CN107102008A - 检测及/或轨道监视装置，在此装置中使用一布置的应用，以及用于操作此装置的方法 - Google Patents

检测及/或轨道监视装置，在此装置中使用一布置的应用，以及用于操作此装置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种分别用于检测或监视材料轨道的检测装置及/或轨道监视装置，所述材料轨道具有前侧及背对所述前侧布置的后侧、是通过引导器件引导，所述检测装置及/或轨道监视装置具有：照相机，其包含视野且经调适以记录在所述视野内的所述前侧的图像；入射光发射器，其经调适以用入射光照射在所述视野的区域中的所述前侧；及背景面板，其布置于所述材料轨道的相对所述照相机的侧上且在所述照相机的所述视野内，其中所述背景面板包括从所述材料轨道开始以此次序布置的对所述入射光具有5％到50％的吸收率的漫射板、光导板及反射表面，且所述背景面板包含至少一个光源，其经调适以将光耦合到所述光导板的一个末端，其中所述光导板经调适以解耦所述光，从而使得所述材料轨道的所述后侧也可经透射光照射。

Description

检测及/或轨道监视装置，在此装置中使用一布置的应用，以 及用于操作此装置的方法
技术领域
本发明涉及检测装置及/或轨道监视装置，在此检测装置及/或轨道监视装置中将一布置作为背景面板或透射光发射器的应用，及用于操作此检测装置及/或轨道监视装置的方法。
背景技术
常规地，在用于生产、处理及精加工例如纸板轨道、薄膜轨道或织物轨道的材料轨道的设备中，可使用照相机监测材料轨道的生产、处理或精加工。此可包含为了增加由照相机记录的图像的图像质量，用来自上面也布置照相机的相同侧的入射光照射材料轨道。为产生经改进背景且因此改进图像质量，可在相对照相机的材料轨道侧上提供经安装背景面板。术语“背景面板”应在筛选器件而非光学感测的意义上理解，亦即在具有孔的板的意义上理解。
在部分混合的不可渗透及/或不透明、半透明、透明材料轨道的状况下，入射光可由于材料轨道的不可渗透及/或不透明、半透明区域产生背景面板上可见的阴影。接着也由照相机记录的此可见阴影降低图像质量。另一方面，背景面板接着也具有大体上比阴影区域亮的区域。这些亮得多的区域可在图像上看起来像曝光过度，此也降低图像质量。
通过将背景面板布置为离材料轨道较大距离可减少阴影及曝光过度。然而，此仅在用于生产、处理或精加工材料轨道的设备中存在充分空间的情况下可行。此外，可另外不利的是在较大距离情况下，入射光的(一或多个)光源接着可见于图像中。此也降低由照相机记录的图像的图像质量。
发明内容
因此，本发明的目标为提供用于材料轨道的检测装置及/或轨道监视装置，将一布置作为背景面板的应用，及用于操作检测装置及/或轨道监视装置的方法，其中可以高图像质量记录材料轨道的图像。
本发明的检测装置及/或轨道监视装置分别用于检测或监视材料轨道，所述材料轨道具有前侧及背对前侧布置的后侧、是通过引导器件引导，所述检测装置及/或轨道监视装置包括：照相机，其包含视野且经调适以记录在视野内的前侧的图像；入射光发射器，其经调适以用入射光照射在视野的区域中的前侧；及背景面板，其布置于材料轨道的相对照相机的侧上且在照相机的视野内，其中背景面板包括从材料轨道开始以此次序布置的对于入射光具有5％到50％的吸收率的漫射板，光导板及反射表面，且背景面板包括光源，其经调适以将光耦合到光导板的一个末端，其中光导板经调适以解耦光，从而使得材料轨道的后侧也可经透射光照射。
本发明提供在检测装置及/或所述轨道监视装置中，将一布置作用背景面板或主动透射光发射器的应用，所述布置具有漫射板、光导板、光源及反射表面，漫射板对于入射光具有5％到50％，特定来说10％到30％的吸收率。
根据用于操作检测装置及/或所述轨道监视装置的本发明方法，用照相机记录图像。
因此，可被动地及主动地操作背景面板。被动操作的特征在于断开光源，从而使得材料轨道的后侧并不经透射光照射。主动操作的特征在于接通光源且背景面板接着充当透射光发射器，从而使得材料轨道的后侧经透射光照射。原则上，在背景面板的主动操作及被动操作两者期间，材料轨道经入射光照射，但可使用所有可能照射组合。入射光可闪烁或提供持续照射。在具有背景面板的情况下，检测装置及/或轨道监视装置的操作者具备允许尝试进行主动或被动操作的工具，以用于改进用检测装置及/或轨道监视装置记录的图像的图像质量。
在被动以及主动操作期间，在具有根据本发明设计的背景面板的情况下，仅可形成极弱阴影且仅可形成极弱曝光过度，或可完全避免形成阴影及/或曝光过度，从而使得可用高图像质量(特定来说高对比度)记录图像。在对于入射光具有至少5％的吸收率的情况下，入射光在背景面板上经反射且因此可以尤其有效方式避免曝光过度。此应慎重考虑到在具有相对较高的最小吸收率的情况下，相对较高比例的透射光在漫射板中被吸收且因此不可用于照射材料轨道。此应进一步慎重考虑到在具有相对较高的最小吸收率的情况下，漫射板在检测装置及/或轨道监视装置的操作期间因吸收透射光及/或入射光而被加热。
即使在背景面板接近材料轨道布置时也会形成弱阴影及弱曝光过度。因此，检测装置及/或轨道监视装置仅具有较小覆盖面积。另外，在所记录图像中不可见产生入射光的入射光发射器(特定来说，入射光发射器的至少一个光源)。一方面，此由本发明的背景面板设计达成，另一方面，此效果可通过接近材料轨道布置背景面板得到进一步加强。
主动操作可有利于不同材料轨道。举例来说，通过主动操作可增加图像的对比度且因此增加其图像质量。举例来说，也可设想到如下应用：其(例如)在生产、处理或精加工纸币时将材料轨道的前侧与后侧彼此比较。举例来说，可对材料轨道的前侧对齐及后侧对齐进行检测。基于此检查，举例来说，可准确地对准材料轨道的前侧及后侧的印刷面。在所述过程中，通过主动操作，可增加后侧的对比度或可使后侧在由照相机记录的图像中首先可见。
在具有光导板及其在背景面板中的布置的情况下，可达成尤其均匀的材料照射。光导板可(例如)包括玻璃或聚碳酸酯。在光导板上(特定来说其表面上)，可提供白点以解耦光。也可在光导板上提供粒子以解耦光。在此状况下，粒子的大小可变化以补偿源自光源的光衰减，从而使得射出光的强度尽可能均匀。并且，光导板可具有结构化表面以解耦光。因此，光解耦在漫射板及/或反射表面的方向上发生。
漫射板可为(例如)毛玻璃薄片、丙烯酸玻璃薄片及/或毛玻璃光学件中的透光有机玻璃(特定来说PMMA)。
反射表面可具漫反射性。在此状况下，漫反射性反射表面可为(例如)白色烤漆金属薄片或漫射箔片。在具有漫反射性反射表面的情况下，可用透射光达成尤其均匀的后侧照射。
优选的是，提供沿着光导板的末端布置且可被个别地接通的多个光源，从而使得材料轨道的后侧的一些部分可经透射光照射。可借此选择性地照射材料轨道的个别区域而不要求照射整个材料轨道，结果检测装置及/或轨道监视装置的能耗有利地较低。在此状况下，接着以某种方式配置背景面板以使得可在其横向方向上照射整个材料轨道。
替代地，优选的是背景面板以可移位方式布置于材料轨道的横向方向上。此也允许选择性地照射材料轨道的个别区域，且同时可允许将背景面板的宽度选择为短于材料轨道的宽度，借以可使背景面板有利地较小且具有极少材料消耗。对于可移位背景面板，也可提供一光源或多个光源。
背景面板的光源优选地经调适以在紫外线及/或可见光及/或红外线波长范围中发射，借以尤其在可见光范围中提供RGB曝光。
背景面板的光源优选地经调适以发射连续光及/或闪光。
检测装置及/或轨道监视装置优选地经调适以变化背景面板的光源的强度。此准许将透射光的强度调整到材料轨道的光学性质。
优选的是，漫射板、光导板及反射表面间隔开且基本上彼此平行布置。在具有间隔开布置的情况下，透射光可以高效率从光导板解耦。在具有平行布置的情况下，可尤其良好地抑制阴影及曝光过度的形成。
优选的是，对于垂直于光导板的入射光，光导板是透明的。结果，射中反射表面且由其反射的光经由光导板被引导回到材料轨道。此有利地增加用透射光照射后侧的效率。
漫射板对于入射光优选地具有10％到30％的吸收率。在具有所提到测量的情况下，尤其良好地抑制阴影及曝光过度的形成。
漫射板优选地基本上平行于材料轨道布置。在具有所提到测量的情况下，尤其良好地抑制阴影及曝光过度的形成。
优选的是，当使用具有漫射板、光导板、光源及反射表面的布置时，前侧经入射光照射且后侧经透射光照射，或前侧经入射光照射且后侧未经透射光照射，或前侧未经入射光照射且后侧经透射光照射，或前侧未经入射光照射且后侧未经透射光照射。尤其优选的是，前侧经入射光照射，且任选地后侧经透射光照射。
优选地，对于入射光及/或透射光，材料轨道的至少一些部分透明及/或至少一些部分半透明。
优选的是，对于入射光及/或透射光，材料轨道的一些部分不可渗透及/或不透明。
优选的是，材料轨道的前侧经入射光照射。在具有透明及/或半透明材料轨道以及不可渗透及/或不透明材料轨道两者的情况下，尤其剧烈地发生形成阴影及曝光过度的问题，借以在具有此材料轨道的情况下，使用所述布置尤其有利。
优选的是，在用于操作检测装置及/或轨道监视装置的方法的情况下，前侧经入射光照射且后侧经透射光照射，或前侧经入射光照射且后侧未经透射光照射，或前侧未经入射光照射且后侧经透射光照射，或前侧未经入射光照射且后侧未经透射光照射。
优选的是，在用于操作检测装置及/或轨道监视装置的方法中，材料轨道的后侧经透射光照射。接着可进一步增加图像质量，例如可达成经改进色彩渲染、可减少色偏及/或可增加对比度。
后侧优选地与材料轨道的前侧同时经照射。接着可进一步增加图像质量，例如可达成经改进色彩渲染、可减少色偏及/或可增加对比度。
在使用透射光照射的情况下，可比较材料轨道的前侧对齐与后侧对齐。
优选的是，对于入射光及/或透射光，材料轨道的至少一些部分透明及/或至少一些部分半透明。
优选地，对于入射光及/或透射光，材料轨道的一些部分不可渗透及/或不透明。
在具有透明及/或半透明材料轨道以及不可渗透及/或不透明材料轨道两者的情况下，尤其剧烈地发生形成阴影及曝光过度的问题，借以在具有此材料轨道的情况下，用于操作检测装置及/或轨道监视装置的所述方法尤其有利。
借助于入射光发射器的照射优选为直接照射或漫射照射。借助于入射光发射器的照射优选为经线性极化照射。借助于入射光发射器的照射优选为经聚焦及/或经准直照射。借助于入射光发射器的照射优选为亮场照射及/或暗场照射。入射光发射器优选地经调适以发射单色辐射、多色辐射及/或可调整光谱(特定来说可借助于RGB照射调整)。入射光发射器优选地具有白炽灯、气体放电灯、LED(特定来说OLED及/或AMOLED)及/或激光器。入射光发射器优选地经调适以执行线条照射或表面照射。入射光发射器优选地模块化及/或可调整到材料轨道的宽度。入射光发射器优选地相对于材料轨道固定或可在材料轨道宽度的方向上移位。入射光发射器优选地经布置以使得依据材料轨道的材料选择辐射射中材料轨道的照射角度。
光源优选地经调适以发射单色辐射、多色辐射及/或可调整光谱(特定来说可借助于RGB照射调整)。光源优选地具有白炽灯、气体放电灯、LED(特定来说OLED及/或AMOLED)及/或激光器。
照相机优选为线条照相机或具有光电管的二维矩阵的照相机。照相机优选为具有用于不同波长范围的多个通道的多通道照相机。照相机优选为黑白照相机或彩色照相机。照相机优选地经调适以使用感兴趣区。照相机优选为CCD照相机或CMOS照相机。检测装置及/或轨道监视装置优选地具有多个照相机，其聚焦区域重叠地或邻近地布置。检测装置及/或轨道监视装置优选地具有额外细节照相机，其经调适以用较高本地分辨率记录聚焦区域的区段。照相机优选地经调适以记录一维、二维或三维图像。照相机优选地具有变焦镜头或定焦镜头。照相机优选地相对于材料轨道固定或可在材料轨道宽度的方向上移位。
附图说明
在下文中，将参考示意图较详细解释本发明。展示如下：
图1展示具有材料轨道且具有透射光照射的检测装置及/或轨道监视装置，及
图2展示并无透射光照射的根据图1的装置。
具体实施方式
图1及2展示检测装置及/或轨道监视装置4，其可布置于(例如)用于生产、处理或精加工材料轨道1的设备中。检测装置及/或轨道监视装置4经调适以执行材料轨道1的检测或监视。材料轨道1包括前侧13及布置为背对前侧13的后侧14。材料轨道1是借助于引导器件15引导，且其在设备操作期间在行进方向上移动。
对于入射光及/或透射光，材料轨道1的至少一些部分透明及/或至少一些部分半透明。另外，对于入射光及/或透射光，材料轨道1的一些部分不可渗透及/或不透明。
检测装置及/或轨道监视装置4包括照相机8、入射光发射器11及背景面板2。照相机8包括经调适以将视野10成像于照相机8上的成像光学件9。另外，成像光学件9产生前侧13的清晰图像。材料轨道1的至少一个部分被引导通过视野10，借以材料轨道1的前侧13布置为面向照相机8。照相机8经调适以记录材料轨道1的前侧13在视野10中的图像。
入射光发射器11具有为可借助于入射光发射器11用入射光照射的空间区的照射区域12。照射区域12经布置以使得可在视野10的区中用入射光照射材料轨道1的前侧13。根据图1及2，位于视野10中的材料轨道1的整个前侧13布置于照射区12内。借此控制照相机8及入射光发射器11以使得前侧13的图像记录与照射能同时发生，从而使得可用照相机8记录经入射光照射的前侧13的图像。
背景面板2布置于材料轨道1的相对照相机8的侧上且在照相机8的视野10中，从而使得材料轨道1的后侧14布置为面向背景面板2。根据图1及2，背景面板2在照相机8的整个视野10上延伸，借以也可设想到背景面板2仅在照相机8的视野10的一部分上延伸。
背景面板2具有从材料轨道1开始以此次序布置的漫射板3、光导板5及可为漫反射性的反射表面7。漫射板3对入射光具有5％到50％(特定来说10％到30％)的吸收率。在此状况下，吸收率是以垂直于漫射板入射的光(亦即，图1及2中垂直地传播的光)确定。漫射板3可为(例如)毛玻璃薄片、丙烯酸玻璃薄片及/或毛玻璃光学件中的透光有机玻璃(特定来说PMMA)，漫反射性反射表面7可为(例如)白色烤漆金属薄片或漫射箔片。光导板5可(例如)包括玻璃或聚碳酸酯，借以光导板可具有白点或粒子或经结构化以解耦光。漫射板3、光导板5及反射表面7布置为彼此间隔开，从而使得气隙形成于漫射板3与光导板5之间以及光导板5与反射表面7之间。漫射板3、光导板5及反射表面7布置为基本上彼此平行且基本上平行于材料轨道1。
背景面板2具有经调适以将光耦合到光导板5的一个末端的光源6，其中光导板5经调适以在光导板5的两个相对侧处将由光源6耦合的光解耦。结果，在视野的区域中的材料轨道1的后侧14也可经透射光照射。在此状况下，从光导板5的面向材料轨道1的侧射出的透射光穿透漫射板3且随后射中材料轨道1。从光导板5的背对材料轨道1的侧射出的透射光反射于反射表面7上、穿透光导板5及漫射板3且随后射中材料轨道1的后侧14。借此控制光源6、照相机8及入射光发射器11以使得可在以入射光及透射光照射的同时执行照相机8的图像记录。
原则上可设想到，前侧13经入射光照射且后侧14经透射光照射，或前侧13经入射光照射且后侧14未经透射光照射，或前侧13未经入射光照射且后侧14经透射光照射，或前侧13未经入射光照射且后侧14未经透射光照射。
可设想到，提供沿着光导板5的末端布置且可被个别地接通的多个光源6，从而使得材料轨道1的后侧14的一些部分可经透射光照射。替代地，可设想到背景面板2以可移位方式布置于材料轨道1的横向方向上。换句话说，这表示背景面板2以垂直于材料轨道1的行进方向且可平行于材料轨道1进行移位。对于可移位背景面板，也可提供一光源或多个光源。
光源经调适以在紫外线及/或可见光及/或红外线波长范围中发射，借以原则上可设想到波长范围的所有组合，借以尤其在可见光范围中提供RGB曝光。光源经调适以发射连续光及/或闪光。对于垂直于光导板5的入射光，光导板5是透明的。漫射板3对于入射光具有5％到50％(特定来说10％到30％)的吸收率。
图1展示当至少一个光源6接通时的状况，且图2展示当至少一个光源6断开时的状况。图1因此表示背景面板2充当背景面板2以及透射光发射器2两者的主动操作。相反地，图2表示背景面板2仅充当背景面板2的被动操作。
作为实例，如下执行用于操作检测装置及/或轨道监视装置4的方法：在背景面板2的主动操作及被动操作两者中，用入射光照射材料轨道1的前侧13，且同时用照相机8记录图像。在背景面板2的被动操作中，断开至少一个光源6，而在背景面板2的主动操作中，在透射光照射材料轨道1的后侧14的同时用入射光照射材料轨道1的前侧13。
参考标号列表
1 材料轨道
2 背景面板或透射光发射器
3 漫射板
4 检测装置及/或轨道监视装置
5 光导板
6 (一或多个)光源
7 反射表面
8 照相机
9 成像光学件
10 视野
11 入射光发射器
12 照射区域
13 前侧
14 后侧
15 引导器件

Claims (18)

1.一种分别用于检测或监视材料轨道(1)的检测装置及/或轨道监视装置，所述材料轨道具有前侧(13)及背对所述前侧(13)布置的后侧(14)、是通过引导器件(15)引导，其特征在于，所述检测装置及/或轨道监视装置具有：照相机(8)，其包含视野(10)且经调适以记录在所述视野(10)内的所述前侧(13)的图像；入射光发射器(11)，其经调适以用入射光照射在所述视野(10)的区域中的所述前侧(13)；及背景面板(2)，其布置于所述材料轨道(1)的相对所述照相机(8)的侧上且在所述照相机(8)的所述视野(10)内，其中所述背景面板(2)包括从所述材料轨道(1)开始以此次序布置的对所述入射光具有5％到50％的吸收率的漫射板(3)、光导板(5)及反射表面(7)，且所述背景面板(2)包括至少一个光源(6)，其经调适以将光耦合到所述光导板(5)的一个末端，其中所述光导板(5)经调适以解耦所述光，从而使得所述材料轨道(1)的所述后侧(14)也可经透射光照射。
2.根据权利要求1所述的检测装置及/或轨道监视装置，其中提供沿着所述光导板(5)的所述末端布置且可被个别地接通的多个所述光源(6)，从而使得所述材料轨道(1)的所述后侧(14)的一些部分可经所述透射光照射。
3.根据权利要求1所述的检测装置及/或轨道监视装置，其中所述背景面板(2)以可移位方式布置于所述材料轨道(1)的横向方向上。
4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的检测装置及/或轨道监视装置，其中所述光源(6)经调适以在紫外线及/或可见光及/或红外线波长范围中发射，其中在所述可见光范围中特定来说提供一RGB曝光。
5.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的检测装置及/或轨道监视装置，其中光源(6)经调适以发射连续光及/或闪光。
6.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的检测装置及/或轨道监视装置，其中所述漫射板(3)、所述光导板(5)及所述反射表面(7)间隔开且大体上彼此平行布置。
7.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的检测装置及/或轨道监视装置，其中对于垂直于所述光导板(5)的入射光，所述光导板(5)是透明的。
8.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的检测装置及/或轨道监视装置，其中所述漫射板(3)对于所述入射光具有10％到30％的吸收率。
9.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的检测装置及/或轨道监视装置，其中所述漫射板(3)平行于所述材料轨道(1)布置。
10.一种在根据权利要求1到9中任一权利要求所述的检测装置及/或轨道监视装置(4)中将一布置作为背景面板(2)或主动透射光发射器的应用，所述布置具有漫射板(3)、光导板(5)、光源(6)及反射表面(7)，其中所述漫射板(3)对于所述入射光具有5％到50％，特定来说10％到30％的吸收率。
11.根据权利要求10所述的应用，其中所述前侧(13)经所述入射光照射且所述后侧(14)经所述透射光照射，或其中所述前侧(13)经所述入射光照射且所述后侧(14)未经所述透射光照射，或其中所述前侧(13)未经所述入射光照射且所述后侧(14)经所述透射光照射，或其中所述前侧(13)未经所述入射光照射且所述后侧(14)未经所述透射光照射，特定来说其中所述前侧(13)经所述入射光照射，且任选地所述后侧(14)经所述透射光照射。
12.根据权利要求10或11所述的应用，其中对于所述入射光及/或透射光，所述材料轨道(1)的至少一些部分透明及/或至少一些部分半透明。
13.根据权利要求12所述的应用，其中对于所述入射光及/或透射光，所述材料轨道(1)的一些部分不可渗透及/或不透明。
14.一种用于操作根据权利要求1到9中任一权利要求所述的检测装置及/或轨道监视装置(4)的方法，其中用所述照相机(8)记录图像。
15.根据权利要求14所述的方法，其中在所述图像的所述记录的同时，所述前侧(13)经所述入射光照射且所述后侧(14)经所述透射光照射，或所述前侧(13)经所述入射光照射且所述后侧(14)未经所述透射光照射，或所述前侧(13)未经所述入射光照射且所述后侧(14)经所述透射光照射，或所述前侧(13)未经所述入射光照射且所述后侧(14)未经所述透射光照射。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述后侧(14)与所述前侧(13)同时被照射。
17.根据权利要求15或16中任一权利要求所述的方法，其中对于所述入射光及/或透射光，所述材料轨道(1)的至少一些部分透明及/或至少一些部分半透明。
18.根据权利要求17所述的方法，其中对于所述入射光及/或透射光，所述材料轨道(1)的一些部分不可渗透及/或不透明。
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