照明系统的制作方法
【专利说明】照明系统
[0001 ] 优先权主张
[0002]本申请案依据专利合作条约(PCT)第4条主张在2014年10月27日提出申请的第14/524,370号美国申请案及在2013年10月29日提出申请的第61/897，140号美国临时申请案的优先权。
技术领域
[0003]所揭示实施例一般来说涉及照明，且特定来说但非排他地涉及可用于成像系统中的照明器。
【背景技术】
[0004]光学成像系统在追踪许多不同类型的项目时已成为重要且普遍存在的工具，且机器视觉系统已成为用于例如部件识别及检验的任务的重要工具。两个成像系统均捕获光学符号(在光学数据读取系统的情形中)或部件(在一般机器视觉系统的情形中)的二维数字图像且接着继续进行以分析所述图像以提取含于所述图像中的信息。已出现的一个困难为确保相机获取物体的准确图像;如果相机无法捕获物体的准确图像，那么相机可能不能解码或分析图像，或可能难以解码或分析图像。
[0005]获取准确图像的困难中的一者为确保被成像的物体经适当照明。每当照射为错误类型或遭受例如非均匀性的问题时就可出现问题。存在照明器以便为光学数据读取系统及机器视觉系统提供照射，但这些具有一些已知缺点。现有照明器通常为圆形，从而使其大于所需要且难以制造。圆形形状还使其照射图案成为不同于成像仪的视场的形状，此可导致非均匀照射(尤其接近图像的边缘)。其它类型的现有照明器可减少这些缺点中的一些缺点，但没有照明器克服大多数或全部缺点。
【附图说明】
[0006]参考以下图描述本发明的非限制性及非穷尽性实施例，其中除非另有规定，否则贯穿各个视图，相似参考编号指代相似部件。
[0007]图1是照明系统的实施例的透视图。
[0008]图2是照明系统的另一实施例的透视图。
[0009]图3A是可用于图1及/或2的照明系统中的照明器的实施例的正立面图。
[0010]图3B是基本上沿着截面线B-B截取的图3A的照明器的横截面图。
[0011]图4是图3A到3B中所展示的照明器的横截面图，其图解说明所述照明器操作的实施例。
[0012]图5是图解说明成像系统的实施例的横截面图。
[0013]图6是图解说明成像系统的另一实施例的横截面图。
【具体实施方式】
[0014]实施例描述用于照明的装置、系统及方法。描述特定细节以提供对实施例的透彻理解，但所属领域的技术人员将认识到，可在无所述所描述细节中的一或多者的情况下或借助其它方法、组件、材料等实践本发明。在一些实例下，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作，但其仍涵盖于本发明的范围内。
[0015]贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的提及意指结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性包含于至少一个所描述实施例中。因此，本说明书中“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现未必全部指代同一实施例。此外，在一或多个实施例中，可以任一适合方式来组合所描述的所述特定特征、结构或特性。
[0016]图1图解说明照明系统100的实施例，照明系统100(举例来说)可与机器视觉系统、条形码或矩阵码读取系统或者另一种类的成像系统一起使用。照明系统100包含一对照明器102a及102b，照明器102a及102b彼此间隔开且基本上平行于彼此而定位于待被照明的物体104的任一侧上。物体104可借助仅一个照明器或借助两个照明器进行照明，或可借助单个照明器或者借助一个照明器且接着另一照明器依序进行照明。此外，来自每一照明器102a到102b的光的强度可为变化的，使得每一照明器提供处于不同强度的光。在所图解说明实施例中，经照明物体104为基本上圆柱形，但在其它实施例中物体104可具有任何形状且不需要为圆柱形。
[0017]图2图解说明照明系统200的另一实施例，照明系统200也可(举例来说)与机器视觉系统、条形码或矩阵码读取系统或者另一种类的成像系统一起使用。照明系统200在大多数方面中类似于照明系统100。主要不同在于照明系统200使用四个照明器102a到102d而非两个。在所图解说明实施例中，每一照明器102a到102d邻接两个相邻照明器，使得四个照明器围绕物体202形成封闭矩形且基本上环绕所述物体。在其它实施例中，照明器102a到102d相对于彼此及相对于物体202的间隔及位置可为不同的，使得照明器不需要邻接彼此以围绕物体202形成封闭矩形。尽管所图解说明实施例具有四个照明器，但其它实施例也可使用更多或更少照明器，且在不同实施例中照明器可以不同方式定位。在所图解说明实施例中，经照明物体202为基本上球形，但在其它实施例中物体202可具有任何形状且不需要为基本上球形。
[0018]如同在系统100中，在系统200中可使用照明器102a到1 2d的不同组合来照明物体104。所述物体可借助全部四个照明器或借助少于全部四个照明器进行照明。举例来说，物体104可借助照明器102a到102d中的任一者、任两者或任三者进行照明。如同在照明系统100中，在照明系统200中可控制来自每一照明器102a到102d的光的强度，使得全部照明器不需要用相同强度照明物体104。此外，可将照明器102a到102d的时间定序，使得可使用一个、两个、三个或四个照明器的不同序列从两个或两个以上不同方向依序照明物体104。
[0019]图3A到3B图解说明照明器102的实施例的细节；图3A是正立面，而图3B是基本上沿着截面线B-B截取的横截面。照明器102的主要组件包含外壳302，定位于外壳中的一或多个光源306及附接到外壳的反射器308。
[0020]外壳302通常为能够将至少一个光源306保持于适当定向中的矩形盒形容器。光源306定位于外壳302内以引导光从外壳的顶部且朝向反射器308输出。罩盖304可定位于外壳306的顶部上方，使得由光源306发射的光行进穿过罩盖304。在一个实施例中，罩盖304可为透明的，但在其它实施例中，罩盖304可为半透明的，使得其可漫射来自光源306的光。在另一实施例中，罩盖304可为无色的或可具有规定颜色，使得在无色罩盖的情况下，离开罩盖304的光与由光源发射的光为相同颜色(即，相同波长成分)，而对于有色罩盖，离开罩盖304的光为所规定颜色。在又一些实施例中，顶部罩盖304可包含具有光学功率的光学元件(举例来说)以会聚、发散或准直来自光源306的光。照明器102的其它实施例可完全省略顶部罩盖304。
[0021]光源306定位于外壳302内使得其朝向反射器308引导光。所图解说明实施例在外壳302内展示六个光源，但其它实施例并不限于所图解说明数目个光源且可比所展示的具有更多或更少光源。在一个实施例中，光源306为发光二极管(LED)，但在其它实施例中，光源306可为其它类型的灯，举例来说白炽灯泡、卤素灯泡、荧光灯泡等等。在一个实施例中，光源306发射白色或无色光(S卩，包含包括多个颜色的数个波长的光)，但在其它实施例中光源306可发射特定颜色(例如红色或绿色)的光。在又一些实施例，光源306可发射处于不可见波长，例如红外线或紫外线。
[0022]反射器308沿着外壳的一侧附接到外壳302的外部。反射器可由任何材料制成，所述材料可形成或弯曲为所要形状且一旦经形成便将保持所要形状;金属及塑料为可用于反射器308的材料的实例。在一个实施例中，反射器308借助紧固件312附接到外壳302，但在其它实施例中，反射器308可借助粘合剂附接到外壳，可与外壳形成为整体或可通过一些其它方式光学耦合到光源306。反射器308为弧形且形成从反射器附接到外壳处延伸到光源306上方的位置的弧。在所图解说明实施例中，反射器308经塑形像抛物线弧，但在其它实施例中，其可具有其它形状，例如圆弧、双曲线弧、倾斜抛物线弧、由多项式函数定义的弧、由指数函数定义的弧、由对数函数定义的弧、由样条定义的弧等等。在又一些实施例，反射器308可为平面或可包含多个平面小面。一般来说，反射器的形状可经调整以给照明光必需的光学特性，例如均匀性及亮度。在所图解说明实施例中，反射器308对着外壳302的边缘314与316之间的基本上90度的角Θ，但在其它实施例中，角Θ可小于或大于90度。在各种实施例中，举例来说，角Θ可从基本上零度变化到基本上270度。
[0023]反射器308包含反射表面310，来自光源306的光入射于反射