Видеосенсор для приема изображения

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ВИДЕОСЕНСОР ДЛЯ ПРИЕМА ИЗОБРАЖЕНИЯ(71) Заявитель ЭЛЬСАГ ДАТАМАТ СПА(73) Патентообладатель ЭЛЬСАГ ДАТАМАТ СПА(57) 1. Видеосенсор для приема изображения, содержащий телевизионную камеру (2) с приемной оптической осью , а также по меньшей мере одно осветительное устройство(4), содержащее линзу Френеля (17) и объединенное с телевизионной камерой таким образом, чтобы испускаемый им пучок энергии был практически коаксиален приемной оси ,отличающийся тем, что осветительное устройство (4) объединено с телевизионной камерой (2) посредством прикрепленной к ней указанной линзы Френеля (17), в которой выполнено по меньшей мере одно сквозное отверстие (24), коаксиальное осии непосредственно примыкающее к объективу (11) телевизионной камеры (2). 2. Видеосенсор по п. 1, отличающийся тем, что источник света (13) осветительного устройства (4) выполнен плоским. 14724 1 2011.08.30 3. Видеосенсор по п. 2, отличающийся тем, что плоский источник света (13) выполнен в виде матрицы светодиодов. 4. Видеосенсор по п. 2, отличающийся тем, что плоский источник света (13) выполнен с площадью , значительно меньшей площадилинзы Френеля (17). 5. Видеосенсор по п. 2, отличающийся тем, что осветительное устройство (4) содержит отражатель (15), установленный между плоским источником света (13) и линзой Френеля (17). 6. Видеосенсор по п. 5, отличающийся тем, что отражатель (15) выполнен с отражающей внутренней поверхностью в форме усеченного конуса, первое и второе свободные основания которого обращены соответственно к плоскому источнику света (13) и линзе Френеля (17). 7. Видеосенсор по п. 2, отличающийся тем, что ось линзы Френеля (17) совпадает с осьюисточника света (13). 8. Видеосенсор по п. 1, отличающийся тем, что содержит устройство (34) для регулировки расстояния между линзой Френеля (17) и осветительным устройством (4). 9. Видеосенсор по п. 1, отличающийся тем, что содержит первый наружный фильтр(31), обращенный в сторону линзы Френеля (17), и второй внутренний фильтр, установленный в телевизионной камере (2), причем два указанных фильтра вместе образуют полосовой фильтр, центральная частота которого совпадает с рабочей частотой излучения осветительного устройства (4). Данное изобретение относится к видеосенсорам приема цифрового изображения. Известны видеосенсоры, содержащие чувствительный элемент искусственной видеосистемы, использующейся в различных целях, например для считывания номерных знаков, искусственного чтения, видеомониторинга, систем безопасности и т.д. Видеосенсоры обычно включают телевизионную камеру, а также осветительное устройство, объединенное с телевизионной камерой для освещения территории, охватываемой телевизионной камерой. Осветительное устройство обычно включает дискретные светодиоды либо галогенные лампы с фильтрами. Известные осветительные приборы имеют ряд недостатков, а именно низкую эффективность значительные размеры. Целью настоящего изобретения является создание высокоэффективного видеосенсора для эффективного освещения территории, охватываемой телевизионной камерой. В соответствии с настоящим изобретением, представлен сенсор, описанный в п. 1. Изобретение будет описано со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором изображен сенсор в соответствии с настоящим изобретением. На прилагаемом чертеже номер 1 обозначает видеосенсор приема цифрового изображения в целом. Сенсор 1 включает серийную (в частности, монохроматическую) телевизионную камеру 2,осветительное устройство 4 высокой интенсивности, встроенное в телевизионную камеру 2. Сенсор 1 также содержит защитный кожух 6, в котором заключена камера 2, осветительное устройство 4 высокой интенсивности, а также электронные схемы 7 (показаны схематично), регулирующие работу осветительного устройства 4 высокой интенсивности и телевизионной камеры 2. Источник питания (не показан) сенсора 1 может быть расположен либо вне сенсора 1(как показано), либо внутри его. В показанном примере исполнения телевизионная камера 2 имеет цилиндрический корпус 9, а также стандартный (например, 25-миллиметровый) цилиндрический объектив 2 14724 1 2011.08.30 11, имеющие общую приемную ось . Однако понятно, что камера 2 может иметь любую форму и включать объективы, отличающиеся от показанного. Осветительное устройство 4 высокой интенсивности расположено на одной стороне цилиндрического корпуса 9 телевизионной камеры 2 и включает источник света 13, работающий в ИК-диапазоне выполненный по существу в форме усеченного конуса отражатель 15, прикрепленный к источнику света 13 и имеющий ось , параллельную осителевизионной камеры 2 а также линзу Френеля 17, обращенную в сторону отражателя 15 и объектива 11. Как известно, линза Френеля представляет собой плоско-выпуклую линзу с несколькими ступенчатыми концентрическими кольцами в форме выпуклых участков для достижения такой же кривизны лучей света, что и при использовании значительно более толстой нормальной линзы. Отражатель 15 для удобства выполнен осаждением металла (например, серебра или золота) на внутреннюю поверхность конусообразного, чашевидного элемента 15 т. В частности, источник света 13 задан матрицей (например, круглой или квадратной) светодиодов 19, работающих в ИК-диапазоне, установленных на плоском основании 20(например, печатной схеме), перпендикулярной оси . Светодиоды 19 установлены вплотную друг к другу, чтобы образовать в целом плоский источник света 13, плотно прилегающий к первому концу чашевидного элемента 15 т. В приведенном примере исполнения изобретения линза Френеля 17 имеет плоский круглый периметр, она перпендикулярна осями , а также имеет ось, совпадающую с осьюисточника света 13. В частности, круглая линза Френеля 17 имеет радиус , свободный кольцевой край 22,удаленный от точек пересечения осейис линзой 17, а также круглое сквозное отверстие 24, обращенное в сторону объектива 11, коаксиальное осии имеющее радиус ,причем. Радиусотверстия 24 зависит от внешнего радиуса используемого объектива 11 и на несколько миллиметров меньше его. Кожух 6 включает в себя цилиндрический трубчатый корпус 26, имеющий ось , параллельную осями , и участок первого конца 26 а, замкнутый стенкой 27 поперек оси. Стенка 27 снабжена несколькими электрическими разъемами 28, связанными с электронными схемами 7. Цилиндрический трубчатый корпус 26 имеет участок второго конца 26 б, замкнутый линзой Френеля 17, свободный край 22 которой опирается на край трубчатого корпуса 26 со стопорным кольцом (уплотнительным кольцом) 29 между ними. Инфракрасный фильтр 31 обращен в сторону линзы Френеля 17 на противоположной стороне от источника 13 света и прикреплен к кольцевой гайке 33, накрученной на трубчатый корпус 26. При использовании, при включенных светодиодах 19, некоторые из лучей от источника 13 света прямо попадают на линзу Френеля 17, а некоторые направлены на линзу Френеля 17 отражателем 15. Плоский источник света 13 фактически излучает в пространственном угле, значительно большем, чем стягиваемый линзой Френеля 17 (по отношению к источнику света 13). Отражатель 15 в форме усеченного конуса восстанавливает лучи, испускаемые источником 13, которые в противном случае были бы потеряны, и отражает их обратно поблизости от источника, не только увеличивая таким образом его виртуальный размер(источник плюс отраженное изображение), но, кроме того, увеличивая поток энергии, попадающей на линзу. Плоский источник света 13 имеет единственную точку в фокусе отражателя 15, для того чтобы, по известным оптическим причинам, лучи падали на линзу Френеля под различными углами. Линза Френеля 17 предусмотрена для выравнивания падающего луча 3 14724 1 2011.08.30 таким образом, чтобы лучи, выходящие из линзы 17, были направлены по существу параллельно осии, следовательно, осителевизионной камеры. Телевизионная камера 2 объединена с осветительным устройством 4, а энергия, испускаемая осветительным устройством 4, преимущественно коаксиальна приемной оси . По сути, осиинаходятся на очень малом расстоянии друг от друга, обычно 35 мм, но инфракрасные лучи, ближайшие к приемной оси , находятся на расстоянии, не превышающем 15 мм. Приемная осьтелевизионной камеры, таким образом, подводится ближе к лучам инфракрасного излучения, испускаемым осветительным устройством. Телевизионная камера может видеть сквозь отверстие 24, расположенное коаксиально осии обращенное в сторону объектива 11, т.е. световые лучи с наблюдаемого объекта проходят через отверстие 24 в линзе Френеля к чувствительному элементу телевизионной камеры 2. Площадьплоского источника 13 света (т.е. матрицы светодиодов) значительно меньше площади , определенной периметром линзы Френеля 17. Эффективность осветительного устройства 4 увеличивается как функция соотношения /, где- активная площадь осветительного устройства (т.е. площадь, включающая площадь плоского источника света 13 и площадь отраженного изображения). Сенсор 1 может также содержать регулирующее устройство 34 для регулировки расстояния (измеряемого вдоль оси ) между линзой Френеля 17 и осветительным устройством 4. Регулирующее устройство 34, например, дает возможность линейного реверсивного движения источника света 13 и отражателя 15 по отношению к неподвижной линзе Френеля 17. Расстояние между линзой Френеля 17 и активной площадью осветительного устройства (плоского источника света 13 плюс отраженного изображения) определяет выходной угол потока энергии. Увеличение расстояния между линзой Френеля 17 и активной площадью уменьшает выходной угол пучка (коллимированного пучка), а сокращение расстояния между линзой Френеля 17 и активной частью увеличивает выходной угол пучка. В этой связи следует заметить, что в известных устройствах с применением светодиодов угол испускания пучка осветительным устройством зависит от типа используемых светодиодов и, соответственно, может быть изменен только посредством применения другого типа светодиодов. В предпочтительном исполнении фильтр 31 является высокочастотным, камера 2 также имеет внутренний низкочастотный фильтр (не показан), и два данных фильтра образуют вместе полосовой фильтр, центральная частота которого совпадает с частотой излучения, испускаемого осветительным устройством 4. Устройство в соответствии с настоящим изобретением имеет несколько преимуществ,а именно максимальное сближение приемной осителевизионной камеры 2 и потока энергии,испускаемого осветительным устройством световой сенсор выполнен исключительно компактным для минимального визуального влияния регулировка (посредством регулирующего устройства 34) выходного угла потока энергии, испускаемого осветительным устройством, а также возможность наличия двух либо четырех осветительных устройств и соответствующих линз Френеля для увеличения эффективности на очень длинных дистанциях (более 30 м). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4