ES2225308T3 - Fuente luminosa de diosos para una camara lineal de barrido. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para el registro y el reconocimiento de objetos (5) de un flujo de material, que comprende fuentes de luz y por lo menos una cámara (2), que detecta características de los objetos del flujo de material, como la composición del material, el color, el tamaño, o similar, y que sirve para el control de dispositivos de evaluación (10), en el que el flujo de material se mueve entre las fuentes de luz y la región de registro de la cámara y en la que las fuentes de luz están conformadas como diodos (4) dispuestos en fila, los cuales se pueden controlar de modo independiente entre ellos por lo que respecta a su brillo y/o a la frecuencia de la luz emitida por ellos, caracterizado porque el dispositivo prevé adicionalmente un dispositivo óptico (6, 7, 8) que está dispuesto entre el flujo de material (5) y los diodos (4) y que comprende un difusor (7) en la parte del objeto, un difusor (6) en la parte de los diodos, así como una lente (8) dispuesta entre los dos.

Description

Fuente luminosa de diodos para una cámara lineal de barrido.

El objeto de la invención es un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1.

En este tipo de dispositivos para el registro y el reconocimiento de objetos, por ejemplo en instalaciones de clasificación, se emplean cámaras, en la mayoría de los casos cámaras de líneas, junto a las que se hacen pasar objetos de un flujo de material, y son reconocidos y asignados correspondientemente por parte de las cámaras. Este reconocimiento y asignación se puede referir a diferentes características de los objetos, como a la composición del material, al color, al tamaño o similar. Las informaciones obtenidas de esta manera sirven a continuación para el control de los transcursos posteriores del proceso, o también para el control de un dispositivo de separación que clasifica los objetos en diferentes fracciones.

En el caso de mercancías transparentes o translúcidas se trabaja muy frecuentemente con un examen visual. En este caso, la fuente de luz transilumina el material que se ha de analizar, lo que hace posible un reconocimiento fiable, por ejemplo de las fracciones individuales de una mercancía clasificada. Como fuente de luz para la transiluminación se emplean normalmente tubos de material luminiscente que se extienden en su totalidad, o parcialmente, a lo largo de la anchura de la sección correspondiente de la instalación, como por ejemplo el plano inclinado de una instalación de clasificación. Con ello, a lo largo de una región limitada que es registrada por una cámara de líneas, se genera luz uniforme, la cual procura relaciones de iluminación uniformes en el interior de la región registrada por la cámara.

La desventaja en el uso de un tubo de material luminiscente reside en el hecho de que en los dos extremos de un tubo de material luminiscente se aprecia una intensidad lumínica que se va reduciendo, de manera que sólo se puede usar una región limitada de los tubos de materiales luminiscentes. Debido a ello, los dispositivos de iluminación de este tipo se han de construir considerablemente más anchos que el espacio de reconocimiento de las cámaras de líneas. En el caso de que se empleen varios tubos de materiales luminiscentes para el uso con varias cámaras de líneas, entonces por medio de ello se produce una anchura total de la sección correspondiente de la instalación que es considerablemente mayor que el espacio de reconocimiento de la cámara. Incluso en el caso en el que, por ejemplo, un tubo largo de material luminiscente sirva como fuente de luz a varias regiones de varias cámaras de líneas, entonces, a pesar de ello, en los dos extremos del tubo de material luminiscente existen regiones que ya no pueden ser usadas por las cámaras para un reconocimiento seguro. El dispositivo de iluminación, en este caso, ha de ser considerablemente más ancho que la sección correspondiente de la instalación. Otra desventaja se deriva del hecho de que el brillo de la fuente de luz sólo puede ser modificado o controlado en su totalidad, de manera que no se puede influir sobre diferencias eventuales en las cámaras de líneas distribuidas individualmente a lo largo de la sección de la instalación.

El documento AT-001264-U1 sugiere un sistema de medición para la palpación sin contacto de la superficie de placas de cristal con la ayuda de LEDs (acrónimo del inglés "Light Emitting Diodes" que corresponde al término español "Diodos de Emisión de Luz") infrarrojos. Los fotodiodos o los transistores infrarrojos se usan como elementos receptores. Sin embargo, debido al uso preferente de luz en la región espectral de los infrarrojos, no están previstos dispositivos ópticos entre los LEDs infrarrojos y el flujo de material o entre el flujo de material y los elementos receptores.

También en el documento US-3859538 se usa luz infrarroja, de manera que de ninguna manera se prevén dispositivos ópticos para la homogenización de la iluminación. Por lo demás, este documento se refiere a un circuito electrónico para la amplificación de la señal de componentes fotoelectrónicos.

En el documento US-5365084 se da a conocer un sistema de iluminación para inspecciones de video de alta velocidad. En este caso se usan LEDs dispuestos en filas con diferentes longitudes de onda de la luz emitida. Si bien este documento sugiere mejoras en el tratamiento de señales, no contiene indicaciones sobre una mejora de la iluminación con la ayuda de medidas ópticas.

También el documento DE-2426866-B2 muestra LEDs dispuestos en fila, si bien, por lo demás, se refiere a la evaluación electrónica de los datos. También en este caso existen mínimos de intensidad en los planos de simetría entre dos LEDs, respectivamente, que podrían provocar entre ellos problemas en la identificación precisa de elementos del flujo de material.

El objetivo de la invención es eliminar estas desventajas y desarrollar una unidad de reconocimiento compacta con posibilidades variadas de ajuste y de control, que garantice una iluminación uniforme de la sección correspondiente de la instalación. Según la invención, esto se consigue por medio de las características de la reivindicación 1.

La reivindicación 1 se refiere al uso de varios diodos que están dispuestos en forma de una o varias líneas unos junto a otros a lo largo de toda la anchura de una sección de la instalación para el reconocimiento de objetos, por ejemplo en el plano inclinado de una instalación de clasificación, o partes de ella. Estos diodos se pueden regular independientemente entre ellos, de manera que aproximadamente a lo largo de los diodos dispuestos en fila se puede variar por secciones tanto el brillo como la frecuencia de la luz emitida. Sin embargo, en caso de ser necesario, también es posible que varios diodos sean sometidos a una regulación común.

Puesto que los diodos representan aproximadamente fuentes de luz puntuales, para una iluminación uniforme de la sección correspondiente de la instalación es decisivo prever el uso de un dispositivo óptico que haga que la luz emitida por los diodos aparezca difusa. Esto hace posible una iluminación uniforme de las regiones registradas por las cámaras de líneas. El dispositivo óptico descrito en la reivindicación 1 proporciona esta homogeneización de la luz emitida por los diodos, y con ello garantiza un registro seguro de la mercancía que se ha de clasificar y su reconocimiento por parte de cámaras.

En las instalaciones para el reconocimiento y el registro de objetos de un flujo de material, por ejemplo de una mercancía que se ha de clasificar, principalmente es posible o bien irradiar el flujo de material con luz, y con ello procurar el brillo necesario para el registro por medio de cámaras, o transiluminarlo con luz, lo cual es especialmente ventajoso en el caso de objetos transparentes o translúcidos.

La reivindicación 2 describe una disposición ventajosa de las cámaras usadas en el dispositivo de iluminación conforme a la invención, y la reivindicación 3 una forma de realización adecuada de los diodos usados.

A continuación se explica la invención con más detalle a partir de los dibujos anexos. En este caso, la Figura 1 muestra la disposición relativa de las cámaras, de los diodos, del flujo de material, así como del dispositivo óptico, compuesto por los dos difusores y una lente. La Figura 2 representa un diagrama esquemático para la ilustración del uso de la invención, por ejemplo conjuntamente con un dispositivo de clasificación conectado a continuación.

La Figura 1 muestra en este caso de modo esquemático el dispositivo de iluminación conforme a la invención para la región de registro 1 de una cámara de líneas 2. A lo largo de toda la anchura de una sección de la instalación 3, por ejemplo el plano inclinado de una instalación de clasificación, están dispuestas cámaras de líneas unas junto a otras para el registro de objetos de un flujo de material, de tal manera que las regiones de registro 1 de cámaras contiguas 2 se solapan en el plano de la sección de la instalación 3. La sección de la instalación 3, en este caso, está formada a partir de un material translúcido o transparente.

Los diodos 4, preferentemente los diodos de luz blanca, están dispuestos en forma de una o varias filas a lo largo de toda la anchura de la sección de la instalación 3, o de parte de ella. En el ejemplo de realización representado, estos diodos 4 sirven como fuentes de luz para la transiluminación de objetos transparentes o translúcidos 5, y debido a ello, se disponen de tal manera que se encuentran detrás de la sección de la instalación 3, vistos desde las cámaras de filas. Por medio de un dispositivo de control 9 se pueden controlar los diodos 4 de manera individual. Gracias a ello es posible regular a lo largo de la anchura de la sección de la instalación la cantidad de luz emitida para cada diodo de modo individual para así, de esta manera, poder adaptar por secciones la luminosidad a los requerimientos.

Una unidad óptica, compuesta por un difusor 6 en la parte de los diodos, un difusor 7 en la parte del objeto y una lente 8 dispuesta entre medias, transforma la luz emitida por las fuentes de luz de los diodos aproximadamente en forma de punto en una luz difusa. La lente 8 sirve para controlar la luz irradiada por el difusor de la parte del diodo en su intensidad luminosa, pero también para hacerla uniforme. El material y el dimensionado de los difusores y de la lente se eligen de tal manera que se garantiza una iluminación lo más uniforme posible de la región de registro 1, y depende de la aplicación correspondiente, es decir, por ejemplo de la densidad óptica del objeto 5 y de la sección de la instalación 3, de la distancia entre la cámara 2 y la sección de la instalación 3, así como de la distancia entre la sección de la instalación y los diodos 4, y muchas cosas más.

Durante el funcionamiento, los objetos translúcidos o transparentes 5 de un flujo de material, por ejemplo de una mercancía clasificada, pasan por la instalación, e impactan con la sección de la instalación 3 registrada por las cámaras de líneas 2. En este caso, un objeto 5 es transiluminado por una luz difusa que es emitida por el dispositivo de iluminación conforme a la invención. Las modificaciones condicionadas por medio del deslizamiento del objeto 5 de la luz emitida por los diodos son registradas por las cámaras de líneas 2, por medio de lo cual se puede conseguir una información sobre diferentes características del objeto 5, como composición del material, color, tamaño o similar. Una señal controlada por el proceso de reconocimiento de esta cámara regula finalmente una etapa del proceso posterior, o un dispositivo de separación 10 dispuesto a continuación.

Mientras que en las instalaciones con cámaras de líneas 2, en la mayoría de los casos este tipo de cámaras estén dispuestas a lo largo de la anchura de la sección de la instalación de clasificación 3, las cuales observan respectivamente una sección de la anchura y controlan los dispositivos de separación 10 dispuestos a continuación, con la disposición de iluminación conforme a la invención es posible ajustarlas de un modo sencillo por secciones a las particularidades de la cámara de líneas 2. Esto no es posible en el caso de un tubo de material luminiscente que se extiende a lo largo de toda la anchura de la sección de la instalación. Con ello, la invención representa una unidad compacta de reconocimiento con variadas posibilidades de ajuste y de control.

Claims (3)

1. Dispositivo para el registro y el reconocimiento de objetos (5) de un flujo de material, que comprende fuentes de luz y por lo menos una cámara (2), que detecta características de los objetos del flujo de material, como la composición del material, el color, el tamaño, o similar, y que sirve para el control de dispositivos de evaluación (10), en el que el flujo de material se mueve entre las fuentes de luz y la región de registro de la cámara y en la que las fuentes de luz están conformadas como diodos (4) dispuestos en fila, los cuales se pueden controlar de modo independiente entre ellos por lo que respecta a su brillo y/o a la frecuencia de la luz emitida por ellos, caracterizado porque el dispositivo prevé adicionalmente un dispositivo óptico (6, 7, 8) que está dispuesto entre el flujo de material (5) y los diodos (4) y que comprende un difusor (7) en la parte del objeto, un difusor (6) en la parte de los diodos, así como una lente (8) dispuesta entre los dos.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque en el caso de la cámara (2) se trata de una cámara de líneas, en el que por lo menos una cámara, preferentemente varias cámaras, están dispuestas a lo largo de la anchura de una sección de la instalación (3) prevista para el registro y el reconocimiento de los objetos.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los diodos (4) son diodos de luz blanca.