ES2305750T3 - Sensores de superficies laterales asi como optica de reproduccion para el mismo. - Google Patents

Sensores de superficies laterales asi como optica de reproduccion para el mismo. Download PDF

Info

Publication number
ES2305750T3
ES2305750T3 ES04720012T ES04720012T ES2305750T3 ES 2305750 T3 ES2305750 T3 ES 2305750T3 ES 04720012 T ES04720012 T ES 04720012T ES 04720012 T ES04720012 T ES 04720012T ES 2305750 T3 ES2305750 T3 ES 2305750T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
angle
optics according
reproduction optics
reproduction
transparent body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES04720012T
Other languages
English (en)
Inventor
Norbert Lehn
Martin Schumacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitronic Dr Ing Stein Bildverarbeitungssysteme GmbH
Original Assignee
Vitronic Dr Ing Stein Bildverarbeitungssysteme GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitronic Dr Ing Stein Bildverarbeitungssysteme GmbH filed Critical Vitronic Dr Ing Stein Bildverarbeitungssysteme GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2305750T3 publication Critical patent/ES2305750T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806Specially adapted optical and illumination features
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/952Inspecting the exterior surface of cylindrical bodies or wires
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901Optical details; Scanning details
    • G01N2021/8905Directional selective optics, e.g. slits, spatial filters
    • G01N2021/8907Cylindrical optics
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • G01N21/9054Inspection of sealing surface and container finish

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

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.
\newpage
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.
Lista de símbolos de referencia
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.
ES04720012T 2003-03-18 2004-03-12 Sensores de superficies laterales asi como optica de reproduccion para el mismo. Expired - Lifetime ES2305750T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10312051 2003-03-18
DE10312051A DE10312051A1 (de) 2003-03-18 2003-03-18 Mantelflächensensor sowie Abbildungsoptik hierfür

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2305750T3 true ES2305750T3 (es) 2008-11-01

Family

ID=32920923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES04720012T Expired - Lifetime ES2305750T3 (es) 2003-03-18 2004-03-12 Sensores de superficies laterales asi como optica de reproduccion para el mismo.

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7522277B2 (es)
EP (1) EP1606579B1 (es)
JP (1) JP4695589B2 (es)
AT (1) ATE396379T1 (es)
AU (1) AU2004221688A1 (es)
CA (1) CA2517633A1 (es)
DE (2) DE10312051A1 (es)
DK (1) DK1606579T3 (es)
ES (1) ES2305750T3 (es)
WO (1) WO2004083777A1 (es)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1864081B1 (de) * 2005-03-24 2014-05-07 SAC Sirius Advanced Cybernetics GmbH Vorrichtung zur optischen formerfassung von gegenständen und oberflächen
FR2896041B1 (fr) * 2006-01-11 2012-02-17 Michel Cayment Dispositif d'inspection en vue d'une face visible et d'une face normalement cachee d'objets et installation d'inspection comprenant un tel dispositif.
EP1826556A3 (de) * 2006-02-22 2009-02-11 Helmut A. Kappner Prüfeinrichtung
US7869021B2 (en) * 2007-04-05 2011-01-11 Asti Holdings Limited Multiple surface inspection system and method
US7768633B2 (en) * 2007-04-05 2010-08-03 Asti Holdings Limited Multiple surface inspection system and method
BRPI1000301B1 (pt) * 2010-01-27 2017-04-11 Photonita Ltda dispositivo óptico para medição e identificação de superfícies cilíndricas por deflectometria aplicado para identificação balística
US8629977B2 (en) 2010-04-14 2014-01-14 Digital Ally, Inc. Traffic scanning LIDAR
DE102010032410B4 (de) * 2010-07-27 2014-11-13 Mall + Herlan Schweiz Ag Inspektionsvorrichtung, Fertigungsanlage mit Inspektionsvorrichtung und Inspektionsverfahren für Gefäße
US10184858B2 (en) 2012-02-07 2019-01-22 CommScope Connectivity Belgium BVBA Visually inspecting optical fibers
FR3027391B1 (fr) 2014-10-17 2024-05-24 Msc & Sgcc Procedes, dispositif et ligne d'inspection pour visualiser la planeite d'une surface de bague de recipient
DE102015001332B4 (de) 2015-02-03 2017-09-28 Mühlbauer Gmbh & Co. Kg Gefäß-Inspektionseinrichtung
FR3053792B1 (fr) 2016-07-06 2023-07-14 Tiama Procede, dispositif et ligne d'inspection pour la determination d'une bavure a l'endroit d'un bord interne d'une surface de bague
EP3364174A1 (de) 2017-02-15 2018-08-22 Christian Koller Optisches inspektionssystem und verfahren zur optischen inspektion eines prüflings
FR3076619B1 (fr) 2018-01-05 2020-01-24 Tiama Procede, dispositif et ligne d'inspection pour determiner la geometrie tridimensionnelle d'une surface de bague de recipient
IT201800005959A1 (it) * 2018-06-01 2019-12-01 Sistema ottico per analisi periferica
CN112987184A (zh) * 2021-03-10 2021-06-18 南京英田光学工程股份有限公司 一种提高自由空间激光通信光路隔离度的方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4025201A (en) * 1975-04-21 1977-05-24 Ball Brothers Service Corporation Method and apparatus for video inspection of articles of manufacture by decussate paths of light
JPS5858020B2 (ja) 1978-08-17 1983-12-23 日立造船株式会社 びん状体のクラツク検出方法
DE3035082A1 (de) * 1980-09-17 1982-04-22 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren und anordnung zur optischelektronischen erfassung von oberflaechenstrukturen an rotationssymmetrischen koerpern
DE3109270A1 (de) * 1981-03-11 1982-09-30 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Anordnung zur flascheninspektion
JPS6212845A (ja) 1985-07-10 1987-01-21 Kirin Brewery Co Ltd 壜のねじ口部欠陥検出装置
NL8802933A (nl) * 1988-11-28 1990-06-18 Heuft Qualiplus Bv Werkwijze en inrichting voor het inspekteren van de binnenwand van een lichaam.
CH679698A5 (es) * 1989-10-06 1992-03-31 Elpatronic Ag
DE3938471A1 (de) * 1989-11-20 1991-05-23 Freudenberg Carl Fa Verfahren zur optischen oberflaechenkontrolle
US5491904A (en) * 1990-02-23 1996-02-20 Mcmurtry; David R. Touch probe
DE4209417A1 (de) * 1992-03-24 1993-10-07 Hans Dieter Richter Optische Prüfvorrichtung für Innengewinde
DE4320845C1 (de) * 1993-06-23 1994-10-27 Fraunhofer Ges Forschung Anordnung zur Messung von Streulicht in Bohrungen von Werkstücken oder in Rohren
EP0657732A1 (de) 1993-12-06 1995-06-14 Elpatronic Ag Verfahren und Vorrichtung zur optischen Prüfung eines durchsichtigen Behälterbereichs, insbesondere des Mündungsbereichs
DE19618558C2 (de) * 1994-11-09 2003-09-25 Jopp Gmbh Vorrichtung zur Prüfung von Tieflochbohrungen
JPH09196856A (ja) * 1996-01-23 1997-07-31 Tsubakimoto Chain Co 表面検査方法、表面検査装置及びプリズム
DE19634881C1 (de) * 1996-08-29 1998-02-12 Basler Gmbh Optische Prüfvorrichtung
JP3614597B2 (ja) * 1996-10-24 2005-01-26 三菱原子燃料株式会社 内面撮像装置
JP3181605B2 (ja) * 1996-10-30 2001-07-03 クロネス・アクチェンゲゼルシャフト びん等の検査装置
JP2000206411A (ja) * 1999-01-19 2000-07-28 Sharp Corp 光学素子、光学ヘッド及びそれらを用いた情報再生装置
DE19940363C2 (de) * 1999-08-25 2003-08-07 Krones Ag Vorrichtung und Verfahren zur optischen Inspektion offener Getränkebehälter
JP2001208515A (ja) * 2000-01-26 2001-08-03 Shimadzu Corp 全外周同時結像装置
JP2002310629A (ja) * 2001-04-13 2002-10-23 Toyo Seikan Kaisha Ltd 周面撮像装置及び周面検査装置
US6825925B2 (en) * 2002-05-14 2004-11-30 Scan Technology Co., Ltd. Inspecting apparatus for foreign matter

Also Published As

Publication number Publication date
US7522277B2 (en) 2009-04-21
DE10312051A1 (de) 2004-09-30
AU2004221688A1 (en) 2004-09-30
JP2006520486A (ja) 2006-09-07
JP4695589B2 (ja) 2011-06-08
DK1606579T3 (da) 2008-09-01
CA2517633A1 (en) 2004-09-30
EP1606579B1 (de) 2008-05-21
EP1606579A1 (de) 2005-12-21
ATE396379T1 (de) 2008-06-15
DE502004007225D1 (de) 2008-07-03
US20060176474A1 (en) 2006-08-10
WO2004083777A1 (de) 2004-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2305750T3 (es) Sensores de superficies laterales asi como optica de reproduccion para el mismo.
ES2343694T3 (es) Sistema de camara para un vehiculo automovil.
ES2676531T3 (es) Dispositivo de sensor óptico
ES2268046T3 (es) Linterna de bolsillo.
ES2539522T3 (es) Dispositivo de sensor óptico
ES2569051T3 (es) Soporte de código ópticamente legible y cápsula para preparar una bebida que tiene un soporte de código de este tipo proporcionando una señal ópticamente legible mejorada
ES2384767T3 (es) Dispositivo para contar y/o clasificar monedas
US10281611B2 (en) Proximity sensor and electronic apparatus including the same
ES2391285T3 (es) Dispositivo antideslumbramiento para fuentes de luz de tipo LED
DE602006002653D1 (de) Bewegungsmelder mit verdrehbaren Fokussierungsansichten und Verfahren zur Auswahl einer spezifischen Fokussierungsansicht
ES2301221T3 (es) Inspeccion de la boca de un recipiente utilizando energia infrarroja emitida por el fondo del recipiente.
ES2834000T3 (es) Instalación que comprende un puesto de inspección óptica para detectar defectos que reflejan la luz
ES2402958T3 (es) Dispositivo de inspección para recipientes
KR19980703358A (ko) 운송기관용 후사경
ES2352806T3 (es) Dispositivo sensor para llevar a cabo la detección de una humectación sobre una luna.
ES2966464T3 (es) Sistema de proyección para un vehículo y vehículo con sistema de proyección
ES2258249T3 (es) Sistema de camara.
ES2336850T3 (es) Aparato y metodo para medir el grosor de la pared lateral de recipientes transparentes no redondos.
ES2897224T3 (es) Sistema óptico para gestionar la luz de un diodo emisor de luz
ES2266181T3 (es) Telescopio con reflector.
ES2240593T3 (es) Dispositivo para el levantamiento topografico de una superficie.
ES2281973T3 (es) Metodo y dispositivo para leer diseños en relieve que lleva un recipiente transparente o translucido.
ES2212153T3 (es) Dispositivo sensor y procedimiento para una conexion automatica de las luces de un vehiculo.
ES2551513B2 (es) Luz de proximidad para vehículo automóvil
ES2282925T3 (es) Dispositivo optico de formacion de imagenes apropiado para la formacion de una imagen de huellas dactilares.