ES2305750T3 - Sensores de superficies laterales asi como optica de reproduccion para el mismo. - Google Patents
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Abstract
Óptica de reproducción para reproducir las superficies laterales periféricas (9) de un objeto (10) sobre un plano de reproducción con un elemento reflectante (6) y un primer elemento reductor de ángulo (3, 17), dispuesto en la dirección de radiación detrás del elemento reflectante y que reduce en ángulo entre un rayo de luz que sale del objeto (10) y el eje óptico (12), en donde en la dirección de radiación delante del elemento reflectante (6) está dispuesto un segundo elemento reductor de ángulo (13), que reduce el ángulo entre un rayo luminoso (11) que sale del objeto (10) y el eje óptico (12), en donde el primer elemento reductor de ángulo (3) tiene una superficie reflectante o refractaria, que es una superficie envolvente de un cono o tronco de cono y está orientada de tal modo, que la reducción angular se produce mediante la reflexión o refracción del rayo de luz, caracterizada porque la superficie de reflexión del elemento reflectante (6) está formada por una superficie límite de un cilindro transparente.
Description
Sensores de superficies laterales así como
óptica de reproducción para el mismo.
La presente invención se refiere a una óptica de
reproducción para reproducir las superficies laterales periféricas
de un objeto sobre un plano de reproducción con un elemento
reflectante y un primer elemento reductor de ángulo, dispuesto en
la dirección de radiación detrás del elemento reflectante y que
reduce el ángulo entre un rayo de luz que sale del objeto y el eje
óptico.
En diferentes procesos de producción es
necesario realizar una inspección de las superficies laterales
periféricas de objetos simétricos en rotación. Por ejemplo es
necesario buscar suciedades en los cuellos de botella de botellas
de bebidas después de su llenado. Con ello es válido detectar el
objeto desde todos los lados, de tal modo que no es suficiente una
única cámara dispuesta lateralmente.
Si se desea detectar marcas, por ejemplo
estampados de fecha, sobre las superficies laterales de objetos con
simetría de rotación, durante un proceso de producción sólo puede
asegurarse con gran complejidad que el objeto, p.ej. sobre una
cinta transportadora, puede estar orientado de tal modo que el
estampado señala en la dirección de una de las cámaras.
Si por el contrario se intenta detectar todo el
perímetro del objeto, por ejemplo mediante las disposiciones de
cuatro cámaras que detectan en cada caso un ángulo periférico de
90º, se dificulta la valoración de las imágenes sobre todo si p.ej.
el trazo de escritura estampado está posicionado de tal manera, que
es detectado en partes por diferentes cámaras. La valoración de las
informaciones obtenidas por las cuatro cámaras es sobre todo muy
complicada en las regiones de solape, ya que precisamente en estas
regiones se llega a una deformación considerable de las imágenes
aisladas.
Por ello se encuentran en el estado de la
técnica sistemas de inspección, que permiten detectar tanto las
superficies laterales periféricas interiores como exteriores de un
objeto, con una cámara dispuesta sobre el objeto, con ayuda de una
óptica de lentes o espejos simétrica.
En el documento DE 31 09 270 se representa por
ejemplo un sistema de inspección para controlar suciedades y daños
en cuellos de botella con una única cámara de televisión. Con ello
la óptica que reproduce la pared exterior de la botella se compone
alternativamente de una lente colectora con gran diámetro o de un
tubo dotado interiormente de azogue, que puede desplazarse al menos
parcialmente sobre el cuello de brida.
El documento DE 42 09 417 muestra un dispositivo
de ensayo óptico para rosca interior, en el que la rosca interior
se reproduce con ayuda de un espejo cónico sobre la superficie
sensora, dispuesta perpendicularmente al eje de simetría de la
rosca, de una cámara.
En el documento DE 30 35 082 se describe un
sistema de inspección, que también pretende detectar aquellas
regiones superficiales que están situadas en la zona oculta de la
dirección de observación de una cámara de televisión. Para esto se
reflejan los rayos de luz, reflejados sobre la superficie del
objeto, en primer lugar simétricamente al eje de rotación del
objeto dos veces con diferente ángulo y se proyectan, durante la
segunda reflexión, en un plano situado perpendicularmente al eje de
rotación. La reflexión se produce con ayuda de un sistema de
espejos simétrico en rotación en sí mismo y con relación al eje de
rotación del objeto, que se compone de un espejo cónico y de un
espejo hueco troncocónico. Con ello los dos espejos están dispuestos
concéntricamente alrededor del eje de rotación del objeto. La
superficie reflectante del espejo cónico está vuelta hacia la
cámara de televisión y está más inclinada con relación al eje de
rotación del objeto que la superficie reflectante del espejo hueco
troncocónico, que está vuelta hacia el objeto simétrico en
rotación.
En el documento DE 197 26 967 basado en el
documento DE 30 35 082 se describe un sistema de inspección, cuya
óptica de desvío se ha modificado con la finalidad de que la
superficie de reflexión exterior se extienda fundamentalmente de
forma tubular alrededor del eje óptico y circunde la superficie de
reflexión interior concéntricamente, manteniendo un paso de luz, en
donde la superficie de reflexión interior presenta una sección
transversal, correspondiente a la superficie de reflexión exterior,
perpendicular al eje óptico y discurre con un ángulo agudo, abierto
hacia el objeto, con relación al eje óptico, de tal modo que los
rayos de luz que discurren en paralelo al eje óptico son desviados
desde la superficie reflexión interiore a la superficie de
reflexión exterior y a la inversa, y allí son reflejados con un
ángulo de observación agudo sobre la superficie lateral
periférica.
El estado de la técnica citado anteriormente
tiene en común la dificultad de que los dos elementos reflectantes
concéntricos tiene que fijarse de forma compleja uno con respecto al
otro. Aparte de esto el ángulo de aceptación de la óptica de
espejos para los rayos de luz que salen del objeto está limitado por
la distancia entre el espejo exterior y el interior. La limitación
del ángulo de aceptación conduce a que, en el caso de la disposición
descrita en el documento DE 197 26 967, los rayos que salen del
objeto inciden con un ángulo plano sobre la superficie de reflexión
exterior. Las desviaciones reducidas de la posición del objeto
respecto a la posición simétrica, en la que coinciden el eje de
simetría del objeto y el de la óptica de desvío, conducen por ello
a que las superficies laterales ya no se reproducen sobre la
cámara.
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En el documento 197 26 967 se describe además
una forma de ejecución del dispositivo, en la que el dispositivo de
desvío de rayos de luz está formado por un cuerpo de prisma
cilíndrico o poligonal. La superficie de reflexión exterior está
formada por la superficie límite exterior totalmente reflectante del
cuerpo de prisma y la superficie de reflexión interior por la
superficie límite totalmente reflectante de un rebajo del cuerpo de
prisma, abierto hacia el objeto y cónico o troncocónico o bien
poligonal en forma de pirámide o de tronco de cono de pirámide. El
rebajo está ejecutado de tal modo, que los rayos que salen del
objeto inciden con un ángulo recto sobre las superficies laterales
del rebajo. En el caso de esta forma de ejecución del estado de la
técnica se limita el ángulo de aceptación de la óptica de desvío
para los rayos de luz incidentes mediante el ángulo de incidencia
crítico de la reflexión total. Por debajo del mismo no debe
descenderse ni durante la reflexión total sobre la superficie
límite exterior del cuerpo de prisma ni durante la reflexión total
sobre el rebajo. Sólo los rayos de luz que inciden en plano sobre
las superficies límite del cuerpo de prisma se reflejan totalmente.
En el caso de esta trayectoria de los rayos, sin embargo, un pequeño
desplazamiento del objeto con relación al eje óptico de la óptica
de reproducción conduce a que ya no se reproduzca toda la imagen de
las superficies laterales de la óptica sobre la cámara.
El documento US 5,661,294 hace patente una
óptica de reproducción para reproducir la superficie envolvente de
un cuerpo cilíndrico en un único plano de imagen. Con ello la óptica
de reproducción hecha patente se compone de un cuerpo transparente
con dos superficies límite, que definen las superficies envolventes
de troncos de cono.
Del documento US 6,072,575 se conoce asimismo un
dispositivo para reproducir la región de boca de una botella, en
donde se utiliza una óptica de reproducción formada por un cuerpo de
vidrio complejo.
Con relación a este estado de la técnica, la
invención se ha impuesto la misión de crear una óptica de
reproducción para reproducir las superficies laterales periféricas
de objetos, que sea fácil y económica de fabricar y que presente
también un gran ángulo de aceptación para la radiación incidente, y
que sea tolerante respecto a un posicionamiento impreciso del
objeto.
La misión conforme a la invención es resuelta
por medio de que la óptica de reproducción para reproducir las
superficies laterales periféricas de un objeto sobre un plano de
reproducción presenta un elemento reflectante y un primer elemento
reductor de ángulo, dispuesto en la dirección de radiación detrás
del elemento reflectante y que reduce el ángulo entre un rayo de
luz que sale del objeto y el eje óptico, y de que en la dirección
de radiación delante del elemento reflectante está dispuesto un
segundo elemento reductor de ángulo, que reduce el ángulo entre un
rayo luminoso que sale del objeto y el eje óptico. Esta
configuración de la óptica de reproducción es conveniente, ya que
los rayos de luz que inciden en la óptica de reproducción se desvían
primero sobre el segundo elemento reductor de ángulo y de este modo
se reduce su ángulo con relación al eje óptico. Por ello pueden
reproducirse también rayos, que entren en la óptica con un ángulo
plano.
En una forma de ejecución preferida la
superficie de reflexión del elemento reflectante presenta, en un
plano que discurre en perpendicular al eje óptico, una sección
transversal simétrica en rotación con preferencia circular. Esto es
ventajoso, ya que una simetría de este tipo está adaptada a la
simetría de superficies laterales periféricas. Esto es válido tanto
para cuerpos con sección transversal circular u oval como para
cuerpos con superficies base poligonales no orientadas. Con ello es
conveniente si al menos uno de los elementos reductores de ángulo
en un plano que discurre perpendicularmente al eje óptico tiene
igualmente una sección transversal simétrica en rotación, con
preferencia circular. Sin embargo, es especialmente ventajoso que
los dos elementos reductores de ángulo tengan, en un plano
perpendicular al eje óptico, una sección transversal simétrica en
rotación.
En una forma de ejecución preferida de la
invención el segundo elemento reductor de ángulo está formado por
una superficie límite de un cuerpo transparente, de tal modo que la
reducción angular se produce mediante la refracción del rayo de luz
al entrar el rayo de luz en el cuerpo transparente. Esto permite una
configuración sencilla del segundo elemento reductor de ángulo, ya
que incluso una superficie plana produce una refracción en dirección
al eje óptico.
Es ventajoso que la superficie límite
refractante del cuerpo transparente forme con el eje óptico un
ángulo de entre 60º y 120º, con preferencia de entre 80º y 100º,
con especial preferencia de entre 85º y 95º, y de la mejor manera
un ángulo de aprox. 90º. Esta elección del ángulo entre la
superficie límite del cuerpo transparente y el eje óptico, en la
región citada, hace posible un ángulo de aceptación óptimo de la
óptica de reproducción.
En una forma de ejecución preferida de la
invención, la superficie de reflexión del elemento reflectante está
formada por la superficie límite de un cuerpo transparente. Estos
cuerpos transparentes pueden fabricarse de forma económica con una
elevada calidad superficial. La reflexión sobre la superficie límite
puede producirse a causa de reflexión total interna, de tal modo
que no sea necesario dotar de azogue la superficie límite. Si por
el contrario se dota además de azogue la superficie límite, aumenta
el ángulo de aceptación de la óptica de reproducción, ya que no es
necesario tener en cuenta ningún ángulo límite para la reflexión
total.
Es conveniente que las superficies límite, que
forman el elemento reflectante y el segundo elemento reductor de
ángulo, sean superficies límite del mismo cuerpo transparente.
Después sólo es necesario fabricar un elemento que cumpla ambas
tareas. Con ello se prefiere en especial una forma de ejecución en
la que el cuerpo transparente es un cilindro transparente. Un
elemento de este tipo puede fabricarse sencillamente también en
grandes cantidades y, a causa de su elevada simetría, es
extraordinariamente apropiado para reproducir objetos simétricos en
rotación y puede utilizarse, aparte de esto, también ventajosamente
para reproducir objetos con cualquier otra simetría.
Se prefiere una forma de ejecución de la
invención en la que el cuerpo transparente se componga de vidrio.
Mediante la elección de un vidrio con el índice de refracción
correspondiente puede adaptarse la reducción angular. También puede
ser conveniente fabricar el cuerpo transparente con un material
transparente, de tal modo que la óptica de reproducción se reduzca
en su peso.
Es conveniente una forma de ejecución de la
invención en la el primer elemento reductor de ángulo tenga una
superficie reflectante o refractaria, que esté orientada de tal modo
que la reducción angular se produzca mediante reflexión o
refracción.
Se prefiere especialmente una forma de ejecución
de la invención en la que la superficie reflectante o refractaria
del primer elemento reductor de ángulo sea la superficie envolvente
de un cono o tronco de cono. Una forma de este tipo está adaptada a
causa de su simetría a los objetos simétricos en rotación y hace
posible un desvío uniforme de todos los rayos incidentes.
Es conveniente que el primer elemento reductor
de ángulo se componga de metal, con preferencia de aluminio, y sus
superficies reflectantes estén con preferencia pulidas. Un elemento
de este tipo puede fabricarse de forma sencillo y presenta ya una
calidad superficial suficiente para una reproducción sin
aberraciones. Para conseguir calidades superficiales especialmente
elevadas puede ser conveniente fabricar el primer elemento reductor
de ángulo con material sintético o vidrio con superficies
reflectantes dotadas de azogue. Si se fabrica el elemento con
material sintético, se obtiene adicionalmente una reducción de peso
ventajosa.
Se prefiere especialmente una forma de ejecución
de la invención, en la que la superficie del primer elemento
reductor de ángulo sea la superficie envolvente de un tronco de cono
y la superficie de tapa del tronco de cono presente un taladro
central. Esta configuración hace posible, aparte de la reproducción
de las superficies laterales del objeto con ayuda de la óptica de
reproducción, reproducir también la superficie de tapa del objeto
con una trayectoria de los rayos directa a través del orificio en el
tronco de cono sobre la cámara. En esta forma de ejecución es
conveniente que el cuerpo de vidrio posea igualmente un taladro
central en prolongación del taladro central del cuerpo de espejo.
De este modo es posible una trayectoria de los rayos directa desde
la superficie de tapa del objeto hasta la cámara, sin pérdidas sobre
las superficies reflectantes del cuerpo de vidrio.
Puede ser conveniente que el primer elemento
reductor de ángulo esté formado por la superficie límite de un
cuerpo transparente, de tal modo que la reducción angular se
produzca mediante la refracción del rayo de luz al salir el rayo de
luz del cuerpo transparente. Una configuración así es especialmente
ventajosa si las superficies límite de los cuerpos transparentes,
que forman el elemento reflectante y el primer y el segundo
elementos reductores de ángulo, son superficies límite del mismo
cuerpo transparente. La óptica de reproducción se compone después
sólo de un elemento, que puede montarse fácilmente y después de la
fabricación no es necesario justificar ulteriormente.
Se prefiere una forma de ejecución de la
invención, en la que la relación del diámetro del primer elemento
reductor de ángulo con relación al diámetro del segundo elemento
reductor de ángulo es inferior a 1 y con preferencia de entre 1/2 y
1/4. Una configuración de este tipo hace posible una reproducción
óptima sobre todo de las superficies laterales de caperuzas de
tapa, con un diámetro máximo normal de aprox. 30 mm.
Es asimismo ventajoso que la altura del cuerpo
transparente sea de entre 10 mm y 100 mm, con preferencia de entre
20 mm y 90 mm, con especial preferencia de entre 30 mm y 80 mm y de
la mejor forma aprox. de 45 mm.
Es especialmente conveniente una forma de
ejecución de la invención, en la que el primer elemento reductor de
ángulo tenga una altura de entre 5 mm y 35 mm, con preferencia de
entre 10 mm y 30 mm, con especial preferencia de entre 15 mm y 25
mm y de la mejor manera una altura de aproximadamente 20 mm.
En una forma de ejecución preferida de la
invención la óptica de reproducción está integrada en un sensor de
superficie envolvente, que detecta las superficies laterales
periféricas de un objeto con sensor de imágenes, con preferencia de
una cámara. Una disposición de este tipo puede integrarse en
procesos de producción en marcha, para detectar y valorar las
superficies laterales de objetos simétricos en rotación.
En una forma de ejecución especialmente
preferida el sensor de superficie envolvente presenta una barrera
óptica, que detecta los objetos bajo la óptica de reproducción. Esto
hace posible controlar el momento de la toma, de tal modo que los
objetos, que se encuentran por ejemplo sobre una cinta
transportadora, en el momento de la toma se encuentren bajo la
óptica de desvío, de tal manera que los ejes de simetría de la
óptica de reproducción y del objeto coinciden.
Asimismo puede ser conveniente que el sensor de
superficie envolvente esté equipado de una iluminación de tipo
destello, con preferencia anular, que está prevista con preferencia
para generar destellos. Esto garantiza una luminosidad uniforme de
la imagen tomada por la cámara. Alternativamente a una iluminación
con destellos puede ser conveniente que la cámara pueda funcionar
con un corto tiempo de iluminación.
Se aclaran ventajas, particularidades y
posibilidades aplicativas adicionales de la presente invención con
base en la presente descripción de formas de ejecución preferidas y
de las figuras correspondientes. Aquí muestran:
la figura 1 una representación esquemática de
una primera forma de ejecución de la invención,
la forma de una vista en corte lateral de una
primera forma de ejecución,
la figura 3 una representación esquemática de
una segunda forma de ejecución y
la figura 4 una representación esquemática de
una tercera forma de ejecución.
En la figura 1 se muestra una forma de ejecución
de la óptica de reproducción, que presenta un cuerpo de espejo 3 y
un cuerpo de vidrio cilíndrico 4 transparente. Los componentes están
dispuestos de tal modo que sus ejes ópticos 12 coinciden con el eje
de simetría del objeto 10 igualmente cilíndrico. El cuerpo de vidrio
cilíndrico 4 y el cuerpo de espejo cónico 3 están dispuestos por
encima del objeto 10. Los rayos de luz 11 que salen de las
superficies laterales 9 del objeto 10 penetran en el cuerpo de
vidrio 4, formando un ángulo de incidencia grande medido hacia la
perpendicular de incidencia. Sobre la superficie de tapa inferior 13
del cuerpo de vidrio se refractan los rayos 11. Después de esto
inciden muy planos sobre la superficie envolvente 6 del cuerpo de
vidrio 4. Debido a que superan el ángulo crítico con relación a la
perpendicular de la superficie envolvente, se reflejan totalmente
sobre la superficie límite entre el medio ópticamente más denso y el
ópticamente más débil. Con ello los rayos 11 sufren un desvío hacia
el eje de simetría 12 de la disposición. Los rayos 11 salen del
cuerpo de vidrio 4 sobre la superficie de tapa superior 14 del
cuerpo de vidrio 4. Con ello sufren una refracción adicional en
dirección al eje de simetría 12. El cuerpo de espejo cónico 3 se
asienta directamente sobre la superficie de tapa superior 14 del
cuerpo de vidrio 4 y está unido al cuerpo de vidrio 4, con
preferencia mediante pegado. Sobre la superficie envolvente 7 del
cuerpo de espejo 3 se reflejan ahora de tal modo los rayos de luz
11, que inciden sobre una cámara 1 formando un ángulo agudo. Para
objetos con un diámetro de aprox. 33 mm el diámetro del cuerpo de
vidrio 4 es con preferencia de 100 mm, y el diámetro de la
superficie base del cuerpo de espejo cónico 3 con preferencia de 30
mm. Para poder reproducir en este caso por completo la superficie
envolvente 9 del objeto 10 aprox. 7 mm de alta, con un
aprovechamiento completo de la resolución, el cuerpo de vidrio 4
presenta con preferencia una altura de 45 mm y el cuerpo de espejo
cónico 3 con preferencia una altura de 20 mm. El ángulo de
aceptación de la óptica de reproducción para los rayos que salen de
las superficie laterales 9 del objeto 10 es, en el caso de esta
disposición, aprox. de 63,2º.
En la figura 2 se muestra una vista en corte
lateral a través de un sensor de superficie envolvente, que está
equipado con la óptica de reproducción representada equemáticamente
en la figura 1. En la forma de ejecución mostrada se ha aplicado
anularmente alrededor del cuerpo de vidrio 4 una iluminación 2 con
diodos luminosos dispuestos periódicamente. Los diodos están
orientados de tal modo, que iluminan predominantemente la superficie
envolvente 9 del objeto 10. Si los objetos se mueven rápidamente
bajo la óptica de reproducción, es conveniente hacer funcionar de
tal modo los diodos que generen destellos. En la figura 2 puede
reconocerse claramente una escotadura 18 en la carcasa 19, que
circunda anularmente el cuerpo de vidrio 4. La escotadura 18 impide
que las regiones de la superficie envolvente 6 del cuerpo de vidrio
4 entre en contacto con la carcasa 19. De este modo queda
garantizada la transición del índice de refracción necesaria para la
reflexión total interna, desde el medio ópticamente más denso al
ópticamente más débil. Aparte de esto la escotadura 18 permite una
reducción del peso del sensor de superficie envolvente. Por encima
del cuerpo de espejo cónico 3 puede reconocerse en la figura 2
claramente la cámara 1 con el objetivo 20 colocado encima. La cámara
1 está fijada a un soporte 8 de forma graduable en altura. Con
ayuda de la graduación en altura de la cámara puede adaptarse el
conjunto de aparatos a diferentes diámetros del objeto 10,
manteniendo el tamaño de la reproducción. Cuanto menor sea el
diámetro del objeto 10 mayor tiene que elegirse la distancia entre
la cámara 1 y el cuerpo de espejo cónico 3.
En la forma de ejecución mostrada el cuerpo
transparente 4 se compone de vidrio. Sin embargo, también puede
fabricarse con un material sintético transparente, con preferencia
TPX o PE, para reducir la masa del sensor de superficie envolvente.
El cuerpo de espejo 3 se tornea con preferencia con aluminio y la
superficie envolvente 7 del cono se pule posteriormente.
Todo el dispositivo mostrado en la figura 2 se
sujeta de tal modo que puede moverse en un plano perpendicular al
eje de simetría 12 del objeto 10, con preferencia con ayuda de un
motor, para poder ajustar el eje de desvío céntricamente sobre el
objeto 10. En este caso es conveniente una forma de ejecución de las
ópticas utilizadas con peso reducido.
En la figura 3 se ha representado una segunda
forma de ejecución de la invención, en la que el cuerpo de espejo
cónico 3 se ha sustituido por un cuerpo de espejo 15 troncocónico.
El tronco de cono está dotado centralmente de un taladro central
16. A través del taladro 16 se inaugura una trayectoria de los rayos
próxima aleje óptico 12, que hace posible reproducir adicionalmente
a la trayectoria de los rayos desviada, que sale de las superficies
laterales 9 del objeto 10, también una trayectoria de los rayos que
sale de la superficie de tapa 14 del objeto 10 directamente sobre
la cámara 1. Además de esto el cuerpo de vidrio (no representado en
la figura 3) puede estar dotado también de un taladro concéntrico
con el taladro 16 en el cuerpo de espejo 15 troncocónico. Esto
reduce las pérdidas de reflexión, que en otro caso se producen sobre
las superficies de tapa del cilindro de vidrio 4.
En la figura 4 se muestra una tercera forma de
ejecución de la invención, en la que la óptica de reproducción sólo
se compone de un cuerpo de vidrio cilíndrico 4 que, partiendo de la
superficie de tapa superior 14, presenta una escotadura central 17
en forma de un tronco de cono. Los rayos que salen de las
superficies laterales 9 del objeto 10 se refractan al entrar en el
cuerpo de vidrio 4 mediante la superficie de tapa inferior 13, de
tal modo que al incidir sobre la superficie envolvente 6 del cuerpo
de vidrio 4 se reflejan totalmente y se desvían en la dirección del
eje de simetría 12. Los rayos salen del cuerpo de vidrio 4, a través
de la superficie envolvente 21 del rebajo troncocónico 17 en la
superficie de tapa 14 del cuerpo de vidrio 4. Con ello los rayos 11
se refractan de tal modo, que inciden sobre la cámara 1 formando un
ángulo agudo. Al mismo tiempo es posible una trayectoria de los
rayos que salga de la superficie de tapa 14 del objeto 10 a través
de la superficie de tapa 22 del rebajo troncocónico 17, que
reproduce la superficie de tapa 14 del objeto 10 directamente sobre
la cámara 1.
- 1
- Cámara
- 2
- Iluminación anular
- 3
- Cuerpo de espejo cónico
- 4
- Cuerpo de vidrio cilíndrico
- 5
- Superficie base del cuerpo de espejo
- 6
- Superficie envolvente del cuerpo de espejo
- 7
- Superficie envolvente del cuerpo de espejo
- 8
- Soporte
- 9
- Superficies laterales periféricas
- 10
- Objeto
- 11
- Rayos de luz
- 12
- Eje óptico
- 13
- Superficie de tapa inferior del cuerpo de vidrio
- 14
- Superficie de tapa superior del cuerpo de vidrio
- 15
- Cuerpos de espejo troncocónico
- 16
- Taladro central
- 17
- Rebajo central
- 18
- Escotadura
- 19
- Carcasa
- 20
- Objetivo
- 21
- Superficie envolvente del rebajo
- 22
- Superficie de tapa del rebajo
Claims (25)
1. Óptica de reproducción para reproducir las
superficies laterales periféricas (9) de un objeto (10) sobre un
plano de reproducción con un elemento reflectante (6) y un primer
elemento reductor de ángulo (3, 17), dispuesto en la dirección de
radiación detrás del elemento reflectante y que reduce en ángulo
entre un rayo de luz que sale del objeto (10) y el eje óptico (12),
en donde en la dirección de radiación delante del elemento
reflectante (6) está dispuesto un segundo elemento reductor de
ángulo (13), que reduce el ángulo entre un rayo luminoso (11) que
sale del objeto (10) y el eje óptico (12), en donde el primer
elemento reductor de ángulo (3) tiene una superficie reflectante o
refractaria, que es una superficie envolvente de un cono o tronco
de cono y está orientada de tal modo, que la reducción angular se
produce mediante la reflexión o refracción del rayo de luz,
caracterizada porque la superficie de reflexión del elemento
reflectante (6) está formada por una superficie límite de un
cilindro transparente.
2. Óptica de reproducción según la
reivindicación 1, caracterizada porque la superficie de
reflexión (6) del elemento reflectante (4) presenta, en un plano
que discurre en perpendicular al eje óptico (12), una sección
transversal simétrica en rotación con preferencia circular.
3. Óptica de reproducción según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque al menos un
elemento reductor de ángulo (3, 13) o (17, 31) tiene, en un plano
que discurre perpendicularmente al eje óptico (12), una sección
transversal simétrica en rotación, con preferencia circular.
4. Óptica de reproducción según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque los dos elementos
reductores de ángulo (3, 13) o (17, 31) tienen, en un plano que
discurre perpendicularmente al eje óptico (12), una sección
transversal simétrica en rotación con preferencia circular.
5. Óptica de reproducción según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el segundo
elemento reductor de ángulo está formado por una superficie límite
(13) de un cuerpo transparente, de tal modo que la reducción
angular se produce mediante la refracción del rayo de luz al entrar
el rayo de luz en el cuerpo transparente.
6. Óptica de reproducción según la
reivindicación 5, caracterizada porque la superficie límite
refractante (13) forma con el eje óptico (12) un ángulo de entre
60º y 120º, con preferencia de entre 80º y 100º, con especial
preferencia de entre 85º y 95º, y de la mejor manera un ángulo de
aprox. 90º.
7. Óptica de reproducción según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la reflexión se
produce a causa de la reflexión total del rayo de luz sobre la
superficie límite.
8. Óptica de reproducción según una de las
reivindicaciones 1 a 7 en tanto que dependiente de la reivindicación
5, caracterizada porque las superficies límite (6, 13) del
cuerpo transparente, que forman el elemento reflectante y el
segundo elemento reductor de ángulo, son superficies límite del
mismo cuerpo transparente (4).
9. Óptica de reproducción según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la superficie
envolvente (6) del cuerpo transparente (4) está dotada de
azogue.
10. Óptica de reproducción según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el cuerpo
transparente (4) se compone de vidrio.
11. Óptica de reproducción según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el cuerpo
transparente (4) se compone de un material sintético transparente,
con preferencia de TPX o PE.
12. Óptica de reproducción según la
reivindicación 1, caracterizada porque el primer elemento
reductor de ángulo (3) se compone de metal, con preferencia de
aluminio, y sus superficies reflectantes (7) están con preferencia
pulidas.
13. Óptica de reproducción según la
reivindicación 1, caracterizada porque el primer elemento
reductor de ángulo (3) se compone de vidrio o material sintético, y
sus superficies reflectantes (7) están dotadas de azogue.
14. Óptica de reproducción según la
reivindicación 1, caracterizada porque el primer elemento
reductor de ángulo tiene la forma de un tronco de cono (15), cuya
superficie envolvente forma la superficie reflectante (7), en donde
el tronco de cono presenta un taladro central (16) pasante desde la
superficie de tapa hasta la superficie base.
15. Óptica de reproducción según la
reivindicación 14, caracterizada porque el cuerpo
transparente (4) presenta un taladro fundamentalmente central, que
está dispuesto fundamentalmente de forma concéntrica al taladro
central (16) del primer elemento reductor de ángulo (3).
16. Óptica de reproducción según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque el primer
elemento reductor de ángulo (17) está formado por la superficie
límite (21) de un cuerpo transparente (4), de tal modo que la
reducción angular se produce mediante la refracción del rayo de luz
al salir el rayo de luz del cuerpo transparente (4).
17. Óptica de reproducción según la
reivindicación 16 en tanto que dependiente de la reivindicación 8,
caracterizada porque las superficies límite (6, 13, 21) del
cuerpo transparente, que forman el elemento reflectante y el primer
y el segundo elemento reductor de ángulo, son superficies límite del
mismo cuerpo transparente (4).
18. Óptica de reproducción según una de las
reivindicaciones 4 a 17, caracterizada porque la relación del
diámetro de la superficie base (5) del primer elemento reductor de
ángulo (3, 15, 17), configurado con preferencia como cono o tronco
de cono, con relación al diámetro del elemento reductor de ángulo
(4) configurado con preferencia como cilindro, es inferior a 1 y
con preferencia de entre 1/2 y 1/4.
19. Óptica de reproducción según una de las
reivindicaciones 2 a 18, caracterizada porque la relación
entre el diámetro del objeto a medir y el diámetro del elemento
reflectante (4) es inferior a 1, con preferencia de entre 1/5 y 1/2
y de forma especialmente preferida de 1/3.
20. Óptica de reproducción según una de las
reivindicaciones 5 a 19, caracterizada porque la altura del
cuerpo transparente (4) es de entre 10 mm y 100 mm, con preferencia
de entre 20 mm y 90 mm, con especial preferencia de entre 30 mm y
80 mm y de la mejor forma aprox. de 45 mm.
21. Óptica de reproducción según una de las
reivindicaciones 5 a 20, caracterizada porque el primer
elemento reductor de ángulo (3, 17) tiene una altura de entre 5 mm
y 35 mm, con preferencia de entre 10 mm y 30 mm, con especial
preferencia de entre 15 mm y 25 mm y de la mejor manera una altura
de aproximadamente 20 mm.
22. Sensor de superficie envolvente para
detectar las superficies laterales periféricas (9) de un objeto
(10) con un sensor de imágenes, con preferencia de una cámara (1), y
de una óptica de reproducción según una de las reivindicaciones 1 a
21.
23. Sensor de superficie envolvente según la
reivindicación 22, caracterizado porque presenta una barrera
óptica, que detecta los objetos bajo la óptica de reproducción.
24. Sensor de superficie envolvente según la
reivindicación 22 ó 23, caracterizado porque presenta una
iluminación con preferencia anular, que está prevista con
preferencia para generar destellos.
25. Sensor de superficie envolvente según una de
las reivindicaciones 22 a 24, caracterizado porque la cámara
puede hacerse funcionar con un tiempo de iluminación corto.
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