专利名称：具体作为运动机器部件上的并行运动安全装置的一部分的用于监视空间区域的摄像机单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于监视空间区域的摄像机单元，该摄像机单元尤
其作为运动机器部件上的并行运动(concurrently moving)安全装置的 一部分。该摄像机单元包括设置于部件托架上的电子图像传感器；具 有镜头体的镜头，镜头上固定有至少一个光学元件；以及第一联接件， 镜头体与部件托架经由该第一联接件连接从而形成整体式结构单元。
背景技术：
从EP0，597,934B1中已知这种摄像机单元的原理。然而，EP0， 597， 934B1并没有公开已知的摄像机单元作为运动机器部件上的并行运动 安全装置的一部分使用。
本发明进一步涉及一种用于保护机器、特别是用于保护静挤压、冲 压或切割工具的设备，其中，所述机器包括第一和第二机器部件，第一 机器部件执行相对于第二机器部件的操作运动。所述设备包括光源、摄 像机单元以及控制单元。其中，摄像机单元固定到第一机器部件，使得 摄像机单元随着第一机器部件的操作运动一起并行运动并在此过程中 记录位于第一机器部件前方的空间区域；光源布置在摄像机单元对立 面，使得光源为摄像机单元提供照明；并且，控制单元设计成以根据由 摄像机单元产生的信号的方式停止第 一机器部件的操作运动。
这种设备在本领域中被称为并行运动(或活动的)安全装置，用于保 护具有能够相对于彼此运动的机器部件的机器。这种包括摄像机单元的 安全装置的一个示例能够从德国Sick AG公司的描述产品V4000的压弯 机传感器系统的操作指令获知。
SickAG公司的V4000传感器系统包括光源和摄像机单元，摄像机 单元设计成横向布置在压制工具的右侧和左侧，从而随着压制工具的操 作运动一起运动。光源产生平行于压制工具的前缘行进的光束。摄像机单元接收光束，从而能监视位于压制工具前沿正前方的空间区域。在压
进而通常导致操作运动被停止。有关该摄像机单元的机械构造的细节未 在该操作规程中公开。
上文所引用的EP0597934B1公开了 一种用于电子摄像机的机械构 造，据称由于能够可选择地增补用于电子组件的部件托架，因此该机械 构造提供了大量不同的应用选择。该已知的摄像机具有包括镜头体的镜 头，镜头可旋入位于摄像机外壳前板上的匹配的螺紋孔中。为此，前板 螺紋连接至容置有多个部件托架的壳体。摄4象机具有图像传感器，该图 像传感器插到容置在摄像机外壳内的夹持板上。夹持板通过插塞连接器 连接到保持其它电子部件的部件托架。该已知摄像机使得能够通过将单 个摄像机部件插接和螺紋连接在一起进行相对简单的组装。然而，该已 知摄像机系统的缺点在于，其图像传感器和镜头不能相对于彼此单独地 定向或调准。其镜头与图像传感器相对于彼此的定位由单个部件的尺寸 公差和制造公差固定地预先限定。
以这种方式机械地限定的构造对于很多应用而言可能足够了或者 甚至符合要求。但是，对于打算作为用于保护以自动方式操作的机器或 装备的与安全相关的控制单元的一部分的摄像机而言，希望使图像传感 器与镜头或者成像光学单元相对于彼此单独地定向，以便例如能够以特 定的方式评估图像传感器的个别像素或像素区域。
另一方面，打算用作并行运动安全装置的一部分的摄像机单元的机 械构造必须非常坚固，而且尤其是耐受强烈的冲击和振动。即使在某些 情况下可能发生强烈的冲击和振动，图像传感器与镜头也一定不能错 位。
此外，希望能够尽可能简单而快速地组装和调准摄像机单元，以便 降低产品费用。
发明内容
在这样的背景下，本发明的目的是提供一种用于监视空间区域的摄 像机单元，该摄像机单元尤其适于作为用于保护危险机器或装备的成像 传感器。这种新颖的摄像机单元旨在使得能够相对于成像光学单元单独定位图像传感器并且旨在具有简单且坚固的机械结构。
根据本发明的一个方面，提出了引文中所述类型的摄像机单元。其 中，第一联接件在整体式结构单元中具有相对于镜头体的至少一个有限 的第一可动性和相对于部件托架的至少一个有限的第二可动性，并且整 体式结构单元具有至少一个第一可松开夹紧机构和至少一个第二可松 开夹紧机构，以便使第一联接件、镜头体以及部件托架相对于彼此固定。
在所述新颖的摄像机单元中，由于第一联接件一方面与镜头体相互 配合，另一方面与其上设置有图像传感器的部件托架相互配合，因此它 形成所述整体式结构单元的中央元件。第一联接件具有两个相互独立的 可动性，即一方面能够相对于镜头体运动，另一方面能够相对于部件托 架运动。至少两个可松开的夹紧机构使得这两个可动性能够彼此独立地 致动或阻止。这使得能够相对于镜头沿不同的运动方向非常精确地调准 图像传感器。毋庸置疑，在组装并调准之后固定地夹紧所述至少两个夹 紧机构，因而镜头体、第一联接件和部件托架之间的相对可动性降为零。 换句话说，所述至少两个可松开的夹紧机构确保了在组装和调准过程结 束之后所述三个元件相对于彼此牢固地联接而没有相对运动。然而，通 过松开第一或第二夹紧机构，能够使图像传感器和镜头体相对于彼此移 位，使得能够相对于镜头单独地定位图像传感器。然而，夹紧机构松开 时的可动性是有限的，也就是说，即便在夹紧机构松开的情况下，镜头 体、第一联接件和部件托架仍然连接以形成整体式结构单元，这样4吏得 能够简化处置和调准。
可动性分成至少两个"部分可动性"不仅简化了图像传感器与镜头 的单独调准，而且还使可相对于彼此移动的部件能够特别稳定且抗冲击 性地装配。由于这些特性，所述新颖的摄〗象机单元特别好地适于作为用 于保护以自动方式运行的机器的安全装置中的成像传感器使用，并且尤 其适于用作挤压机、冲压机等的运动机器部件上的并行运动安全装置中 的成像传感器。因而，上述目标完全实现。
在优选的改进中，第一可动性与第二可动性相对于彼此正交。尤其 优选地，如果其中一个可动性界定或限定出一个运动平面，另一个可动 性则使得能够垂直于所述运动平面运动。在其改进中，可非常简单且准确地将图像传感器与镜头相对于彼此 定位。此外，这种构造使得在调准过程中具有多个自由度，因而灵活性 高。
在进一步的改进中，图像传感器限定出传感器平面，并且第一可动 性限定出平行于传感器平面定位的运动平面。
在其改进中，第一可动性使镜头能够定位在平行于图像传感器表面 定位的平面内。因此，镜头能够相对于图像传感器横向移位。从而能够 准确地限定出图像传感器的由成像光学单元照亮的区域。具体地，能够 将在图像传感器表面上限定的像素区域最优地定位在成像光学单元的 中心，或者可替代地，将图像传感器自成像光学单元所照亮的区域中移 除。在优选改进中，镜头还可绕垂直于传感器平面的轴线旋转。因而能 够将图像传感器的像素矩阵定位成使得图像传感器的像素行和像素列 平行于预定目标轮廓行进。这种调准选择对于所述新颖的摄^^机单元作 为用于保护危险的机器或装备的安全装置中的成像传感器使用而言尤 其有利。
在进一步的改进中，第一可动性使第一联接件能够相对于镜头体平 动和转动。
在其改进中，镜头体可相对于第一联接件移位和旋转。后者对于相 对于所限定的目标轮廓定位像素行和像素列是有利的。此外，这种可动 性可用于将横向线缆出口沿特定方向定位在部件托架上。如果图像传感 器本身能够相对于联接件旋转，那么这两种调节选择都是特别有利的， 这在本发明的为了将图像传感器准确地定位在镜头的焦平面上的其它 优选实施方式中就是如此。在这种情况下，镜头体与第一联接件之间的 旋转运动使得能够对图像传感器的不合需要的旋转位置进行补偿。
在进一步的改进中，图像传感器限定出传感器平面，并且第二可动 性限定出垂直于传感器平面延伸的运动方向。
在其改进中，第二可动性使得能够改变图像传感器与镜头体之间的 垂直距离。因而能够将图像传感器最优地定位在镜头的焦点处或焦平面 内。如果该可动性与平行于传感器平面的可动性分离则是有利的，因为 这样就能够独立于传感器的横向方位进行聚焦。在另一种构造中，第二可动性使第一联接件能够相对于部件托架进 行平移和旋转的组合运动。
在此改进中，平移运动和旋转运动彼此结合，使得它们仅能联合地 进行，并且一个运动必然需要另一个运动。换句话说，此处旋转运动导 致沿平动方向的位移。这种构造的优点在于，能非常灵敏地且精确地设 定在平移方向上的位移。
在进一步的改进中，摄像机单元具有第二联接件，该第二联接件固 定地连接到部件托架，并且能够相对于第一联接件刻运动，从而实现第 二可动性。
这种改进使得能够通过第二夹紧机构实现非常坚固的机械构造，并 通过第二夹紧机构使第 一联接件和部件托架能够稳定地固定。
在进一步的改进中，第一和第二联接件彼此螺旋连接，其中， 一个 联结件具有外螺紋而另一个联接件具有内螺紋，内外螺紋彼此啮合。优 选地，第一联接件具有内螺紋，第二联接件具有外螺紋，使得第一联接 件以套筒螺母的方式螺旋拧到第二联接件上。
这种改进使所述新颖的摄像机单元能够具有极为坚固且抗冲击的 构造。另外，通过有利地选择浅螺距能够非常精确且灵敏地设定图像传 感器相对于镜头的相对位移。因而，这种构造对于实现用于引言中所述 目标用途的摄像机单元尤其优选。
在进一步的改进中，第二夹紧机构具有锁紧螺母，该锁紧螺母设计 成使第 一和第二联接件以可松开的方式彼此固定。
如果两个联接件以上文所描述的方式彼此连接，锁紧螺母的使用使 得能够进行非常简单但坚固的固定。此外，这种实现4吏得能够具有非常 紧凑的构造，进而能够在不使组装和调准更困难的情况下减少所述新颖 的摄像机单元的结构尺寸。
在进一步的改进中，新颖的摄像机单元具有弹簧元件，该弹簧元件 设计成接合其中 一个联接件，从而在锁紧螺母松开的情况下相对于其中 一个联接件固定住另一个联接件。在优选构造中，弹性元件为设置在锁 紧螺母与第一联接件之间的弹性环。在这种情况下，优选所述环同中心地围绕第二联接件。
此改进允许具有小构造的尤为紧凑的设计，因为与弹簧元件接合的 联接件被该弹簧元件保持在静止位置。因而，另一个联接件可在螺紋连 接上旋转，从而实现图像传感器相对于镜头体的位移，而无需从外部接 触簧载联接件。簧载联接件可设置成"隐藏"在整体式结构单元内。锁
紧螺母与联接件之间的弹性环具体为o形环的使用是非常成本有效、简
单而又坚固的实现。
在进一步的改进中，第二联接件具有至少一个圆锥形定位销，该形 定位销接合入部件托架上的孔口内。第二联接件优选通过该圆锥形定位 销固定到部件托架。此外，优选该定位销接合在部件托架上的内直径略 微小于定位销的在孔区域上的外直径的孔中。这样一来，实现了压配合， 并且部件托架(具有图像传感器)保持在第二联接件上的准确限定的位置 上。
这些改进允许图像传感器相对于镜头的结合高定位精度的简单且 成本有效的组装。此外，这种构造产生了非常坚固且抗冲击的构造。
在进一步的改进中，第一联接件具有突出凸缘区域，并且第一夹紧 结构具有至少一个第一夹紧元件和至少一个第二夹紧元件，这些夹紧元 件设计成以可松开的方式夹紧突出凸缘区域。尤其优选地是，第一联接 件具有圆周凸缘区域，并且第一和第二夹紧单元实施成环形或圆盘形样 式，以便以大的支承面积固定该圆周凸缘区域。
此改进实现了能够简单且成本有效地组装的非常坚固且抗冲击的 实现。此外，此改进实现具有多个自由度的第一可动性，从而实现在图 像传感器相对于镜头的调准中高度的灵活性。
在进一步的改进中，图像传感器在没有传感器外壳的情况下直接设 置在部件托架上。图像传感器优选为直接粘结到部件托架上的半导体芯 片。
由于消除了如果半导体芯片容纳在诸如PGA (针栅阵列)或SPGA (staggered pin-grid array交错针栅阵列)外壳等典型的芯片外壳中则 会不可避免地引起的装配公差，此改进在图像传感器相对于镜头的定位中实现了非常高的精度。
在进一步的改进中，部件托架、至少一个联接件和镜头体以基本防 尘的方式容置图像传感器。
如果图像传感器在没有传感器外壳的情况下直接粘结到部件托架 上，那么此改进尤其有利，因为这样保护图像传感器免受污染和机械破 坏。然而，这种构造也优于商业上可用的半导体芯片容纳在芯片外壳中 的图像传感器，因为使得能够以成本有效的方式提供额外保护。
毋庸置疑，在不脱离本发明范围的情况下，上文所提及的特征和在 下文仍将解释的特征不仅可用在分别说明的组合中，而且可用在其它组 合中或单独使用。
本发明的示例性实施方式在附图中得到说明，并且在下面的描述中
得到更详细地说明。在附图中
图l示出了包括安全装置的压弯机的示意图，其中安全装置包括了 根据本发明优选示例性实施方式的摄像机单元；
图2示出了新颖的摄4象机单元的优选示例性实施方式的分解图；以
及
图3示出了图2中的示例性实施方式的横向剖视图。
具体实施例方式
在图1中，包括安全设备的压弯机整体上以数字IO指示，根据本 发明优选示例性实施方式的摄像机单元在该安全设备中用作成像传感 器。该压弯机具有能够进行相对于彼此的操作运动的第一机器部件12 和第二机器部件14。代表性地，下机器部件14是固定的，而上机器部 件12可竖向移动。然而原则上，下机器部件14也能够是可移动的。
此外，本发明不限于用来保护压弯机的摄像机单元。尽管这里涉及 优选的应用领域，但是该新颖的摄像机单元还可作为成像传感器用于打 算借助于成像传感器来保护处于危险操作区域的以自动方式操作的机械或装备的其它应用。此外，该新颖的摄像机单元也可用于其它目的， 例如，用于监视处于出入控制下的空间区域，或者作为成像传感器在自 动装备和自动过程中用于质量控制。
在本示例性实施方式中，压弯机10具有固定于上机器部件12的压 制工具16(阳模)。在下机器部件14上设置有阴模18，工件20放置在 阴模上。压制工具16可沿箭头22的方向向下移动，并降入阴模18中， 从而使工件20变形。
附图标记24指示光源。附图标记26指示根据本发明优选示例性实 施方式的摄像机单元。光源24和摄像机单元26相对于压制工具16横 向地固定到上机器部件12，使得它们随上机器部件12的操作运动而运 动。光源24产生平行于压制工具16的前缘行进的光束26，光束以这样 的方式为摄像机单元提供照明假如光束不被伸入压制工具16的操作 区域中的障碍物中断或遮挡，那么设置在摄像机26中的图像传感器就 能够接收到光束28。因而，光源24和摄像机26形成监视位于压制工具 16的前缘前方的空间区域的光学传感器。
附图标记30指示具有多个终端32的控制单元。控制单元30通过 终端32连接到压弯机10的传感器和致动器。具体地，控制单元30能 够通过一个或多个输出终端34输出停止信号，通过这些停止信号停止 压弯机的操作运动22。特别是当从摄像机单元26接收到表明在所监视 的空间区域中存在干涉物的控制信号时，控制单元30就会产生所述停 止信号。
控制单元30还能够控制压弯机10的操作顺序。作为替代方案，控 制单元30可为专门的安全控制器，该安全控制器仅对监视保护功能负 责，尤其是对危险情形发生时及时关闭操作运动负责。在最近提到的实 例中，如果控制单元30整个或部分地集成在摄像机单元26内时，这是 有利的。然而，如图l所示，控制单元30也可独立于摄《象机单元26i殳 置。
在本例中，控制单元30具有第一和第二处理器36a、 36b以及第一 和第二存储器38a、 38b。处理器36a、 36b和储存器38a、 38b代表控 制单元30内的冗余信号处理通道，为用于控制安全功能的安全控制器的已知实现。如果控制单元30整体或部分地集成在摄像机单元26内， 就能够有利地保持这种多通道冗余结构。在优选示例性实施方式中，摄 像机单元26以故障保护方式实现，使得它至少能满足根据欧III标准 EN954-1的需求或者诸如^t艮据例如IEC61508的类似的安全需求。
下面参考图2和图3描述用于摄像机单元26的优选机械构造。同 样的附图标记始终表示相同的元件。
摄像机单元26具有包括具有镜头体46的镜头44，镜头44上设置 有一个镜头元件48。原则上，镜头44也可具有多个镜头元件(未示出)。 此外，镜头44还可容纳例如诸如反射镜或透镜-反射镜的组合等其它光 学元件。镜头44的光学轴线由图3中的附图标记50指示。
附图标记52和54指示两个安装凸缘，其中，安装凸缘52安置在 镜头体的前(远)端56处，而安装凸缘54设置在镜头体的后(近)端 58处。两个凸缘52、 54各自具有平面安装区域52a和54a，摄像机单 元26可以平面安装区域固定在摄^^机外壳(未示出)中和/或固定到保 持件。
此处，镜头体46实施成圆锥形样式。其净内直径自远端56向近端 58逐渐变细。图像出口 60设置在近端58。
此外，近端58设置有圆形安装凸缘62，所述安装凸缘固定地连接 到镜头体46。安装凸缘62具有多个孔63，这些孔用于将镜头体62连 接到图像传感器64,以便以下文所描述的方式形成集成的"单件，，摄像 机单元。
图像传感器64设置在部件托架66上。优选地，部件托架66上还 安置有用于驱动和读取图像传感器64的电子部件(此处未示出)。此外， 控制器30的处理器36a、 36b和储存器38a、 38b可整体地或部分地设 置在部件托架66上。作为替代实施方式，所述部件可设置在通过插塞 连接器连接到部件托架66的其它部件托架(此处未示出)。
在优选示例性实施方式中，图《象传感器64在没有传感器外壳或芯 片外壳的情况下直接粘结到部件托架66上。部件托架66具有连成三角 形区域的三个孔68,图像传感器64设置在该三角形区域内。孔68用于将部件托架66连接到下文所描述的元件。
附图标记70指示第一联接件，其实施成环形样式，并具有环形圆 周径向突出凸缘区域71。附图标记72指示呈环形套筒形式的第二联接 件。第一联接件70具有内螺紋74。第二联接件72具有外螺紋76。内 螺紋74和外螺紋76实施成4吏得联接件70能够以套筒螺母的方式拧到 第二联接件72上(见图3 )。原则上，反之第二联接件72以套筒螺母的 方式拧到第一联接件70上亦可。
第二联接件72在其面向部件托架66的端面上具有三个圆锥形的定 位销78，这些定位销78设计成接合到部件托架66上的孔68内(见图 3)。在所示出的示例性实施方式中，定位销一体形成在第二联接件72 上。各定位销78具有轴向螺紋孔，螺紋孔中能够拧入一个螺钉80。如 图3所示，第二联接件72借助于定位销78固定地连接到部件托架66。 此处，圆锥形定位销的尺寸构造成使得它们在孔68的层面上具有相比 较孔68的净内直径而言小的超尺寸。通过这种方式，实现压配合，进 而确保第二联接件72相对于部件托架66非常精确且非常稳定地定位。 由于第一和第二联接件之间的精确螺紋连接，因而第一联接件70也相 对于部件托架66和位于部件托架上的图像传感器64高精度地定位。
附图标记82指示设置在第二联接件72与部件托架66之间的O形 环。O形环82在第二联接件72与部件托架66之间提供防尘连接。
附图标记84指示位于第一联接件70与部件托架66之间的锁紧螺 母，锁紧螺母拧到第二联接件72的外螺紋76上。在第一联接件70与 锁紧螺母84之间还安置有第二 O形环88。 O形环88起弹性元件的作 用，其在锁紧螺母84松开的情况下沿安装凸缘62的方向挤压第一联接 件70。因此，即便第一联接件70隐藏在整体式部件托架中并且因而不 能从外部接触到，仍然能够在锁紧螺母轻微松开的情况下，使第二联接 件72相对于第一联接件70旋转。
附图标记卯指示与第一联接件70同中心布置的夹紧环。夹紧环79 的端面上具有多个与安装凸缘62上的孔63调准的孔92。夹紧环卯通 过接合到所述孔92内的螺钉94以可松开的方式拧至安装凸缘62,其中， 第一联接件70的圆周凸缘区域71固定地夹在安装凸缘62与夹紧环卯的彼此相对的端面之间。因而，安装凸缘62、夹紧环卯和螺钉94形成 第一夹紧机构，第一联接件70可通过第一夹紧机构相对于镜头体46固 定。
然而，可选择第一联接件70和夹紧环卯的尺寸，使得在螺钉94 松开的情况下，第一联接件70能够在整体式结构单元内有限地移动。 具体地，在螺钉94松开的情况下，第一联接件70可沿平行于由图像传 感器64的表面所界定或限定的传感器平面98的运动平面96移位。因 而，在螺钉94松开的情况下，能够使第一联接件70沿竖直方向IOO和 水平方向102移动。此外，在螺钉94松开的情况下，第一联接件70可 绕与优选示例性实施方式中的镜头54的光学轴线50 —致的轴线104旋 转。此旋转运动在图3中以双箭头106示出，其大体上独立于平移运动 100、 102。
在锁紧螺母84拧紧的情况下，第 一联接件70牢固地连接到第二联 接件72进而连接到部件托架66，此布置使图像传感器64能够沿三个运 动方向100、 102、 106相对于镜头体46发生移位。另外，在螺钉94松 开的情况下，在轴线方向即垂直于运动平面96的方向上存在有限的间 隙。然而， 一旦螺钉94再度旋紧，此间隙就会消除。
另一方面，通过松开锁紧螺母84继而使第二联接件72绕轴线104 旋转，能够使带有图像传感器64的部件托架66沿垂直于传感器平面98 的运动方向108移位。由于第一与第二联接件之间螺紋啮合，因此该旋 转运动导致沿双向箭头方向108的平移运动。借助于锁紧螺母84的重 新锁紧会使两个联接件70、 72相对于彼此再次固定，从而使得图像传 感器64与图像出口 60之间设定的垂直距离得以保持。
在图示的示例性实施方式中，锁紧螺母84实施成壶形样式，也就 是说，其具有带有侧表面的U形横截面剖面(见图3)，侧表面中设置 有径向孔IIO (见图2)。的帮助下，径向孔110使得能够借助于相应适 当的钩形扳手(未示出)强有力地拧紧和松开锁紧螺母84。此外，如果 螺钉94已松开并且第 一联接件70相应地具有在整体式结构单元内的第 一可动性，则孔110可有利地用于使所连接的元件"第一联接件70、第 二联接件72、部件托架66以及图像传感器64"能够在运动平面96内 的进行微小地成比例的位移。为了这个目的，可将弹簧销和/或调节螺钉引入径向孔110内，这在图3中以箭头112图示。
在优选示例性实施方式中，部件托架66、第二联接件72 (连同O 形环82)、第一联接件70和安装凸缘62形成用于"棵露的"图像传感 器64的大体防尘的外壳。当为了使第一联接件70相对于镜头体46移 动而松开螺钉94时，通过彼此接合的凸缘产生的迷宫式啮合，该防尘 外壳仍然得以保持。
总的说来，该摄像机单元26使得能够单独地设定图像传感器64与 图像出口 60之间的垂直距离并使图像传感器64相对于镜头46中心定 位。垂直距离的设定使得能够将图像传感器64准确地定位在镜头44的 焦点处或焦平面上。而且，通过设定所述距离也可改变成像比例。图像 传感器64在运动平面96内的中心定位使得能够在图像传感器66上设 定照明像素区域。而且，即便通过绕轴线104的旋转运动来调节图像传 感器64，仍然能够通过平行于任何期望目标轮廓的旋转运动106来定向 像素行和像素列。另外，旋转运动106还使得能够将线缆出口 (此处未 示出)定位在部件托架66上的期望位置处和期望方向上。
尽管有这些用于调节的多种可能性，但包括镜头体46、联接件70 和72以及部件托架66在内的该整体式结构单元仍然非常坚固且抗冲 击，因此该摄像机单元26可容易地作为用于压弯机10上的并行运动安 全装置的成像传感器使用。此外，该摄〗象机单元26非常紧凑，并且各 个调准元件和夹紧机构易于触及。
当然，具有多种变型可能。作为示例，如果锁紧螺母84做得较小 和/或与夹紧环卯具有足够的垂直距离，那么螺钉94可沿与图3所示 的方向相反的方向拧入。为了将联接件70、 72中的一个摩擦锁定，使 得在锁紧螺母94松开的情况下这种摩擦锁定足以使第一和第二联接件 之间能够进行螺紋旋拧运动，原则上除0形环88外，也可使用其它弹 簧元件。
权利要求
1.一种用于监视空间区域的摄像机单元，具体是作为运动机器部件(12)上的并行运动安全装置的一部分，其包括电子图像传感器(64)，所述电子图像传感器设置在部件托架(66)上；具有镜头体(46)的镜头(44)，所述镜头上固定有至少一个光学元件(48)；以及第一联接件(70)，所述镜头体(46)与所述部件托架(66)经由所述第一联接件连接从而形成整体式结构单元，其特征在于，所述第一联接件(70)在所述整体式结构单元中具有相对于所述镜头体(46)的至少一个有限的第一可动性(100，102，106)和相对于所述部件托架(66)的至少一个有限的第二可动性(108)，并且所述整体式结构单元具有至少一个第一可松开夹紧机构和至少一个第二可松开夹紧机构(74，76，84；62，90，94)，以便使所述第一联接件(70)、所述镜头体(46)以及所述部件托架(66)相对于彼此固定。
2. 如权利要求l所述的摄像机单元，其特征在于， 所述第一可动性(100, 102， 106)与所述第二可动性(108)相对于彼此正交。
3. 如权利要求1或2所述的摄像机单元，其特征在于， 所述图像传感器(64)限定出传感器平面(98),并且所述第一可动性(100， 102， 106)限定出平行于所述传感器平面(98)定位的运 动平面(96)。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的摄像机单元，其特征在于， 所述第一可动性(100， 102， 106)使所述第一联接件(70)能够相对于所述镜头体(46)进行平移运动和旋转运动。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的摄像机单元，其特征在于， 所述图像传感器(64)限定出传感器平面(98)，并且所述第二可动性(108)限定出垂直于所述传感器平面(98)延伸的运动方向。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的摄像机单元，其特征在于， 所述第二可动性(108)使所述第一联接件(70)能够相对于所述部件托架(66)进行平移和旋转的组合运动。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的摄像机单元，其特征在于包括第二联接件(72)，所述第二联接件固定地连接到所述部件托架 (66)，并且能够相对于所述第一联接件(70)运动，从而实现所述第 二可动性(108 )。
8. 如权利要求7所述的摄像机单元，其特征在于， 所述第一联接件(70)与所述第二联接件(72)彼此螺紋连接，其中， 一个所述联接件具有外螺紋(76)，而另一个所述联接件具有内螺 紋，所述外螺紋与所述内螺紋互相啮合。
9. 如权利要求8所述的摄像机单元，其特征在于， 所述第二夹紧机构具有锁紧螺母(94)，所述锁紧螺母设计成使所述第 一联接件(70 )与所述第二联接件(72 )以可松开的方式彼此固定。
10. 如权利要求9所述的摄像机单元，其特征在于包括 弹性元件(88)，所述弹簧元件设计成接合在其中一个所述联接件(70)上，以便在所述锁紧螺母(94)松开的情况下相对于另一个所述 联接件(72)固定所述一个联接件(70)。
11. 如权利要求7至10中任一项所述的摄像机单元，其特征在于， 所述第二联接件(72 )具有接合到所述部件托架(66 )上的孔口 ( 68 )中的至少一个圆锥形定位销(78)。
12. 如权利要求l至ll中任一项所述的摄像机单元，其特征在于， 所述第一联接件(70)具有突出的凸缘区域(71)，并且所述第一夹紧机构具有设计成以可松开的方式夹紧所述突出的凸缘区域(71)的 至少一个第一夹紧元件(62)和至少一个第二夹紧元件(卯)。
13. 如权利要求1至12中任一项所述的摄像机单元，其特征在于，所述图像传感器(64)直接设置在所述部件托架(66)上，而没有 传感器壳体。
14. 如权利要求1至13中任一项所述的摄像机单元，其特征在于， 所述部件托架(66 )、所述至少一个联接件(70 )和所述镜头体(46 )以基本防尘的方式容置所述图像传感器(64)。
15. —种设备，用于保护机器(IO),所述机器包括第一机器部件 (12)和第二机器部件(14)，其中，所述第一机器部件(12)执行相对于所述第二机器部件(14)的操作运动(22)，具体是用于保护固定 式挤压工具、冲压工具或切割工具，所述设备包括光源(24)、摄像机 单元(26)以及控制单元(30)， 其中，所述摄像机单元(26)固定于所述第一机器部件(12),使得所述 摄像机单元随着所述第一机器部件(12)的操作运动(22) —起并行运 动，并在此过程中记录位于所述第一机器部件(12)前方的空间区域 (28 );所述光源(24)与所述摄像机单元(26)相对设置，使得所述光源 为所述摄像机单元(26 )提供照明；并且所述控制单元(30)设计成以根据由所述摄像机单元(26)产生的 信号的方式来停止所述第一机器部件(12)的操作运动(22)，其中， 所述摄像机单元(26 )根据权利要求1至14中的任一项而设计。
全文摘要
一种用于监视空间区域的摄像机单元(26)，其具有设置在部件托架(66)上的电子图像传感器和具有镜头体(46)的镜头(44)。镜头体(46)与部件托架(66)经由第一联接件(70)连接从而形成整体式结构单元。根据本发明的一个方面，第一联接件(70)在整体式结构单元中具有至少一个相对于镜头体(46)的有限的第一可动性(100，102，106)和至少一个相对于部件托架(66)的有限的第二可动性(108)。整体式结构单元具有至少一个第一可松开夹紧机构(62，90，94)和至少一个第二可松开夹紧机构(74，76，84)，以便使第一联接件(70)、镜头体(46)以及部件托架(66)相对于彼此固定。这种摄像机单元可有利地作为用于保护以自动化方式操作的机器的成像传感器使用。
文档编号H04N5/225GK101611623SQ200780051640
公开日2009年12月23日 申请日期2007年12月21日 优先权日2007年1月22日
发明者安德烈亚斯·法伊特 申请人:皮尔茨公司