УСТАНОВКА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДАННЫХ, ОТНОСЯЩИХСЯ К РАЗМЕРУ УДЛИНЕННОГО ОБЪЕКТА
APPARATUS AND METHOD OF OBTAINING DATA RELATING TO ELONGATED OBJECT SIZE

Настоящее изобретение относится к установке и способу получения данных, относящихся к размеру удлиненного объекта, предпочтительно компонента изделия, образующего аэрозоль.
Известно, что изделия, образующие аэрозоль, такие как курительные изделия, могут быть реализованы посредством сочетания нескольких компонентов, таких как штранги фильтра или расходуемые стержни (например, табачные стержни). Каждый из компонентов, используемых в изделиях, образующих аэрозоль, должен учитывать многочисленные и очень строгие ограничения, например, в отношении их размеров. С этой целью во время производственного процесса проводятся проверки одних и тех же образцов, чтобы проверить, удовлетворяют ли они вышеупомянутым требованиям.
Также известно, что изготовление компонентов для изделий, образующих аэрозоль, осуществляется с очень высокой скоростью. С целью минимизации отходов, как только образец компонента был направлен на проверку, проверки осуществляются предпочтительно также с очень высокой скоростью, чтобы как можно быстрее можно было определить бракованную производственную партию, с целью, например, выяснения причины проблемы, которая вызвала дефект.
Количество измерений, необходимых для проверки того, что компонент удовлетворяет желаемым требованиям, относительно высоко, поскольку необходимо проверить, по существу, все размеры и геометрические характеристики компонента, такие как его поперечное сечение, его однородность по форме и т. д. Однако, с одной стороны, наличие большого числа датчиков для одновременного измерения нескольких данных компонента не является решением, поскольку датчики могут мешать друг другу или нарушать работу друг друга, и, кроме того, должно быть достаточно места для перемещения компонентов на участок для испытаний без повреждения или прерывания производства. С другой стороны, перемещение датчика с высокой скоростью вокруг компонента для измерения нескольких размеров компонента также не является удовлетворительным, потому что механизм датчика может быть поврежден или потерять калибровку из-за таких высокоскоростных перемещений.
Следовательно, существует потребность в способе и установке получения данных, относящихся к удлиненному объекту, предпочтительно компоненту изделия, образующего аэрозоль, в которых могут быть получены несколько измерений объекта на высокой скорости. Кроме того, существует потребность в способе и установке, в которых достаточно просто реализована эта совокупность измерений без использования относительно дорогих устройств.
В первом аспекте изобретение относится к установке для получения данных, относящихся к размеру удлиненного объекта, определяющего продольную ось и первый и второй конец, при этом установка содержит: сенсорное устройство формирования изображения, определяющее поле зрения и оптическую ось, при этом сенсорное устройство формирования изображения приспособлено для формирования изображения удлиненного объекта в поле зрения; транспортирующее устройство, приспособленное для размещения удлиненного объекта в поле зрения и транспортировки удлиненного объекта в направлении транспортировки, по существу параллельном продольной оси удлиненного объекта и образующем угол с оптической осью; осветительное устройство, приспособленное для излучения электромагнитного излучения для освещения удлиненного объекта в поле зрения; и систему оптического отклонения, содержащую оптический дефлектор, который приспособлен для перемещения между первым рабочим положением и вторым рабочим положением, и который во втором рабочем положении приспособлен для отклонения электромагнитного излучения, распространяющегося параллельно продольной оси, к указанному сенсорному устройству формирования изображения, чтобы получить изображение первого или второго конца удлиненного объекта.
Преимущественно, установка согласно изобретению не является ни сложной, ни дорогостоящей, и обеспечивает высокоскоростную проверку удлиненных объектов. В частности, установка согласно изобретению может обеспечить быстрое формирование изображения стороны и концов удлиненного объекта. Установка согласно изобретению может содержать одно сенсорное устройство формирования изображения, которое может формировать изображение как конца (концов), так и стороны удлиненных объектов, чтобы отсутствовал риск помех между несколькими датчиками, каждый из которых предназначен для просмотра другого удлиненного объекта. Кроме того, предпочтительно, чтобы имелось достаточно места для удлиненных объектов, подлежащих перемещению без повреждения или прерывания производства на участок проведения проверок. Кроме того, предпочтительно не требуется перемещать сенсорное устройство формирования изображения с высокой скоростью вокруг удлиненного объекта, чтобы получить все требуемые изображения, следовательно, риск повреждения или потери калибровки сенсорного устройства формирования изображения чрезвычайно ограничен.
Предпочтительно, удлиненный объект включает компонент устройства, образующего аэрозоль. Предпочтительно, удлиненный объект может включать более одного компонента изделия, образующего аэрозоль. Предпочтительно, удлиненный объект может включать все изделие, образующее аэрозоль. Далее по тексту под термином «компонент» подразумевают любой элемент, который может быть включен в изделие, образующее аэрозоль. Например, такой компонент может содержать штранг фильтра, источник тепла, капсулу ментола, угольный элемент и т. п.
Предпочтительно, компонент изделия, образующего аэрозоль, содержит табакосодержащий материал, содержащий летучие ароматические соединения табака, которые высвобождаются из субстрата, образующего аэрозоль, при нагревании. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать, например, одно или более из следующего: порошок, гранулы, шарики, кусочки, тонкие трубочки, полоски или листы, содержащие одно или более из следующего: травяные листья, фрагменты табачных жилок, восстановленный табак, гомогенизированный табак, экструдированный табак и взорванный табак.
Предпочтительно, компонент многокомпонентного изделия, образующего аэрозоль, содержит сегмент фильтра изделия, образующего аэрозоль. Фильтр может содержать ацетилцеллюлозный штранг фильтра. Длина фильтра может составлять от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров, например, приблизительно 7 миллиметров в длину.
Предпочтительно, компонент изделия, образующего аэрозоль представляет собой табакосодержащий компонент. Табачный компонент может содержать наполнитель из резаного табака или восстановленный табак, образующий аэрозоль. Компонент может содержать табачный стержень, подлежащий сжиганию.
Предпочтительно, компонент изделия, образующего аэрозоль, может включать источник тепла или компонент, генерирующий летучий аромат, например капсулу ментола, угольный элемент и т. д. Источник тепла может содержать горючий углеродсодержащий материал с высоким содержанием углерода, а также может содержать графит или оксид алюминия. Источник тепла представляет собой, например, угольный элемент, который может воспламеняться и передавать тепло в субстрат, образующий аэрозоль, с образованием вдыхаемого аэрозоля.
Компонент, генерирующий летучий аромат, может быть связан с волокнистым опорным элементом. Волокнистый опорный элемент может представлять собой любой подходящий субстрат или подложку для размещения, удерживания или сохранения компонента, генерирующего аромат. Волокнистый опорный элемент может представлять собой, например, бумажную подложку или капсулу. Волокнистый опорный элемент может представлять собой, например, нить или сплетение. Такие нить или сплетение могут быть пропитаны жидким компонентом, таким как жидкий ментол. Такие нить или сплетение могут быть намотаны или иным образом связаны с твердым компонентом, генерирующим аромат. Например, твердые частицы ментола могут быть связаны с нитью.
Удлиненный объект определяет продольную ось. Таким образом, любой боковой вид удлиненного объекта, выполненный параллельно продольной оси, определяет вид «стороны» удлиненного объекта. Любой вид удлиненного объекта, выполненный перпендикулярно продольной оси, определяет вид «конца» удлиненного объекта. Обычно, но не всегда, два боковых вида двух сторон удлиненного объекта, выполненных путем поворота удлиненного объекта на 360° вокруг оси, перпендикулярной продольной оси, от одного вида к другому, и двух верхних и нижних видов двух концов удлиненного объекта, также выполненных поворотом удлиненного объекта на 180° вокруг оси, перпендикулярной продольной оси, представляют собой полное изображение всех поверхностей удлиненного объекта.
Предпочтительно, удлиненный объект может иметь форму стержня.
Далее по тексту термин «длина», если не оговорено иное, относится к длине удлиненного объекта вдоль его продольной оси.
Далее по тексту под термином «стержень» подразумевают в целом цилиндрический элемент по существу цилиндрического, овального или эллиптического поперечного сечения.
Изделия, образующие аэрозоль, согласно изобретению могут представлять собой целые, собранные изделия, образующие аэрозоль, или компоненты изделий, образующих аэрозоль, которые скомбинированы с одним или несколькими другими компонентами для предоставления собранного изделия для образования аэрозоля, например такого, как расходуемая часть нагреваемого курительного устройства.
В контексте данного документа изделие, образующее аэрозоль, представляет собой любое изделие, которое генерирует вдыхаемый аэрозоль при нагревании субстрата, образующего аэрозоль. Данный термин включает изделия, которые содержат субстрат, образующий аэрозоль, который нагревается внешним источником тепла, таким как электрический нагревательный элемент. Изделие, образующее аэрозоль, может представлять собой негорючее изделие, образующее аэрозоль, которое представляет собой изделие, которое высвобождает летучие соединения без сжигания субстрата, образующего аэрозоль. Изделие, образующее аэрозоль, может представлять собой нагреваемое изделие, образующее аэрозоль, которое представляет собой изделие, образующее аэрозоль, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, который должен нагреваться, а не сгорать, чтобы высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Данный термин включает изделия, которые содержат субстрат, образующий аэрозоль, и неотделимый источник тепла, например горючий источник тепла.
Изделия, образующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут быть представлены в виде сигарет с фильтром или других курительных изделий, в которых табачный материал сгорает для образования дыма.
Изделие, образующее аэрозоль, может представлять собой изделие, которое генерирует аэрозоль, который непосредственно вдыхается в легкие пользователя через рот пользователя. Изделие, образующее аэрозоль, может напоминать традиционное курительное изделие, такое как сигарета, и может содержать табак. Изделие, образующее аэрозоль, может быть одноразовым. Изделие, образующее аэрозоль, может быть частично многоразовым и содержать возобновляемый или заменяемый субстрат, образующий аэрозоль.
Предпочтительно, изделие, образующее аэрозоль, может иметь по существу цилиндрическую форму. Изделие, образующее аэрозоль, может быть по существу удлиненным. Изделие, образующее аэрозоль, может иметь длину и круглое поперечное сечение, по существу перпендикулярное длине. Изделие, образующее аэрозоль, может иметь общую длину от приблизительно 30 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров. Круглое поперечное сечение изделия, образующего аэрозоль, может иметь диаметр от приблизительно 5 миллиметров до приблизительно 12 миллиметров.
Установка согласно изобретению содержит сенсорное устройство формирования изображения, приспособленное для обнаружения и передачи информации, которая составляет изображение. Сенсорное устройство формирования изображения может быть либо аналоговым, либо цифровым. Цифровое сенсорное устройство может представлять собой цифровую камеру, модуль камеры, оборудование для формирования изображений, оборудование для ночного видения, например, тепловизионные устройства, радар, эхолокатор и другие.
Сенсорное устройство формирования изображения предпочтительно содержит датчик изображения. Аналоговые датчики для видимого света могут включать передающую трубку, цифровые датчики могут включать полупроводниковые приборы с зарядовой связью (CCD) или активные пиксельные датчики, изготовленные по технологии комплементарных металл-оксид-полупроводниковых (CMOS) структур или по технологии металл-оксид-полупроводниковых структур N-типа (NMOS, Live MOS). Аналоговые датчики для невидимого излучения могут включать электронную лампу.
Сенсорное устройство формирования изображения предпочтительно также содержит оптическую систему, которая определяет оптическую ось и поле зрения. Оптическая ось при приближении распространения света в виде «прямых линий» представляет собой воображаемую линию, которая определяет путь, по которому свет распространяется через оптическую систему, и достигает датчика изображения с целью формирования изображения. Поле зрения представляет собой пространственный угол, через который датчик изображения чувствителен к электромагнитному излучению. Поэтому лучи света, исходящие от или отражаемые объектами, которые расположены в поле зрения, могут приниматься сенсорным устройством формирования изображения, вследствие чего формируется изображение объекта.
Установка дополнительно содержит транспортирующее устройство, приспособленное для размещения удлиненного объекта в поле зрения сенсорного устройства формирования изображения и транспортировки удлиненного объекта в направлении транспортировки, по существу параллельном продольной оси удлиненного объекта. Транспортирующее устройство может быть любого типа, например, оно может содержать конвейерную ленту. Транспортирующее устройство доставляет удлиненный объект, расположенный своей продольной осью параллельно направлению транспортировки, в поле зрения сенсорного устройства формирования изображения, вследствие чего может быть сформировано изображение по меньшей мере одной стороны удлиненного объекта, направленной к сенсорному устройству формирования изображения. Транспортирующее устройство при движении вдоль направления транспортировки позволяет получать изображения стороны удлиненного объекта в разных положениях при приближении и удалении от датчика изображения. Направление транспортировки образует угол с оптической осью, этот угол отличается от 0° и 180°, то есть направление транспортировки не параллельно оптической оси, в противном случае не может быть получено изображение удлиненного объекта.
Кроме того, установка содержит осветительное устройство. Осветительное устройство излучает электромагнитное излучение, например видимый свет, но любое другое излучение входит в объем настоящего изобретения с целью освещения удлиненного объекта. Например, осветительное устройство может содержать светоизлучающий диод (LED) или лазерный источник. Тип излучения, излучаемого осветительным устройством, зависит от типа выбранного датчика изображения, то есть от того, в каком диапазоне длин волн датчик изображения чувствителен. Осветительное устройство может быть расположено относительно датчика изображения в качестве переднего источника света, то есть оно освещает удлиненный объект позади или в месте расположения датчика изображения при расположении удлиненного объекта в поле зрения изображения. Передний источник света представляет собой излучение, направленное к объекту и от датчика изображения. Осветительное устройство может быть расположено относительно датчика изображения в качестве заднего источника света, то есть осветительное устройство располагается за удлиненным объектом, освещая его в направлении датчика изображения при расположении удлиненного объекта в поле зрения изображения. Задний источник света представляет собой излучение, направленное к объекту и к датчику изображения.
Из приведенной выше конфигурацией ясно, что можно получить изображение по меньшей мере стороны удлиненного объекта. Транспортирующее устройство перемещает удлиненный объект вдоль направления транспортировки, которое параллельно продольной оси удлиненного объекта. При достижении удлиненным объектом поля зрения сенсорного устройства формирования изображения одна сторона удлиненного объекта обращена к сенсорному устройству формирования изображения, она освещена осветительным устройством, и поэтому может быть получено изображение этой стороны. Предпочтительно, на разных расстояниях между сенсорным устройством формирования изображения и удлиненным объектом вдоль продольного направления может быть получено более одного изображения. Сенсорное устройство формирования изображения получает изображение стороны удлиненного объекта предпочтительно непосредственно без использования каких-либо дополнительных зеркальных или оптических элементов для отклонения пути световых лучей электромагнитного излучения, освещающего удлиненный объект. Удлиненный объект находится в поле зрения сенсорного устройства формирования изображения, и изображение его стороны получают предпочтительно непосредственно.
Установка также содержит систему оптического отклонения, содержащую оптический дефлектор. Оптический дефлектор перемещается между первым рабочим положением, в котором он по существу не используется, и вторым рабочим положением, где он располагается в положении, в котором он может направлять электромагнитное излучение к сенсорному устройству формирования изображения. В первом рабочем положении оптический дефлектор не участвует в создании изображения удлиненного объекта, поскольку он расположен таким образом, что не может направлять излучение в поле зрения сенсорного устройства формирования изображения. Кроме того, в первом рабочем положении оптический дефлектор не препятствует перемещению или транспортировке удлиненного объекта посредством транспортирующего устройства. Напротив, во втором рабочем положении он может направлять излучение в поле зрения сенсорного устройства формирования изображения, поскольку он располагается в таком положении, что он способен отклонять электромагнитное излучение, распространяющееся параллельно продольной оси удлиненного объекта, к указанному сенсорному устройству формирования изображения. Электромагнитное излучение, распространяющееся параллельно продольной оси удлиненного объекта, несет информацию относительно одного конца удлиненного объекта, поэтому сенсорное устройство формирования изображения может получить изображение одного конца удлиненного объекта. Изображение «конца» удлиненного объекта предпочтительно может быть «косвенно» сформировано посредством сенсорного устройства формирования изображения, то есть с использованием оптического дефлектора, который отклоняет электромагнитное излучение и направляет его к сенсорному устройству формирования изображения.
Используя относительно простую конструкцию, установка согласно изобретению может получать изображения как стороны, так и одного из концов удлиненного объекта. Для получения изображений разных областей удлиненного объекта не требуется перемещение сенсорного устройства формирования изображения, в частности, от него не требуется перемещение с высокой скоростью, а более простой оптический дефлектор совершает по существу простое перемещение из первого во второе рабочее положение, например, посредством смещения оптического дефлектора. Вследствие этого возможно получение двух разных изображений довольно простым образом.
Транспортирующее устройство позволяет перемещать удлиненный объект, который подвергается проверке, вдоль продольной оси удлиненного объекта, а также поворачивать удлиненный объект относительно продольной оси.
Предпочтительно, указанный оптический детектор содержит призму, приспособленную для размещения перед концом удлиненного объекта и содержащую грань, наклоненную относительно направления транспортировки. Более предпочтительно, угол, образованный между направлением транспортировки и гранью призмы, составляет от приблизительно 30° до приблизительно 60°, и еще более предпочтительно угол составляет приблизительно 45°.
Преимущественно, призма представляет собой оптическую призму с треугольным сечением и прямоугольными боковыми гранями. Такая оптическая призма предпочтительно выполнена из стекла. Призма представляет собой довольно «прочный» и простой компонент, и ее перемещения возможны без повреждения самой призмы. Выбранный угол грани призмы и оптической оси, например предпочтительно между 30° и 60°, позволяет легко перенаправить свет на сенсорное устройство формирования изображения. Предпочтительно, призма имеет треугольное поперечное сечение, которое имеет форму равнобедренного треугольника. Предпочтительно, равнобедренный треугольник имеет угол 90° и два угла по 45°, вследствие чего такое треугольное поперечное сечение представляет собой прямоугольный равнобедренный треугольник, имеющий основание и два катета. Из-за того, что критический угол стекло-воздух составляет 42°, входящий свет, попадающий внутрь призмы перпендикулярно одной из прямоугольных боковых граней призмы, соответствующей одному из катетов треугольного сечения, отражается на 90°. Такая призма, выполненная из прочного материала без электронной схемы или механизма внутри, может быть преимущественно перемещена с высокой скоростью.
Предпочтительно, направление транспортировки по существу перпендикулярно оптической оси. Изображение удлиненного объекта в этом случае может не нуждаться в уточнении из-за наклона между оптической осью и направлением транспортировки с целью получения правильного размера удлиненного объекта. Следовательно, перпендикулярность между оптической осью и направлением транспортировки может упростить уточнение изображения для получения одного или нескольких размеров или характеристик удлиненного объекта.
Более предпочтительно, сенсорное устройство формирования изображения содержит камеру с фиксированной фокусировкой, и указанное транспортирующее устройство приспособлено для транспортировки указанного удлиненного объекта вдоль направления транспортировки, лежащего в плоскости фиксированной фокусировки указанного сенсорного устройства формирования изображения. Преимущественно, сенсорное устройство формирования изображения имеет фиксированный фокус. Поэтому предпочтительно, чтобы направление транспортировки лежало в плоскости фокусировки сенсорного устройства формирования изображения, вследствие чего удлиненный объект при нахождении в поле зрения всегда находится в фокусе, и могут быть сделаны несколько изображений с различным положением вдоль направления транспортировки.
Предпочтительно, транспортирующее устройство приспособлено для поворота удлиненного объекта вокруг продольной оси. Две или более стороны удлиненного объекта могут быть зафиксированы на изображениях установкой согласно изобретению.
Предпочтительно, во втором рабочем положении оптический дефлектор расположен на геометрическом пересечении между направлением транспортировки и оптической осью. Эта конфигурация может упростить геометрию системы и снизить потребность в уточнении изображений для получения правильных реальных размеров удлиненного объекта.
Предпочтительно, система оптического отклонения содержит держатель оптического дефлектора, приспособленный для поворота оптического дефлектора, вследствие чего второе рабочее положение предусматривает первое дополнительное положение, в котором электромагнитное излучение, распространяющееся параллельно продольной оси в первой зависимости, отклоняется к указанному сенсорному устройству формирования изображения, чтобы получить изображение первого конца удлиненного объекта, и второе дополнительное положение, в котором электромагнитное излучение, распространяющееся параллельно продольной оси во второй зависимости, отклоняется к указанному сенсорному устройству формирования изображения, чтобы получить изображение второго конца удлиненного объекта. Преимущественно, установка согласно изобретению позволяет получить изображение удлиненного объекта со стороны, с конца и с противоположного конца без поворота удлиненного объекта. При добавлении поворота можно отследить более одной стороны удлиненного объекта. Следовательно, с помощью установки согласно изобретению можно сформировать изображение по существу всей внешней поверхности удлиненного объекта.
Предпочтительно, сенсорное устройство формирования изображения содержит держатель датчика изображения и датчик изображения, при этом держатель датчика изображения приспособлен для смещения датчика изображения вдоль оптической оси. Преимущественно, датчик изображения перемещается только вдоль оптической оси, вследствие чего датчик изображения фокусируется на том, что нужно зафиксировать. Поэтому могут быть использованы разные удлиненные объекты, и сенсорное устройство формирования изображения перемещается для фокусировки на удлиненном объекте, расположенном в транспортирующем устройстве.
Предпочтительно, осветительное устройство содержит одно или несколько из следующего: задний источник света, расположенный вдоль оптической оси на противоположной стороне направления транспортировки относительно сенсорного устройства формирования изображения, при этом задний источник света приспособлен для освещения поверхности удлиненного объекта, обращенной к заднему источнику света; передний источник света, расположенный вдоль оптической оси на той же стороне направления транспортировки относительно сенсорного устройства формирования изображения, при этом передний источник света приспособлен для освещения поверхности удлиненного объекта, обращенной к сенсорному устройству формирования изображения. Преимущественно, осветительное устройство может обеспечить возможность создания заднего источника света позади удлиненного объекта в направлении сенсорного устройства формирования изображения. Задний источник света может быть достаточно сильным по сравнению с чувствительностью сенсорного устройства формирования изображения, вследствие чего, если удлиненный объект находится на пути света к сенсорному устройству формирования изображения, свет заднего источника проходит через любую полость между компонентами удлиненных объектов к сенсорному устройству формирования изображения. Таким образом, задний источник света позволяет оценить положение компонентов удлиненного объекта. Преимущественно, осветительное устройство может позволить создание переднего источника света, направленного от сенсорного устройства формирования изображения к удлиненному объекту, чтобы освещать поверхность удлиненного объекта. Изображения, полученные с использованием переднего источника света, могут быть использованы для расчета длины удлиненного объекта или для проверки положения оберточной бумаги на удлиненном объекте.
Предпочтительно, установка согласно изобретению содержит уточняющий блок, приспособленный для вычисления значения размера удлиненного объекта по изображению, полученному посредством сенсорного устройства формирования изображения. Разные положения удлиненного объекта (после его перемещения вдоль продольной оси и его поворота) могут быть зафиксированы посредством сенсорного устройства формирования изображения. Данные, зафиксированные посредством сенсорного устройства формирования изображения, отправляются в уточняющий блок для обработки. Преимущественно данные используются, например, для вычисления овализации, диаметра или длины удлиненного объекта или, например, для проверки положения оберточной бумаги на удлиненном объекте.
Обычно удлиненные объекты являются цилиндрическими, но посредством изобретения может быть проверена любая другая форма удлиненных объектов.
Предпочтительно, удлиненный объект помещается транспортным устройством в определенном положении в поле зрения.
Датчик изображения сенсорного устройства формирования изображения представляет собой, например, камеру, которая предпочтительно не имеет автоматической фокусировки, но имеет фиксированное фокусное расстояние. Алгоритм или программное обеспечение, работающее в уточняющем блоке, указывает, сфокусировано или нет изображение, полученное посредством камеры, отправляет команду на держатель датчика изображения сенсорного устройства формирования изображения для перемещения камеры соответствующим образом.
При этом расстояние от камеры до удлиненных объектов становится равным фиксированному и известному фокусному расстоянию, и все изображения, полученные посредством камеры, независимо от удлиненных объектов, находятся в одном масштабе и фокусе и могут сравниваться друг с другом и эталоном.
Во втором аспекте изобретение относится к способу получения данных, относящихся к размеру удлиненного объекта, определяющего продольную ось и имеющего первый и второй конец, причем способ включает этап: предоставления сенсорного устройства формирования изображения, имеющего оптическую ось и поле зрения; перемещения удлиненного объекта вдоль направления транспортировки, параллельного продольной оси, и формирования угла с оптической осью в поле зрения сенсорного устройства формирования изображения; освещения удлиненного объекта посредством электромагнитного излучения; и отклонения электромагнитного излучения, распространяющегося параллельно продольной оси, к указанному сенсорному устройству формирования изображения, чтобы сформировать изображение одного из концов удлиненного объекта.
Преимущества второго аспекта изобретения аналогичны преимуществам, которые были уже описаны со ссылкой на первый аспект и которые не будут повторяться здесь.
Предпочтительно, этап отклонения электромагнитного излучения включает по меньшей мере одно из следующего: отклонение электромагнитного излучения, распространяющегося параллельно продольной оси, к указанному сенсорному устройству формирования изображения посредством системы оптического отклонения, расположенной перед первым концом удлиненного объекта, чтобы сформировать изображение первого конца удлиненного объекта; отклонение электромагнитного излучения, распространяющегося параллельно продольной оси, к указанному сенсорному устройству формирования изображения посредством системы оптического отклонения, расположенной перед вторым концом удлиненного объекта, противоположным в осевом направлении первому концу, чтобы сформировать изображение второго конца удлиненного объекта. Изображение первого или второго конца удлиненного объекта или обоих концов может быть получено с использованием той же системы оптического отклонения. Для получения изображения обоих концов удлиненных объектов можно использовать одну систему оптического отклонения, например одиночное зеркало или одну призму, минимизируя количество различных элементов, которые будут использоваться.
Предпочтительно, между этапом отклонения электромагнитного излучения, распространяющегося параллельно продольной оси, к указанному сенсорному устройству формирования изображения посредством системы оптического отклонения, расположенной перед первым концом удлиненного объекта, чтобы сформировать изображение первого конца удлиненный объект; и этапом отклонения электромагнитного излучения, распространяющегося параллельно продольной оси, к указанному сенсорному устройству формирования изображения посредством системы оптического отклонения, расположенной перед вторым концом удлиненного объекта, противоположным в осевом направлении первому концу, чтобы сформировать изображение второго конца удлиненного объекта; способ включает этап поворота системы оптического отклонения. Для получения изображения его противоположных осевых концов не требуется никакого поворота удлиненного объекта.
Предпочтительно, между этапом отклонения электромагнитного излучения, распространяющегося параллельно продольной оси, к указанному сенсорному устройству формирования изображения посредством системы оптического отклонения, расположенной перед первым концом удлиненного объекта, чтобы сформировать изображение первого конца удлиненного объекта; и этапом отклонения электромагнитного излучения, распространяющегося параллельно продольной оси, к указанному сенсорному устройству формирования изображения посредством системы оптического отклонения, расположенной перед вторым концом удлиненного объекта, противоположным в осевом направлении первому концу, чтобы сформировать изображение второго конца удлиненного объекта; способ включает этап перемещения удлиненного объекта вдоль направления транспортировки. Поворот системы оптического отклонения реализуется предпочтительно вместе со смещением удлиненного объекта, вследствие чего второй конец может быть отражен в системе оптического отклонения в направлении сенсорного устройства формирования изображения.
Предпочтительно, способ включает получение изображения боковой поверхности удлиненного объекта, причем указанная боковая поверхность по существу параллельна продольной оси удлиненного объекта. Более предпочтительно, способ включает получение изображения первой боковой поверхности удлиненного объекта; поворот удлиненного объекта вдоль продольной оси; и получение изображения второй боковой поверхности удлиненного объекта, повернутой относительно первой боковой поверхности. Возможно получение изображения более одной стороны удлиненного объекта. Количество изображений разных сторон может быть равно двум при вращении вдоль продольной оси предпочтительно приблизительно на 180°, или более двух при вращении вдоль продольной оси на угол, предпочтительно меньший 180°. Таким образом, можно получить изображения боковой поверхности удлиненного объекта.
Предпочтительно, способ согласно изобретению включает определение размера указанного удлиненного объекта по изображению.
Предпочтительно, способ согласно второму аспекту выполняется с использованием установки согласно первому аспекту.
Изобретение может относиться к установке для получения данных, относящихся к размеру удлиненного объекта, определяющего продольную ось и первый и второй концы, при этом установка содержит: сенсорное устройство формирования изображения, определяющее поле зрения и оптическую ось, при этом сенсорное устройство формирования изображения приспособлено для формирования изображения удлиненного объекта в поле зрения; транспортирующее устройство, приспособленное для размещения удлиненного объекта в поле зрения и транспортировки удлиненного объекта в направлении транспортировки, по существу параллельном продольной оси удлиненного объекта и образующем угол с оптической осью; осветительное устройство, приспособленное для излучения электромагнитного излучения для освещения удлиненного объекта в поле зрения; и систему оптического отклонения, содержащую оптический дефлектор, который приспособлен для перемещения между первым рабочим положением, в котором он располагается вне поля зрения сенсорного устройства формирования изображения, и вторым рабочим положением, в котором он располагается в поле зрения сенсорного устройства формирования изображения, и который приспособлен для отклонения электромагнитного излучения, распространяющегося параллельно продольной оси, к указанному сенсорному устройству формирования изображения, чтобы получить изображение первого или второго конца удлиненного объекта.
Другие преимущества изобретения станут понятны из его подробного описания с неограничивающими ссылками на прилагаемые графические материалы, на которых:
- на фиг. 1-3 представлены схематические виды в перспективе установки для получения данных, относящихся к размеру удлиненного объекта, согласно настоящему изобретению в трех разных рабочих конфигурациях.
Со ссылкой на фигуры, установка для получения данных, относящихся к размеру удлиненного объекта, согласно настоящему изобретению по всему документу обозначена ссылочной позицией 100.
Удлиненный объект 10 определяет продольную ось 12 и первый и второй концы 14, 16.
Установка 100 содержит сенсорное устройство 20 формирования изображения, транспортирующее устройство 30, осветительное устройство 40 и систему 50 оптического отклонения.
Сенсорное устройство 20 формирования изображения определяет поле зрения 22 и оптическую ось 24. Удлиненный объект 10 расположен в поле зрения 22, вследствие чего сенсорное устройство 20 формирования изображения формирует изображение удлиненного объекта 10. Кроме того, сенсорное устройство 20 формирования изображения может определять плоскость фокусировки, то есть плоскость, в которой лежит объект, на котором фокусируется сенсорное устройство формирования изображения.
Транспортирующее устройство 30 связано с удлиненным объектом 10 (для упрощения на фигурах транспортирующее устройство 30 показано только на фиг. 1, 2). Транспортирующее устройство 30 размещает удлиненный объект 10 в поле зрения 22 и транспортирует удлиненный объект 10 в направлении 32 транспортировки, по существу параллельном продольной оси 12 удлиненного объекта 10. Направление 32 транспортировки образует угол с оптической осью 24.
Предпочтительно, направление 32 транспортировки по существу перпендикулярно оптической оси 32 (см. фиг. 1-3), при этом направление 32 транспортировки показано стрелкой на фиг. 2.
Предпочтительно, транспортирующее устройство 30 также может поворачивать удлиненный объект 10 вокруг продольной оси 12.
Сенсорное устройство 20 формирования изображения содержит датчик 26 изображения и держатель 28 датчика изображения (для упрощения на фигурах держатель 28 датчика изображения показан только на фиг. 1). Держатель 28 датчика изображения смещает датчик 26 изображения вдоль оптической оси 24.
Датчик 26 изображения может представлять собой камеру с фиксированной фокусировкой, и предпочтительно транспортирующее устройство 30 транспортирует удлиненный объект 10 вдоль направления 32 транспортировки, лежащего в плоскости фиксированной фокусировки сенсорного устройства 20 формирования изображения.
Осветительное устройство 40 излучает электромагнитное излучение для освещения удлиненного объекта 10 в поле зрения 22, как показано на фиг. 1 (для упрощения на фигурах осветительное устройство 40 показано только на фиг. 1).
Как показано на неограничивающем примере на фиг. 1, осветительное устройство 40 содержит задний источник света 42, расположенный вдоль оптической оси 24 на противоположной стороне сенсорному устройству 20 формирования изображения относительно направления транспортировки. Задний источник света 42 освещает поверхность 18 удлиненного объекта 10, обращенную к заднему источнику света 42.
Альтернативно или дополнительно, осветительное устройство 40 содержит передний источник света (не показан на фигурах), расположенный вдоль оптической оси 24 на той же стороне, что и сенсорное устройство 20 формирования изображения, относительно направления транспортировки. Передний источник света освещает поверхность удлиненного объекта 10, обращенную к сенсорному устройству 20 формирования изображения.
Оптическая система 50 отклонения содержит оптический дефлектор 52 и держатель 54 оптического дефлектора.
Оптический дефлектор 52 может перемещаться между первым рабочим положением, в котором он располагается вне поля зрения 22 сенсорного устройства 20 формирования изображения (см. фиг. 1), и вторым рабочим положением, в котором он располагается в поле зрения 22 сенсорного устройства 20 формирования изображения (см. фиг. 2, 3). Оптический дефлектор 52 отклоняет электромагнитное излучение, распространяющееся параллельно продольной оси 12, к сенсорному устройству 20 формирования изображения, чтобы получить изображение первого или второго конца 14, 16 удлиненного объекта 10 (см. фиг. 2 и 3 соответственно).
В неограничивающем примере на фиг. 2 и 3 оптический детектор 52 содержит призму, которая расположена перед двумя концами 14, 16 удлиненного объекта 10 соответственно. Призма имеет грань 53, наклоненную относительно направления 32 транспортировки.
Предпочтительно, угол, образованный между направлением 32 транспортировки и гранью 53 призмы, составляет от приблизительно 30° до приблизительно 60°, и более предпочтительно такой угол составляет приблизительно 45° (см. фиг. 2, 3).
Во втором рабочем положении оптический дефлектор 52 расположен на геометрическом пересечении между направлением 32 транспортировки и оптической осью 24 (см. фиг. 2). Оптический дефлектор 52 расположен вдоль продольной оси 12 удлиненного объекта 10.
Держатель 54 оптического дефлектора поворачивает оптический дефлектор 52, вследствие чего второе рабочее положение предусматривает первое дополнительное положение и второе дополнительное положение, показанные на фиг. 2 и 3 соответственно. В первом дополнительном положении электромагнитное излучение распространяется параллельно продольной оси 12 в первой зависимости и отклоняется к сенсорному устройству 20 формирования изображения, чтобы получить изображение первого конца 14 удлиненного объекта 10. Во втором дополнительном положении электромагнитное излучение распространяется параллельно продольной оси 12 во второй зависимости (по существу противоположной первой зависимости) и отклоняется к сенсорному устройству 20 формирования изображения, чтобы получить изображение второго конца 16 удлиненного объекта 10.
Установка 100 дополнительно содержит уточняющий блок (не показан на фигурах), который вычисляет значение размера удлиненного объекта 10 по изображению, полученному посредством сенсорного устройства 20 формирования изображения.
Работа установки 100 уже ясна из вышеизложенного, и это отмечено ниже.
Удлиненный объект 10 перемещается вдоль направления 32 транспортировки, параллельного продольной оси 12, и образует угол предпочтительно приблизительно 90° с оптической осью 24 в поле зрения 22 сенсорного устройства 20 формирования изображения. Затем удлиненный объект 10 помещается в положение в поле зрения сенсорного устройства 20 формирования изображения.
Затем предпочтительно регулируют положение сенсорного устройства 20 формирования изображения относительно удлиненного объекта, например, смещая сенсорное устройство 20 формирования изображения вдоль его оптической оси так, чтобы направление транспортировки лежало в плоскости фокусировки сенсорного устройства 20 формирования изображения. Однако следующий способ может быть выполнен с использованием другой установки.
Удлиненный объект 10 облучается электромагнитным излучением. Предпочтительно, он облучается электромагнитным излучением, направленным по существу перпендикулярно направлению транспортировки.
Предпочтительно, когда удлиненный объект находится в поле зрения сенсорного устройства 20 формирования изображения, изображение стороны удлиненного объекта 10, расположенной на той же стороне, что и сенсорное устройство 20 формирования изображения, относительно направления транспортировки, получают посредством сенсорного устройства 20 формирования изображения. Предпочтительно, затем удлиненный объект 10 поворачивают вдоль продольной оси 12 приблизительно на 180° и получают изображение противоположной стороны удлиненного объекта, которая также обращена к сенсорному устройству формирования изображения.
Предпочтительно, прежде чем удлиненный объект 10 располагается перед сенсорным устройством 20 формирования изображения, оптический дефлектор 52 системы оптического отклонения располагается из первого рабочего положения вдали от поля зрения сенсорного устройства 20 формирования изображения, изображенного на фиг. 1, во второе рабочее положение, где он находится на пересечении между оптической осью и направлением транспортировки, как показано на фиг. 2. Электромагнитное излучение, распространяющееся параллельно продольной оси 12, отклоняется к сенсорному устройству 20 формирования изображения, вследствие чего может быть сформировано изображение одного из концов 14, 16 удлиненного объекта 10, предпочтительно первого конца 14, посредством сенсорного устройства 20 формирования изображения.
В частности, электромагнитное излучение, распространяющееся параллельно продольной оси 12, отклоняется посредством системы 50 оптического отклонения, когда она располагается перед первым концом 14 удлиненного объекта 10, чтобы сформировать изображение первого конца 14 удлиненного объекта 10. В этой первой конфигурации держатель 54 оптического дефлектора поворачивает оптический дефлектор 52 в вышеупомянутое первое дополнительное положение второго рабочего положения (см. фиг. 2).
Предпочтительно, после того как было получено изображение конца удлиненного объекта 10, система 50 оптического отклонения возвращается в первое рабочее положение. Затем удлиненный объект 10 перемещается вдоль направления транспортировки. Когда удлиненный объект был перемещен в поле зрения сенсорного устройства 20 формирования изображения, и, например, было получено изображение одной или двух сторон удлиненного объекта, система оптического отклонения возвращается во второе рабочее положение, как показано на фиг. 3.
Электромагнитное излучение, распространяющееся параллельно продольной оси 12, отклоняется посредством системы 50 оптического отклонения, когда она располагается перед вторым концом 16 удлиненного объекта 10, противоположным в осевом направлении первому концу 14, вследствие чего изображение второго конца 16 удлиненного объекта 10 может быть сформировано посредством сенсорного устройства 20 формирования изображения. В этой второй конфигурации держатель 54 оптического дефлектора поворачивает оптический дефлектор 52 в вышеупомянутое второе дополнительное положение второго рабочего положения (см. фиг. 3).
Следовательно, между вышеупомянутыми первым и вторым дополнительными положениями оптический дефлектор 52 системы 50 оптического отклонения поворачивается, то есть второе положение предусматривает два дополнительных положения, которые отличаются угловым положением оптического дефлектора 52.
Кроме того, между вышеупомянутыми первым и вторым дополнительными положениями удлиненный объект 10 перемещается вдоль направления 32 транспортировки.
Предпочтительно, работа установки 100 предусматривает получение изображения боковой поверхности удлиненного объекта 10. Эта боковая поверхность по существу параллельна продольной оси 12 удлиненного объекта 10.
Более предпочтительно, получают изображение первой боковой поверхности удлиненного объекта 10, затем удлиненный объект 10 поворачивают вдоль продольной оси 12 и получают изображение второй боковой поверхности удлиненного объекта 10, которое повернуто по отношению к первой боковой поверхности.