CZ307817B6 - Generátor světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu - Google Patents
Generátor světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307817B6 CZ307817B6 CZ2018-263A CZ2018263A CZ307817B6 CZ 307817 B6 CZ307817 B6 CZ 307817B6 CZ 2018263 A CZ2018263 A CZ 2018263A CZ 307817 B6 CZ307817 B6 CZ 307817B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- light sources
- wave generator
- point light
- matrix
- diffuser
- Prior art date
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 22
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000001579 optical reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/02—Details
- G01J1/08—Arrangements of light sources specially adapted for photometry standard sources, also using luminescent or radioactive material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
- G01J9/02—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
- G01N21/892—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
- G01N21/896—Optical defects in or on transparent materials, e.g. distortion, surface flaws in conveyed flat sheet or rod
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Generátor světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu zahrnuje zdroj světla, který je připojen k řídicí jednotce (7) pro vytvoření plošného průběhu jasu vyjádřeného hladkou periodickou funkcí. Zdroj světla zahrnuje matici (1) bodových světelných zdrojů (3) a před maticí (1) bodových světelných zdrojů (3) je uspořádán difuzor (2) pro potlačení vyšších prostorových frekvencí emitovaného světla.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká generátoru světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu, zahrnující zdroj světla, který je připojen k řídicí jednotce pro vytvoření plošného průběhu jasu vyjádřeného hladkou periodickou funkcí.
Dosavadní stav techniky
Generátor světelné vlny se používá v systémech kontroly lesklých povrchů metodou reflektometrie. Světlo z generátoru světlené vlny dopadá na lesklý kontrolovaný povrch a odraz světla od kontrolovaného povrchu je snímán kamerou. V průmyslu se většinou jedná o kontrolu vad laku (škrábance, kapky, nerovnoměrná vrstva) na esteticky exponovaných dílech, jako jsou např. části karoserie automobilů.
Využití světelné reflektometrie pro kontrolu povrchu vyžaduje zdroj difuzního světla. Generátor světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu vytváří na výstupní ploše generátoru plošný průběh jasu vyjádřený hladkou periodickou funkcí, nejčastěji funkcí sinus. Generátor musí být schopen generovat tuto jasovou funkci v libovolné amplitudě, frekvenci a fázi.
V současnosti se jako generátor světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu používají komerčně vyráběné LCD displeje s bílým LED podsvícením. Plošný průběh jasu je definován v řídicí jednotce v některém z běžných grafických formátů (např. jpg, png, bmp). Tento průběh je vykreslen na LCD displeji. Generátor světelné vlny s LCD displejem je např. od firmy Microepsilon.
Jiné stávající komerčně vyráběné světelné zdroje se pro reflektometrickou kontrolu povrchu nedají použít.
Např. LED displeje s maticí diod jsou určeny jako velkoplošné venkovní obrazovky pro sledování obrazu z velké vzdálenosti, ze které je prostorový úhel mezi LED diodami malý a LED diody se jeví těsně vedle sebe. Z menší vzdálenosti sledování obrazu se však nejedná o zdroj difúzního (rozptýleného) světla.
Dalším vzhledově podobným zařízením je zadní osvětlovač, který se používá ve strojovém vidění k získání obrysu objektu. Cílem zadního osvětlovače je však zcela vyhladit jas zdroje světla tak, aby bylo dosaženo konstantního jasu na celé ploše. Bodové zdroje světla nejsou individuálně řízení. Zadní osvětlovač nelze pro reflektometrickou kontrolu povrchu použít.
Rovněž nelze použít 3D skener na principu promítání světelného rastru na objekt. Ten se liší zásadně tím, že se obrazec promítá na plochu snímaného objektu, která nesmí být lesklá, ale musí na ní docházet k difusnímu odrazu. Obrazec snímaný kamerou se tedy vytvoří až promítnutím na tuto difusní plochu snímaného objektu, avšak při reflektometrické kontrole povrchu se obrazec vytváří již na výstupu generátoru světelné vlny.
Nevýhodou stávajících generátorů světelné vlny s LCD displejem je nízký světelný výkon, pomalá odezva, komplikované řízení a komplikovaná synchronizace s kamerou.
Světelný výkon (jas) je omezen především ztrátovým teplem, které se při vysokém výkonu LCD displeje musí z integrovaného displeje složitě odvádět. Rychlost odezvy, tj. doby pro rozsvícení nebo zhasnutí libovolného pixelu displeje, je u komerčních LCD displejů řádově milisekundy. Tato rychlost je dána konstrukcí komerčně dostupných LCD displejů určených pro obnovení
- 1 CZ 307817 B6 obrazu pouze v intervalech daných standardními filmovými formáty.
Další nevýhodou generátorů světelné vlny s LCD displejem je nemožnost realizovat pomocí LCD displeje nerovinný zdroj světla, který je vhodnější k dosažení plné reflexe na nerovinných kontrolovaných površích. Pro snímání nerovinných povrchů LCD displejem je tedy nutno nasnímat velký počet malých ploch, od kterých dochází k relativně plné reflexi.
Dalším omezením je rovněž nemožnost vyrobit generátor světelné vlny o rozměrech mimo standardní velikosti komerčních LCD displejů.
Cílem vynálezu je navrhnout nový generátor světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu tak, aby měl vysoký světelný výkon, rychlou odezvu, jednoduché řízení, jednoduchou synchronizaci s kamerou a dále aby umožňoval realizaci nerovinného zdroje světla a byl snadno vyrobitelný v požadovaných rozměrech.
Podstata vynálezu
Uvedeného cíle se dosahuje generátorem světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu, zahrnujícím zdroj světla, který je připojen k řídicí jednotce pro vytvoření plošného průběhu jasu vyjádřeného hladkou periodickou funkcí, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že zdroj světla zahrnuje matici bodových světelných zdrojů a před maticí bodových světelných zdrojů je uspořádán difůzor pro potlačení vyšších prostorových frekvencí emitovaného světla.
Prostorová frekvence je obrácenou hodnotou prostorové periody, kde prostorová perioda označuje vzdálenost dvou míst se stejnou fází. Prostorová frekvence zjednodušeně řečeno udává, kolik přechodů z černé do bílé se vejde na jeden centimetr. Čím je přechodů více, tím je frekvence vyšší.
V případě tohoto vynálezu se jedná o potlačení prostorových frekvencí vyšších, než je základní frekvence generované prostorové funkce, obzvláště pak prostorové frekvence dané převrácenou hodnotou roztečí matice bodových světelných zdrojů.
Na rozdíl od LCD displejů, které generují funkci jasu ve vysokém rozlišení, generuje generátor světelné vlny podle vynálezu diskrétní průběh funkce jasu pomocí omezeného počtu bodových světelných zdrojů. Každý bodový světelný zdroj generuje oddělené ostré světlo. Pro dosažení hladké funkce jasu je použit difuzor, který vyhladí hrubý diskrétní průběh jasu z bodových světelných zdrojů. Volbou materiálu difůzoru a vhodným nastavením vzdálenosti difůzoru od matice bodových světelných zdrojů lze dosáhnout požadované hladkosti průběhu jasu na výstupní ploše generátoru světelné vlny.
Výhodou konstrukce generátoru světelné vlny podle vynálezu je vyšší světelný výkon bodových světelných zdrojů než u LCD displejů. Dále tyto světelné zdroje umožňují vyšší rychlost změny obrazu, řádově v mikrosekundách. Tím je dosaženo zkrácení doby kontroly povrchu a je umožněna i přesná synchronizace změny rozložení jasu se spouštěním kamery.
Generátor světelné vlny podle vynálezu umožňuje řízení a nastavení jasu každého bodového světelného zdroje samostatně a tím generování v podstatě libovolného průběhu jasu.
Díky použití bodových světelných zdrojů je možno jednoduše zkonstruovat generátor libovolných rozměrů a obvodových tvarů.
Podle výhodného provedení je plocha matice bodových světelných zdrojů a/nebo difůzoru zakřivená. Tím je dosaženo plné reflexe světla na kontrolovaných površích v případě, že tyto povrchy nejsou rovinné, ale zakřivené. To přispěje k výraznému zkrácení doby inspekce
-2CZ 307817 B6 kontrolovaného povrchu snížením počtu snímků nutných pro kontrolu celého povrchu. Pomocí zakřivené plochy zdroje světla lze totiž vytvořit a sejmout jeden odraz plné reflexe na větší části kontrolovaného zakřiveného povrchu než při použití rovinného zdroje světla.
Podle výhodného provedení má matice bodových světelných zdrojů pravoúhlé nebo hexagonální uspořádání bodových světelných zdrojů. Různé uspořádání bodových světlených zdrojů umožňuje a zjednodušuje generování různých hladkých periodických funkcí průběhu jasu na výstupní ploše generátoru.
Podle výhodného provedení obsahuje matice bodových světelných zdrojů několik nezávislých dílčích matic bodových světelných zdrojů, z nichž každá je řízena samostatně.
Výhodou tohoto provedení je jednodušší řízení bodových světelných zdrojů. Řídicí jednotka má menší počet výstupních signálů, který odpovídá počtu dílčích matic. Menší počet HW výstupů snižuje náklady na výrobu řídicí jednotky. Menší počet výstupních signálů zjednodušuje programování řídicí jednotky, protože se v každém okamžiku definuje menší počet nastavení bodových světelných zdrojů, než když je každý bodový světelný zdroj ovládán samostatně.
Podle výhodného provedení obsahuje matice bodových světelných zdrojů bodové světelné zdroje v několika různých barvách pro současné generování několika barevně rozlišených a fázově posunutých plošných průběhů jasů.
Metoda kontroly povrchu pomocí reflektometrie vyžaduje posouvat světelnou vlnu po difuzoru v několika fázích a každá fáze světla odraženého z kontrolovaného povrchu musí být snímána kamerou. Tento proces lze zkrátit např. na třetinu, pokud je matice tvořena trojicemi barevných bodových světelných zdrojů, nejlépe v barvách RGB a generátor světelné vlny umožňuje zároveň vytvořit nezávislé obrazy posunutých vln o různých barvách. Pak lze z jednoho snímku pořízeného barevnou kamerou získat nezávislé R, G a B obrazy vln ve třech fázích.
Podle výhodného provedení jsou okraje difuzoru zakryty maskou pro kompenzaci okrajových jevů krajních řad a krajních sloupců bodových světelných zdrojů. Tím nedochází ke zkreslování generované funkce jasu na konci aktivní (nemaskované) části výstupní plochy difuzoru.
Podle výhodného provedení je bodovým světelným zdrojem LED dioda. Výhodou LED diod je jednoduchost, komerční dostupnost technických prostředků pro jejich řízení, snadné vytvoření funkce jasu jednoduchým algoritmem, přesnost průběhů funkce jasu daná hustotou rozmístění LED diod a mnoha úrovněmi zobrazování barvy/jasu. LED diody mají rychlou odezvu na řídicí signál. Rovněž jejich instalace je jednoduchá bez ohledu na tvar plochy matice bodových světelných zdrojů. LED diody plně splňují nároky na bodový světelný zdroj podle tohoto vynálezu.
Objasnění výkresů
Na obr. 1 je zobrazen příklad provedení zdroje světla generátoru světelné vlny s maticí bodových světelných zdrojů a s difůzorem podle vynálezu.
Na obr. 2 je zobrazen příklad provedení zdroje světla generátoru světelné vlny s nerovinnou maticí bodových světelných zdrojů a s nerovinným difůzorem podle vynálezu.
Na obr. 3 je zobrazen příklad provedení nerovinného difuzoru ve tvaru válce podle vynálezu.
Na obr. 4 je zobrazen příklad provedení nerovinného difuzoru ve tvaru torroidu podle vynálezu.
Na obr. 5 je zobrazeno blokové schéma zapojení generátoru světelné vlny podle vynálezu.
-3 CZ 307817 B6
Na obr. 6 je zobrazen průběh světelných paprsku z bodového zdroje světla k výstupní ploše difuzoru podle vynálezu.
Na obr. 7 je zobrazen průběh světelných paprsku z generátoru světelné vlny do kamery snímající odraz světelných paprsků od zakřivené plochy podle vynálezu.
Na obr. 8 je zobrazen (ve stupních šedi) příklad hladké periodická funkce sinus na výstupní ploše generátoru světelné vlny.
Příklady uskutečnění vynálezu
Generátor světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu podle obr. 1 má jako zdroj světla matici 1 bodových světelných zdrojů 3, připojených k řídicí jednotce 7 pro vytvoření plošného průběhu jasu vyjádřeného hladkou periodickou funkcí. Před maticí 1 bodových světelných zdrojů 3 je uspořádán difuzor 2 pro potlačení vyšších prostorových frekvencí emitovaného světla.
Na obr. 1 je zobrazena varianta rovinného difuzoru 2 pro kontrolu rovinných nebo mírně prohnutých povrchů. Bodové světelné zdroje 3 jsou na obr. 1 uspořádány pravoúhle. Pro kompenzaci okrajových jevu krajních řad 5 a krajních sloupců 6 bodových světelných zdrojů 3 jsou okraje difuzoru 2 zakryty maskou 4.
Okrajový jev vzniká vlivem konečných rozměrů difuzoru a způsobuje zkreslení spojitého průběhu jasu na krajích difuzoru ve směru vlny a pokles jasu u kraje difuzoru ve směru příčném na vlnu. Maska 4 vymezuje výstupní aktivní plochu difuzoru 2.
Kompenzaci okrajových jevů lze dosáhnout i jinými způsoby vycházejícími ze stejného principu, tj. eliminace poklesu jasu na krajích difuzoru. Např. lze řídit světelný tok krajních řad 5 a krajních sloupců 6 bodových světelných zdrojů 3 tak, aby se eliminoval úbytek jasu na difuzoru
2. Další variantou je umístění krajních řad 5 a krajních sloupců 6 bodových světelných zdrojů 3 na šikmou rampu matice 1 směřující k difuzoru 2. Tím se bodové světelné zdroje 3 přiblíží k difuzoru 2 a zvýší se jas na okrajích difuzoru 2 tak, že úbytek jasu je vykompenzován.
Pro kontrolu nerovinných ploch se používá varianta generátoru světelné vlny, kde je plocha matice 1 bodových světelných zdrojů 3 a/nebo difuzoru 2 zakřivená. Na obr. 2 je zobrazeno provedení se zakřivenou maticí 1 a zakřiveným difůzorem 2. Bodové světelné zdroje 3 jsou na obr. 2 uspořádány pravoúhle.
Jedno z možných zakřivení difuzoru 2 je zakřivení ve tvaru válce podle obr. 3. Tvar válce umožňuje vytvořit plný odraz světla na kontrolovaném povrchu ve tvaru válce s kruhovým řezem pro kontrolu oblých částí. Nebo umožňuje vytvořit plný odraz světla na kontrolovaném povrchu ve tvaru válce s kruhovým řezem s navazující rovinou pro kontrolu přechodů oblých částí do rovinných.
Jedno z dalších možných zakřivení difuzoru 2 je zakřivení ve tvaru obecného torroidu dle obr. 4. Plocha difuzoru 2 je prohnuta ve dvou osách a umožňuje kontrolu povrchu zakřiveného v obou směrech.
Na obr. 7 je zobrazen průběh světelných paprsků z výstupní plochy difuzoru 2 do kamery snímající odraz světelných paprsků od zakřivené plochy kontrolovaného povrchu 12.
Pro aplikaci principu reflektometrie pro kontrolu povrchu lesklých předmětů je nutné sejmout kamerou ostrý obraz výstupní plochy generátoru světelné vlny po plném odrazu na kontrolovaném povrchu 12. Pokud je kontrolovaný povrch 12 zakřivený, je výhodné použít i
-4CZ 307817 B6 zakřivený difůzor 2, jehož plocha je geometrickým místem bodů, pro něž platí:
A) Paprsek vycházející z libovolného bodu výstupní plochy difůzoru 2 a odražený od zakřiveného kontrolovaného povrchu 12 dopadne po průchodu objektivem 13 kamery na snímací čip 14 kamery.
B) Součet délky dráhy paprsku al (bl) od difuzoru 2 ke kontrolovanému povrchu 12 a paprsku a2 (b2) od kontrolovaného povrchu 12 k čipu 14 kamery je pro všechny body plochy difůzoru 2 konstantní (al+a2 = bl+b2 = konst.).
Zakřivený difuzor 2, jehož výstupní plocha splňuje tyto dvě podmínky vytvoří po odrazu na zakřivené kontrolované ploše 12 v kameře svůj ideálně ostrý obraz v rovině snímacího čipu 14 kamery, jak ukazuje obr.7.
Při zvětšení hloubky ostrosti obrazu (například zacloněním objektivu 13 kamery) však není nutné dodržet podmínku B zcela přesně. To umožňuje využít difuzor 2 i pro jinak zakřivené kontrolované povrchy 12, než pro které byl difuzor vypočten, pokud vhodným uspořádáním splníme podmínku A. Např. lze vytvořit plný odraz i na menším průměru kontrolovaného povrchu 12, jen je ho třeba posunout do větší vzdálenosti od difuzoru 2.
Blokové uspořádání generátoru světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu je zobrazeno na obr. 5. K bodovým světelným zdrojům 3, uspořádaným na matici 1, jsou připojeny budiče 8 bodových světelných zdrojů 3 pro ovládání jasu bodových světelných zdrojů 3. Jas může být ovládán analogově stejnosměrným proudem nebo modulací jasu, např. pulsně šířkovou modulací. Řízení budičů 8 bodových světelných zdrojů 3 probíhá z řídicí jednotky 7, na kterou jsou připojeny. Pro řízení každého bodového světelného zdroje 3 samostatně je zapotřebí NxM budičů 8 a řídicí jednotka 7 má NxM výstupů na budiče 8 (N je počet řádků, M je počet sloupců bodových světelných zdrojů 3 na matici 1). Menšího počtu výstupů z řídicí jednotky 7 na budiče 8 je možno dosáhnout instalací několika nezávislých dílčích matic bodových světelných zdrojů 3, kde bodové světelné zdroje 3 umístěné na jedné dílčí matici jsou řízeny jedním společným řídicím signálem z řídicí jednotky 7. Např. při použití pásků s bodovými světelnými zdroji 3 uspořádanými do řádků N matice 1. má řídicí jednotka 7 pouze N výstupů na budiče 8. Toto uspořádání pak vytváří světlenou vlnu pouze v jednom směru. Dalším výstupem z řídicí jednotky 7 je výstup 10 pro spuštění kamery. Řídicí jednotka 7 je napojena na paměť 9 přednastavených hodnot pro řízení bodových světelných zdrojů 3 pro dosažení požadovaných průběhů jasu. Řídicí jednotka 7 obsahuje rozhraní pro komunikaci s nadřazeným řídicím systémem 11.
Na obr. 6 je zobrazen průběh světelných paprsků z bodového zdroje světla 3 k výstupní ploše difuzoru 2 podle vynálezu. Mezi bodovým zdrojem světla 3 a difuzorem 2 je vzduchová mezera 15. Princip výpočtu generátoru světelné vlny vychází z optické soustavy složené ze vzduchové mezery 15 s prostorovou impulzovou odezvou hv(x,y) a difuzoru 2 s prostorovou impulzovou odezvou hd(x,y). Tato optická soustava plní funkci prostorové dolní propusti, jejíž optická přenosová funkce je dána vztahem:
Fs(u,v).. optická přenosová funkce soustavy: vzduchová mezera 15 + difuzor 2 hv(x,y).. impulzová odezva vzduchové mezery 15 hd(x,y).. impulzová odezva difuzoru 2
T .. operátor Fourierovy transformace
Tato optická přenosová funkce je pomocí šířky vzduchové mezery 15 a volby materiálu difůzoru nastavena tak, aby potlačovala prostorové frekvence vyšší, než je základní frekvence
-5 CZ 307817 B6 generované prostorové funkce, obzvláště pak prostorové frekvence dané převrácenou hodnotou roztečí matice 1 bodových zdrojů světla 3. Tímto způsobem je na výstupní ploše difůzoru 2 vytvořena z matice 1 světelných bodových zdrojů 3 požadovaná hladká prostorová funkce rozložení jasu.
Intenzity světla jednotlivých bodových zdrojů 3 se stanoví řešením konvo luční rovnice:
g(x,y) ... požadovaná prostorová funkce rozložení jasu na výstupní ploše difůzoru 2 l(x, y)... prostorová funkce rozložení intenzit bodových světelných zdrojů 3 v matici 1 * ... operátor konvoluče
Tuto rovnici lze, vzhledem k diskrétnímu charakteru funkce l(x,y) převést na soustavu lineárních rovnic s počtem Μ. N neznámých, které představují intenzity světla jednotlivých bodových zdrojů 3. Řešením této soustavy rovnic vypočteme jednotlivé intenzity. Výpočet může zahrnovat i kompenzaci zkreslení funkce g(x,y)na okrajích difůzoru 2, které vzniká ořezáním fůnkce l(x,y) vlivem konečných rozměrů matice 1 bodových světelných zdrojů 3.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (8)
1. Generátor světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu, zahrnující zdroj světla, který je připojen k řídicí jednotce (7) pro vytvoření plošného průběhu jasu vyjádřeného hladkou periodickou fůnkcí, vyznačující se tím, že zdroj světla zahrnuje matici (1) bodových světelných zdrojů (3) a před maticí (1) bodových světelných zdrojů (3) je uspořádán difuzor (2) pro potlačení vyšších prostorových frekvencí emitovaného světla.
2. Generátor světelné vlny podle nároku 1, vyznačující se tím, že plocha matice (1) bodových světelných zdrojů (3) a/nebo difůzoru (2) je zakřivená.
3. Generátor světelné vlny podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že matice (1) bodových světelných zdrojů (3) má pravoúhlé uspořádání bodových světelných zdrojů (3).
4. Generátor světelné vlny podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že matice (1) bodových světelných zdrojů (3) má hexagonální uspořádání bodových světelných zdrojů (3).
5. Generátor světelné vlny podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že matice (1) bodových světelných zdrojů (3) obsahuje několik nezávislých dílčích matic bodových světelných zdrojů (3), z nichž každá je řízena samostatně.
6. Generátor světelné vlny podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že matice (1) bodových světelných zdrojů (3) obsahuje bodové světelné zdroje (3) v několika různých barvách pro současné generování několika barevně rozlišených plošných průběhů jasů fázově posunutých.
7. Generátor světelné vlny podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že okraje difůzoru (2) jsou zakryty maskou (4) pro kompenzaci okrajových jevů krajních řad (5) a sloupců (6) bodových světelných zdrojů (3).
8. Generátor světelné vlny podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že bodovým světelným zdrojem (3) je LED dioda.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-263A CZ307817B6 (cs) | 2018-06-01 | 2018-06-01 | Generátor světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-263A CZ307817B6 (cs) | 2018-06-01 | 2018-06-01 | Generátor světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2018263A3 CZ2018263A3 (cs) | 2019-05-22 |
| CZ307817B6 true CZ307817B6 (cs) | 2019-05-22 |
Family
ID=66533675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2018-263A CZ307817B6 (cs) | 2018-06-01 | 2018-06-01 | Generátor světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ307817B6 (cs) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001117499A (ja) * | 1999-10-14 | 2001-04-27 | Sony Corp | 直視型平面表示装置 |
| US20130294064A1 (en) * | 2012-05-03 | 2013-11-07 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Dimpled light distribution plates |
| US20150253623A1 (en) * | 2014-03-06 | 2015-09-10 | Samsung Display Co., Ltd. | Backlight unit and display device having the same |
-
2018
- 2018-06-01 CZ CZ2018-263A patent/CZ307817B6/cs unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001117499A (ja) * | 1999-10-14 | 2001-04-27 | Sony Corp | 直視型平面表示装置 |
| US20130294064A1 (en) * | 2012-05-03 | 2013-11-07 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Dimpled light distribution plates |
| US20150253623A1 (en) * | 2014-03-06 | 2015-09-10 | Samsung Display Co., Ltd. | Backlight unit and display device having the same |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| (Plně automatická povrchová inspekce lakovaných automobilových dílů, microepsilon, [on/line]:http://web.archive.org/web/20170823202223/http://www.micro-epsilon.cz:80/measurement-systems/Paint-Inspection/karosserie/), 23.08.2017 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2018263A3 (cs) | 2019-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20170351090A1 (en) | Head-up display device | |
| JP6120611B2 (ja) | ビーム走査型表示装置 | |
| US20200332977A1 (en) | Light Module for a Motor Vehicle Headlamp | |
| US8089636B2 (en) | Inspecting system and inspecting method | |
| US20140362203A1 (en) | Structured Illumination Projection With Enhanced Exposure Control | |
| JP5432864B2 (ja) | 検査装置及び検査方法 | |
| CN103053167A (zh) | 扫描投影机及用于3d映射的图像捕获模块 | |
| US20100092040A1 (en) | Optical computerized method for the 3d measurement of an object by fringe projection and use of a phase-shift method, corresponding system | |
| US10430940B2 (en) | Inspection system and inspection method | |
| US20190315266A1 (en) | Generating a homogeneous light diffusion based on the topography and the measured luminance density | |
| JP6516453B2 (ja) | 画像測定装置及び測定装置 | |
| US20170230528A1 (en) | Linear image scanner and scanning method | |
| US10670217B2 (en) | Illumination device with light source | |
| KR20140033129A (ko) | 고해상도 고대비 에지 프로젝션 | |
| KR20170042645A (ko) | 3d 감지용 구조광 | |
| US9176070B2 (en) | Inspection assembly | |
| US20150369447A1 (en) | Lighting arrangement and method for producing an lighting arrangement | |
| CN104769483A (zh) | 用于发射意图形成图像的光束的装置和方法、投影系统和使用所述装置的显示器 | |
| JP6357513B2 (ja) | 視覚化デバイス | |
| CN102563488B (zh) | 车辆用照明灯具 | |
| CZ307817B6 (cs) | Generátor světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu | |
| KR101806969B1 (ko) | 고정 패턴과 가변 초점 렌즈를 이용한 3차원 형상 획득 시스템 및 방법 | |
| CZ32219U1 (cs) | Generátor světelné vlny pro reflektometrickou kontrolu povrchu | |
| US20160337634A1 (en) | Device and method for generating image information from an object to be captured | |
| CN108240800B (zh) | 表面形貌的量测方法 |