蓋件位于中央孔口上方的情況下，關(guān)聯(lián)的攝像頭靠近孔口蓋定位。如果攝像頭 的鏡頭的數(shù)值孔徑保持基本上寬地打開，則孔口蓋的結(jié)構(gòu)能夠在反射中消失，并且典型的 暗斑問題得以解決。本發(fā)明的實(shí)施例還通過使得照明殼體內(nèi)部與孔口蓋的反射率盡可能密 切地匹配而進(jìn)一步得以優(yōu)化?？卓谏w的攝像頭側(cè)還可涂覆以非反射性或基本上非反射性材 料。
[0035] 基于示例性實(shí)施例的下述詳細(xì)說明以及各附圖的閱讀，本發(fā)明的其它方面和特征 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員變得顯而易見。
【附圖說明】
[0036] 在上文說明的特征的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的其它方面將從附圖和示例性實(shí)施例的下述 描述顯而易見，其中，多幅視圖之間的相同的附圖標(biāo)記指代相同或等同的特征，并且在附圖 中：
[0037] 圖1是典型的圓頂式照明器的局部剖切圖；
[0038] 圖2是示例性實(shí)施例的典型的Cloudy Day照明器的示意圖；
[0039] 圖3A-3C示出了本發(fā)明的具有規(guī)則或不規(guī)則圖案的示例性實(shí)施例，所述具有規(guī)則 或不規(guī)則圖案用于布置在照明殼體的中央孔口的上方；
[0040] 圖4是本發(fā)明的機(jī)器視覺檢測裝置的簡化剖視圖，其中，示例性孔口蓋布置位于 裝置的中央孔口的上方；以及
[0041] 圖5是圖4的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的仰視圖，其中，篩狀孔口蓋上的開縫可以通過照 明殼體上的中央孔口而被觀察到。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 如上所述，已知的圓頂式照明系統(tǒng)用來檢測感興趣的物體的鏡面，但是所有的這 些照明系統(tǒng)都在照明場中存在一固有空缺，該固有空缺是由攝像頭觀察被檢測的物體所通 過的孔口所導(dǎo)致的。該空缺呈現(xiàn)為變暗的特征（dark feature)。在照明場中"修復(fù)"這一空 缺以使得照明場實(shí)際上是連續(xù)的可以通過利用已知的CloudyDay照明器（cdi)來實(shí)現(xiàn)， 這種照明器利用被第二光源照射的傾斜式或彎曲式分束器，第二光源在亮度上被平衡成與 周圍照明場匹配。然而，⑶I還具有其它一些缺點(diǎn)，參見上文描述。典型的圓頂式照明器和 CDI的示例分別在圖1和圖2中示出。
[0043] 典型的圓頂式照明器5可以在圖1中觀察到。如圖所示，圓頂式照明器5包括基 本上中空的照明殼體10,該殼體具有敞開的底部。照明殼體10的內(nèi)部形成半球形漫反射部 15。照明源20、例如環(huán)形光、多個(gè)直線光源、或者離散LED光源的陣列靠近照明殼體10的基 底定位并且適于為在位于照明殼體10和其漫反射部15部分下方的物體25上實(shí)施檢測過 程提供所必需的照明。
[0044] 還從圖1可以觀察到，來自照明源20的光射線30指向上方，在上方，光射線被漫 反射部15以基本上相同的亮度朝向待檢測的物體往回反射。感興趣的物體25的目標(biāo)表面 由此被照明源20間接照明。中央孔口 40穿過照明殼體/漫反射部10、15,以使得感興趣的 物體的被照射的表面對于位于中央孔口上方的關(guān)聯(lián)的攝像頭45是可見的。
[0045] 如上所述，這樣的圓頂式照明器的問題在于中央孔口 40在被成像的物體表面的 反射中呈現(xiàn)為一變暗的特征。由此，被成像的物體表面上的感興趣的編碼和/或其它特征 由于對比不足而可能沒有被攝像頭觀察到。
[0046] 設(shè)計(jì)成克服圓頂式照明器所存在的問題的前述典型的Cloudy Day照明器 (⑶1)50在圖中2示意性示出。和圖1中示例性示出的圓頂式照明器5 -樣，⑶I 50也包 括基本上真空的照明殼體55,該照明殼體底部敞開，照明殼體的內(nèi)部形成半球形漫反射部 60。也設(shè)計(jì)成環(huán)形光的照明源65靠近照明殼體55的基底定位并且適于為在位于照明殼體 和其漫反射部60部分下方的感興趣的物體70上實(shí)施檢測過程提供所必需的照明。
[0047] 然而，與圓頂式照明器不同的是，⑶I 50包括第二照明源75,該第二照明源一般 被稱為軸上或同軸照明源。第二照明源75通過分束器80投射光，該分束器80引導(dǎo)光穿過 照明殼體/漫反射部55、60上的中央孔口 85并且投射在感興趣的物體70的表面上。
[0048] 和圖1的圓頂式照明器一樣，來自照明源65的光射線90指向上方，在上方，光射 線被漫反射部60以基本上相同的亮度朝向感興趣的物體70往回反射。感興趣的物體70 的目標(biāo)表面由此被照明源65間接照射并且被第二照明源75直接照射。來自物體表面的光 向上穿過中央孔口 85反射至位于照明殼體55上方的關(guān)聯(lián)攝像頭95,并在攝像頭處光形成 圖像部分。通光孔100 (例如為彈性的）可以設(shè)置在分束器結(jié)構(gòu)上以允許攝像頭185觀察 物體圖像。
[0049] 從圖2的觀察與以上說明顯而易見的是，構(gòu)建⑶I所需的附加的部件同時(shí)使得⑶I 比典型的圓頂式照明器昂貴得多。此外，由于分束器和關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)一般安裝在CDI的圓頂 上，檢測用攝像頭離照明殼體定位地不可能像沒有這樣的第二照明源時(shí)所可能達(dá)到的那樣 近。這使得典型的CDI與典型的圓頂式照明器相比相當(dāng)笨重。此外，CDI普遍使用的分束 器結(jié)構(gòu)是易碎的和/或難于清潔的。
[0050] 因此，本發(fā)明的實(shí)施例所涉及的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)和方法比⑶I更便宜且更緊 湊，但是通過消除典型的圓頂式照明裝置所關(guān)聯(lián)的照明場中的固有空缺而得到與CDI相同 的檢測結(jié)果?？傮w而言，這是通過使用具有裝配有本發(fā)明的孔口蓋的照明殼體的檢測裝置 而予以實(shí)現(xiàn)的，該孔口蓋工作成利用不透明但尺寸非常條形漫反射結(jié)構(gòu)形成的非連續(xù)圖案 來填補(bǔ)典型的圓頂式照明器所固有的孔口空缺（暗斑）。這些結(jié)構(gòu)在性質(zhì)上相對于孔口蓋 可以被認(rèn)為是篩狀并且可以例如是一系列開縫，當(dāng)在從感興趣的物體的鏡面的反射中觀察 時(shí)，這些開縫呈現(xiàn)為失焦并且融入在周圍照明場中。
[0051] 多個(gè)示例性且非限制性的具有多種圖案的漫反射結(jié)構(gòu)的孔口蓋的實(shí)施例在圖 3A-3C中示出。將被理解的是，被成像表面的通常表述為均方根尺寸（RMS)的粗糙度（光滑 度）在很大程度上確定了孔口蓋的漫反射結(jié)構(gòu)的尺寸。也就是說，被成像表面的粗糙度通 常決定了漫反射結(jié)構(gòu)落在哪個(gè)限定的尺寸范圍內(nèi)以使得漫反射結(jié)構(gòu)在表面的反射中對于 攝像頭呈現(xiàn)為"不可見"的。一般而言，被成像的表面越粗糙，漫反射結(jié)構(gòu)可能越大。
[0052] 然而，利用較小的篩狀孔口結(jié)構(gòu)還具有實(shí)際益處，也即表面粗糙度的范圍較大的 表面能夠被可靠地成像。由此，圖3A-3C中示出的示例性孔口蓋的漫反射結(jié)構(gòu)落在特定的 尺寸范圍內(nèi)或者具有特定的尺寸。這些尺寸范圍和/或尺寸被發(fā)現(xiàn)在用來對待檢測的常規(guī) 表面如常規(guī)金屬罐的蓋子成像時(shí)尤為有效。盡管如此，其它的漫反射結(jié)構(gòu)的尺寸范圍或尺 寸可能更適合于其它表面的成像。
[0053] 在圖3A中，第一示例性孔口蓋105被示出為包括材料片110,該材料片具有形成一 圖案的漫反射結(jié)構(gòu)，所述漫反射結(jié)構(gòu)包括穿過材料片的一系列平行的、間距較小的、條形開 縫115。開縫115的數(shù)量、開縫的寬度以及開縫之間的間距可以如上所述那樣變化。在一個(gè) 非限制性示例中，開縫115的寬度可以在約0. 01毫米與2. 0毫米之間，特別地在約0. 1毫 米與0. 5毫米之間，更特別地為約0. 25毫米。
[0054] 第二示例性孔口蓋120在圖3B中示出為包括材料片125,該材料片具有形成一圖 案的漫反射結(jié)構(gòu)，所述漫反射結(jié)構(gòu)包括穿過材料票的一系列規(guī)則重現(xiàn)且基本上等距隔開的 孔130。在這一特別示例中，孔130被示出為在形狀上為大致矩形，但是其它各種形狀和其 它圖案也是可能的。例如，這樣的規(guī)則重現(xiàn)圖案可以呈現(xiàn)棋盤（tessellation)形式?？?130的數(shù)量、孔的尺寸以及孔之間的間距可以如上所述那樣變化。在一個(gè)非限制性示例中， 孔130的最小尺寸可能位于約0. 01毫米與2. 0毫米之間，特別地位于約0. 1毫米與0. 5毫 米之間，更特別地為約0. 25毫米。
[0055] 第三示例性孔口蓋135在圖3C中示出為包括材料片140,該材料片具有形成一圖 案的漫反射結(jié)構(gòu)，所述漫反射結(jié)構(gòu)包括許多穿過該材料片的非重復(fù)的、基本上不平行且不 規(guī)則隔開的孔145,這些孔具有各種形狀。在該特別的實(shí)施例中，孔145被示出為包括各種 形狀（例如橢圓和方形），但是其他各種形狀以及形狀的組合也是可能的。孔145的數(shù)量、 孔的尺寸以及孔之間的間距也可能如上所述那樣變化。在一個(gè)非限定性示例中，孔145的 最小尺寸可能位于約0. 01毫米與2. 0毫米之間，特別地位于約與0. 5毫米之間，更特別地 是約0. 25毫米。
[0056] 圖3A-3B的示例