專利名稱：用于檢測物體的設(shè)備、光學(xué)單元和裝置的制作方法
用于檢測物體的設(shè)備、光學(xué)單元和裝置本發(fā)明涉及用于至少部分地相對于鏡面或向后反射表面生成和查看物品圖像的 設(shè)備(如權(quán)利要求1前序部分中所限定的)；光學(xué)單元(如權(quán)利要求14中所限定的)；用于 經(jīng)由光學(xué)單元至少部分地相對于鏡面或向后反射表面生成和查看物品圖像的裝置(如權(quán) 利要求24前序部分中所限定的)；以及用于將光從光源導(dǎo)向光學(xué)單元的裝置(如權(quán)利要求 31中所限定的)。在近來的RVM(返回式自動販賣機(jī))結(jié)構(gòu)中，如PCT/N02006/000029中所公開的， 物品在識別之后在不被破壞的狀態(tài)下傳送到至少一個豎直儲藏腔體中以在其中向上方移 動。RVM是緊湊的，并且適合于RVM可以有例如200-250cm范圍的高度的地點(diǎn)。然而，在其它 地點(diǎn)，除了深度和長度的可用空間是關(guān)鍵參數(shù)之外，高度尺度也可以成為問題。進(jìn)一步地， 在大多數(shù)情形中，這些RVM被設(shè)計(jì)成在室內(nèi)工作，或者至少在有防護(hù)的環(huán)境中工作，以保護(hù) 敏感電子器件以及上方的所有光學(xué)器件免于工作故障(例如，由于潮濕、灰塵和溫度變化 引起)。然而，當(dāng)RVM被放置于在有灰塵或污染的大氣中工作時，如，例如至少部分地在室外 時，由于灰塵和污染顆粒在形成光學(xué)單元的部件上沉積所引起的固有問題，存在涉及相對 于鏡面或向后反射表面生成和查看物品圖像的另一挑戰(zhàn)。這種沉積常常是由RVM中的發(fā)熱 組件(引起所謂的煙囪效應(yīng))引起的。因此，本發(fā)明的目的在于提供如下這種設(shè)備以相結(jié)合的方式提供了緊湊物理結(jié) 構(gòu)的具有卓越屬性的RVM,即，減小的殼體尺寸、工作穩(wěn)定性、受保護(hù)的檢測裝備以及簡單的 物品材料檢測。雖然本發(fā)明具體地用在反向的返回式自動販賣機(jī)(RVM)中，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將 會容易明白，所公開的設(shè)備也可以單獨(dú)用于適于收集和處理可回收物品的相關(guān)裝備或其它 RVM 中。本發(fā)明的設(shè)備采用安裝在單個公共電路板(被設(shè)置成其平面沿封閉光學(xué)器件箱 體的外直立壁)上的工作電子器件、攝像裝置和光源。壁包括透明窗口構(gòu)件，箱體的第二對 置壁與要查看物件的空間相鄰，所述第二壁包括透鏡或者具有相關(guān)聯(lián)透鏡的窗口。光源面 向具有第一導(dǎo)光部件的封閉光學(xué)器件箱體的窗口構(gòu)件，并通過位于窗口構(gòu)件的另一側(cè)并且 對準(zhǔn)第一導(dǎo)光部件的第二導(dǎo)光部件將光進(jìn)一步導(dǎo)向到光學(xué)器件箱體中。光學(xué)單元位于包括多個反射鏡、光源輸入?yún)^(qū)域、透鏡單元以及至少一個圖像檢測 輸出區(qū)域的封閉光學(xué)器件箱體和光路延長器中。窗口形成所述輸入和輸出區(qū)域，光源輸入 區(qū)域包括光源、與窗口的外部相接觸的管狀第一導(dǎo)光部件以及與窗口的內(nèi)面相接觸并且對 準(zhǔn)第一導(dǎo)光部件的管狀第二導(dǎo)光部件，位于下游端的所述第二導(dǎo)光部件具有第一光重定向 反射鏡(例如，傾斜45° )以及具有光漫射器的輸出開孔。用于經(jīng)由光學(xué)單元至少部分地相對于反射表面生成和查看物品圖像的裝置包括 安裝在單個公共電路板(被置于包括光學(xué)單元的封閉箱體的透明窗口的直立面外并且其 平面沿著該直立面)上的工作電子器件、攝像裝置和光源。進(jìn)一步地，該裝置具有包括光源 的照明元件、與窗口的外部相接觸的管狀第一導(dǎo)光部件以及與窗口的內(nèi)面相接觸并且對準(zhǔn) 第一導(dǎo)光部件的管狀第二導(dǎo)光部件，位于下游端的所述第二導(dǎo)光部件具有第一光重定向反
5射鏡(例如，傾斜45° )以及具有光漫射器以將光導(dǎo)向光學(xué)單元的輸出開孔。用于將光從光源傳送到光學(xué)器件箱體內(nèi)部光學(xué)單元的光輸出開孔的裝置包括 與第一導(dǎo)光部件上游端的光源協(xié)作的管狀第一導(dǎo)光部件，用以通過箱體的窗口導(dǎo)向來自 第一導(dǎo)光部件下游端的光、隨后進(jìn)入到對準(zhǔn)第一導(dǎo)光部件的管狀第二導(dǎo)光部件中、并隨后 去往光學(xué)單元中的光學(xué)光路；第二導(dǎo)光部件在其下游端具有光重定向反射鏡(例如，傾斜 45° )，用以將光導(dǎo)向到輸出開孔，其中，輸出開孔設(shè)置有光漫射器。權(quán)利要求1中限定了用于至少部分地相對于鏡面或向后反射表面生成和查看物 品圖像的設(shè)備的特征。從屬權(quán)利要求2-13中限定了設(shè)備的進(jìn)一步的實(shí)施例。權(quán)利要求14中限定了光學(xué)單元的特征。從屬權(quán)利要求15-23中限定了光學(xué)單元 的進(jìn)一步的實(shí)施例。權(quán)利要求24中限定了用于經(jīng)由光學(xué)單元至少部分地相對于鏡面或向后反射表面 生成和查看物品圖像的裝置的特征。從屬權(quán)利要求25-30中限定了裝置的進(jìn)一步的實(shí)施 例。權(quán)利要求31中限定了用于將光從光源導(dǎo)向光學(xué)單元的裝置的特征。從屬權(quán)利要 求32-34中限定了裝置的進(jìn)一步的裝置實(shí)施例?，F(xiàn)在參照附圖(呈現(xiàn)出了本發(fā)明的典型實(shí)施例)對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，但 是這些說明不應(yīng)當(dāng)以任何方式被解釋成是對本發(fā)明范圍的限制而是僅用來理解本發(fā)明的 構(gòu)思。

圖1、圖2和圖3示例了根據(jù)本發(fā)明的用于檢測可收集物品的圖像和其它特征的設(shè)備。圖4和圖5示例了根據(jù)本發(fā)明的與用于分類和拆解可收集物品的設(shè)備協(xié)作的設(shè)備。圖6是形成本發(fā)明設(shè)備一部分的電學(xué)和電子組件和單元的示意圖。本發(fā)明旨在提供用于至少部分地相對于反射表面查看物品的設(shè)備。然而，在圖4和圖5的上下文中，還對所述用于分類和拆解可收集物品的設(shè)備進(jìn)行 描述，該設(shè)備位于用于查看和檢測可收集物品的設(shè)備的下游并且對于用于查看和檢測可收 集物品的設(shè)備是有用的。避免光源和圖像檢測器相對位置的內(nèi)在問題是本發(fā)明的重要方面，特別是從安裝 和維修的角度而言。如果光源和圖像檢測器位于單獨(dú)的支撐物上，則需要復(fù)雜且耗費(fèi)時間 的調(diào)整來獲得正確的工作。另外，將光源和圖像檢測器依次進(jìn)行機(jī)械鏈接是重要的，例如， 振動將不再重要，與例如檢測器振動而光源沒振動的情況下造成的不穩(wěn)定性相反。進(jìn)一步地，能夠提供具有如下這種光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)備是重要的與光源和圖像檢測 器有效率地操作，但較少地受到空氣中污染和灰塵所引起的沾污，特別是所謂“煙囪效應(yīng)” 所引起的那種沾污。 如圖1所示，為了克服這些挑戰(zhàn)，提供了如下的光源85 (其位于導(dǎo)光部件內(nèi)部的壁 是光反射性的)其能夠朝向45°傾斜的反射鏡87將光投射到管狀導(dǎo)光部件86、86’中，并 經(jīng)由反射鏡89、90和91提供的光路延長器通過光漫射器88將光從其中投射出，并經(jīng)由透 鏡92去往檢測空間并沿空間92的相對側(cè)去往光反射表面94。反射表面94是鏡面反射鏡 或向后反射面板。空間92被配置以及被設(shè)計(jì)成用以容納物品95。物品95(例如，透明、部分透明或不透明的瓶子，或者金屬罐)被適當(dāng)?shù)貢簳r放置于一對旋轉(zhuǎn)輥?zhàn)?9、79’上，以便 在需要的情況下旋轉(zhuǎn)物品以找到其中或其上在物品95的初始旋轉(zhuǎn)位置中無法正確檢測的 特征。輥?zhàn)?9、79’在物品的檢測后可彼此移開，物品從而落入輥?zhàn)又g并下降到進(jìn)一步的 處理設(shè)備處，如通過具體查看圖4和圖5將會明顯看出的那樣。發(fā)明的導(dǎo)光部件86、86’是(如在圖3中所表明的由兩部分形成)從光源85向光 學(xué)箱體102的窗口構(gòu)件103延伸的第一部分86 (將在下面進(jìn)一步解釋)以及到傾斜的反射 鏡87 (其中，光通過開孔86”并隨后通過光漫射器86射出)終止的第二部分86’。攝像裝置97被配置成檢測從所述表面94反射并且未被物品95隱藏的任何光，從 而表征出物品95的圖像。工作電子器件98與所述光源85和所述圖像檢測攝像裝置97相 關(guān)聯(lián)。所述光源85、所述攝像裝置97和所述工作電子器件98都安裝在單個公共電路板99 上，所述光源85和所述攝像裝置97在公共電路板99上彼此橫向分開，如圖2中清楚所見。然而，主要的優(yōu)點(diǎn)在于，光源85和攝像裝置97在單個公共電路板99上，因此具有 穩(wěn)固的機(jī)械鏈接。進(jìn)一步地，相比于裝置位于單獨(dú)電路板上的情況下需要的對準(zhǔn)和調(diào)整，這 種結(jié)構(gòu)以可忽略的或最小的調(diào)整實(shí)現(xiàn)了方便的安裝。另外，如果裝置85和97中的任何裝 置發(fā)生故障，或者對于電子器件98出現(xiàn)該情況，可以簡單地拔除整個電路板99并用新的單 元替換。電子器件98經(jīng)由線纜100適當(dāng)?shù)剡B接到處理器(如，之前所提到的處理器81)，處 理器還能夠在其輸出端傳送與物品95的圖像相關(guān)的數(shù)據(jù)。處理器81適當(dāng)?shù)剡B接到圖像庫 101，以迅速地將檢測到的特性與庫中存在的圖像特性相比較。就維護(hù)而言的考慮是保持檢測系統(tǒng)的光學(xué)部件清潔。這種清潔可以是實(shí)質(zhì)性的 挑戰(zhàn)，例如，當(dāng)設(shè)備旨在用于在污染大氣中工作(如，存在于大城市中)時。在大多數(shù)情形 中，發(fā)熱電子器件和照明裝置位于光學(xué)系統(tǒng)(如，包括反射鏡和透鏡)的頂部區(qū)域。雖然這 種光學(xué)系統(tǒng)基本上會是封閉的，然而這種發(fā)熱組件的位置容易產(chǎn)生所提到的所謂的煙囪效 應(yīng)，這暗示出灰塵和其它潛在污染顆粒通過光學(xué)系統(tǒng)被吸入并因而易于聚集在其中的光學(xué) 部件上。為了減少這種沾污情況并將任何清掃都減小到最小程度，電路板99位于封閉光 學(xué)器件箱體102的直立面102’外。封閉在本文中可以隱含是指封閉組件設(shè)施，該設(shè)施可以 是密封的、壓力補(bǔ)償?shù)摹⒒旧戏忾]的或者至少基本上防塵的。箱體102與所述電路板99 相鄰的部分可以由透明窗口構(gòu)件103封閉、與所述空間92相鄰的部分可以由透鏡93封閉。 雖然可以使用其它的透鏡類型，但透鏡可以適當(dāng)?shù)貫榉颇鶢柾哥R。因?yàn)檫@種透鏡構(gòu)件對于 刮擦是易損壞的，所以在透鏡93與所述空間92之間放置保護(hù)性的透光面板104。面板以密封方式適當(dāng)?shù)刭N合到箱體102的外殼或框架以避免透鏡93與面板104 之間的任何灰塵或污染。如以上所提到的，光源85和攝像裝置97面向所述窗口構(gòu)件103以允許來自光源 85的光線穿過導(dǎo)光部件86、穿過窗口構(gòu)件103、穿過導(dǎo)光部件86’、并隨后經(jīng)過傾斜的反射 鏡87、漫射器88、并隨后進(jìn)一步經(jīng)過所述封閉的光學(xué)箱體103以及所述透鏡93和面板104 中的光路，攝像裝置97通過該窗口構(gòu)件103能夠根據(jù)從反射表面94反射并且經(jīng)過面板 104、所述透鏡93、封閉的光學(xué)器件箱體102、并經(jīng)過45°傾斜的第二反射鏡105和窗口構(gòu)件 103而到達(dá)攝像裝置97的光來接收物品95的圖像。
7
透鏡的目的是提供通過空間92去往反射表面94的平行光線。因此，透鏡93與所 述空間92相鄰，并且將會使得從所述反射表面94反射的光線經(jīng)由包括所述封閉的光學(xué)器 件箱體中相互傾斜的反射鏡91、90和89以及所述第二光重定向反射鏡105的光路延長器 聚焦到攝像裝置。本文中的術(shù)語“光路延長器”在光學(xué)器件領(lǐng)域中常常也稱作“折疊式反射 鏡”裝置。它僅僅是指通過反射鏡使光路折疊以延長光從輸入端到輸出端需要行進(jìn)的總路 徑長度。雖然可以使用任何合適的透鏡或光線折射器，但本發(fā)明提供菲涅爾透鏡作為透鏡 構(gòu)件93的優(yōu)選實(shí)施例。通過查看圖1將會明白，透鏡93的焦點(diǎn)將會超出圖面的右手側(cè)。由于使整個設(shè)備 盡可能緊湊是重要的，所以使用光路延長器是必要的。本文中的基本方面還在于確保來自光源85的光在到達(dá)箱體102之前不被散射開， 并且還在于光在進(jìn)入了箱體時被正確地導(dǎo)向以在其中呈現(xiàn)小而強(qiáng)的光源。因此，圍繞光源 85的導(dǎo)光部件86從電路板99向窗口構(gòu)件103的面延伸。如果不存在導(dǎo)光部件86，則除了 使雜散光穿過而進(jìn)入到箱體中之外，窗口構(gòu)件還將會使來自光源85的光的大量部分散射 回到電路板。因此，在窗口構(gòu)件的另一側(cè)上使用導(dǎo)光部件86’對于提供朝向傾斜反射鏡87 的集中光束也是關(guān)鍵的。為了實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)變得盡可能緊湊，在所選取的包括三個反射鏡89-91 (相對于 彼此并且相對于水平方向傾斜)的實(shí)例中，需要提供光路延長器89-91。如圖1和圖2中所 見，延長器位于反射鏡87與其下游的漫射器88和透鏡93之間的光路中。如所提到的，使 用光路延長器在光學(xué)器件領(lǐng)域中是公知的。使用位于第一光重定向反射鏡87下游的光漫射器88將會形成具有小的或有限的
延伸、但大于點(diǎn)光源的光源。鑒于如下事實(shí)透鏡的聚焦點(diǎn)將會根據(jù)環(huán)境溫度改變(可能
影響透鏡材料)而略微改變，在查看漫射器88時所見的提供的光源將實(shí)現(xiàn)對這些偏差的補(bǔ) m
te ο光源的尺寸(在此情形中，如從漫射器出現(xiàn)的光)越大將會使得光學(xué)系統(tǒng)耐受溫 度變化的能力越強(qiáng)，但是如果尺寸變得太大，則光源的效率將變得較小。問題因此變成在對 溫度偏差的耐受性與光源效率之間的折衷。鑒于攝像裝置97在電路板上與光85不在同一處，實(shí)現(xiàn)將反射圖像導(dǎo)向到攝像裝 置是關(guān)鍵的。因此，第二個45°放置的光重定向反射鏡裝置105是半透明的以作為光束分 光器來工作，并且位于所述漫射器88與光路延長器89-91的第一部件89之間的光路中?？?以根據(jù)GB專利2，288，016等來知道光束分光器的使用。將會明白，就使光以平行光線的形式通過空間92而言，使用透鏡93是優(yōu)選的。然 而，如果不使用透鏡，則這將會隱含是指以透視圖的方式查看物品。這在假定物品的位置在 空間中將會總是精確的情況下是可接受的，但是尺寸誤差和其它誤差會容易出現(xiàn)。進(jìn)一步 地，對檢測到圖像的處理將會較復(fù)雜，并且反射表面94的類型可能不得不被限制為向后反 射表面。為了能夠檢測例如與攝像裝置97可檢測的輪廓圖像不相關(guān)的物品的其它特征， 可以提供額外的攝像裝置106、107，如圖2中更清楚所見。這些攝像裝置將能夠經(jīng)由45° 傾斜的第三反射鏡108從上方查看物品95，如圖1和圖2中所見。這些攝像裝置可以例如 查看物品95以檢測物品95上存在的條形碼109或其它特征。通過一對光源110、110，或者其它的光源適當(dāng)?shù)貙ξ锲愤M(jìn)行照明。為清楚起見，圖2中未示出這些光源。如果使反射 鏡108半透明，則可以在反射鏡108上放置一個或更多個光源。進(jìn)一步地，為了能夠檢測物品95中或物品95上金屬的存在，或者為了檢測物品是 否是通過金屬制成的，如，在罐的情形中，金屬檢測器111可以被配置成基本沿反射表面94 后側(cè)的長度延伸。至此所公開的本發(fā)明的設(shè)備完全可用于處理未拆解的物品以及用于處理要拆解 的物品，即，在正確的材料和/或形狀或印戳檢測之后的任何情形中。然而，為了得到與接收到和檢測到物品的數(shù)量相關(guān)的最佳儲藏容量，本發(fā)明提供 了用于接收和拆解可收集物品的設(shè)備和方法，該設(shè)備在設(shè)備出口處具有至少一個物品拆解 器112、113。圖4和圖5中更詳細(xì)示出了該設(shè)備。該設(shè)備具有物品接收底板114以及往復(fù) 地且可滑動地沿底板114移動的物品推進(jìn)器115。適當(dāng)?shù)靥峁┝巳缦略幚砥?1及其 輸出83，用于移動驅(qū)動電機(jī)116以相應(yīng)地驅(qū)動推進(jìn)器115在底板114上被置于恰當(dāng)位置，以 使得推進(jìn)器115可以移動物品95去往指定出口并從而進(jìn)入到相關(guān)拆解裝置(例如，拆解裝 置112或113)中。因此，當(dāng)物品95被放置于底板114上時，根據(jù)與處理器81協(xié)作的攝像裝置106、 107所進(jìn)行任何檢測以及攝像裝置97所進(jìn)行的圖像檢測，物品95將有選擇地與推進(jìn)器115 的一個或其它側(cè)表面嚙合并且被推進(jìn)以去往和進(jìn)入到與所述拆解器112或113的嚙合中。 為設(shè)備提供了 推進(jìn)器驅(qū)動元件117，以機(jī)械方式被配置成隨著其靠近拆解器112、113而在 物品95上提供逐漸增加的推進(jìn)力。推進(jìn)器驅(qū)動元件117包括所述驅(qū)動電機(jī)116，第一鏈接件對118、第二鏈接件對119 和第三鏈接件對120以及鏈接配合元件121、121’、121”。所述第一鏈接件118中的每個第 一鏈接件在其一端118’經(jīng)由齒輪116”和122’以及驅(qū)動鏈96以樞軸方式與驅(qū)動軸122(從 電機(jī)116的驅(qū)動軸116’供給動力)互操作，并在另一端118”以樞軸方式連接到第二鏈接 件119中的相關(guān)聯(lián)第二鏈接件的一端119’。所述第二鏈接件119中的每個第二鏈接件在其 另一端119”以樞軸方式鏈接到第三鏈接件中的相關(guān)聯(lián)的第三鏈接件120(在其端部120’、 120”之間的位置)，并在端部119’、119”之間的位置119’”以樞軸方式附著到設(shè)備外殼的 一部分。所述第三鏈接件120中的每個第三鏈接件在一端120’以樞軸方式附著到推進(jìn)器 115，并在其另一端120”分叉成型，以在推進(jìn)器115沿底板114從一端位置移動到另一端位 置時與形成所述鏈接配合元件的配合栓121、121’、121”順序嚙合。分叉成型端120”與栓 121-121”之間的相互作用在電機(jī)軸122旋轉(zhuǎn)時實(shí)現(xiàn)了推進(jìn)器115受控、往復(fù)的移動。如前面所提到的，一旦對物品95進(jìn)行了正確的檢測，旋轉(zhuǎn)輥?zhàn)?9、79’可彼此移 開，從而使物品下降到底板114上。雖然圖4和圖5中未示出，但可以為底板114提供陷落 門機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)物品恰好通過底板下降到底板下方的容器或其它處理裝備，而不是一定要拆 解物品。拆解器被配置成拆解以空飲料盒(具體是塑料材料或金屬(例如，鋁)制成的盒) 形式的任何可收集物品。適當(dāng)?shù)兀鸾馄?2、63、72、73、112、113從如下的組中選出物品夯 壓器、物品壓平器、物品切碎器、物品切割器、物品壓碎器以及物品粉碎器。在圖4和圖5中還示出了 作為適當(dāng)?shù)目刂泼姘?例如，鍵盤)的附圖標(biāo)記123; 以及表示用于為返回物品提供代幣的打印機(jī)的附圖標(biāo)記124。
9
圖6提供了要受處理器81控制或者至少與處理器81協(xié)作的電學(xué)和電子組件及單 元的概要圖。將會認(rèn)識到，拆解器適當(dāng)?shù)赜扇缦碌碾姍C(jī)供給動力連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)、或者至 少在從物品進(jìn)入以進(jìn)行檢測的時間點(diǎn)直到最終物品進(jìn)入并最終被處理期間工作的電機(jī)。還 會認(rèn)識到，在處理器內(nèi)，存在用以在需要高功率與低功率的單元之間提供鏈接的電路、連接 和接口以及任何的邏輯電路。雖然未示出，但將會理解，處理器及其相關(guān)的協(xié)作單元可連接 到外部電源。除了使得對收集到的物品進(jìn)行拆解之外，所公開的設(shè)備還能夠有效地作為物品分 類器來工作。雖然該設(shè)備特別適合于作為已公開的發(fā)明設(shè)備的一部分，但該設(shè)備同樣適合 于用作其中需要拆解的分類機(jī)構(gòu)。因此，該設(shè)備適合用于反向自動販賣機(jī)，但其并不限于在 反向自動販賣機(jī)中或與反向自動販賣機(jī)一起使用。
權(quán)利要求
一種用于至少部分地相對于向后反射的或鏡面的反射表面生成和查看物品圖像的設(shè)備，所述設(shè)備包括 光源，能夠?qū)⒐馔渡渲帘辉O(shè)計(jì)成容納暫時放置于其中的物品的空間， 圖像檢測攝像裝置，被配置成基于從所述表面反射并且未被物品隱藏的任何光來檢測物品的圖像，以及 操作電子器件，與所述光源和所述攝像裝置相關(guān)聯(lián)， 其中，所述光源、所述攝像裝置和所述操作電子器件安裝在單個公共電路板上，所述光源和所述攝像裝置相對于公共電路板的平面彼此隔開，其中，電路板被設(shè)置成其平面沿封閉光學(xué)器件箱體的外直立壁，其中，所述壁包括透明窗口構(gòu)件，以及其中，與所述空間相鄰的箱體的第二對置壁包括透鏡或者具有相關(guān)聯(lián)透鏡的窗口，其中，光源與管狀導(dǎo)光部件協(xié)作以將光導(dǎo)向光學(xué)光路從而進(jìn)一步將光導(dǎo)向所述空間，以及其中，光源面向具有導(dǎo)光部件的第一部件的封閉光學(xué)器件箱體的窗口構(gòu)件，并通過位于窗口構(gòu)件另一側(cè)并且對準(zhǔn)第一導(dǎo)光部件的導(dǎo)光部件的第二部件將光進(jìn)一步導(dǎo)向到光學(xué)器件箱體中。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，導(dǎo)光部件的內(nèi)壁面是光反射性的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，導(dǎo)光部件具有方形橫截面。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，位于下游端的第二導(dǎo)光部件 具有45°傾斜的第一光重定向反射鏡以及具有光漫射器的輸出開孔。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，在透鏡與所述空間之間設(shè)置了對光透明的保護(hù)面板。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，光源和攝像裝置面向所述窗 口構(gòu)件，以允許來自光源的光線經(jīng)由所述封閉光學(xué)器件箱體和所述透鏡中的朝向反射表面 的光路穿過窗口構(gòu)件，以及其中，攝像裝置能夠通過窗口構(gòu)件接收從反射表面反射并且未 被檢查區(qū)域中存在的物品隱藏的光，這種光表征經(jīng)由所述透鏡以及封閉光學(xué)器件箱體中另 一光路而到達(dá)攝像裝置的物品圖像。
7.如權(quán)利要求4-6中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，光路延長器位于所述封閉光 學(xué)器件箱體內(nèi)部，在漫射器與透鏡之間的光路的一部分中。
8.如權(quán)利要求4-7中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，在所述漫射器與光路延長器 的第一組成件之間的光路中以45°角設(shè)置第二重定向半透明反射鏡裝置，以將生成的物品 圖像導(dǎo)向到攝像裝置上。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，從所述反射表面反射的光的 光路經(jīng)過所述透鏡、所述光路延長器、所述第二重定向反射鏡裝置、所述窗口構(gòu)件并到達(dá)所 述攝像裝置上。
10.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，光漫射器有助于具有小發(fā)光區(qū)的光源。
11.如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，所述光源和所述攝像裝置 位于或者接近透鏡的焦點(diǎn)。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，透鏡與所述空間相鄰，以使得進(jìn)入所述空間的光成為平行光線并使得從所述反射表面反射的光線經(jīng)由所述封閉光學(xué) 器件箱體向攝像裝置聚焦。
13.如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中，透鏡為菲涅爾透鏡。
14.一種光學(xué)單元，包括-光路延長器，包括多個相互成角度的反射鏡組成件，-光源輸入?yún)^(qū)域，-透鏡單元，以及-至少一個圖像檢測輸出區(qū)域，其中，光學(xué)單元位于封閉光學(xué)器件箱體中，以及其中，透明窗口構(gòu)件形成箱體的一個直立壁的至少一部分，所述輸入和輸出區(qū)域位于 所述窗口構(gòu)件處，其中，光源輸入?yún)^(qū)域包括第一管狀導(dǎo)光部件，被配置成允許光源向其中發(fā)出光，所述 第一導(dǎo)光部件與窗口構(gòu)件的外部相接觸；以及第二管狀導(dǎo)光部件，與窗口構(gòu)件的內(nèi)面相接 觸并且對準(zhǔn)第一導(dǎo)光部件，位于下游端的所述第二導(dǎo)光部件具有第一光重定向反射鏡以及 具有光漫射器的輸出開孔。
15.如權(quán)利要求14所述的光學(xué)單元，其中，所述第一光重定向反射鏡以45°角傾斜。
16.如權(quán)利要求14或15所述的光學(xué)單元，其中，導(dǎo)光部件的內(nèi)壁面是光反射性的。
17.如權(quán)利要求14、15或16所述的光學(xué)單元，其中，導(dǎo)光部件具有方形橫截面。
18.如權(quán)利要求14-17中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光學(xué)單元，其中，光源和攝像裝置分別 與所述光源輸入?yún)^(qū)域和所述圖像檢測輸出區(qū)域協(xié)作，并且被設(shè)置成與透明窗口構(gòu)件的外部 面相鄰。
19.如權(quán)利要求14-18中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光學(xué)單元，其中，所述透鏡形成箱體的 第二直立壁的至少一部分或者與形成所述壁的透明窗口構(gòu)件相鄰。
20.如權(quán)利要求14-19中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光學(xué)單元，其中，封閉光學(xué)器件箱體還 包括45°傾斜的第二半透明圖像重定向反射鏡，位于所述漫射器與光路延長器的第一組 成件之間的光路中，所述第二反射鏡用于將經(jīng)由透鏡和光路延長器接收到的生成的物品圖 像通過窗口構(gòu)件進(jìn)一步重定向到攝像裝置。
21.如權(quán)利要求20所述的光學(xué)單元，其中，光路延長器設(shè)置在所述封閉光學(xué)器件箱體 內(nèi)部，在第二反射鏡和透鏡之間的光路的一部分中。
22.如權(quán)利要求14-21中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光學(xué)單元，其中，透鏡被配置成向箱體 的外部輸出為平行光線的光，以及使得將接收到的反射光線以物品圖像的形式經(jīng)由所述封 閉光學(xué)器件箱體向輸出區(qū)域聚焦。
23.如權(quán)利要求14-22中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光學(xué)單元，其中，透鏡為菲涅爾透鏡。
24.一種用于經(jīng)由光學(xué)單元至少部分地相對于反射表面來生成和查看物品圖像的裝 置，所述裝置包括-光源，能夠射出光，-圖像檢測攝像裝置，被配置成檢測物品的圖像，以及-操作電子器件，與所述光源和所述攝像裝置相關(guān)聯(lián)，-其中，所述光源、所述攝像裝置和所述操作電子器件安裝在單個公共電路板上，_其中，所述公共電路板被配置成被置于包括光學(xué)單元的封閉箱體的透明窗口構(gòu)件直 立面外并且所述公共電路板的平面沿該直立面，以及-其中，提供了第一管狀導(dǎo)光部件以允許光源向其中發(fā)出光，所述第一導(dǎo)光部件與窗口 構(gòu)件的外部相接觸，第二管狀導(dǎo)光部件與窗口構(gòu)件的內(nèi)面相接觸并且對準(zhǔn)第一導(dǎo)光部件， 位于下游端的所述第二導(dǎo)光部件具有第一光重定向反射鏡以及具有光漫射器的輸出開孔 以將光導(dǎo)向光學(xué)單元。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中，所述第一光重定向反射鏡以45°角傾斜。
26.如權(quán)利要求24或25所述的裝置，其中，導(dǎo)光部件的內(nèi)壁面是光反射性的。
27.如權(quán)利要求24、25或26所述的裝置，其中，導(dǎo)光部件具有方形橫截面。
28.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中，所述光源和所述攝像裝置在公共電路板上彼此 橫向分開。
29.如權(quán)利要求24-28中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的裝置，其中，所述裝置進(jìn)一步包括至 少一個檢測器，被配置成讀取物品上存在的條形碼、其它印戳或符號，以及其中，所述至少 一個檢測器位于其上安裝了所述光源、所述攝像裝置和所述操作電子器件的同一單個公共 電路板上。
30.如權(quán)利要求29所述的裝置，其中，所述光源、所述攝像裝置和所述至少一個檢測器 在公共電路板相互橫向彼此分開。
31.一種用于將光從光源傳送到光學(xué)器件箱體內(nèi)部的光學(xué)單元的光輸出開孔的裝置， 其中，所述裝置包括與第一導(dǎo)光部件上游端的光源協(xié)作的第一管狀導(dǎo)光部件，以將光從第 一導(dǎo)光部件的下游端導(dǎo)向穿過箱體的窗口、隨后進(jìn)入到與第一導(dǎo)光部件對準(zhǔn)的第二管狀導(dǎo) 光部件中、并隨后去往光學(xué)單元中的光學(xué)光路，第二導(dǎo)光部件在其下游端具有光重定向反 射鏡用以將光導(dǎo)向輸出開孔，以及其中，光漫射器被提供有輸出開孔。
32.如權(quán)利要求31所述的裝置，其中，所述光重定向反射鏡以45°角傾斜。
33.如權(quán)利要求31所述的裝置，其中，導(dǎo)光部件的內(nèi)壁面是光反射性的。
34.如權(quán)利要求31、32或33所述的裝置，其中，導(dǎo)光部件具有方形橫截面。
全文摘要
一種用于至少部分地相對于反射表面(94)生成和查看物品(95)圖像的設(shè)備，其中，光源(85)、攝像裝置(97)和操作電子器件(98)安裝在單個公共電路板(99)上，該單個公共電路板被設(shè)置成其平面沿封閉光學(xué)器件箱體(102)的外直立壁(102’)。光源面向具有第一導(dǎo)光部件(86)的封閉光學(xué)器件箱體的窗口構(gòu)件(103)，并通過位于窗口構(gòu)件另一側(cè)并且對準(zhǔn)第一導(dǎo)光部件(86)的第二導(dǎo)光部件(86’)將光進(jìn)一步導(dǎo)向到光學(xué)器件箱體中。光學(xué)單元位于光學(xué)器件箱體中，并且包括光路延長器(89、90、91)、光源輸入?yún)^(qū)域、透鏡單元(93)以及至少一個圖像檢測輸出區(qū)域。光源輸入?yún)^(qū)域包括與窗口(103)的外部相接觸的第一管狀導(dǎo)光部件(86)以及與窗口構(gòu)件(103)的內(nèi)面相接觸并且對準(zhǔn)第一導(dǎo)光部件(86)的第二管狀導(dǎo)光部件(86’)，位于下游端的所述第二導(dǎo)光部件(86’)具有45°傾斜的第一光重定向反射鏡(87)以及具有光漫射器(88)的輸出開孔。
文檔編號G02B6/24GK101910785SQ200880123904
公開日2010年12月8日 申請日期2008年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月7日
發(fā)明者湯姆·倫德 申請人:托姆拉系統(tǒng)公司