SE509712C2 - Förfarande och anordning för att åstadkomma en bakgrundsbelysning vid avbildning av ett objekt. - Google Patents

Description

509 712 2 vertikal och horisontell led, så att just speciellt konturerna av föremålet kan avbildas skarpt eller så att konturernas läge i bilden kan bestämmas med hög noggrannhet.

Vid svetsning av optiska fiberband i en fibersvetsningsmaskin avbildas objektet, dvs fiberbandens ändpartier, med hjälp av ett linssystem på en ljuskänslig yta. Eftersom två s sådana avbildningar måste göras i ungefär vinkeln-äta riktningar ßr att fastställa objektets läge i alla dimensioner noggrant, dvs fibeñndarnas lägen exernpelvis både i höjdled och i sin längdriktning, måste den optiska axeln vid vardera avbildningen ligga snett i förhål- lande till ett plan genom själva objektets konturlinjer, dvs genom ändpartiema. Med att ett läge är snett menas här, att det avviker väsentligt både från ett parallellt och ett vin- to kelrätt läge och alltså också en sned vinkel är en vinkel, som avviker väsentligt från att vara lila med 0° och lika med 90°. Det sneda läget hos objektet vid avbildningen med- för, att förstoringen av ändpartierna hos de olika fibrerna blir olika och därmed blir också bakgrundsbelysningen olika. Kontrasten i en bild upptagen av ett sådant snett liggande ob- jekt kommer därmed att skifta i de olika partier av bilden, som visar ändarna hos de olika :s fibrer, vilka ingår i fiberbanden. För att åstadkomma en jämn bakgrundsbelysning place- ras en ljuskälla bakom ändpartiema, som utgör det objekt, vilket skall avbildas, sett från linssystemet. Mellan ljuskällan och objektet anordnas en bländare, som är asymmetrisk och är utformad med en ej cirkulär öppning, speciellt ej en rotationssymmetrisk eller ej en centralsymmetrisk öppning, och som i stället exempelvis har formen av en halvcirkel :o eller en symmetrisk patallelltrapets. För att ytterligare ßrbättra bakgrundsbelysningen kan en ljusspridande platta placeras mellan bländar-en och objektet.

FIGURBIESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas närmare i anslutning till ett ej begränsande utfö- ringsexempel i samband med de bifogade ritningarna, i vilka: zs Fig. la är en schematisk bild, som visar en ñberbandssvetsningsappaxat med ett optiskt system för avbildning av ändområden av i apparaten inlagda fiberband, Fig. lb är en vy av en bländaröppning med parallelltrapetsforrnat tvärsnitt, Fig. lc är en vy av en bländaröppning med halvcirkulärt tvärsnitt och Fig. 2 är en sidovy av en ñberbandssvetsningsapparat sedd fibremas längdriktning. w BESKRIVNING Av FÖREDRAGBN UTFÖRINGSFORM I fig. la visas hur en bakgrundsbelysning principiellt kan anordnas i en fiberskarv- ningsapparat, som är avsedd fór skarvning av optiska fiberband och som innefattar ett op- tiskt system för avbildning av de ändpartier, vilka skall skarvas, för visning på en bild- skärm. Tvärsnitten av optiska ñbrer hophållna till ett fiberband visas vid 1, så att fibrema as ligger vinkelrätt mot papperets plan i ñg. la. För svetsning av fibrema finns elektroder ll kopplade till en högspänningskälla, ej visad, och med längdriktningar vinkelräta mot fibrerna 1. Vid svetsningstillfállet placeras fibrernas ändytor på lämpligt sätt i förhållande till spetsarna hos elektrodema ll och sedan bildas mellan spetsarna en elektrisk ljusbåge, som uppvärmer fibremas ändområden och svetsar dessa mot andra fibrer, ej visade, ~ 3 ”S09 712 också lämpligen fasthållna till att bilda ett fiberband.

För att fastställa ñbremas lägen och speciellt deras ändytors lägen och eventuellt i I flera parametrar för fiberändanta används kameror, varav en visas vid 13, som innefattar ett linssystem 15. Linssystemet är anordnade med sin optiska axel snett mot det plan, som s passerar genom fibremas l ändområden, så att axeln bildar en spetsig vinkel a med detta plan. När två kameror används, är dessa symmetriskt belägna i förhållande till det områ- de, där svetsningen skall ufiras. Särskilt kan de optiska axlarna hos de två kamerorna antas ligga i samma vertikalplan sett i figuren vinkelrätt mot fiberändarnas längdrikming.

Axlarna bör helst ligga vinkelrätt mot varandra för att ge största möjliga information om w fiberändarnas lägen. Detta ger en vinkel o: av 45°. En sådan vinkel kan vara svår att på praktiskt sätt åstadkomma i en faktisk svetsningsapparat, där en mängd ytterligare anord- ningar finns, bl a bakgrundsbelysning, såsom skall beskrivas nedan. En vinkel a av 45 - 60°, t ex inom intervallet 45 - 55°, ger dock i allmänhet tillräckligt god information.

Kameran 13 innefattar vidare ljusdetektorer 17 med en uppsättning ljuskänsliga is element, exempelvis CCD-element, anordnade i ett plan. De ljuskänsliga elementen är kopplade till en elektronisk bildbehandlingsenhet 19 och genom denna till en bildskärm 21, så att den upptagna bilden kan visas på denna. Eftersom fibremas 1 ändområden inte ligger vinkelrätt mot kamerornas 13 optiska axlar, ligger inte heller de av linssystemet 15 åstadkomna avbildningarna av fiberändarna i ett plan vinkelrätt mot den optiska axeln zoutan de ligger i ett plan, som bildar en vinkel ß mot denna. Avbildningarnas plan sam- manfaller med planet för de ljuskänsliga elementen i ljusdetektorn 17, såsom beskrivs i detalj i den :samtidigt inlämnade patentansökningen med titeln "Avbildning av optiska fiberband".

I bilden erhållen med det sålunda beskrivna optiska systemet framgår fiberändarnas :s lägen genom lägena för kantlinjerna hos bilderna av de enskilda fibetändarna, vilka be- stäms av bildbehandlingsenheten 19. Kantlinjerna bildas genom kontrasten mellan själva bilden av en fiberände och bilden av den ljusa bakgrunden. Om konstant bakgrundsbe- lysning används, är ljusintensiteten i bildplanet vid ljusdetektorn 17 olika i olika områden av bilden, bortsett från de relativt små områden i bilden, som är de direkta avbildningar- sena av själva fiberändarrta. Den varierande ljusintensiteten beror på den olika stora för- storingen i bildens olika delar, vilken i sin tur beror på att det optiska systemet innefattar sneda objekt- och bildplan. Den olikforrniga bakgmndsljusintensiteten medför problem vid mätningar på bilden och vid den automatiska bildbehandlingen i enheten 19. Exem- pelvis är kameran 13 i allmänhet försedd med inbyggd automatisk förstärkningsstyrning, as vilken automatiskt ställer ned ljusdetektorns känslighet vid alltßr stor ljusintensitet i någon del av bilden. Detta kan medföra att känsligheten minskas så mycket, att det ex- empelvis vid automatisk bildbehandling blir svårt att bestämma gränslinjerna mellan en bild av den fiberände, intill vilken bakgrundsljusintensiteten är minst. Även den bild av fibrernas ändområden, som alstras på bildskânnen 21, får olika ljushet i sina olika delar, 509 712 4 vilket gör det svårare fór en operatör att vid direkt betraktande utvärdera denna bild.

En bakgrundsbelysning anordnas, genom att en ljuskälla 23 såsom en lysdiod place- ras i riktning rakt bakom fiberändarna l sett från kamerans 13 linssystem 15. Idet i fig. la visade fallet avßnkas ljuset från ljuskällan av en plan spegel 25 placerad på lämpligt s ställe, exempelvis med spegelplanet parallellt med planet genom fiberändarna l. I ljus- strålarnas bana från ljusfillan 23 och spegeln 25 och alltså mellan ljuskällan och de föremål, som skall avbildas, dvs fiberändama 1, finns en bländare 27, som exempelvis kan innefatta en plan, ogenomskinlig platta med en öppning däri. Mellan bländaren 27 och spegeln 25 finns en ljusspridande platta 29 i form av ett lämpligt gitter. Öppningen i w bländaren 27 är då så utformad, exempelvis med lämplig symmetrisk parallelltrapetsforrn såsom visas i fig. lb, att bilden av bakgrundsbelysningen i bildplanet genom ljusdetektom 17 har väsentlig konstant ljusintensitet.

I fig. 2ivisas en detaljerad vy delvis i sektion genom en ñbersvetsningsapparat sär- skilt avsedd för svetsning av optiska fiberband, där vyn/sektionen är tagen i huvudsak 1s centralt genom apparaten och vyn är sedd parallellt med och sektionsdelarna tagna vinkelrätt mot riktningen hos de fibrer, som skall ihopsvetsas. I denna apparat tillämpas den princip för bakgrundsbelysning, som ovan har principiellt beskrivits. Apparatens komponenter uppbärs av en långsträckt rambalk 43 med längdriktning sammanfallande med fiben-ilctriingen och med rektangulärt tvärsnitt, som är uppstödd mot ett underlag 45 zovia fyra sneda ben 47. Benen 47 kan innefatta avfiädrande mellanstycken såsom 49. Mitt på rambalken 43 är ett mittstativ 51 fastgjort och uppskjuter från denna. Mittstativet 51 har allmänt en likbent triangulär form med spetsen mellan de lika benen riktad nedåt mot rambalken 43 med en övre i huvudsak horisontell och plan yta och med två symmetriskt placerade utsprång eller triangelhalvor 55. Dessa utskjuter vinkelrätt mot fibremas rikt- zs ning och är avskurna vid sina triangelspetsar med ytor, som bildar rät vinkel med triang- elformens sneda sidor. Utsprången 55 uppbär ljuskällor och kameror, se nedan.

Den övre horisontella ytan hos mittstativet 51 uppbär ett elektrodhus 57, vid vilket delar, ej visade, är fästa, vilka erfordras för fasthållning av fibremas ändar och fór dessas inriktning med varandra, och vidare svetsningselektrodema ll. Vid utsprångens 55 yttre aosidor firms sneda cylindriska genomgående hål 59, vilka går parallellt med de yttre av- skurna sidorna hos utsprången och vilkas axlar ligger i ett vertikalt tvärgående plan, i vilket också ändytoma ligger hos de fibrer, som skall skarvas ihop. Axlarna hos hålen 59 och de yttre avskuma ytorna hos utsprången 55 ligger i en vinkel av mellan 30 och 45 ° i förhållande till ett vertikalplan, i det föredragna fallet i en vinkel mellan 35 och 40° och as företrädesvis omkring 37°. I hålen 59 passerar ljus från ljuskällor 23 såsom lysdioder 21 anbragta i hålens undre ände.

Ljus från lysdioderna 21 passerar i de cirkulärcylindriska hålen 59 mot dessas övre ändar men avbländas först av bländare, som tillsammans med hålens 59 väggar bildas av plattor 27 ', vilka vinkelrätt inskjuter i det inre av hålen 59 och är anbragta i slitsar i 5 -509712 inittstativet 51 på ett avstånd från dessas övre öppningar, som ungefär är lika stort som hålens 59diameter. Blandar-plattorna 27' har rak inre eller nedre kant och inskjuter till ungefär niitten i hålen 59, så att ljuset får passera genom en ungefär halvcirlcelformig öppning. Samma resulterande blândaröppning erhålls, som fås genom användning av en sbläiidare 27 med halvcirkulär öppning av det utförande, som visas i fig. lc. Vid hålens 59 övre öppningar sitter ljusspridande organ 29 såsom lämpliga gitter fór att åstadkomma jämn, diffus bakgrundsbelysning.

Kameraenheter 61 år insatta med sina främre delar i motsvarande hål i de sneda ytorna hos rnittstativets omvända triangelform. Kameraenheterna 61 har en främre del 63, w som imehåller deras optiska system. De optiska systemens optiska axlar är parallella med axlarna hos hålen 59 och passerar genom den längsgående axeln fór de fibrer eller fiber- band, som skall hopslcarvas just i skarvningsplanet. Fortsättningen av hålen för ka- meraenheterna 61 leder upp ända till undersidan av elektrodhuset 57 för att ljus från fibrernas skarvområde skall avbildas av de optiska systemen på kameraenheternas 61 »s ljuskånsliga element, som ligger vid planet 65 och är anordnade i en sned vinkel och inte vinkelrätt mot de optiska systemens axlar, där vinkeln är avpassad för att ge en skarp bild av alla enskilda fibrer i flberband, vilka skall skarvas.

Den övre delen av mittstativet 51 och elektrodhuset 57 skyddas av två mot och från varandra, kring axlar 67 svängbara kåpor 69. På insidan av kåporna, vid dessas översta zodelar med närmelsevis horisontella ytor finns speglarna 25 med horisontella speglande ytor, som âr placerade, så att ljusstrålar från diffusorelementen 29 kan speglas däri och reflekteras, så att de kan inträda i kameraenheternas 61 optiska system och ledas av dessa mot de ljuskânsliga ytorna i lcameraenheterria.

Claims (9)

509 712 6 PATENTKRAV

1. Förfarande för att åstadkomma en bakgrundsbelysning vid avbildning ett objekt med konturlinjer liggande väsentligen i ett enda plan, särskilt ändpartier av optiska fiber- band placerade mittför varandra i en fibersvetsningsmaskin, k ä n n e t e c k n at av s att ett ljusknippe innefattande väsentligen ljusstrålar med väsentligen samma intensi- tet fördelade väsentligen rotationssymmetriskt kring en framställs, att mittrikmingen anordnas, så att den träffar en baksida av objektet, särskilt baksi- dan av ett ändpartí av ett optiskt fiberband, under en sned infallsvinkel i förhållande till ett plan, som går väsentligen genom objektets konturlinjer, särskilt genom ändpartiet, w att ljusknippet avbländas asymmetriskt, innan det träffar objektet, så att färre ljus- strälar träffar det i ljusknippets riktning nännaste området av objektet än längre bort belägna områden, varigenom områden av objektet, som ligger närmare en bildupptagande enhet eller betraktare har starkare bakgrundsbelysning än områden, som ligger längre bort. 1s

2. Förfarande enligt krav l, kän nete c knat av att den sneda vinkeln är mellan 45 och 60°, särskilt mellan 45 och S5°. i

3. Förfarande enligt ett av krav l - 2, k ä n n e t e c k n a t av att ljusknippet efter passage av bländaren sprids, särskilt genom att det får passera genom en ljusspridande skiva. zo

4. Förfarande enligt ett av krav 1 - 3, kännetecknat av att rnittrikmingen anordnas, så att den träffar väsentligen centralt i öppningen till och/eller parallellt med optiska axeln 'hos ett avbildande linssystem.

5. Anordning för att åstadkomma en bakgrundsbelysning vid avbildning av ett ob- jekt med konturlinjer liggande väsentligen i ett enda plan, särskilt ändpartier av optiska zs fiberband placerade mifir varandra i en fibersvetsningsmaskin, innefattande en ljuskälla, som avger ett ljusknippe innefattande väsentligen ljusstrålar med väsentligen samma intensitet fördelade väsentligen rotationssymmetriskt kring en mittrilctriing, k ä n n e - t e c k n a d av ' att ljuskällan anordnas, så att dess mittrilctning passerar genom och/eller vid objek- aotet, särskilt genom ett ändparti av ett optiskt fiberband, och infaller mot baksidan av objektet med en sned vinkel i förhållande till ett plan, som går väsentligen genom objek- tets konturlinjer, särskilt genom ändpartiet, och att anordningen innefattar en bländare, placerad mellan ljuskällan och objektet, för att avblända ljuskällan asymmetriskt, så att färre ljusstrålar träffar det i ljusknippets rikt- ss ning närmaste området av objektet än längre bort belägna områden räknat från ljuskällan.

6. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att den sneda vinkeln är mellan 45 och 60°, särskilt mellan 45 och S5°.

7. Anordning enligt ett av krav 5 - 6, k ä n n e t e c k n a d av att bländaren har en öppning, som har fonnen av ett cirkelsegment, särskilt en halvcirkel. 5 Û 9 7 'l 2 7

8. Anordning enligt ett av krav 5 - 7, kännetecknad av ett ljusspridande organ, särskilt en ljussprídande skiva, placerad mellan blândaren och ändpartiet, ßr spridning av ljusknippet efter dess passage av bländaren.

9. Anordning enligt ett av krav 5 - 8, kännetecknad av att ljuskällan är splaoerad, så att dess mittriktning sträcker sig väsentligen centralt genom öppningen till och/eller parallellt med optiska axeln hos ett avbildande linssy_§tem.