ES2905370T3 - Dispositivo y procedimiento para determinar un ángulo de visión de la imagen doble - Google Patents

Abstract

Dispositivo para determinar un ángulo de visión (σ) de una fuente de luz (11) en un objeto transparente (14) con - un dispositivo de iluminación (10) que tiene una pluralidad de fuentes de luz puntuales (11) que se iluminan al mismo tiempo, al menos parcialmente, teniendo las fuentes de luz una distancia de iluminación (G, G*) con respecto al objeto transparente, estando situadas delante del objeto transparente e incidiendo la luz de la fuente de luz sobre el objeto transparente (14) con un ángulo de incidencia (κ) con respecto a la normal de la superficie, - al menos una cámara (16) configurada para detectar al mismo tiempo las posiciones de una imagen primaria (21a, 71a) y de una imagen secundaria (21b, 71b) de varias fuentes de luz (11) que se iluminan al mismo tiempo sobre un objetivo bidimensional (16a), teniendo el objetivo (16a) una distancia de visión (A, A*) del objeto transparente, dispuesta a lo largo de la trayectoria de la luz detrás del objeto transparente y formando una superficie de grabación o un sensor de imagen de la cámara (16), en donde la imagen primaria (21a, 71a) y la imagen secundaria (21b, 71b) de una fuente de luz (11) son formadas sobre el objetivo (16a) por un elemento de volumen (14a) del objeto transparente (14) iluminado por la fuente de luz (11), y - un dispositivo de evaluación (18) que está configurado, basándose en las posiciones de la imagen primaria (21a, 71a) y de la imagen secundaria (21b, 71b) así como en función de la distancia de visión (A, A*), el ángulo de incidencia (κ) y la distancia de iluminación (G, G*), para determinar el ángulo de visión (o) del respectivo elemento de volumen (14a) del objeto transparente (14), en donde el ángulo de visión (o) representa el ángulo bajo el cual la cámara (16) percibe la imagen primaria (21a, 71a) y la imagen secundaria (21b, 71b) de la fuente de luz.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo y procedimiento para determinar un ángulo de visión de la imagen doble

La invención se refiere a un dispositivo para determinar un ángulo de visión de una fuente de luz sobre un objeto transparente. La invención se refiere, además, a un procedimiento para determinar un ángulo de visión.

Según el Reglamento n° 43 de la Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa (CEPE) sobre las disposiciones uniformes de los materiales de acristalamiento de seguridad y su montaje en los vehículos, de 12 de febrero de 2014, los objetos transparentes, tales como los parabrisas u otras lunas, deben someterse a un ensayo de doble imagen. Según el reglamento, una imagen doble es una imagen secundaria (imagen secundaria) de un objeto que se produce además de la imagen primaria y brillante (imagen primaria). La imagen secundaria se percibe como molesta, especialmente de noche, cuando el objeto (por ejemplo, los faros de un vehículo que se acerca o la luz de una farola) es muy brillante en contraste con el entorno.

El ángulo de doble imagen p (también llamado separación de doble imagen) es el ángulo entre las posiciones de las imágenes primaria y secundaria de un objeto. El ángulo de la doble imagen p viene determinado por las propiedades geométricas del objeto transparente y es independiente de las posiciones del espectador y del objeto. El ángulo de la doble imagen p describe, pues, una propiedad del objeto transparente. Su cálculo para objetos transparentes en forma de cuña se muestra más adelante como ecuación F1. En cambio, el ángulo de visión a describe el ángulo con el que un observador o una cámara perciben una imagen doble de un objeto. El ángulo de visión a depende, pues, de las posiciones del observador o de la cámara, de la posición de la fuente de luz y de las propiedades geométricas del objeto transparente.

Las imágenes secundarias se crean por reflexión y transmisión múltiple de la luz. En particular, en el contexto de la presente invención, se tienen en cuenta las imágenes secundarias que se forman en la transmisión, es decir, cuando el objeto se ve a través del objeto transparente.

La normativa mencionada enumera los procedimientos para comprobar el ángulo de doble imagen. En un procedimiento conocido, se coloca un parabrisas en un ángulo de inclinación predeterminado y a una distancia de una placa iluminada, con un objeto en forma de un orificio anular. La placa de orificio anular iluminada se observa a través del parabrisas en un plano horizontal que contiene un punto central de la placa anular. La placa de orificios anulares se observa una a una a través de cada sección del parabrisas que se va a probar. Si en cualquier punto del parabrisas una imagen secundaria del orificio se desplaza más allá del borde interior de una imagen primaria del anillo, se supera un valor límite de ángulo de imagen doble y el parabrisas se clasifica como no conforme con los requisitos de calidad.

En otro procedimiento conocido, se disponen un parabrisas entre un telescopio de observación y un telescopio de colimación. El telescopio colimador traza un sistema de coordenadas polares en el infinito con un punto brillante en el centro. En el plano focal del telescopio de observación sigue habiendo un punto oscuro en el eje óptico. El ángulo de doble imagen se lee como la distancia entre dos puntos brillantes representados por el telescopio de observación en el sistema de coordenadas polares, el primer punto representa la imagen primaria y el segundo punto brillante representa la imagen secundaria. Al representar simultáneamente el sistema de coordenadas polares, el ángulo de la doble imagen se puede determinar con mayor precisión que con el procedimiento presentado anteriormente.

Del documento US 2010/0232677 A1 se conocen varios procedimientos y dispositivos para determinar el ángulo de la doble imagen.

La comprobación de las imágenes dobles es cada vez más importante. Las imágenes dobles provocan un mal aspecto estético de las lunas. Además, debido al creciente número de pantallas de visualización delantero integradas en los vehículos, se están estableciendo requisitos nuevos o más estrictos en relación con las imágenes dobles en las ventanas. Además, las cámaras usadas en los sistemas de asistencia a los vehículos también pueden verse afectadas por una doble imagen.

Para cumplir con los elevados requisitos, el ángulo de doble imagen, especialmente en el caso de las lunas para automóviles, debe probarse en un área lo más completa posible con una densidad de puntos de medición muy alta, por lo que se necesitan hasta 2 millones de puntos de medición por cada la luna. En este caso, el doble ángulo de visión de una luna que cumpla los requisitos de calidad en un campo de visión no debe superar un valor máximo permitido.

Una desventaja de los procedimientos de ensayo descritos anteriormente según el Reglamento n° 43 es que la medición debe realizarse de manera individual en cada punto del panel que se va a ensayar, lo que requiere mucho tiempo. Si se quiere examinar el mayor número posible de lunas en poco tiempo, deben funcionar simultáneamente varios dispositivos de examen. Esto da lugar a costes adicionales. Además, al menos la luna o la placa iluminada deben moverse entre dos puntos de medición consecutivos. El elevado número de movimientos complica el proceso, aumenta el riesgo de errores de ajuste y el desgaste de las piezas móviles.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo para determinar un ángulo de visión en un objeto transparente, que tiene un diseño sencillo, y que puede determinar el ángulo de visión de forma rápida y fiable con una alta densidad de puntos de medición, incluso en objetos transparentes con una gran superficie. La tarea consiste, además, en especificar un procedimiento para determinar un ángulo de visión en un objeto transparente, con el que un objeto transparente con una alta densidad de puntos de medición pueda ser probado fácil y rápidamente con respecto al ángulo de visión.

El objetivo anterior se consigue mediante un dispositivo con las características de la reivindicación 1.

En el contexto de la invención, el término elemento de volumen se entiende como una sección tridimensional del objeto transparente que se extiende a lo largo de todo el grosor del objeto transparente, es decir, desde su lado delantero hasta su lado posterior. El lado delantero del objeto transparente se define como el lado del objeto transparente que está orientado hacia el dispositivo de iluminación y el lado posterior se define como el lado del objeto transparente opuesto al lado delantero. El objeto transparente se compone, por tanto, de una multitud de elementos de volumen. En general, los ángulos de visión creados en diferentes elementos de volumen del objeto transparente pueden tener un valor diferente. Cada elemento de volumen es iluminado por una sola fuente de luz de la pluralidad de fuentes de luz del dispositivo de iluminación. El dispositivo de iluminación está situado delante del objeto transparente, mientras que el objetivo está situado a lo largo de la trayectoria de la luz, por detrás del objeto transparente. De este modo se determina el ángulo de visión en la transmisión.

El objeto transparente es preferentemente una ventanilla, particularmente preferente un parabrisas. En particular, la luna puede ser total o parcialmente de vidrio templado o de vidrio laminado. Además, la luna puede ser, por ejemplo, una luna de vidrio, una luna de seguridad con plástico, una luna de vidrio-plástico, una luna de plástico, una luna de seguridad laminada o una luna blindada.

Los objetos transparentes, en particular los parabrisas, se disponen normalmente con un ángulo de inclinación predeterminado para la medición del ángulo de visión, en donde el ángulo de inclinación predeterminado se corresponde en particular con la posición de montaje posterior del objeto transparente. En este caso, las fuentes de luz y la cámara están dispuestas en un plano horizontal. El ángulo de inclinación de un objeto transparente es el ángulo que forma una línea de unión entre un borde superior y un borde inferior del objeto transparente con una línea en dirección vertical. La altura del objeto transparente es su extensión a lo largo de la dirección vertical. El objeto transparente puede ser movido en relación con el iluminador y el objetivo al menos en una dirección horizontal. Por ejemplo, la posición de montaje de un parabrisas durante una prueba de ángulo de visión, en particular su ángulo de inclinación, está predeterminada por la manera en la que se va a usar el parabrisas en un vehículo. El plano horizontal en este caso es paralelo al plano de la base del vehículo.

El objetivo está formado por una superficie de grabación (tal como una película, un chip CCD o un chip CMOS) o un sensor de imagen de la al menos una cámara, de modo que en este caso la cámara captura directamente las imágenes primarias y secundarias.

Con el dispositivo según la invención, el ángulo de visión para una pluralidad de elementos de volumen, y en concreto para cada elemento de volumen iluminado por las fuentes de luz, puede determinarse simultáneamente sin tener que mover el objeto transparente en relación con el dispositivo de iluminación y el objetivo. Cada fuente de luz se usa para detectar los ángulos de visión de un único elemento de volumen asociado sobre la base de la trayectoria óptica de la luz, a través de la cual pasa la luz de la respectiva fuente de luz, por lo que se determina simultáneamente el comportamiento de la doble imagen de diferentes elementos de volumen por diferentes fuentes de luz. Esto reduce considerablemente el tiempo necesario para el control de calidad del objeto transparente. A partir de ahí, también se puede calcular el ángulo de la doble imagen para cada elemento de volumen.

Las posiciones de la imagen primaria y de la imagen secundaria de la fuente de luz iluminadora se detectan preferentemente de forma bidimensional en el objetivo. Así, cada posición tiene un componente horizontal y otro vertical. El objetivo está preferentemente orientado perpenciular al plano horizontal de la trayectoria de la luz desde la fuente de luz hasta el objetivo.

Para determinar el ángulo de visión de un elemento de volumen, se determina la distancia de la posición de la imagen secundaria con respecto a la posición de la imagen primaria en el objetivo. A partir de esto se puede calcular el ángulo de visión usando las funciones de ángulo conocidas, ya que se conocen la longitud de la trayectoria de la luz desde la fuente de luz hasta el objetivo y la posición del objeto transparente en la trayectoria de la luz. Preferentemente, puede ser suficiente con determinar si la distancia entre las posiciones de las imágenes primarias y secundarias es mayor que un valor de distancia máximo predeterminado. Si la distancia es mayor que el valor máximo de la distancia, el objeto transparente se clasifica como defectuoso. De este modo, se puede reducir el esfuerzo necesario para determinar el ángulo de visión.

En otra forma de realización preferente, las posiciones de las imágenes primarias y las imágenes secundarias de un dispositivo de iluminación, que tiene una o más filas adyacentes horizontales de una pluralidad de fuentes de luz dispuestas una sobre otra (verticalmente), son detectadas al mismo tiempo por la cámara. De manera especialmente preferente, varias fuentes de luz iluminan simultáneamente los elementos de volumen en toda la altura del objeto transparente. De este modo, se determinan en un solo paso los ángulos de visión de los elementos de volumen que se extienden por toda la altura del objeto transparente. Para un análisis completo del objeto transparente, éste se desplaza en dirección horizontal con respecto al iluminador y al objetivo. De manera alternativa, al mismo tiempo, las posiciones de las imágenes primarias y las imágenes secundarias de un dispositivo de iluminación con una o más filas superpuestas verticales de fuentes de luz yuxtapuestas de manera horizontal pueden ser capturadas por la cámara, que iluminan simultáneamente los elementos de volumen en todo el ancho del objeto transparente.

En un perfeccionamiento de la invención, el objetivo comprende al menos dos cámaras dispuestas para capturar al mismo tiempo las posiciones de la imagen primaria y de la imagen secundaria de las fuentes de luz que se iluminan simultáneamente. Esto permite determinar al mismo tiempo el ángulo de visión de más elementos de volumen del objeto transparente. El uso de múltiples cámaras también puede garantizar que, con respecto a cada fuente de luz, la dirección de observación sea esencialmente perpendicular a la trayectoria del objeto transparente en un plano horizontal.

En una forma de realización preferente del dispositivo según la invención, las fuentes de luz del dispositivo de iluminación pueden encenderse y apagarse por separado, de tal manera que tiene lugar una adquisición escalonada de las imágenes primarias y secundarias de todas las fuentes de luz, en donde en cada paso un subconjunto de la pluralidad de fuentes de luz se enciende al mismo tiempo y otro subconjunto se apaga al mismo tiempo, en donde preferentemente al menos para una parte de dos fuentes de luz adyacentes se enciende una fuente de luz y se apaga la otra. De este modo, se puede controlar la densidad de las fuentes de luz encendidas y adaptarse a las necesidades. La adquisición paso a paso de las imágenes primarias y secundarias de todas las fuentes de luz puede aumentar la precisión y la fiabilidad de la determinación del ángulo de visión, especialmente para los elementos de volumen adyacentes del objeto transparente. Por consiguiente, se puede lograr una mayor densidad de puntos de medición.

La ventaja de este ejemplo de realización se describe a continuación con referencia a dos fuentes de luz directamente adyacentes. De un modo general, para determinar correctamente el ángulo de visión, es necesario asignar el punto de luz formado en el objetivo a una sola fuente de luz de las que brillan al mismo tiempo y determinar si cada una es una imagen primaria o una imagen secundaria de la fuente de luz. Esta asignación o determinación no siempre es posible con claridad y, por lo tanto, es causa de errores, aunque las imágenes primarias y las secundarias se pueden diferenciar por su intensidad. Si solo se enciende una de las fuentes de luz adyacentes en un paso y la otra fuente de luz se enciende en un segundo paso, se puede mejorar la asignación a la fuente de luz y la determinación del tipo de imagen y aumentar así la precisión de la determinación del ángulo de visión.

En diversos ejemplos de realización, por ejemplo, cada segunda, cada tercera o cada cuarta fuente de luz de una fila de fuentes de luz, dispuestas una al lado de la otra en la dirección horizontal y/o en la dirección vertical, pueden ser conmutadas una tras otra alternativamente en dos, tres o cuatro pasos.

Se prefiere además que el dispositivo de iluminación esté compuesto por una pluralidad de filas de fuentes de luz que se extienden de manera vertical y que están dispuestas una al lado de la otra en la dirección horizontal, estando las respectivas fuentes de luz adyacentes de dos filas adyacentes separadas entre sí en la dirección horizontal. En la dirección vertical, las fuentes de luz directamente adyacentes de las filas adyacentes también tienen una distancia (es decir, están dispuestas desplazadas entre sí), por lo que la distancia en la dirección vertical difiere de la distancia en la dirección horizontal en un ejemplo de realización particularmente preferente, ya que el componente horizontal del ángulo de visión suele ser menor que el respectivo componente vertical. Esto permite realizar diferentes densidades de fuentes de luz para un dispositivo de iluminación adecuado para medir diferentes objetos transparentes.

En otro ejemplo de realización ventajoso, la cámara solo captura el componente vertical de las posiciones de la imagen primaria y la imagen secundaria de cada fuente de luz, y el dispositivo de evaluación solo usa los componentes verticales capturados de las posiciones para determinar el ángulo de visión. Esto es especialmente ventajoso para los parabrisas. Su ángulo de inclinación está determinado por su posición de montaje prevista en un vehículo. Debido a su forma curvada y a su ángulo de inclinación, los parabrisas suelen provocar mayores ángulos de doble imagen y/o ángulos de visión en la dirección vertical que en la horizontal. Al usar solo la componente vertical para determinar el ángulo de visión, se puede simplificar y acelerar la determinación.

Preferentemente, las fuentes de luz directamente adyacentes encendidas del dispositivo de iluminación pueden ser controladas de tal manera que tengan intensidades de luz diferentes, es decir, que las fuentes de luz directamente adyacentes iluminen el objeto transparente con diferente intensidad de luz (brillo). De manera alternativa o adicional, las fuentes de luz directamente adyacentes encendidas pueden iluminar el objeto transparente con diferentes colores (color de la luz). Con este control de la intensidad, también es posible una densidad de puntos de medición especialmente alta durante un paso. Una fuente de luz fuerte brilla con mayor intensidad luminosa que una fuente de luz débil vecina y, por lo tanto, produce una imagen primaria y una imagen secundaria más intensas que la fuente de luz débil. Basándose en las diferentes intensidades, las imágenes primarias y secundarias pueden asignarse mejor a la fuente de luz respectiva. En un ejemplo de realización particularmente preferente de la invención, más de dos fuentes de luz adyacentes encendidas pueden ser controladas de tal manera que tengan más de dos niveles diferentes de intensidad de luz. Esto permite aumentar aún más la densidad de puntos de medición.

Preferentemente, una parte de las fuentes de luz brilla con un primer color (color de la luz) y otra parte de las fuentes de luz brilla con un segundo color (color de la luz) diferente del primer color, por lo que muy preferentemente dos fuentes de luz adyacentes brillan con colores diferentes. La asignación de las imágenes primarias y secundarias en función de sus valores de color también permite una mayor densidad de puntos de medición. n este caso se parte de la base de que, para los distintos colores de la luz, los espectros continuos o discontinuos de las fuentes de luz difieren significativamente, es decir, en especial en su máximo.

En otro ejemplo de realización ventajoso de la invención, se dispone un filtro óptico en la trayectoria de la luz por delante de la al menos una cámara. Se prefiere especialmente un filtro de color. Alternativa o adicionalmente, se puede proporcionar un filtro de polarización. El filtro óptico protege a la cámara de la luz ambiental, ya que se ajusta el filtro con precisión a las intensidades previstas de las imágenes primarias y secundarias.

Preferentemente, las fuentes de luz tienen una densidad de fuente de luz de más de 1/50 mm, preferentemente de más de 1/20 mm, más preferentemente de más de 1/5 mm. Esto permite una mayor precisión en las mediciones.

En un ejemplo de realización preferente de la invención, el dispositivo de iluminación está dispuesto en un primer lado del objeto transparente y el objetivo (por ejemplo, el sensor de imagen de la cámara) está dispuesto en un segundo lado del objeto transparente, opuesto al primer lado. El objeto transparente se coloca entre el dispositivo de iluminación y la cámara con el objetivo. El resultado es una imagen primaria de alta intensidad. La intensidad de la imagen secundaria es significativamente menor que la de la imagen primaria. Por consiguiente, las imágenes primarias de una multitud de fuentes de luz que brillan simultáneamente pueden distinguirse de las imágenes secundarias de forma muy fácil, rápida y fiable basándose en las intensidades.

En un ejemplo de realización particularmente preferente, al menos un espejo está dispuesto en la trayectoria de la luz por delante del objeto transparente. La longitud del recorrido de la luz entre el dispositivo de iluminación y el objeto transparente es, por ejemplo, de 7 m, tal como se especifica en la norma ECE-R43. La luz procedente del dispositivo de iluminación es reflejada y desviada por el al menos un espejo, de tal manera que se pliega el recorrido de la luz entre el dispositivo de iluminación y el objeto transparente. Con al menos un espejo, se reduce considerablemente el espacio necesario para el recorrido de la luz previsto.

En un perfeccionamiento de la invención, se proporcionan LED como fuentes de luz. Como los LED son fuentes de luz comparativamente pequeñas, pueden servir directamente como fuentes de luz puntuales. No se necesitan diafragmas adicionales. Además, los LED se pueden controlar y conmutar muy fácilmente por separado. Otra ventaja es que pueden disponerse muy cerca unos de otros, es decir, con una alta densidad. Son baratos, su consumo de energía es bajo y son comparativamente robustos, incluso con repetidas operaciones de conmutación. Así se reducen los costes y el riesgo de fallos en el funcionamiento de los equipos de iluminación. También generan poco calor residual. Esto es especialmente importante con fuentes de luz de alta densidad para evitar problemas térmicos de la luminaria durante su funcionamiento. Los LED pueden configurarse como diodos láser.

Por fuentes de luz puntuales se entienden también las aberturas de un dispositivo de iluminación ampliado, que se realizan mediante aberturas y de las que emerge luz puntual en la dirección del objeto transparente. Preferentemente, las aberturas puntuales están formadas por filtros de polarización conmutables, de manera especialmente preferente por elementos de cristal líquido, cuya transmitancia para la luz puede ser controlada por separado.

En un ejemplo de realización, cada fuente de luz puntual del dispositivo de iluminación puede tener un anillo de iluminación concéntrico con el centro de la fuente de luz, análogo a la placa de orificios anulares del ECE-R43 descrita anteriormente. Esto facilita la comprobación punto por punto y de manera simultánea para varias fuentes de luz del dispositivo de iluminación si el ángulo secundario cumple el requisito de estar dentro de la imagen del anillo.

Preferentemente, la al menos una cámara es una cámara matricial que captura imágenes bidimensionales de la cámara, compuestas por filas y columnas. De este modo, las posiciones de las imágenes primarias y secundarias se registran con una resolución espacial bidimensional basada en su posición en relación con las filas y las columnas. De manera particularmente preferente, la al menos una cámara tiene un sensor de imagen fabricado con tecnología CCD o CMOS. Estas cámaras alcanzan una alta resolución y una gran velocidad de grabación.

El objetivo anterior se consigue, además, mediante un procedimiento que tiene las características de la reivindicación 7.

En el procedimiento según la invención para determinar un ángulo de visión de una fuente de luz sobre un objeto transparente, el objeto transparente se ilumina mediante un dispositivo de iluminación con una pluralidad de fuentes de luz puntuales, que se iluminan al menos parcialmente de forma simultánea, registrándose al mismo tiempo las posiciones de una imagen primaria y una imagen secundaria de una pluralidad de fuentes de luz iluminadas simultáneamente mediante al menos una cámara sobre un objetivo bidimensional, en donde la imagen primaria y la imagen secundaria de una fuente de luz son generadas por el elemento de volumen, iluminado por la fuente de luz respectiva, del objeto transparente en el objetivo, y en donde el ángulo de visión del elemento de volumen respectivo del objeto transparente se determina mediante un dispositivo de evaluación basado en las posiciones de la imagen primaria y de la imagen secundaria.

En un ejemplo de realización ventajoso de la invención, las fuentes de luz del dispositivo de iluminación se encienden y se apagan por separado, de tal manera que se realiza una adquisición por pasos de las imágenes primarias y secundarias de todas las fuentes de luz, en donde en cada paso se enciende un subconjunto de la pluralidad de fuentes de luz simultáneamente y se apaga otro subconjunto al mismo tiempo, preferentemente con al menos una parte de dos fuentes de luz adyacentes encendidas y la otra fuente de luz apagada.

Preferentemente, la cámara captura solo los componentes verticales de las posiciones de la imagen primaria y de la imagen secundaria de cada fuente de luz, y el dispositivo de evaluación usa solo los componentes verticales capturados de las posiciones para determinar el ángulo de visión.

En un ejemplo de realización ventajoso del procedimiento según la invención, las fuentes de luz adyacentes del dispositivo de iluminación se controlan de tal manera que tienen un brillo diferente. En otros ejemplos de realización, diferentes fuentes de luz (por ejemplo, adyacentes) pueden presentar colores (longitudes de onda) y/o polarizaciones diferentes, además, o como alternativa a diferentes brillos/intensidades.

Los modos de proceder mencionados y sus ventajas ya han sido explicados anteriormente con respecto al dispositivo según la invención. Otros procedimientos, variaciones y ventajas explicadas para el dispositivo se aplican en consecuencia al procedimiento según la invención.

Preferentemente, durante la determinación del ángulo de visión se mueve el objeto transparente en relación con el dispositivo de iluminación y el objetivo. De este modo, el ángulo de visión puede determinarse en varios pasos sucesivos para un gran número de elementos de volumen en cada caso, de tal modo que es posible un análisis rápido y completo de la superficie del objeto transparente.

En un ejemplo de realización ventajoso, para al menos un elemento de volumen del objeto transparente y basándose en al menos un primer ángulo de visión determinado al medir bajo un primer parámetro ambiental (es decir, bajo una primera configuración), se determina por medio de cálculo un segundo ángulo de visión para un segundo parámetro ambiental (es decir, para una segunda configuración), diferente del primer parámetro ambiental. Para parámetros o configuraciones ambientales diferentes, por ejemplo, la distancia del objeto transparente al objetivo (por ejemplo, el sensor de imagen de la cámara, la distancia también se denomina en lo sucesivo distancia de visualización), el ángulo de inclinación del objeto transparente o el ángulo de incidencia y/o la distancia del dispositivo de iluminación al objeto transparente (distancia de iluminación), el ángulo de visualización puede diferir para el mismo elemento de volumen. Con el procedimiento anterior, a partir de la medición del primer ángulo de visión bajo el primer parámetro ambiental (es decir, en la primera configuración), no se requiere ninguna medición adicional del segundo ángulo de visión. En su lugar, se puede calcular el ángulo de visión con respecto al segundo parámetro ambiental (es decir, con respecto a la segunda configuración).

Tanto el procedimiento según la invención como el dispositivo según la invención tienen la ventaja de que pueden extraer y separar la porción del ángulo de visión medido en el respectivo elemento de volumen, que es el resultado de una curva o de una curvatura del objeto transparente, y la porción que resulta de la forma de cuña posiblemente existente del objeto transparente. Esto puede facilitar el análisis de errores, por ejemplo.

En otro ejemplo de realización del procedimiento, se determina un componente del ángulo de visión causado por un radio de curvatura y un grosor del objeto transparente en el elemento de volumen respectivo. La determinación de esta porción resultante de la curvatura del objeto transparente se basa en el hecho de que se conocen el radio de curvatura y el espesor del objeto transparente en el elemento de volumen respectivo. Esto suele venir predeterminado por el diseño del objeto transparente. La determinación también puede llevarse a cabo, por ejemplo, en un elemento de volumen correspondiente de una luna de referencia comparable que no tenga una cuña adicional. Este procedimiento determina la componente del ángulo de visión debida al espesor y al radio de curvatura.

De manera correspondiente, en otro ejemplo de realización del procedimiento según la invención, se determina un componente del ángulo de visión causado por un ángulo de cuña en el respectivo elemento de volumen del objeto transparente. Preferentemente, también se puede determinar el ángulo de cuña del elemento de ángulo de cuña. En este caso, un elemento de volumen tiene un ángulo de cuña si sus lados delantero y posterior no son paralelos. Esto permite identificar los ángulos de cuña no deseados y usar su tamaño y su distribución en el objeto transparente como criterio de calidad del objeto transparente examinado.

El ángulo de cuña determinado puede usarse además para determinar el segundo ángulo de visión asociado del respectivo elemento de volumen bajo un parámetro ambiental diferente. Por lo tanto, la determinación del segundo ángulo de visión en este ejemplo de realización comprende los siguientes pasos:

• Cálculo de un ángulo de cuña del elemento de volumen basado en el primer ángulo de visión determinado y

• Cálculo del segundo ángulo de visión usando el ángulo de cuña calculado.

La separación de las partes del ángulo de visión determinado metrológicamente basándose en el radio de curvatura y el grosor, o basándose en el ángulo de cuña, puede usarse en particular para determinar con una gran precisión el segundo ángulo de visión para un segundo parámetro ambiental. Las proporciones se calculan independientemente para el segundo parámetro medioambiental. Esto simplifica el cálculo del segundo ángulo de visión.

En otro ejemplo de realización preferente, el ángulo de imagen doble se determina para al menos un elemento de volumen del cuerpo transparente, basado en el ángulo de visión determinado por la medición de las posiciones de las imágenes primaria y secundaria. De manera particularmente preferente, el doble ángulo de visión se calcula usando el ángulo de cuña y un ángulo de incidencia, por lo que el ángulo de cuña y el ángulo de incidencia se determinan a partir del ángulo de visión. De este modo, el doble ángulo de visión puede determinarse de manera rápida y sin necesidad de realizar mediciones adicionales.

Según la invención, la determinación de los ángulos de visión individuales puede tener lugar muy rápidamente, en particular con gran rapiredez en comparación con una velocidad de un movimiento relativo del objeto transparente con respecto al dispositivo de iluminación y al objetivo. Por ejemplo, necesita el

Detección de las posiciones de una imagen primaria y de una imagen secundaria de varias fuentes de luz que se iluminan simultáneamente en menos de un milisegundo. En la fabricación de parabrisas, la velocidad de avance actual es de unos 40 metros por minuto. Así, en un milisegundo, la luna avanza aproximadamente 0,7 mm. En consecuencia, la determinación de los ángulos de visión individuales no se ve afectada por el movimiento relativo simultáneo. Esto facilita el proceso y el control del análisis de toda la superficie del objeto transparente.

Según la invención, el dispositivo de evaluación del dispositivo para determinar un ángulo de visión está configurado para llevar a cabo los pasos del procedimiento anteriores y, en particular, los cálculos descritos anteriormente. Para ello, el dispositivo de evaluación con procesador dispone de los correspondientes software y hardware, incluyendo la memoria y el sistema de bus.

Se explica a continuación la invención con ayuda de ejemplos de realizaciones y con referencia a las figuras. En este contexto, todas las características descritas y/o ilustradas constituyen el objeto de la invención, ya sea individualmente o en cualquier combinación, incluso con independencia de su resumen en las reivindicaciones o de sus referencias.

Se muestra esquemáticamente:

Fig. 1 en una sección longitudinal, un primer ejemplo de realización del dispositivo según la invención para determinar un ángulo de visión de una fuente de luz sobre un objeto transparente en forma de parabrisas,

Fig. 2, 2a en sección transversal, la creación de un ángulo de visión (Fig. 2) a través de un único elemento de volumen iluminado de un objeto transparente, o de un ángulo de visión doble (Fig. 2a), a través del objeto transparente,

Fig. 3 en una vista delantero, las posiciones de una imagen primaria y una imagen secundaria de una única fuente de luz sobre un objetivo,

Fig. 4 Intensidades de las imágenes primarias y secundarias de seis fuentes de luz superpuestas verticalmente de la Fig. 1, si las fuentes de luz adyacentes tienen una intensidad de luz diferente,

Fig. 5 en una sección longitudinal, una segunda forma de realización del dispositivo según la invención,

Fig. 6 en una vista delantera, un dispositivo de iluminación,

Fig. 7 en sección transversal, la creación de un ángulo de visión mediante un único elemento de volumen iluminado en forma de cuña de un objeto transparente,

Fig. 8 la generación de un ángulo de visión análogo al de la Fig. 7 bajo un segundo parámetro ambiental,

Fig. 9-11 en una sección transversal, la creación de un ángulo de visión mediante un único elemento de volumen iluminado curvado de un objeto transparente y

Fig. 12 en una sección longitudinal, un tercer ejemplo de realización del dispositivo según la invención para determinar un ángulo de visión de una fuente de luz sobre un objeto transparente en forma de parabrisas.

El primer ejemplo de realización de un dispositivo según la invención que se muestra en la Fig. 1 tiene un dispositivo de iluminación 10 con, por ejemplo, nueve fuentes de luz puntuales 11 que se iluminan simultáneamente y que están dispuestas verticales una sobre otra en una fila, que están realizadas, por ejemplo, como l Ed . El dispositivo de iluminación 10 está dispuesto en una primera cara de un objeto transparente en forma de un parabrisas (en adelante, abreviado como luna) 14. En una segunda cara de la luna 14, opuesta a la primera cara, hay una cámara 16. La luna 14 está dispuesta en una dirección horizontal 12 a una distancia 13 de, por ejemplo, 7 m del dispositivo de iluminación 10 e inclinada con un ángulo de inclinación 15 con respecto a una dirección vertical, correspondiendo el ángulo de inclinación preferentemente a la posición de montaje posterior de la luna 14. Cada fuente de luz 11 emite luz en la dirección de la luna 14, iluminando un elemento de volumen respectivo 14a de la luna 14. El objetivo está formado por la superficie receptora 16a de la cámara 16. La cámara 16 capta simultáneamente las posiciones de una imagen primaria 21a y una imagen secundaria 21b (véase la Fig. 3) para cada una de las fuentes de luz iluminantes 11. En el recorrido de la luz, por delante de la cámara 16, puede disponerse un filtro óptico 17, que solo es transparente a la longitud de onda con la que iluminan las fuentes de luz 11. En este caso, la cámara 16 no detecta la luz de interferencia de otras fuentes con otras longitudes de onda. Un dispositivo de evaluación 18 conectado a la cámara 16 determina simultáneamente los ángulos de visión de los elementos de volumen 14a iluminados de la luna 14 sobre la base de las posiciones de cada una de las imágenes primarias y secundarias asociadas 21a, 21b, tal como se describirá más adelante, para todos los elementos de volumen 14a iluminados por el dispositivo de iluminación 10.

Alternativamente, el dispositivo de iluminación 10 de la Fig. 1 puede tener doce fuentes de luz 11 (por ejemplo con una separación de 4,5 mm) dispuestasverticales una debajo de la otra, en donde las fuentes de luz se pueden encender y apagar por separado. Para explicar un patrón de conmutación a modo de ejemplo, el estado de cada fuente de luz está marcado con "1" para el encendido y "0" para el apagado. En un primer paso, visto de arriba a abajo, se enciende una de cada cuatro fuentes de luz 11 (primer patrón de conmutación: 100010001000). En un segundo paso, se apagan las fuentes de luz que se encendieron en el primer paso y se encienden las que están por debajo (segundo patrón de conmutación): 010001000100). De manera análoga, sigue un tercer paso con un estado de conmutación correspondiente a un tercer patrón de conmutación 001000100010 y un cuarto paso con un estado de conmutación correspondiente a un cuarto patrón de conmutación 000100010001. Con ello, en el total de cuatro pasos con todas las fuentes de luz 11 del dispositivo de iluminación 10, se puede determinar el ángulo de visión en cada caso para un solo elemento de volumen sin que para las fuentes de luz 11 adyacentes en la asignación de las imágenes primarias y secundarias 21a, 21b (véase la Fig. 2) surjan dificultades debido a la alta densidad de fuentes de luz.

También son concebibles dispositivos de iluminación 10 con un número y/o una distribución diferentes de las fuentes de luz 11.

La Fig. 2 muestra un único elemento de volumen 14a de la luna 14 de la Fig. 1, que es iluminado por una única fuente de luz 11 de la Fig. 1. Un haz de luz procedente de la fuente de luz 11 incide en el elemento de volumen iluminado 14a con un ángulo de incidencia k con respecto a la normal de la superficie. Una parte de la luz procedente de la fuente luminosa 11 sigue una trayectoria de la luz primaria 19a y atraviesa el elemento de volumen 14a sin reflejarse en él. Otra parte de la luz procedente de la fuente de luz 11 sigue una trayectoria de la luz secundaria 19b y pasa a través del elemento de volumen 14a con reflexión en la segunda interfaz de la luna 14. En la segunda cara del elemento de volumen 14a, que corresponde a la segunda cara de la luna 14 de la Fig. 1, la trayectoria luminosa primaria 19a y la trayectoria luminosa secundaria 19b discurren con un ángulo de visión a entre ellas. En el caso de la luna 14 se trata de una luna plana, es decir, no curvado, con una cuña. Esto significa que la parte delantera y la parte trasera de la luna 14 en la zona del elemento de volumen iluminado 14a no son paralelas entre sí, sino que forman un ángulo de cuña n.

La figura 2a ilustra la formación del ángulo de imagen doble p por la trayectoria de luz primaria 19a y la trayectoria de luz secundaria 19b de un haz de luz incidente 19 a través de la luna 14. Para el doble ángulo de visión p resulta

En donde n es el índice de refracción del material de la luna 14, k es el ángulo de incidencia del haz incidente 19 y n es el ángulo de cuña de la luna 14.

En la Fig. 3, se muestra esquemáticamente una sección del objetivo 16a de la cámara 16 de la Fig. 1. Se muestran posiciones a modo de ejemplo de una imagen primaria 21a y de una imagen secundaria 21b de una única fuente de luz 11. Basándose en una distancia vertical 22 y una distancia horizontal 23 de las posiciones de la imagen primaria 21a y de la imagen secundaria 21b en el objetivo 16a, el dispositivo de evaluación 18 de la Fig. 1 puede determinar el ángulo de visión a para el elemento de volumen 14a de la luna 14 de la Fig. 1 iluminado por la fuente de luz 11. Alternativamente, se pueden determinar las posiciones horizontales y verticales absolutas de la imagen primaria 21a y de la imagen secundaria 21b en un sistema de coordenadas bidimensional del objetivo 16a. La longitud de la trayectoria de la luz desde la fuente de luz 11 hasta el objetivo 16a es conocida. La distancia vertical 22 se determina a partir del número de píxeles verticales Pv determinado por la cámara 16. Con la ayuda de un factor de proporcionalidad Fv, que incluye un paso de píxeles y una escala de imagen de la cámara 16 en la dirección vertical, se determina una componente vertical pv = arctan(Pv*Fv/E) del ángulo de imagen doble p, teniendo en cuenta la distancia E entre el objetivo 16a y la luna. El procedimiento es análogo para el cálculo de una componente horizontal del ángulo doble de la imagen ph, partiendo de un número de píxel horizontal Ph. Del mismo modo, también se capturan una imagen primaria y otra secundaria para cada fuente de luz adicional 11 y se determina el ángulo de imagen doble con sus dos componentes pv y ph. Se puede adoptar un enfoque análogo con respecto al ángulo de visión a.

La Fig.4 muestra en un diagrama a modo de ejemplo las intensidades de las imágenes primarias y secundarias de seis fuentes de luz 11 de la Fig. 1 dispuestas una al lado de la otra en el objetivo, por lo que dos fuentes de luz 11 adyacentes tienen cada una de ellas una intensidad de luz diferente. La intensidad se representa en la ordenada 40. Las fuentes de luz 11 con una mayor intensidad de luz producen imágenes primarias con una alta intensidad de imagen primaria 41a y las fuentes de luz 11 con una menor intensidad de luz producen imágenes primarias con una menor intensidad de imagen primaria 42a. En consecuencia, las imágenes secundarias de las fuentes de luz 11 con una mayor intensidad de luz también tienen una mayor intensidad de imagen secundaria 41b que las fuentes de luz 11 con una menor intensidad de luz. Basándose en las diferentes intensidades, se pueden asignar entre sí las imágenes primarias y secundarias.

La Fig. 5 muestra un segundo ejemplo de realización del dispositivo según la invención. En la trayectoria de la luz entre el dispositivo de iluminación 10 y la luna 14, se proporcionan un primer espejo 50 y un segundo espejo 51, diferenciándose así del primer ejemplo de realización mostrado en la Fig. 1. El dispositivo de iluminación 10, el primer espejo 50 y el segundo espejo 51 están dispuestos juntos en una carcasa 52. El primer espejo 50 y el segundo espejo 51 doblan dos veces la trayectoria de la luz entre el dispositivo de iluminación 10 y el objeto transparente 14. De este modo, se puede reducir considerablemente el espacio 53 necesario en una cara delantero del panel 14 para el dispositivo. Gracias al doble plegado, se puede realizar un recorrido de luz de más de 7 m de longitud entre el dispositivo de iluminación 10 y la luna 14, incluso con una necesidad de espacio 53 de solo 2,5 m.

En la Fig. 6 se muestra otra posibilidad de realización de un dispositivo de iluminación 10a. Presenta una pluralidad de tiras de luz 10b dispuestas horizontales una al lado de la otra, en donde cada tira de luz 10b tiene una pluralidad de fuentes de luz 11 dispuestas verticalmente una encima de la otra con una separación uniforme entre las fuentes de luz 11v. La distancia vertical de la fuente de luz 11v en este ejemplo de realización es mayor que la distancia horizontal de la fuente de luz 11h, que corresponde a la distancia entre dos tiras de luz adyacentes 10b. Dos fuentes de luz adyacentes 11, es decir, las que están dispuestas una al lado de la otra o una debajo de la otra, brillan cada una de ellas preferentemente con colores y/o intensidades y/o polarizaciones diferentes. Dos tiras de luz adyacentes 10b se desplazan cada una en la dirección vertical por una distancia menor que la distancia vertical de la fuente de luz 11v para lograr una mayor densidad de la fuente de luz en la dirección vertical. Debido a la separación horizontal de las tiras de luz 10b, el dispositivo de iluminación 10a de la Fig. 6 también es adecuado para determinar la componente horizontal del ángulo de la imagen doble.

Con referencia a la Fig. 7, se explica la formación de un ángulo de visión en un elemento de volumen en forma de cuña 14a a partir de una imagen primaria 71a y una imagen secundaria 71b de la fuente de luz 11 sobre el objetivo 16a. En una trayectoria de luz primaria, a una distancia de iluminación G desde la fuente de luz 11 incide la luz en una superficie delantera del elemento de volumen 14a con un ángulo de incidencia k, se refracta debido al índice de refracción n del elemento de volumen 14a, y pasa a través del elemento de volumen 14a con un ángulo A con respecto a la normal de la superficie delantera del elemento de volumen 14a. A continuación, emerge en la parte trasera con un ángulo de emergencia v respecto a una normal en la parte trasera, pasa a través de una abertura 70 a una distancia de visión A y produce la imagen primaria 71a en el objetivo 16a. En una trayectoria de luz secundaria (mostrada en líneas discontinuas), la luz de la misma fuente de luz 11 incide en la cara delantera con un ángulo de incidencia a diferente, se refracta hasta un ángulo p, se refleja dos veces en el elemento de volumen 14a y sale después por su cara posterior con un ángulo de salida $. A continuación, pasa por la abertura 70 y produce una imagen secundaria 71b en el objetivo 16a. En el segundo lado del elemento de volumen 14a, es decir, entre su cara posterior y el objetivo 16a, las trayectorias de luz primaria y secundaria discurren con un ángulo de visión an.

Como aproximación, se supone que el espesor del elemento de volumen 14a es constante a pesar del ángulo de cuña n. Además, se supone que a y n son ángulos pequeños. Para que tanto la trayectoria de la luz primaria como la trayectoria de la luz secundaria pasen a través de la abertura 70, por lo general se aplican las siguientes ecuaciones a un objeto transparente en forma de cuña

G eos

^°r\ = v - (p (F5)

El ángulo de visión an del mismo elemento de volumen 14a puede ser diferente para diferentes parámetros o configuraciones ambientales (distancia de iluminación G, distancia de visión A, ángulo de incidencia k).

En cambio, los ángulos de visión an para diferentes elementos de volumen 14a se determinan aquí para cada uno de los primeros parámetros ambientales (es decir, para una primera configuración) que difieren de los parámetros de referencia, y los ángulos de visión an* presentes bajo los parámetros de referencia (distancia de visión de referencia A*, distancia de iluminación de referencia G*, ángulo de incidencia de referencia k*) se calculan a partir de ellos (cf. Figs. 7 y 8). Esto permite, por ejemplo, determinar el ángulo de visión para otros parámetros (es decir, para una configuración que se desvíe de la norma), por ejemplo, una distancia de visión de 4 m, y calcular a partir de ella el ángulo de visión y el valor del ángulo de doble imagen requerido por la norma para una distancia de visión de referencia de 7 m. En consecuencia, para la configuración de referencia o estándar se pueden calcular el ángulo de visión y el doble ángulo de visión.

El ángulo de visión se calcula, por ejemplo, sobre la base de que se conocen la distancia de iluminación G, el ángulo de incidencia k, el espesor d, el ángulo de cuña n y la distancia de visión A y se mide el ángulo de visión an. Ahora se varía el ángulo de incidencia a en el sistema de ecuaciones con las fórmulas (F2) a (F5) y se resuelve el sistema de ecuaciones con un procedimiento de iteración (por ejemplo MS Solver).

Alternativamente, si se conocen la distancia de iluminación G, el ángulo de incidencia a, el ángulo de incidencia k, el grosor d y la distancia de visión A, así como el ángulo de visión an, se puede encontrar el ángulo de cuña n usando el sistema de ecuaciones con las fórmulas (F2) a (F5) del elemento de volumen examinado. Si se usa el ángulo de visión medido an en lugar del ángulo de imagen doble p, se obtiene entonces un valor inicial o aproximado del ángulo de cuña n tras reordenar la fórmula (F1). Partiendo de esto, se varía el ángulo de cuña n hasta que el ángulo de visión medido an se reproduce en la fórmula (F5). Con el ángulo de cuña n, se puede determinar un ángulo de visión an* para un segundo parámetro ambiental resolviendo de nuevo el sistema de ecuaciones anterior. Además, el ángulo de imagen doble asociado p (independiente de A y G) para el elemento de volumen 14a se puede calcular a partir del ángulo de cuña n y del ángulo de incidencia k mediante la fórmula (F1).

Dado que el sistema de ecuaciones tiene cuatro ecuaciones, en muchos casos las soluciones para varias incógnitas, en particular para el ángulo de cuña n y el ángulo de incidencia a, también se pueden encontrar por procedimientos numéricos conocidos. Las figuras 9 a 11 ilustran un objeto transparente doblado (luna) 14 sin cuña (es decir, n = 0), en el que un ángulo de visión aB del elemento de volumen 14a es causado por el radio de curvatura R. Para mayor claridad, la trayectoria de la luz primaria y la trayectoria de la luz secundaria se muestran solo hasta la parte delantera del elemento de volumen 14a en la Fig. 10 y solo desde la parte trasera del elemento de volumen 14a hasta el objetivo 16a en la Fig. 11. En la región del elemento de volumen 14a, la luna 14 tiene un radio de curvatura R en la parte trasera y un radio de curvatura R d en la parte delantera, en donde d es un grosor de la luna en la región del elemento de volumen 14a. El radio de curvatura R y el grosor d son -a diferencia de los posibles ángulos de cuña- conocidos en la mayoría de los casos. En el recorrido de la luz primaria, la luz de la fuente de luz 11 incide en la cara delantera del elemento de volumen 14a a la distancia de iluminación G con un ángulo de incidencia k, y en el recorrido de la luz secundaria a la distancia de iluminación Gs con un ángulo de incidencia a. Con respecto a un centro de curvatura M del elemento de volumen 14a, los puntos de incidencia de la luz de las trayectorias de la luz primaria y secundaria en el lado delantero están desplazados por un ángulo Q.

La luz de la trayectoria de la luz primaria atraviesa una sola vez el elemento de volumen 14a y lo abandona por su lado posterior, con un ángulo de incidencia $. La luz de la trayectoria luminosa secundaria, por el contrario, se refleja primero en la parte trasera, luego en la parte delantera del elemento de volumen 14a, y solo entonces la abandona por la parte trasera con un ángulo de salida v. Como puede verse en la Fig. 11, los puntos de salida de la trayectoria luminosa primaria y de la trayectoria luminosa secundaria en la parte trasera están desplazados en un ángulo ^ con respecto al centro de curvatura M. La luz de la trayectoria luminosa primaria incide sobre el objetivo 16 procedente de la parte posterior del elemento de volumen 14a a la distancia de visión A. La luz de la trayectoria de la luz secundaria también incide sobre el objetivo 16a procedente de la parte trasera. En este caso, la trayectoria de la luz primaria y la segunda trayectoria de la luz después de salir del elemento de volumen 14a discurren con un ángulo de visión aB, que viene determinado en particular por el radio de curvatura o de flexión R del elemento de volumen y el grosor d del mismo.

Para la situación mostrada en las Figs. 9 a 11, resulta el siguiente sistema de ecuaciones

En particular, en el caso en que se conoce la disposición de medición y no hay un error de cuña (n = 0) en un elemento de volumen 14a, el radio de curvatura R puede determinarse basándose en el ángulo de visión medido aB. Para ello, el sistema de ecuaciones anterior con las fórmulas (F6) a (F13) se resuelve mediante procedimientos de solución numérica conocidos con variación de a.

El ángulo de visión aB causado por el radio de curvatura R también depende en general de los parámetros ambientales. En particular, dado un radio R conocido, se puede calcular un ángulo de visión aB* presente bajo un segundo parámetro ambiental resolviendo el sistema de ecuaciones anterior, por ejemplo a una distancia de visión A deseada.

Los procedimientos descritos anteriormente se realizan por separado y de manera simultánea para cada elemento de volumen 14a de la pluralidad de elementos de volumen iluminados por el dispositivo de iluminación. Esto permite determinar simultáneamente el ángulo de visión de todos los elementos de volumen 14a de una gran zona del panel 14, posiblemente de todo el panel 14.

El tercer ejemplo de realización de un dispositivo según la invención mostrado en la Fig. 12 se diferencia del dispositivo mostrado en la Fig. 1 en que el objetivo 16a está formado por las superficies de grabación/sensores de imagen de una pluralidad de cámaras 16, que están dispuestas en una línea de cámaras 16b. El dispositivo de iluminación 10 está configurado como una tira de LED con fuentes de luz 11 dispuestas una encima de la otra. Como en la Fig. 1, la luna plana 14 está inclinado en el ángulo de inclinación 15 y está dispuesto a una distancia 13 del dispositivo de iluminación 10 en la dirección horizontal 12. Debido al ángulo de inclinación 15, las fuentes de luz individuales 11 del dispositivo de iluminación 10 tienen diferentes distancias de iluminación horizontal G. En este caso, una distancia de iluminación Gi entre una fuente de luz más baja 11 y un elemento de volumen más bajo 14a es menor que una distancia de iluminación Gn entre una fuente de luz más alta 11 y un elemento de volumen más alto 14a y menor que la distancia 13. A la inversa, una distancia de visión A1 es mayor que una distancia de visión An. Cada una de las aperturas viene dada por una abertura de las cámaras 16, que no se muestra con más detalle. Para cada uno de los elementos de volumen 14a, se calcula un segundo ángulo de visión a* (no mostrado) para condiciones de referencia, es decir, en particular una distancia de iluminación de referencia común G* y una distancia de visión de referencia A*, usando los procedimientos descritos anteriormente sobre la base de un primer ángulo de visión medido. Preferentemente, la distancia de iluminación de referencia G* = 7 m.

A menudo, el ángulo de visión medido a de un elemento de volumen 14a en un primer parámetro ambiental (por ejemplo, G = 5 m) es causado tanto por un ángulo de cuña n, como en la Fig. 7, como por un radio de curvatura R como en las Figs. 9 a 11. Si hay que usar el dispositivo de la fig. 12 para determinar segundos ángulos de visión a* a un segundo parámetro ambiental dado (por ejemplo, G* = 100 m) para los elementos de volumen 14a de una luna curva 14, se calcula primero el ángulo de visión aB causado por su radio de curvatura R y su espesor d para cada elemento de volumen 14a usando el procedimiento descrito anteriormente y se resta del primer ángulo de visión a medido (an = a - aB). Los radios de curvatura R de los elementos de volumen 14a pueden variar a lo largo de la luna 14. El resultado de la resta corresponde al ángulo de visión an para el respectivo elemento de volumen 14a, ya que se supone que un valor no nulo de an está causado por un ángulo de cuña n presente en este elemento de volumen. Si la luna 14 -tal como se muestra en la Fig. 12-no tiene flexión (aB = 0), el primer ángulo de visión medido a corresponde al ángulo de visión an de la cuña según la Fig. 7.

La distancia G* =100 m mencionada anteriormente es interesante en la práctica cuando la fuente de luz aparece a esta distancia. Para determinar para esta situación el ángulo de visión a* a partir del valor a determinado en G = 5 m, se determina el ángulo de visión an* para el parámetro ambiental G* = 100 m para cada elemento de volumen 14a a partir de an -tal como se describe para las figuras 7 y 8 (los otros parámetros ambientales no cambian). A continuación, si es necesario, el ángulo de visión aB* causado por un radio de curvatura R y el grosor d del elemento de volumen 14a se calcula también a partir de aB para cada elemento de volumen 14a bajo este parámetro ambiental, tal como se ha descrito anteriormente, y se añade a an*, lo que da como resultado un segundo ángulo de visión a* bajo el segundo parámetro ambiental en total para cada elemento de volumen 14a

<J* = ^ (J* (F12)

Si el elemento de volumen 14a no presenta ningún radio de curvatura R, entonces el segundo ángulo de visión a* = an*.

Alternativamente, el segundo ángulo de visión a* también puede calcularse a partir del ángulo de visión medido a para los parámetros del entorno de referencia G* = 7 m especificados en una norma. Una de estas normas es, por ejemplo, el Reglamento n° 43 de la Comisión Económica de las Naciones Unidas para Europa (CEPE) mencionado al principio. Además, el correspondiente ángulo de imagen doble p puede calcularse para cada elemento de volumen 14a con los valores conocidos o determinados del ángulo de incidencia k y del ángulo de cuña n mediante la fórmula (F1).

En una disposición como la mostrada en la Fig. 12, el procedimiento descrito permite medir simultáneamente los primeros ángulos de visión de todos los elementos de volumen 14a para los primeros parámetros ambientales conocidos y, a continuación, calcular el segundo ángulo de visión a* de cada elemento de volumen para los segundos parámetros ambientales, a pesar del ángulo de inclinación 15 del panel, las diferentes distancias de iluminación G1 a Gn y las diferentes distancias de visión A 1 a An . Esto ahorra mucho tiempo a la hora de determinar el ángulo de visión, ya que, de lo contrario, cada elemento de volumen tendría que ser llevado primero al estado del segundo parámetro ambiental mediante un movimiento correspondiente.

Lista de símbolos de referencia:

10, 10a Dispositivo de iluminación

10b Tira de luz

11 Fuente de luz

11h Distancia horizontal de la fuente de luz

11v Distancia vertical de la fuente de luz

12 Dirección horizontal

13 Distancia

14 Luna

14a Elemento de volumen

15 Ángulo de inclinación

16 Cámara

16a Objetivo

16b Línea de cámara

17 Filtro óptico

18 Dispositivo de evaluación

19 Haz incidente

19a Trayectoria de la luz primaria

19b Trayectoria de la luz secundaria

21a,71a Imagen primaria

21b,71b Imagen secundaria

22 Distancia vertical

23 Distancia horizontal

40 Ordenada

41a,42a Intensidad de la imagen primaria

41b,42b Intensidad de la imagen secundaria

50 Primer espejo

51 Segundo espejo

52 Carcasa

53 Necesidad de espacio

70 Apertura

a, k, k* Ángulo de incidencia

P, A,

G0

O Ángulo

v, $ Ángulo de incidencia

a, ar|, aq*, aB, Ángulo de visión

r| Ángulo de cuña

p Ángulo de doble imagen

A,A1,An, A*, Distancia de visión

d Espesor

G, Gs,G-i,Gn, G* Distancia de iluminación

M centro de curvatura

R radio de curvatura

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para determinar un ángulo de visión (o) de una fuente de luz (11) en un objeto transparente (14) con

- un dispositivo de iluminación (10) que tiene una pluralidad de fuentes de luz puntuales (11) que se iluminan al mismo tiempo, al menos parcialmente, teniendo las fuentes de luz una distancia de iluminación (G, G*) con respecto al objeto transparente, estando situadas delante del objeto transparente e incidiendo la luz de la fuente de luz sobre el objeto transparente (14) con un ángulo de incidencia (k) con respecto a la normal de la superficie,

- al menos una cámara (16) configurada para detectar al mismo tiempo las posiciones de una imagen primaria (21a, 71a) y de una imagen secundaria (21b, 71b) de varias fuentes de luz (11) que se iluminan al mismo tiempo sobre un objetivo bidimensional (16a), teniendo el objetivo (16a) una distancia de visión (A, A*) del objeto transparente, dispuesta a lo largo de la trayectoria de la luz detrás del objeto transparente y formando una superficie de grabación o un sensor de imagen de la cámara (16), en donde la imagen primaria (21a, 71a) y la imagen secundaria (21b, 71b) de una fuente de luz (11) son formadas sobre el objetivo (16a) por un elemento de volumen (14a) del objeto transparente (14) iluminado por la fuente de luz (11), y

- un dispositivo de evaluación (18) que está configurado, basándose en las posiciones de la imagen primaria (21a, 71a) y de la imagen secundaria (21b, 71b) así como en función de la distancia de visión (A, A*), el ángulo de incidencia (k) y la distancia de iluminación (G, G*), para determinar el ángulo de visión (o) del respectivo elemento de volumen (14a) del objeto transparente (14), en donde el ángulo de visión (o) representa el ángulo bajo el cual la cámara (16) percibe la imagen primaria (21a, 71a) y la imagen secundaria (21b, 71b) de la fuente de luz.

2. Dispositivo según la reivindicación 1

caracterizado porque el dispositivo de evaluación (18) está además configurado,

para al menos un elemento de volumen (14a) del objeto transparente (14), basándose en al menos un primer ángulo de visión (o, or|, oB) calculado con una primera configuración con una distancia de visión, un ángulo de inclinación del objeto transparente, un ángulo de incidencia y una distancia de iluminación (G, A, k) determinados, determinar un segundo ángulo de visión (o*, or|*, oB*) para una segunda configuración distinta de la primera configuración con respecto a la distancia de visión, el ángulo de inclinación del objeto transparente, el ángulo de incidencia y/o la distancia de iluminación (G*, A*, k*).

3. Dispositivo según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque las fuentes de luz (11) del dispositivo de iluminación (10) pueden conectarse y desconectarse por separado, de tal manera que se produce una toma escalonada de las imágenes primarias (21a, 71a) y de las imágenes secundarias (21b, 71b) de todas las fuentes de luz (11), en donde en cada paso se enciende simultáneamente un subconjunto de la pluralidad de fuentes de luz (11) y se apaga al mismo tiempo otro subconjunto, en donde preferentemente en al menos una parte de dos fuentes de luz (11) adyacentes se enciende una fuente de luz (11) y se apaga la otra fuente de luz (11).

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cámara (16) detecta únicamente la componente vertical de las posiciones de la imagen primaria (21a, 71a) y de la imagen secundaria (21b, 71b) de cada fuente de luz (11) y el dispositivo de evaluación (18) usa únicamente las posiciones verticales detectadas para determinar el ángulo de visión (o).

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las fuentes de luz (11) adyacentes del dispositivo de iluminación (10) pueden ser controladas de tal manera que presenten una intensidad y/o un color de luz diferentes.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de evaluación (18) está configurado para determinar para el respectivo elemento de volumen (14a), para al menos un elemento de volumen (14a) del objeto transparente (14), el ángulo de imagen doble (p) con ayuda del ángulo de visión determinado (o, or|, oB).

7. Procedimiento para determinar un ángulo de visión (o) de una fuente de luz (11) en un objeto transparente (14),

en donde el objeto transparente (14) es iluminado por medio de un dispositivo de iluminación (10) con una pluralidad de fuentes de luz puntuales (11) que se iluminan al mismo tiempo, al menos parcialmente, en donde las fuentes de luz están a una distancia de iluminación (G, G*) del objeto transparente, se encuentran por delante del objeto transparente y la luz de la fuente de luz incide sobre el objeto transparente (14) con un ángulo de incidencia (k) con respecto a la normal de la superficie,

en donde las posiciones de una imagen primaria (21a, 71a) y de una imagen secundaria (21b, 71b) de varias fuentes de luz (11) que se iluminan al mismo tiempo son detectadas simultáneamente por al menos una cámara (16) sobre un objetivo bidimensional (16a), teniendo el objetivo (16a) una distancia de visión (A, A*) del objeto transparente, está dispuesto a lo largo de la trayectoria de la luz por detrás del objeto transparente y forma una superficie de grabación o un sensor de imagen de la cámara (16), en donde la imagen primaria (21a, 71a) y la imagen secundaria (21b, 71b) de una fuente de luz (11) son generadas sobre el objetivo (16a) por un elemento de volumen (14a) del objeto transparente (14) iluminado por la respectiva fuente de luz (11), y

en donde mediante un dispositivo de evaluación (18), basándose en las posiciones de la imagen primaria (21a, 71a) y de la imagen secundaria (21b, 71b) así como en función de la distancia de visualización (A, A*), del ángulo de incidencia (k) y de la distancia de iluminación (G, G*), se determina el ángulo de visión (o) del respectivo elemento de volumen (14a) del objeto transparente (14), representando el ángulo de visión (o) el ángulo bajo el cual la cámara (16) percibe la imagen primaria (21a, 71a) y la imagen secundaria (21b, 71b) de la fuente de luz.

8. Procedimiento según la reivindicación 7,

caracterizado porque para al menos un elemento de volumen (14a) del objeto transparente (14), basándose en al menos un primer ángulo de visión (a, an, ob) calculado con una primera configuración con una distancia de visión, un ángulo de inclinación del objeto transparente, un ángulo de incidencia y una distancia de iluminación (G, A, k) determinados, se determina un segundo ángulo de visión (a*, On*, ob*) para una segunda configuración que difiere de la primera configuración con respecto a la distancia de visión, el ángulo de inclinación del objeto transparente, el ángulo de incidencia y/o la distancia de iluminación (G*, A*, k*).

9. Procedimiento según las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque las fuentes de luz (11) del dispositivo de iluminación (10) se conectan y se desconectan por separado de tal manera que se produce una toma escalonada de las imágenes primarias (21a, 71a) y de las imágenes secundarias (21b, 71b) de todas las fuentes de luz (11), en donde en cada paso se enciende simultáneamente un subconjunto de la pluralidad de fuentes de luz (11) y al mismo tiempo se apaga otro subconjunto, en donde preferentemente para al menos una parte de dos fuentes de luz (11) adyacentes se enciende una fuente de luz (11) y se apaga la otra fuente de luz (11).

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque solo las componentes verticales de las posiciones de la imagen primaria (21a, 71a) y de la imagen secundaria (21b, 71b) de cada fuente de luz (11) son detectadas por la cámara (16) y solo las componentes verticales detectadas de las posiciones son usadas por el dispositivo de evaluación (18) para determinar el ángulo de visión (On, On* ob).

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque las fuentes de luz (11) adyacentes del dispositivo de iluminación (10) son controladas de tal manera que tienen una intensidad y/o un color de luz diferentes.

12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque el objeto transparente (14) se mueve con respecto al dispositivo de iluminación (10) y al objetivo (16a) durante la determinación del ángulo de visión (a).

13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque en caso de que se haya determinado un primer ángulo de visión (On), la determinación del segundo ángulo de visión (On*) de la segunda configuración comprende los siguientes pasos:

- cálculo de un ángulo de cuña (n) para el respectivo elemento de volumen (14a) basado en el primer ángulo de visión determinado (On) y

- cálculo del segundo ángulo de visión (On*) usando el ángulo de cuña (n) calculado.

14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 13, caracterizado porque se determina una componente de ángulo de visión (ob) del ángulo de visión causada por un radio de curvatura (R) y un espesor (d) del objeto transparente en el respectivo elemento de volumen (14a).

15. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 14, caracterizado porque se determina una componente de ángulo de visión (On) del ángulo de visión causado por un ángulo de cuña (n) en el respectivo elemento de volumen (14a) del objeto transparente.

16. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 15, caracterizado porque para al menos un elemento de volumen (14a) del objeto transparente (14) se determina el ángulo de imagen doble (p) para el respectivo elemento de volumen (14a) con ayuda del ángulo de visión calculado (a, On, ob).