DE102004059013B4

DE102004059013B4 - Device for photographing flat objects

Info

Publication number: DE102004059013B4
Application number: DE102004059013A
Authority: DE
Inventors: Frank Trilling; Peter Dipl.-Ing. Kespohl
Original assignee: Fife Tidland GmbH
Current assignee: Fife Tidland GmbH
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2024-12-09
Also published as: DE102004059013A1

Abstract

Vorrichtung zur fotografischen Erfassung von bewegten flächigen Objekten unter Verwendung einer Blitzlichtbeleuchtung,
mit einer am oberen Ende eines das Umgebungslicht abschirmenden Trichtergehäuses (1) auf eine Objektfläche (9) der Objekte gerichteten Kamera (3) und einer seitlich am Gehäuse angeordneten Blitzlicht-Beleuchtungsquelle (13),
wobei zwischen Kameraobjektiv (5) und Objekt ein schräggestellter halbdurchlässiger Spiegel (17) angeordnet ist,
wobei die Blitzlichtbeleuchtungsquelle (13) im unteren Bereich des Gehäuses (1) durch eine seitliche Gehäuseöffnung (11) einstrahlt und ihr Lichtstrom auf eine diffus reflektierende weiße Beschichtung der Gehäusewand trifft,
und der halbdurchlässige Spiegel (17) oberhalb der Gehäuseöffnung (11) so angeordnet und geneigt ist, so daß er die der Eintrittsöffnung (11) gegenüberliegende, vom einfallenden Licht unmittelbar getroffene Trichterinnenfläche in Richtung der Objektfläche (9) abbildet,
und die oberhalb des halbdurchiässigen Spiegels (17) gelegene Trichterinnenfläche eine mattschwarze lichtschluckende Beschichtung aufweist.Apparatus for the photographic capture of moving flat objects using flash lighting,
with a camera housing (3) directed at an object surface (9) of the objects at the upper end of a funnel housing (1) which shields the ambient light and a flash illumination source (13) arranged laterally on the housing,
wherein a tilted semitransparent mirror (17) is arranged between the camera objective (5) and the object,
wherein the flash illumination source (13) in the lower region of the housing (1) radiates through a lateral housing opening (11) and its luminous flux strikes a diffusely reflecting white coating of the housing wall,
and the semitransparent mirror (17) above the housing opening (11) is arranged and inclined so that it images the funnel inner surface opposite the inlet opening (11) and directly hit by the incident light in the direction of the object surface (9),
and the funnel inner surface located above the semitransparent mirror (17) has a matte black light-absorbing coating.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur fotografischen Erfassung von flächigen Objekten unter Verwendung einer Blitzlichtbeleuchtung, mit einer am oberen Ende eines das Umgebungslicht abschirmenden Trichtergehäuses rechtwinklig zur Objektfläche angeordneten Kamera und einer seitlich am Gehäuse angebrachten, in dieses einstrahlenden Beleuchtungsquelle. Ein beispielsweises Anwendungsgebiet ist die visuelle Kontrolle von auf einem Transportband durch eine Beobachtungszone laufenden Objekten, deren Bild von der elektronischen Kamera aufgenommen und gespeichert, auf einem Monitor wiedergegeben oder in sonstiger Weise weiterverarbeitet wird, sodaß stichprobenartige oder kontinuierliche Überprüfungen möglich werden.The The present invention relates to a photographic apparatus Capture of flat objects using a flash lighting, with one at the top End of a shielding the ambient light funnel housing at right angles to the object surface arranged camera and a side mounted on the housing, radiating into this Illumination source. An exemplary application is the visual inspection of on a conveyor belt through an observation zone running objects whose image was taken by the electronic camera and stored, played back on a monitor or in any other Way is further processed, so that random or continuous checks are possible.

Ein Problem bei dieser Technik tritt auf, wenn die Objekte eine reflektierende oder gar spiegelnde Oberfläche aufweisen, z. B. teilweise metallisierte Flächenteile, Hologramme oder andere spiegelnde oder hochreflektierende Bereiche. In diesen Fällen "sieht" das Objektiv sich selbst als runden dunklen Fleck und es ergibt sich keine zutreffende Abbildung.One Problem with this technique occurs when the objects have a reflective or even reflective surface have, for. As partially metallized surface parts, holograms or other reflective or highly reflective areas. In these cases, the lens "sees" itself even as a round dark spot and there is no true Illustration.

Zur Überwindung dieses Nachteils geschieht die Beleuchtung des Objekts bei einer bekannten, in 2 der beigegebenen Zeichnungen gezeigten Vorrichtung dieser Art in der Weise, daß das Licht der Beleuchtungsquellen 13 durch eine Seite des Trichtergehäuses 1, in der eine Mattscheibe 30 angeordnet ist, eintritt und auf einen derart schräggestellten halbdurchlässigen Spiegel 32 trifft, daß der reflektierte Anteil des Lichtstroms zum Objekt gerichtet ist.To overcome this disadvantage, the illumination of the object occurs in a known, in 2 of the accompanying drawings of this type in such a way that the light of the illumination sources 13 through one side of the funnel housing 1 in which a ground glass 30 is arranged, enters and on such a slanted semi-transparent mirror 32 applies that the reflected portion of the luminous flux is directed to the object.

Diese Anordnung hat die erwünschte Wirkung, daß reflektierende Bereiche des Objekts das Bild des Kameraobjektivs nicht mehr zurückwerfen und das aufgenommene Bild nicht mehr den das Kameraobjektiv darstellenden dunklen Fleck aufweist.These Arrangement has the desired Effect that reflective Areas of the object no longer throw the image of the camera lens back and the captured image is no longer the camera lens representing has dark spot.

Nachteilig ist bei dieser Anordnung jedoch, daß die große seitliche Öffnung des Gehäuses zur Erzielung einer gleichmäßigen Ausleuchtung mit der Mattscheibe versehen werden und diese von der Lichtquelle beaufschlagt werden muß und daß ein großer halbdurchlässiger Spiegel benötigt wird, wobei die Abmessungen umso größer sein müssen, je größer der Abstand des Objektivs zum Objekt ist.adversely is in this arrangement, however, that the large lateral opening of the housing to achieve a uniform illumination be provided with the ground glass and these from the light source must be acted upon and that a big semi-transparent mirror needed is, the dimensions must be greater, the greater the distance of the lens to the object.

Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß schon zur gleichmäßigen Lichtbeaufschlagung der großen Mattscheibe mehrere Lichtquellen 13 notwendig werden können wie dies auch in 2 gezeigt ist, und daß die Mattscheibe einen nicht unerheblichen Lichtverlust dadurch verursacht, daß nur ein Teil 34 des Lichts diffus austritt, während ein Verlustteil 36 rückgestreut wird. Schließlich ist die Konstruktion des Gehäuses einigermaßen aufwendig.Another disadvantage is that even the uniform exposure of the large ground screen multiple light sources 13 may be necessary as well as in 2 is shown, and that the ground glass causes a significant loss of light, that only a part 34 the light diffuses, while a loss part 36 is backscattered. Finally, the construction of the housing is reasonably expensive.

Auch bei einer aus US 5 761 540 A bekannten Vorrichtung ist im Aufnahmestrahlengang einer Kamera ein schräggestellter halbdurchlässiger Spiegel angeordnet, wobei es hier um die präzise Positionierung von Objekten bei Dauerlichtbeleuchtung geht, insbesondere um die Montage von Chips in Leiterplatten. Ein das Umgebungslicht abschirmendes Trichtergehäuse ist nicht vorhanden und insbesondere wird auch hier, wie beim oben vorausgesetzten Stand der Technik, die Unterseite des halbdurchlässigen Spiegels unmittelbar vom einfallenden Licht getroffen.Even with one out US 5 761 540 A Known device is arranged in the recording beam path of a camera an inclined semi-transparent mirror, which is about the precise positioning of objects in continuous light illumination, in particular the mounting of chips in printed circuit boards. A funnel housing which shields the ambient light is not present and, in particular, as in the case of the prior art assumed above, the underside of the semitransparent mirror is hit directly by the incident light.

Eine Blitzlichtbeleuchtung von aufzunehmenden Objekten unter Verwendung einer Mehrzahl von reflektierenden Flächen ist aus DE 35 40 975 A1 bekannt. Hier geht es jedoch nicht um Probleme spiegelnd reflektierender Objektflächen, sondern um die gleichmäßige Beleuchtung an Objekten der Reprographie mit einer möglichst kompakten Vorrichtung.Flash lighting of objects to be photographed using a plurality of reflective surfaces is off DE 35 40 975 A1 known. However, this does not concern problems of specularly reflective object surfaces, but uniform illumination of reprographic objects with a device that is as compact as possible.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung der eingangs betrachteten Art, die unter Aufrechterhaltung des Vorteils der Abschirmung des Objektivs von seinem eigenen Bild einfacher zu bauen ist und weniger Lichtverluste aufweist.task The invention is the provision of a device of the initially considered Kind, while maintaining the advantage of shielding the Lens from his own image is easier to build and less Has light losses.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im Patentanspruch angegeben.The solution the task is specified in the claim.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung übernimmt ein direkt vom Lichteintritt beaufschlagter Bereich der Trichtergehäuse-Innenwand die Aufgabe der Streuung und das von hier diffus reflektierte Licht erreicht teils direkt und teils nach Reflexion am halbdurchlässigen Spiegel das Objekt und leuchtet dieses gleichmäßig aus. Der näher zum Objektiv angeordnete und im Vergleich zur bekannten Ausbildung entgegengesetzt geneigte halbdurchlässige Spiegel wird erheblich kleiner und damit billiger.at takes over the training of the invention an area of the funnel housing inner wall that is acted upon directly by the light entry the task of scattering and the light reflected diffusely from here partly directly and partly after reflection on the semitransparent mirror the object and illuminate it evenly. The closer to Objectively arranged and opposite in comparison to the known training inclined semi-permeable Mirrors become considerably smaller and therefore cheaper.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigtThe The invention is described below by the description of an embodiment with reference to the accompanying drawings further explained. It shows

1 eine schematische Schnittbilddarstellung der Vorrichtung mit seitlich am Gehäuse angeordneter Beleuchtungsquelle, 1 a schematic sectional view of the device with laterally arranged on the housing illumination source,

2 die bekannte Ausbildung in gleicher Darstellungsweise. 2 the well-known training in the same representation.

Oberhalb eines das Umgebungslicht abschirmenden Trichtergehäuses 1 quadratischen oder rechteckigen Querschnitts ist eine Kamera 3 mit hinter dem Objektiv 5 gelegenem Bildaufnehmer 7 angeordnet. Unter dem unteren Ende des Gehäuses 1 befindet sich die Objektfläche 9, über welche die zu erfassenden Objekte bewegt werden.Above a funnel housing shielding the ambient light 1 square or rectangular cross section is a camera 3 with behind the lens 5 located imager 7 arranged. Under the bottom of the case 1 be there is the object surface 9 over which the objects to be detected are moved.

Das Gehäuse hat im unteren Bereich eine seitliche, dem Lichteintritt dienende Öffnung 11, in der eine Beleuchtungsquelle 13, vorliegend eine Blitzlampe mit einer Streuscheibe 15 angeordnet ist. Im Strahlengang des Objektivs 5 ist oberhalb des Niveaus des oberen Randes der Blitzleuchte 13 ein schräggestellter halbdurchlässiger Spiegel 17 mittels geeigneter Halterungen 19 befestigt. Seine Querabmessungen decken den Strahlengang des Objektivs 5 vollständig ab und seine Querneigung ist derart, daß sein unterer Rand zur Lichteintrittsöffnung 11 hin gelegen ist.The housing has a lateral, the light entrance opening in the lower area 11 in which a lighting source 13 , In this case, a flash lamp with a lens 15 is arranged. In the beam path of the lens 5 is above the level of the upper edge of the flashing light 13 a tilted semi-transparent mirror 17 by means of suitable holders 19 attached. Its transverse dimensions cover the beam path of the lens 5 completely off and its bank is such that its lower edge to the light entrance opening 11 is located.

Die Innenfläche des Gehäuses 1 ist im Bereich unterhalb des halbdurchlässigen Spiegels 17 bzw. der Halterungen 19 weiß derart beschichtet, daß das auftreffende Licht eine diffuse Reflexion, wie bei 21 angedeutet, erfährt und der oberhalb hiervon gelegene Bereich hat eine mattschwarze und somit lichtschluckende Beschichtung 23.The inner surface of the housing 1 is in the area below the semipermeable mirror 17 or the brackets 19 white coated so that the incident light diffuse a diffuse reflection as in 21 indicated, experiences and above this area has a matte black and thus light-absorbing coating 23 ,

Das vom Bildaufnehmer 7 erfaßte Bild der Objektfläche 9 wird überlagert von dem ebenfalls aufgrund der Reflexion an der oberen Spiegelfläche erfaßten Bereich 25; da dieser jedoch lichtschluckend ausgebildet ist, liefert er praktisch keinen störenden und den Kontrast mindernden Beitrag.That of the imager 7 captured image of the object surface 9 is superimposed by the also detected due to the reflection on the upper mirror surface area 25 ; However, since this is designed to be light-absorbing, it provides virtually no disturbing and contrast-reducing contribution.

Die Objektfläche 9 wird weitestgehend gleichmäßig durch die diffuse Reflexion 21 an allen beaufschlagten Gehäuseinnenwänden und Einbauten 19 ausgeleuchtet. Lediglich die weniger intensiv reflektierende Unterfläche des Spiegels 17 hat zur Folge, daß sich um das Zentrum herum ein etwas dunkler beleuchteter Bereich 27 ergibt, was jedoch der Qualität der Objekterfassung praktisch keinen Abbruch tut.The object surface 9 becomes largely uniform due to the diffuse reflection 21 on all exposed housing inner walls and internals 19 illuminated. Only the less intensively reflecting lower surface of the mirror 17 As a result, around the center around a slightly darker illuminated area 27 which, however, practically does not detract from the quality of object detection.

Die beschriebene Vorrichtung erfüllt ihre Zwecke mit geringem Aufwand; auch lassen sich bereits existierende Einfachvorrichtungen der eingangs beschriebenen Art ohne halbdurchlässigen Spiegel mit wenig Aufwand zur erfindungsgemäßen Ausbildung nachrüsten.The described device met their purposes with little effort; also already existing can be Simple devices of the type described above without semi-transparent mirror with little effort for training according to the invention retrofit.

Claims

Apparatus for the photographic detection of moving flat objects using a flash light illumination, with a funnel housing at the upper end of an ambient light shielding ( 1 ) on an object surface ( 9 ) of the objects directed camera ( 3 ) and a laterally arranged on the housing flash illumination source ( 13 ), whereby between camera lens ( 5 ) and object an inclined semi-transparent mirror ( 17 ), wherein the flash light source ( 13 ) in the lower part of the housing ( 1 ) through a lateral housing opening ( 11 ) and its luminous flux impinges on a diffusely reflecting white coating of the housing wall, and the semitransparent mirror ( 17 ) above the housing opening ( 11 ) is arranged and inclined so that it of the inlet opening ( 11 ) opposite, directly from the incident light funnel inner surface in the direction of the object surface ( 9 ) and those above the semitransparent mirror ( 17 ) funnel inner surface has a matte black light-absorbing coating.