DE4012372A1

DE4012372A1 - Beleuchtung zur kontrastreichen darstellung von gepraegten zeichen

Info

Publication number: DE4012372A1
Application number: DE19904012372
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: VISION TOOLS BILDANALYSE SOFTW
Current assignee: VISION TOOLS BILDANALYSE SOFTW
Priority date: 1990-04-18
Filing date: 1990-04-18
Publication date: 1991-10-24

Description

Zur Identifikation oder Klassifikation von Werkstücken werden aus Gründen der Haltbarkeit häufig geprägte Zeichen verwendet ("Schlagzahlen"). Im Rahmen der zunehmenden Automatisierung stellt sich immer häufiger die Aufgabe, daß diese Zeichen nach der Prägung automatisch kontrolliert oder für Zwecke der Pro duktionssteuerung gelesen werden müssen. Hierfür werden Zeichen erkennungssysteme eingesetzt, die umso zuverlässiger funktionieren, je kontrastreicher die Zeichen dargestellt werden.

Verfahren zur kontrastreichen Darstellung von erhabenen oder vertieften Zeichen sind natürlich auch nützlich für die Prüfung von Oberflächen auf Fehler.

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung zur kontrast reichen Darstellung von Unebenheiten von Oberflächen, insbeson dere von vertieften oder erhabenen Zeichen.

Stand der Technik

Zur kontrastreichen Darstellung wurde unter der Bezeichung "Re troreflektor" ein kompliziertes Verfahren vorgeschlagen (/1/). Nachteilig für den praktischen Einsatz ist die Kompliziertheit des Aufbaus; die Geometrie der Werkstücke und der Produktionsein richtungen gestattet in den meisten Fällen nicht den Einsatz von so komplex aufgebauten Beleuchtungseinrichtungen. Außerdem spre chen Überlegungen der Instandhaltung und Wartung gegen ihren Einsatz. Für industrielle Anwendung sollten die Beleuchtungs einrichtungen möglichst einfach aufgebaut sein.

Es gibt grundsätzlich die folgenden verschiedenen Methoden der Beleuchtung von geprägten Zeichen:

1. Glanzlichtmethode: Diese Beleuchtungsart ist günstig bei (beinahe) spiegelnden Oberflächen, die nicht zu sehr gestört sind. An den Prägestellen wird die spiegelartige Reflexion unterbrochen; die Zeichen treten dunkel hervor. Der Effekt kann durch Beleuch tung und Betrachtung in spitzem Winkel (Fig. 2) oder durch eine Anordnung mit halbdurchlässigem Spiegel (Fig. 3) erreicht werden (1: Werkstück; 2: Lichtquelle; 3: Aufnahmeeinrichtung (Kamera)).

2. Schattenbildung: Die Schattenbildung kann einfach durch Schrägbeleuchtung erzielt werden (Fig. 4). Diese Beleuchtungsart hat sich bei matten (z. B. verzinkten) und/oder in der Ober flächencharakteristik stark schwankenden Oberflächen bewährt. An der Oberfläche wird das Licht diffus reflektiert; an den Präge stellen ergibt sich eine Schattenbildung, aufgrund derer die Zeichen dunkel hervortreten. Bei erhabenen Zeichen ergibt sich ein kontrastreiches Muster jeweils auf der Schattenseite der Zeichen.

In beiden Fällen ergibt sich, insbesondere bei stark ausgedehnten Zeichenfolgen, eine Kontrastminderung, aufgrund des folgenden Effekts (gezeigt in Fig. 5 anhand der Glanzlichtmethode): die durchgezogenen Linien zeigen den Verlauf der Strahlen, die auf ebener Oberfläche im Glanzlicht (Einfallswinkel=Ausfallswinkel) von der Lichtquelle zur Aufnahmeeinrichtung gehen. Diese Strahlen werden an den unebenen Stellen in eine andere Richtung abgelenkt, was dort zu entsprechender Verdunkelung des Bildes führt. Es gibt auch Strahlen (punktiert eingezeichnet), die im Glanzlicht an der Aufnahmeeinrichtung vorbeiführen und dadurch an ebenen Stellen keinen Beitrag zum erzielten Bild leisten. Diese Strahlen können jedoch an den unebenen Stellen, die ja konstrastreich dargestellt werden sollen, zufällig in die Aufnahmerichtung reflektiert werden und dadurch zu einer Kontrastminderung führen.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Kontrastminderungs effekt zu vermeiden.

Gestaltung

Nach unzähligen Experimenten für unterschiedliche Anwendungen (rauhe und spiegelnde Oberflächen und mit unterschiedlichen Tech niken generierten Zeichen) haben wir gefunden, daß dieser Effekt Hauptursache für die in praktischen Anwendungen immer wieder vorkommenden stellenweisen geringen Kontraste ist. Experimentell wurde gefunden, daß der Effekt sehr wirksam und dennoch preiswert unterbunden werden kann durch Vorschalten eines Satzes von Lamel len vor eine flächige oder langgestreckte Lichtquelle. Dadurch läßt sich eine Parallelisierung des Lichts erreichen. Durch indi viduelles oder paketweises Verstellen der Lamellen kann man die Beleuchtung für jede einzelne Zeichenposition optimieren; dies ist insbesondere wichtig, wenn mehrere Kameras abschnittsweise eingesetzt werden sollen.

Die grundsätzliche Anordnung ist in Fig. 1 dargestellt.

Literatur

"Fehler sichtbarmachen": Produktion, 1. 12. 1988 (Nr. 48), S. 16.

Claims

1. Beleuchtungsanordnung zur kontrastreichen Darstellung von Unebenheiten in Oberflächen, insbesondere von vertieften oder erhabenen Zeichen, die z. B. graviert, geprägt oder gehämmert sind, gekennzeichnet durch eine flächige oder langgestreckte Oberfläche, die abschnittsweise gerichtetes Licht abgibt.

2. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gerichtete Licht durch Lamellen vor der Lichtquelle erreicht wird (Fig. 1).

3. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen einzeln oder abschnittsweise verstellbar sind.

4. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen in zwei zueinander orthogonalen Rich tungen angeordnet sind.

5. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flächige Lichtquelle aus einem Feld von Punktlichtquellen mit schmaler Richtcharakteristik besteht.

6. Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktlichtquellen einzeln oder gruppenweise ausgerichtet werden können.