ES2355377T3 - Procedimiento para el control óptico de un capa protectora transparente aplicada en una superficie de dibujos en color. - Google Patents

Procedimiento para el control óptico de un capa protectora transparente aplicada en una superficie de dibujos en color. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para el control óptico de una capa protectora (14) transparente y una superficie de dibujos en color (12), cubriendo la capa protectora (14) transparente al menos en parte la superficie de dibujos en color (12), con una primera fuente de iluminación (40) y con un sensor generador de imágenes (42) asignado a la primera fuente de iluminación para la detección de puntos defectuosos (30) en el interior de la capa protectora (14) transparente, siendo los puntos defectuosos (30) puntos opacos en la capa protectora (14) transparente, siendo iluminada la capa protectora (14) con luz emitida por la fuente de iluminación (40) con un intervalo de longitudes de onda en la zona azul directamente adyacente a la zona ultravioleta ya no detectada por el sensor generador de imágenes (42), penetrando la luz que incide en la superficie al menos en parte en la capa protectora (14) y siendo dispersada en los puntos defectuosos (30), siendo detectada la luz retrodispersada en los puntos defectuosos (30) por el sensor generador de imágenes (42) y detectándose los puntos defectuosos (30) por el aumento local de la intensidad de la luz detectada por el sensor generador de imágenes (42) en la zona de los puntos defectuosos (30).

Description

La presente invención se refiere a un procedimiento para el control óptico de una capa protectora transparente y una superficie de dibujos en color, cubriendo la capa protectora transparente al menos en 5 parte la superficie de dibujos en color, con una primera fuente de iluminación y con un sensor generador de imágenes asignado a la primera fuente de iluminación.
La presente invención se refiere, además, a un uso de una disposición para el control óptico de una capa protectora transparente y una superficie de dibujos en color, en la que la capa protectora transparente cubre al menos en parte la superficie de dibujos en color y que comprende una primera fuente de 10 iluminación, cuyo espectro de emisión comprende luz visible de onda corta y un sensor generador de imágenes asignado a la primera fuente de iluminación.
El control óptico automático de superficies planas de varios colores con ayuda de cámaras especiales, dispositivos de iluminación y ordenadores de identificación de dibujos y procesamiento de imágenes se conocen ya de muchas ramas de producción, como por ejemplo la industria cerámica y la industria 15 maderera.
También es conocido detectar estas superficies al mismo tiempo con ayuda de distintas cámaras y sistemas de iluminación para detectar tanto los defectos estéticos en la coloración (contaminaciones, desviaciones de color, etc.) como también los defectos físicos de la superficie (abolladuras, arañazos, irregularidades, defectos de brillo). Es típica la detección óptica con una o varias cámaras de color con 20 una iluminación de luz incidente difusa y con una o varias cámaras de blanco y negro separadas, que detectan luz dirigida, reflejada en la superficie de una fuente de iluminación.
En el documento alemán DE 19609045 C1 se describe una ampliación obteniéndose una llamada cámara multisensorial para la inspección de probetas de madera, en la que las distintas cámaras y fuentes de iluminación ya no observan la superficie por separado en distintos lugares sino que detectan mediante 25 una óptica común el mismo punto de la superficie, que es iluminado por distintas fuentes de iluminación y que es observado por distintos sensores de imagen asignados respectivamente a las fuentes de iluminación.
El documento US 5,459,330 da a conocer un procedimiento y un dispositivo para la inspección de vidrio. Para ello, un rayo láser se dirige perpendicularmente sobre la superficie de vidrio. La luz reflejada en la 30 superficie, posibles cuerpos extraños y en la superficie inferior es detectada por una cámara.
El documento US 4,725,139 da a conocer un método para la detección de defectos en la superficie o en el interior de materiales transparentes. Para ello, se dirige un rayo de luz sobre la superficie del material transparente, que es reflejado en parte en la superficie y que penetra en parte en el material. La profundidad de penetración depende de la elección adecuada de la longitud de onda. 35
El documento US 2003/00111760 A1 da a conocer un sistema y un método para el control óptico de plaquitas semiconductoras. Aquí, dos rayos de luz son dirigidos sobre la superficie, estando optimizados los mismos respectivamente para otro tipo de defectos.
El documento US 2002/0135758 A1 da a conocer un método para la cuantificación de defectos estructurales en capas transparentes finas. Para ello se incorporan cromóforos o sustancias fluorescentes 40 en las capas. Antes, durante y/o después de una prueba que modifica la estructura, la capa es expuesta a una luz con una longitud de onda predeterminada y se evalúa la radiación emitida por la probeta.
El documento EP 1016862 A1 da a conocer un método para la detección de puntos de crecimiento defectuoso o inclusiones en un revestimiento de una superficie, por ejemplo una capa de aislamiento térmico, con ayuda de una lámpara de luz negra. 45
El documento JP 2000094402 da a conoce un método para la detección de defectos como agujeros de carcoma o fisuras en una chapa usada para una placa de laminado. Se aplican partículas fluorescentes y se ilumina con luz negra. A continuación, la fluorescencia puede observarse a simple vista pudiendo detectarse más fácilmente los puntos defectuosos.
El examen óptico no sólo tiene la finalidad de segregar productos defectuosos o de clasificar los 50 productos según determinadas clases de calidad sino que también sirve para indicar las distintas clases de defectos y ofrecer así informaciones para el operador de la máquina que éste necesita para el ajuste del proceso de producción para reducir los defectos. Para ello es necesario no sólo detectar los defectos sino también clasificarlos, es decir, identificar el defecto detectado.
No obstante, los sistemas conocidos no son capaces de cumplir este objetivo de forma satisfactoria en superficies con dibujos unicolores o de varios colores provistas de una capa protectora transparente. Entre ellas se encuentran por ejemplo suelos laminados de varios colores, en los que se coloca en un soporte de una plancha de fibras una lámina impresa primorosamente con un dibujo decorativo con aspecto de madera, piedra u otro material, aplicándose en esta lámina una o varias llamadas láminas 5 superpuestas transparentes. Éstas pueden estar hechas, p. ej., de una mezcla de melamina y corindón y aseguran la resistencia a la abrasión, la dureza y la solidez al agua del revestimiento del suelo.
También existen suelos laminados en los que se aplica una lámina de plástico impresa en varios colores en un soporte de plástico estando provista esta disposición a su vez de una o varias capas protectoras transparentes, pero resistentes. También se conocen superficies en las que la capa protectora 10 transparente se aplica de forma líquida endureciendo a continuación. A continuación, se hará referencia a todas estas superficies con el concepto general “laminados”.
El control óptico se dificulta porque numerosos suelos laminados están provistos de una estructura estampada para imitar las propiedades de superficie de materiales naturales como la madera y la piedra natural. Debido a ello, la superficie de la capa protectora ya no es plana. 15
Las disposiciones conocidas para el control óptico de las capas protectoras transparentes y de las superficies de dibujos en color con cámaras de color e iluminación de luz incidente difusa asignada, así como con cámaras de blanco y negro, que detectan la luz reflejada de una iluminación de luz incidente dirigida, se limitan en el caso de estos laminados a la detección de defectos de color y mala colocación del dibujo decorativo así como a la detección de defectos físicos de la capa protectora transparente. 20
No obstante, estas disposiciones no son capaces de detectar defectos pequeños, como puntos opacos en el interior de la capa protectora transparente e identificarlos como tales.
La iluminación de luz incidente difusa es modulada fuertemente por la lámina decorativa de color en su reflexión no dirigida, pero apenas por defectos típicos en la capa protectora transparente, como por ejemplo una ligera lechosidad o una capa protectora localmente rota. Si bien una transparencia 25 ligeramente lechosa varía algo la saturación de los dibujos decorativos de color que han de ser controlados, debido a los esfuerzos de dar un aspecto lo más natural posible a la impresión del dibujo decorativo, las impresiones de dibujos decorativos comprenden un gran espectro de valores de saturación, de modo que una saturación débil provocada por la lechosidad de la capa protectora no puede distinguirse de las diferencias de saturación conscientemente existentes en la impresión del dibujo 30 decorativo.
Si bien la cámara de blanco y negro, que detecta la luz reflejada en la superficie de una iluminación de luz incidente dirigida, puede detectar defectos locales de brillo y de la integridad de la superficie, esta iluminación apenas penetra en la capa protectora transparente, por lo que también cambia poco o de ninguna manera por los defectos en la capa protectora. Además, muchos suelos laminados se fabrican 35 con dibujos de superficie mecánicamente estampados en la capa protectora. En este caso, para un sistema de cámaras que observa en reflexión es prácticamente imposible detectar defectos en el interior de la capa protectora. Ni siquiera pueden detectarse de forma fiable defectos graves en la capa protectora, como por ejemplo roturas locales completas de la capa protectora transparente.
Por lo tanto, los sistemas conocidos para el control óptico de laminados sólo pueden detectar una parte 40 de los defectos de producción y además pueden identificar sólo con una exactitud insuficiente los defectos de producción detectados. En vista de la gran cantidad de superficies fabricadas en todo el mundo, existe un gran interés económico por un procedimiento para el control óptico de superficies, mediante el cual puedan detectarse de forma fiable además de los defectos en el dibujo decorativo y en la superficie de la capa protectora transparente al mismo tiempo también defectos en el interior de la capa protectora 45 transparente.
Según la reivindicación 1, para la detección de puntos defectuosos en el interior de la capa protectora transparente la capa protectora se ilumina con luz emitida por la fuente de iluminación, emitiendo la fuente de iluminación luz de onda corta con un intervalo de longitudes de onda en la zona azul directamente adyacente a la zona ultravioleta que ya no es detectada por el sensor generador de imágenes (42), 50 penetrando la luz que incide en la superficie al menos en parte en la capa protectora y siendo dispersada en los puntos defectuosos. La luz retrodispersada en los puntos defectuosos es detectada por el sensor generador de imágenes y los puntos defectuosos son detectados por el aumento local de la intensidad de la luz detectada por el sensor generador de imágenes en la zona de los puntos defectuosos. La parte de la luz dispersada en los puntos defectuosos es tanto mayor cuanto más cortas sean las ondas de la luz, 55 de modo que se elige una fuente de iluminación cuyo espectro de emisión comprenda la zona de onda corta, visible para el sensor generador de imágenes. De este modo pueden detectarse de forma fiable puntos defectuosos en el interior de la capa protectora.
Para minimizar la influencia de un estampado de la superficie, según una variante preferible del procedimiento, la fuente de iluminación y el sensor generador de imágenes asignado a la fuente de iluminación están dispuestos perpendicularmente encima de la superficie de la capa protectora transparente.
Según otra variante preferible del procedimiento según la invención está prevista una segunda fuente de 5 iluminación, que emite luz con una primera longitud de onda, que excita la capa protectora para fluorescer con luz de una segunda longitud de onda, distinta de la primera longitud de onda. La luz fluorescente es detectada por un sensor generador de imágenes asignado a la segunda fuente de iluminación. A continuación, los puntos defectuosos en la capa protectora transparente se detectan con ayuda de los cambios locales de la intensidad de la luz fluorescente, puesto que por ejemplo en zonas en las que no 10 existe ninguna capa protectora, el sensor generador de imágenes tampoco detecta ninguna luz fluorescente. Para la detección de la luz fluorescente, el sensor generador de imágenes asignado a la segunda fuente de iluminación presenta preferiblemente en el intervalo de longitudes de onda de la segunda longitud de onda una mayor sensibilidad que en el intervalo de longitudes de onda de la primera longitud de onda. Debido a ello, los puntos con una capa protectora intacta parecen más claros que los 15 puntos en los que falta la capa protectora, cuando el sensor generador de imágenes es, por ejemplo, una cámara de blanco y negro.
Según otra variante preferible del procedimiento, para la excitación de la luz fluorescente y para la detección de puntos defectuosos en el interior de la capa protectora transparente mediante dispersión se usa la misma fuente de iluminación en los puntos defectuosos. Para la iluminación del material que ha de 20 ser controlado pueden usarse, por ejemplo, llamadas lámparas de luz negra, que tienen tanto una parte ultravioleta que excita la fluorescencia de la capa protectora como una parte visible de onda corta. De este modo pueden detectarse con una sola fuente de iluminación y una sola cámara tanto los defectos de lechosidad en el interior de la capa protectora transparente con ayuda de la dispersión localmente más elevada como puntos claros de la imagen, además de poder detectarse también la falta local de la capa 25 protectora transparente debido a la fluorescencia localmente inexistente como puntos oscuros en un fondo en general ligeramente claro.
Otra variante preferible del procedimiento prevé que, además del (de los) sensor(es) generador(es) de imágenes se usen sensores generadores de imágenes aptos para colores para la detección de la luz fluorescente o de la luz retrodispersada, mediante los cuales se detectan defectos de color en la 30 superficie de dibujos en color al menos en parte cubierta por la capa protectora transparente. Además, para la detección de defectos en la superficie de la capa protectora transparente puede estar prevista una tercera fuente de iluminación, que emite un rayo de luz dirigido que es reflejado en la superficie de la capa protectora y que es detectado por un sensor generador de imágenes asignado a la tercera fuente de iluminación. En este caso, los defectos en la superficie pueden detectarse por cambios locales de la 35 intensidad de la luz reflejada detectada por el sensor generador de imágenes. De este modo se detectan todos los defectos de la superficie de la capa protectora que reflejan el rayo de luz incidente con un ángulo distinto al ángulo de incidencia (p. ej abolladuras y hoyos) o que lo reflejan con el mismo ángulo pero con otra intensidad (p. ej. puntos localmente demasiado mates o brillantes).
La presente invención indica, además, un uso de una disposición según la reivindicación 17 para el 40 control óptico de superficies mediante el cual pueden detectarse de forma fiable defectos en el interior de la capa protectora transparente.
Según la disposición está prevista una primera fuente de iluminación y un sensor generador de imágenes asignado a la primera fuente de iluminación, detectando el sensor generador de imágenes la luz retrodispersada en los puntos defectuosos en el interior y por debajo de la capa protectora transparente 45 pudiendo detectarse mediante el sensor generador de imágenes los puntos defectuosos por el aumento local de la intensidad de la luz detectada por el sensor generador de imágenes en la zona de los puntos defectuosos.
Otras características y ventajas de la invención resultan de las reivindicaciones subordinadas así como de la descripción expuesta a continuación de varios ejemplos de realización preferibles que están 50 representados en los dibujos adjuntos. En éstos muestran:
La Figura 1 una representación esquemática de una disposición con una cámara de líneas de color, una iluminación de luz incidente difusa y una cámara de líneas de blanco y negro, que detecta la luz reflejada de una iluminación dirigida;
la Figura 2 una representación esquemática de una sección transversal de un suelo laminado estampado, 55 provisto de una capa protectora transparente, mostrándose que los defectos en el interior de la capa protectora no pueden detectarse ni mediante el llamado canal de reflexión ni mediante el llamado canal de color;
la Figura 3 muestra a título de ejemplo que se detectan ligeros defectos de lechosidad en el interior de una capa protectora transparente estampada cuando ésta es irradiada de forma difusa con luz de onda corta detectándose la luz dispersada mediante generación de imágenes;
la Figura 4 muestra a título de ejemplo que pueden detectarse en forma de imágenes roturas locales de la capa protectora transparente con ayuda de la fluorescencia localmente inexistente de la superficie 5 iluminada con una radiación cercana a la zona ultravioleta sin que la detección sea dificultada por el estampado mecánico;
la Figura 5 muestra en una representación esquemática el espectro de emisión de una fuente de iluminación, mediante la cual puede excitarse la fluorescencia de la capa protectora transparente detectándose al mismo tiempo también gracias a la dispersión en función de las longitudes de onda en 10 centros de dispersión en el interior de la capa protectora defectos en el interior de la capa protectora transparente, junto con la curva característica de sensibilidad del sensor generador de imágenes asignado;
las Figuras 6a y 6b muestran a título de ejemplo como puede conseguirse el aislamiento óptico mutuo de las distintas fuentes de iluminación y de las cámaras asignadas a las fuentes de iluminación, por un lado, 15 mediante apantallamiento y, por otro lado, mediante una concepción espectral diferente del intervalo de longitudes de onda del llamado canal de reflexión y del llamado “canal de sobreposición”.
A continuación, denominaremos “canal de color” la disposición de una cámara de color y de una fuente de iluminación que emite luz difusa, “canal de reflexión” la disposición de una cámara de blanco y negro y una fuente de iluminación con rayo de luz dirigido y “canal de sobreposición” la disposición según la 20 invención de una fuente de iluminación de onda corta espectralmente ajustada y una cámara para la detección de defectos en el interior de la capa protectora transparente, así como para la detección de zonas en las que la capa protectora falta del todo.
Según el ejemplo de realización preferible, se usan cámaras para la detección de suelos laminados con generación de imágenes. Por supuesto, la idea inventiva no está limitada al uso de cámaras, sino que 25 comprende todos los tipos de sensores generadores de imágenes, en particular también escáneres que exploran la superficie laminada por puntos, llamados sensores de líneas de contacto y otros sensores generadores de imágenes, como son conocidos entre los expertos en óptica y en el procesamiento de imágenes.
La Figura 1 muestra una vista simplificada de una estructura típica de laminado, que presenta un material 30 soporte 10 (en el caso de laminados para suelos en la mayoría de los casos una plancha de fibras de densidad media o alta; en el caso de laminados de plástico una lámina de plástico de un espesor de varios milímetros). En este soporte se ha colocado a presión una lámina de papel o plástico 11 fina, impresa con varios colores, cuya superficie 12 presenta el aspecto típico, por ejemplo de una estructura de madera, una imitación de mármol o de piedra natural. A continuación sigue una capa protectora 14 35 transparente, la llamada lámina superpuesta, que forma una superficie de laminado dura, resistente a las pisadas y a la abrasión.
Por ejemplo por sistemas para la inspección de baldosas cerámicas (CeraVision®, empresa MASSEN machine vision systems GmbH) es conocido detectar los defectos en el dibujo decorativo con una cámara de color y una evaluación de la imagen de color asistida por ordenador. Para ello, la superficie se ilumina 40 de forma difusa con una fuente de luz blanca y el dibujo de color local se compara con una estadística de colores aprendida previamente con ayuda de una referencia. Esta disposición se denomina “canal de color”. Una disposición de este tipo está representada en las Figuras 1 y 2 y está designada con el signo de referencia 16. La fuente de luz blanca tiene el signo de referencia 18 y la cámara de color el signo de referencia 20. 45
Por ejemplo por la inspección de baldosas cerámicas también es conocido iluminar la superficie adicionalmente con una fuente de luz dirigida y observarla con una cámara de blanco y negro que detecta la superficie desde el mismo ángulo. De este modo se detectan todos los defectos de la superficie de la capa protectora que reflejan el rayo de luz que ilumina con un ángulo distinto del ángulo de incidencia (p. ej. abolladuras y hoyos) o que lo reflejan con el mismo ángulo pero con otra intensidad (p. ej. puntos 50 localmente demasiado mates o brillantes). Esta disposición se denomina “canal de reflexión”. Una disposición de este tipo está representada en las Figuras 1 y 2 y está designada con el signo de referencia 22. La fuente de luz tiene el signo de referencia 24 y la cámara de blanco y negro el signo de referencia 26. La fuente de luz 24 y la cámara de blanco y negro 26 están dispuestas en este ejemplo de realización con el mismo ángulo α respecto a la superficie de laminado. 55
Como está representado en la Figura 2, el canal de reflexión 22 no detecta defectos 30 en el interior de la capa protectora 14, porque el rayo de luz 32 que ilumina ya se refleja en la superficie. En muchos casos, el canal de reflexión 22 ni siquiera detecta cuando la lámina superpuesta falta localmente (una llamada rotura de la lámina superpuesta), en particular en el caso de laminados con una superficie estampada de forma aleatoria, que genera un alto ruido de fondo en el canal de reflexión 22.
Por lo general, la cámara de color 20 tampoco detecta defectos 30 típicos, como por ejemplo una ligera lechosidad y manchas de melanina en el interior de la capa protectora 14, porque estos defectos 30 sólo 5 cambian poco los colores locales, observados a través de la capa protectora 14 transparente, de modo que éstos siguen coincidiendo con la estadística de colores aprendida, a pesar de estos defectos 30. Puesto que muchas superficies laminadas están formadas por dibujos aleatorios y la impresión de la lámina decorativa se realiza de forma aleatoria mediante un desplazamiento consciente de los cilindros impresores así como la falta consciente de sincronización entre los distintos mecanismos entintadores, no 10 puede realizarse una comparación directa de imagen a imagen sino que debe partirse del modelo de una distribución estadística de los dibujos en color.
Por lo tanto, con los procedimientos de inspección de superficies conocidos no es posible detectar defectos 30 en el interior de la capa protectora 14 transparente. En laminados estampados incluso es imposible detectar de forma fiable la falta local total de una lámina superpuesta. 15
Según la presente invención, la superficie del laminado puede detectarse en forma de imagen de tal modo que se detectan con gran fiabilidad defectos 30 en el interior de la capa protectora 14 transparente hasta la falta local total de la capa protectora 14, tanto en el caso de laminados no estampados como en el caso de laminados estampados. Para ello se aprovechan según la invención dos efectos físicos distintos.
Como muestra la Figura 3, la lechosidad de la capa protectora 14 transparente (que se genera p. ej. por 20 una temperatura de prensado y una fuerza de prensado insuficientes) puede describirse como un modelo de dispersión. Las distintas partículas 30 microscópicas transparentes dispersan la luz 36 entrante y reflejan una gran parte 38 de vuelta a la cámara que observa. Cuando las partículas 30 microscópicas son pequeñas en comparación con la longitud de onda λ1 de la luz dispersada, como es el caso aquí, la dispersión en el interior del material aumenta con la cuarta potencia del valor recíproco de la longitud de 25 onda:
I(dispersión) ∼ 1/λ4.
Por lo tanto, se elige según la invención una fuente de iluminación 40 con un intervalo de longitudes de onda λ1 que tenga las ondas más cortas posible. Recomendablemente esto es la zona azul directamente adyacente a la zona ultravioleta ya no detectada por la cámara. La cámara 42 que detecta la luz 30 retrodispersada 38 está provista preferiblemente de un filtro de paso de banda óptico, que sólo deja pasar el intervalo de longitudes de onda λ1 de esta zona optimizada para la dispersión en el interior de la capa protectora 14 y que bloquea luz extraña de otro color. La cámara 42 está dispuesta con preferencia perpendicularmente encima del laminado para detectar la dispersión y la iluminación 40 también está dispuesta perpendicularmente para minimizar la influencia de un estampado de la superficie. Según la 35 invención, la iluminación 36 de onda corta está realizada al menos en parte de forma difusa para minimizar la influencia óptica del estampado de la superficie en la imagen dispersa detectada.
Con este procedimiento y esta disposición pueden detectarse todos los defectos 30 en el interior y debajo (en el ejemplo del suelo laminado de la Figura 2, en la superficie límite entre la capa protectora transparente y la lámina de papel o plástico impresa) de la capa protectora 14 transparente, que se deben 40 a efectos de dispersión en el interior y debajo de la capa protectora 14 transparente. Partículas dispersantes debajo de la capa protectora pueden proceder, p. ej. de restos de melanina, que han quedado entre la lámina superpuesta transparente y el papel decorativo de color.
Mientras que las partículas dispersantes en el interior de la capa protectora transparente retrodispersan la luz difusa, de onda corta entrante, este efecto conduce también a un ensanchamiento de la imagen de 45 una línea de luz proyectada gracias a un halo que crece con la dispersión. En la patente alemana DE 19609045 C1 ya indicada, este efecto se denomina “efecto de halo” y se usa allí para medir la dureza local de una superficie de madera.
Según una variante preferible del procedimiento según la invención, la luz de la fuente de iluminación mediante la cual deben detectarse los defectos en el interior de la capa protectora transparente, se 50 reproduce en forma de una línea en la superficie de la capa protectora transparente. Gracias a la retrodispersión en la zona de los puntos defectuosos, la línea se ensancha en estas zonas. El ensanchamiento es detectado por el sensor generador de imágenes asignado a esta fuente de iluminación, por ejemplo una cámara de blanco y negro. De este modo pueden determinarse puntos defectuosos. 55
La falta total de la capa protectora 14 transparente no puede detectarse con el efecto de dispersión. En particular, en el caso de superficies estampadas, tampoco puede detectarse con el canal de reflexión 22, porque la superficie estampada genera un ruido de imagen, que se sobrepone a la diferencia entre el brillo de una capa protectora 14 existente y el menor brillo del papel decorativo 12 iluminado cuando falta la capa protectora 14.
Según la invención, para ello se aprovecha según la Figura 4 la fluorescencia de la capa protectora 14. 5 Para ello, la superficie se irradia con luz de onda corta de una fuente de iluminación 46, cuyo intervalo de longitudes de onda λ1 está situado en el extremo inferior de la sensibilidad de la cámara que observa. La fluorescencia de la capa protectora 14 intacta conduce a una luz reflejada con una longitud de onda λ2 superior, que está situada en la zona más sensible de la cámara que observa. Por lo tanto, la capa protectora 14 aparece de forma ligeramente clara. 10
Los puntos 50 que faltan, llamadas roturas de la lámina superpuesta, son en cambio oscuros, puesto que el papel decorativo 52 reflectante no muestra propiedades de fluorescencia por lo que la luz reflejada presenta la misma longitud de onda λ1 que la luz emitida por la fuente de iluminación 46.
Los puntos que faltan de la capa protectora transparente también pueden detectarse porque la luz de onda corta emitida por la fuente de iluminación se reproduce en forma de una línea en la superficie que ha 15 de ser controlada. En las zonas en las que la superficie de dibujos en color está cubierta por la capa protectora transparente, la luz fluorescente emitida por la capa protectora cambia la imagen de la línea proyectada en la superficie. Cuando la sensibilidad de la cámara que observa es mayor en la zona de la luz fluorescente que en la zona de la luz excitadora, la línea parece más clara en las zonas cubiertas por la capa protectora que en las zonas no cubiertas por la capa protectora. 20
Para la iluminación de la superficie laminada se usan preferiblemente llamadas lámparas de luz negra, que emiten tanto una parte ultravioleta que excita la fluorescencia de la capa protectora como también una parte visible de onda corta. De este modo pueden detectarse con una sola fuente de iluminación y una sola cámara 42 (véase también la Figura 6a), por un lado, los defectos de lechosidad en el interior de la capa protectora transparente con ayuda de la dispersión localmente mayor como puntos de imagen 25 claros y, por otro lado, la falta local de la capa protectora transparente debido a la fluorescencia localmente inexistente como puntos oscuros en un fondo en general ligeramente claro.
En la Figura 5 puede verse de forma esquemática el espectro S(λ) de la fuente de iluminación 41 junto con la curva característica de sensibilidad E de la cámara, que son necesarios para detectar defectos 30 en el interior de la capa protectora 14 hasta la falta total de la capa protectora 14 aprovechándose al 30 mismo tiempo la dispersión y la fluorescencia.
La fuente de iluminación de luz negra de onda corta tiene, por ejemplo, la curva característica espectral de emisión 54 centrada alrededor de la longitud de onda λ4 media. La cámara de blanco y negro que observa tiene una curva característica de sensibilidad E, que va desde el azul de onda corta hasta el rojo. Para simplificar, esta curva característica E se considera constante hasta la rama ascendente importante 35 en 350 nm.
La fluorescencia de la capa protectora 14 desplaza las longitudes de onda espectrales invisibles para la cámara o poco sensibles a la zona de una mayor sensibilidad de la cámara como se indica con la flecha 56. La capa protectora intacta aparece, por lo tanto, ligeramente clara y la falta de la capa protectora aparece oscura. La dispersión por partículas lechosas de melanina en la capa protectora aumenta la 40 reflexión en el violeta/azul de onda corta de la fuente de iluminación, como se indica mediante la flecha 58. Por lo tanto, las manchas de melanina y la ligera lechosidad aparecen como zonas manifiestamente más claras.
La Figura 6a muestra a título de ejemplo una disposición de los tres canales de imagen “canal de color” 16, “canal de reflexión” 22 y “canal de sobreposición” 60. El aislamiento óptico entre el canal de color 16 y 45 los otros dos canales 22 ó 60 se realiza mediante una separación 62 de la luz blanca difusa. Para conseguir que el espacio necesario para el montaje en la línea de producción sea lo más pequeño posible, según la invención el aislamiento óptico del canal de reflexión 22 y del canal de sobreposición 60 se realiza mediante una separación espectral de la iluminación de reflexión y de la iluminación de sobreposición. La fuente de iluminación 24 dirigida del canal de reflexión 22 está concebida para un 50 intervalo de longitudes de onda λ3 (véase también la Figura 6b), que no se solapa con el intervalo de longitudes de onda λ4 de onda corta de la fuente de iluminación 41 del canal de sobreposición 60.
Por lo tanto, λ3 se desplaza preferiblemente a la zona ROJA o a la primera zona del infrarrojo. Al mismo tiempo, la cámara 26 del canal de reflexión 22 está provista de un filtro de paso de banda óptico con la misma banda de transmisión λ3 para volverse insensible a la iluminación del canal de sobreposición. De 55 forma análoga, la cámara 42 del canal de sobreposición 60 está provista de un filtro óptico con la banda de transmisión λ4, que sólo deja pasar la reflexión de onda corta y la fluorescencia. Estas condiciones se muestran nuevamente en el diagrama espectral de la Figura 6b, estando dividida la curva característica de sensibilidad según el espectro emitido en dos partes E1 y E2 que corresponden respectivamente a la zona de sensibilidad E1 o E2 correspondiente de la cámara 42 del canal de sobreposición 60 y de la cámara 26 del canal de reflexión 22. 5
Gracias a esta separación espectral resultan dos ventajas decisivas: el espacio geométrico necesario para el montaje se reduce claramente y los dos canales “reflexión” y “sobreposición” observan el mismo lugar del laminado. Por lo tanto, sus señales de imagen pueden reunirse en el sentido de un procesamiento de señales multisensorial y multidimensional en una señal de imagen de 2 canales y pueden evaluarse con los procedimientos de la identificación multidimensional de dibujos. Este 10 procesamiento de imagen multidimensional ya está descrito en la solicitud de patente alemana DE 19609045 C1 arriba indicada.
La explicación de la idea inventiva con ayuda de superficies de laminados de madera planas y el uso de cámaras no significa que la idea inventiva esté restringida a estos materiales y estos generadores de imágenes. Para el experto en procesamiento de imagen se sobreentiende que esta idea inventiva y la 15 disposición pueden aplicarse a otras superficies de color, hechas de otros materiales con capas protectoras transparentes, ya sean planas o no, pudiendo usarse otros generadores de imágenes que no sean cámaras. La presente invención puede aplicarse también a sistemas ópticos para la inspección de superficies con canales tridimensionales, canales de rayos X y similares, que comprueban superficies provistas de capas protectoras transparentes. 20

Claims (17)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para el control óptico de una capa protectora (14) transparente y una superficie de dibujos en color (12), cubriendo la capa protectora (14) transparente al menos en parte la superficie de dibujos en color (12), con una primera fuente de iluminación (40) y con un sensor generador de imágenes (42) asignado a la primera fuente de iluminación para la detección de puntos defectuosos (30) en el 5 interior de la capa protectora (14) transparente, siendo los puntos defectuosos (30) puntos opacos en la capa protectora (14) transparente, siendo iluminada la capa protectora (14) con luz emitida por la fuente de iluminación (40) con un intervalo de longitudes de onda en la zona azul directamente adyacente a la zona ultravioleta ya no detectada por el sensor generador de imágenes (42), penetrando la luz que incide en la superficie al menos en parte en la capa protectora (14) y siendo dispersada en los puntos 10 defectuosos (30), siendo detectada la luz retrodispersada en los puntos defectuosos (30) por el sensor generador de imágenes (42) y detectándose los puntos defectuosos (30) por el aumento local de la intensidad de la luz detectada por el sensor generador de imágenes (42) en la zona de los puntos defectuosos (30).
  2. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el sensor generador de imágenes 15 (42) asignado a la primera fuente de iluminación (40) sustancialmente sólo es sensible en el intervalo de longitudes de onda de la luz emitida por la primera fuente de iluminación (40).
  3. 3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque la primera fuente de iluminación (40) y el sensor generador de imágenes (42) asignado a la primera fuente de iluminación (40) están dispuestos perpendicularmente encima de la superficie de la capa protectora (14) transparente. 20
  4. 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la luz emitida por la primera fuente de iluminación (40) es reproducida en forma de una línea en la superficie de la capa protectora (14) transparente y porque el ensanchamiento de la línea en la superficie de la capa protectora (14) debido a la luz retrodispersada en la zona de los puntos defectuosos (30) es detectado por el sensor generador de imágenes (42). 25
  5. 5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque está prevista una segunda fuente de iluminación (46) que emite luz con una primera longitud de onda (λ1) que excita la capa protectora (14) para fluorescer con una luz con una segunda longitud de onda distinta a la primera longitud de onda (λ2), porque la luz fluorescente es detectada por un segundo sensor generador de imágenes asignado a la segunda fuente de iluminación (46) y porque los puntos defectuosos (50) en la 30 capa protectora (14) transparente son detectados por cambios locales de la intensidad de la luz fluorescente.
  6. 6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el sensor generador de imágenes asignado a la segunda fuente de iluminación (46) presenta en el intervalo de longitudes de onda de la segunda longitud de onda (λ2) una mayor sensibilidad que en el intervalo de longitudes de onda de la 35 primera longitud de onda (λ1).
  7. 7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque la luz emitida por la segunda fuente de iluminación (46) se reproduce en forma de una línea en la superficie de la capa protectora (14) transparente y porque el cambio de la intensidad de la línea en la superficie de la capa protectora (14) transparente debido a cambios de la intensidad de la luz fluorescente es detectada por el 40 sensor generador de imágenes.
  8. 8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque los puntos defectuosos (50) son zonas en la superficie de dibujos en color que no están cubiertas por la capa protectora (14) transparente.
  9. 9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como primera 45 fuente de iluminación (40) y como segunda fuente de iluminación (46) se usa una fuente de iluminación (41) única.
  10. 10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque defectos de color en la superficie de dibujos en color (12) son detectados por un sensor generador de imágenes (20) apto para colores. 50
  11. 11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para la detección de defectos en la superficie de la capa protectora (14) transparente se refleja un rayo de luz dirigido, emitido por una tercera fuente de iluminación (24) en la superficie de la capa protectora (14), porque la luz reflejada es detectada por un sensor generador de imágenes (26) asignado a la tercera fuente de iluminación (24) y porque los defectos en la superficie de la capa protectora (14) transparente 55 se detectan por cambios de la intensidad de la luz detectada por el sensor generador de imágenes (26).
  12. 12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque distintos sensores generadores de imágenes (20, 26, 42) con las fuentes de iluminación (18, 24, 41) correspondientes asignadas están apantallados unos respecto a otros.
  13. 13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque los distintos sensores 5 generadores de imágenes (20, 26, 42) con las fuentes de iluminación (18, 24, 41) correspondientes asignadas están apantallados unos respecto a otros porque trabajan en intervalos de longitudes de onda diferentes que no se solapan.
  14. 14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque la primera (41) y la tercera fuente de iluminación (24) emiten luz en distintos intervalos de longitudes de onda que no se solapan y porque 10 los sensores generadores de imágenes (42, 26) asignados a la primera o tercera fuente de iluminación (41, 24) son sensibles en intervalos de longitudes de onda distintos que no se solapan.
  15. 15. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las superficies de dibujos en color (12) y la capa protectora (14) transparente forman parte de elementos de suelos laminados, comprendiendo los elementos de suelos laminados elementos de soporte (10) de madera o 15 plástico en los que están dispuestas láminas (11) impresas con varios colores con una superficie de dibujos en color (12), que están cubiertas por una capa protectora (14) transparente.
  16. 16. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la superficie de la capa protectora (14) transparente está provista de una estructura estampada.
  17. 17. Uso de una disposición que presenta una primera fuente de iluminación (40) y un sensor 20 generador de imágenes (42) asignado a la primera fuente de iluminación (40), presentando el espectro de emisión de la primera fuente de iluminación (40) un intervalo de longitudes de onda en la zona azul directamente adyacente a la zona ultravioleta ya no detectada por el sensor generador de imágenes (42), caracterizado porque el uso es el control óptico de una capa protectora (14) transparente y de una superficie de dibujos en color (12) en la que la capa protectora (14) transparente cubre al menos en parte 25 la superficie de dibujos en color (12), detectando el sensor generador de imágenes (42) en puntos defectuosos (30) en el interior de la capa protectora (14) transparente luz retrodispersada, siendo los puntos defectuosos (30) puntos opacos en la capa protectora (14) transparente, y pudiendo identificarse los puntos defectuosos (30) por el aumento local de la intensidad de la luz detectada por el sensor generador de imágenes en la zona de los puntos defectuosos (30). 30
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