ES2276369T3 - Sistema de iluminacion utilizado para obtener una imagen de articulos en movimiento. - Google Patents
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Abstract
Sistema para transportar artículos (100) sobre una cinta transportadora (12) en una dirección de avance debajo de una cámara (18), que comprende un aparato para iluminar una superficie superior de dichos artículos (100), comprendiendo dicho aparato una fuente de luz alargada; incluyendo dicha fuente de luz una lámpara (40) y un reflector alargado (438) dispuesto para reflejar luz de dicha fuente de luz hacia los artículos (100) situados sobre dicha cinta transportadora (12), y caracterizado porque: dicha fuente de luz alargada está dispuesta a lo largo de dicha cinta transportadora (12); y dicho reflector (438) forma parte de una figura en forma de cono (401) que tiene un primer eje focal y un segundo eje focal, siendo dicho segundo eje focal adyacente a dicha cinta transportadora (12).
Description
Sistema de iluminación utilizado para obtener
una imagen de artículos en movimiento.
La presente invención se refiere a sistemas de
iluminación para cámaras, y más particularmente, se refiere a un
aparato para iluminar artículos que se mueven sobre una cinta
transportadora por debajo de una cámara.
Se han desarrollado sistemas de transporte
automáticos para el manejo y la clasificación de artículos, tales
como paquetes o componentes de productos manufacturados. Los
artículos llevan elementos de identificación, por ejemplo códigos
de barras, símbolos densos bidimensionales y texto adecuado para
reconocimiento óptico de caracteres (OCR). Una cámara lineal CCD
(Charge Coupled Device o dispositivo de acoplamiento de carga)
situada por encima, puede capturar imágenes estrechas de un campo de
visión a lo largo de una "línea de barrido" que es muy corta
en la dirección de avance de la cinta transportadora pero que se
extiende a través de la cinta transportadora. Un ordenador que
recibe la salida de una cámara puede construir con estas imágenes
lineales una imagen digital completa de un paquete o de una
etiqueta que pasa por debajo de la cámara. Cuando la altura de los
artículos es variable, la cámara puede captar una imagen en
cualquier lugar del "plano de barrido" proyectado hacia abajo
entre la cámara y la línea de
barrido.
barrido.
Los anteriores sistemas de iluminación
proporcionan una banda de luz intensa a lo largo de la línea de
barrido utilizando como reflectores, cilindros elípticos dispuestos
detrás de una lámpara alargada con forma de tubo. La lámpara se
encuentra en un eje focal de la elipse y la superficie a iluminar se
encuentra cerca del otro eje focal. La fuente de luz puede estar
inclinada cerca del eje de la línea de barrido con el fin de no
interferir el campo de visión de la cámara. Generalmente, en la
dirección vertical del plano de barrido, la región de iluminación
intensa enfocada no es profunda y por lo tanto, la eficacia de esta
configuración está limitada cuando la altura de los artículos que
pasan debajo de la cámara es muy variable.
Un sistema de iluminación de este tipo trata de
dirigir a la cámara suficiente luz reflejada desde un artículo para
obtener una imagen definida evitando que el resplandor ciegue la
cámara. De este modo, las fuentes de luz proporcionan a la cámara
una gran cantidad de reflexión difusa, pero no reflexión especular.
Sin embargo los artículos cuyas superficies superiores brillan
presentan un reto particular. Si el ángulo de inclinación de la
fuente de luz sobre la línea de barrido es pequeño, el resplandor
que se refleja desde los paquetes brillantes o desde los
protectores de plástico usados para proteger las etiquetas de papel
puede cegar la cámara. Si el ángulo de inclinación es grande los
artículos altos pueden proyectar sombras sobre los artículos que
les preceden o que les siguen cuando pasan debajo de la cámara. Con
un ángulo cercano a unos cuarenta y cinco grados, la fuente de luz
puede cubrir verticalmente sólo una profundidad relativamente
pequeña del plano de barrido porque los reflectores elípticos
proyectan un haz de luz estrecho en la dirección transversal a la
longitud del reflector. El anterior sistema proporciona un reflector
elíptico asimétrico para iluminar una región vertical del plano de
barrido, pero esta propuesta no resuelve los problemas mencionados
anteriormente.
\vskip1.000000\baselineskip
Las patentes que describen sistemas de
iluminación incluyen las patentes de Estados Unidos
3,569,961 | 3,809,462 | 3,982,116 |
4,689,490 | 4,733,335 | 5,022,740 |
5,040,883 | 5,245,411 | 5,308,960 |
5,313,373 | 5,388,035 | 5,430,282 |
5,521,365 | 5,538,060 | 5,600,116 |
5,607,229 | 5,777,743 | 5,791,771 |
5,818,528 | 5,821,518 |
\vskip1.000000\baselineskip
La patente US 5,791,771 representa la base para
el preámbulo de la reivindicación 1.
En la técnica se necesita un sistema de
iluminación que con el fin de abarcar una variedad de alturas de
artículo, sea capaz de proporcionar luz difusa adecuada a una
cámara elevada, reflejada desde una región vertical. El sistema de
iluminación debe evitar que el resplandor refleje a la cámara y debe
dirigir la luz de manera que los artículos altos no proyecten
sombras en la zona iluminada.
La presente invención quiere proponer un sistema
tal como está definido en la reivindicación 1.
La Fig. 1 es una vista en perspectiva de un
sistema de transporte que incluye un aparato de iluminación según
una realización de la presente invención.
La Fig. 2 es una vista explosionada de un
conjunto de iluminación incluyendo sistemas de refrigeración para
la lente y para la lámpara.
La Fig. 2B es una vista en planta esquemática
del interior del conjunto de iluminación de la Fig. 2.
La Fig. 3 es una vista esquemática explosionada
de los componentes del conjunto de iluminación y de su relación con
la cámara.
La Fig. 4 es una vista esquemática desde arriba
de la fuente de luz y de su relación con un artículo que está
siendo captado.
La Fig. 5 es una vista frontal parcial en
esquema de un sistema de transporte con dos conjuntos de
iluminación en un lado de la cinta.
La Fig. 6 es una vista frontal de una lente de
Fresnel para ser utilizada con la presente invención.
La Fig. 7 es una vista lateral parcial, ampliada
y en esquema, de un conjunto de iluminación mostrando la función
refractiva de la lente de Fresnel.
La Fig. 8 es una vista frontal en esquema de
otra realización de la invención incorporando un dispositivo
director de la luz alternativo.
La Fig. 9 es una vista esquemática en detalle
del dispositivo director de la luz y de la fuente de luz de la Fig.
8.
La Fig. 10 es una vista esquemática de un
reflector alternativo para ser utilizado con filamentos de lámpara
verticales.
La Fig. 11 es una vista esquemática de un
reflector en forma de cono alternativo, configurado para compensar
una lámpara inclinada.
La Fig. 12 es una vista en perspectiva mostrando
la disposición de conjuntos de iluminación adicionales en otra
realización de la invención.
La Fig. 13 es una vista lateral de la
realización de la Fig. 12.
Refiriéndonos con más detalle a las figuras, en
las que las mismas cifras designan a piezas similares a lo largo de
varias vistas, la Fig. 1 muestra un sistema de transporte 10 que
incluye un aparato de iluminación 11 según la presente invención.
El sistema de transporte 10 incluye una cinta transportadora 12 que
viaja sobre una base 14 en la dirección de la flecha T, y una
estación de captación de imágenes 15 que incluye un aparato de
iluminación 11. En la estación de iluminación, una superestructura
17 rodea por encima la cinta transportadora 12 y soporta la cámara
18 que tiene un eje óptico D-D dirigido
verticalmente hacia la cinta transportadora.
La cámara 18 es preferentemente una cámara
lineal CCD. El campo de visión de la cámara tiene un ancho ajustado
al ancho de la cinta transportadora 12, y una longitud o espesor en
la dirección de avance T, de por ejemplo 0.00535 pulgadas (0.013589
cm.). La cámara barre una banda estrecha (línea de barrido SL) a lo
largo del ancho de la cinta transportadora 12 ó a lo largo de la
superficie superior de un artículo que se mueve con la cinta
transportadora. La patente de Estados Unidos 5,308,960 describe un
sistema de cámara de este tipo. La cámara tiene preferentemente una
amplia profundidad de foco o un aparato de enfoque automático, tal
como se describe en la patente de Estados Unidos 5,245,172 o en la
patente 5,485,263. Como se muestra en la Fig. 5, los artículos que
viajan sobre la cinta pueden ser paquetes, tales como el paquete 100
llevando una etiqueta 110 que contiene símbolos codificados
ópticamente (por ejemplo códigos de barras o códigos densos
bidimensionales tales como el símbolo MaxiCode®) o texto legible
automáticamente adecuado para el reconocimiento óptico de caracteres
(OCR). El paquete atravesará el plano de barrido (proyectado
verticalmente sobre la línea de barrido) a una altura determinada
por la altura del paquete. El aparato de iluminación 11 debe
iluminar adecuadamente la etiqueta 110 en la región SL que abarca
la línea de barrido (mostrada sobre la cinta con línea de trazos en
la Fig. 1) independientemente de que el paquete sea un sobre plano o
el paquete más alto aceptado por el sistema de transporte 10. El
término "artículo" significa aquí un objeto o una etiqueta
fijada sobre un objeto.
De modo conocido, la cámara 18 adquiere imágenes
lineales de pequeñas bandas dentro de este campo de visión y las
agrupa en una memoria de ordenador para formar una imagen digital
bidimensional de la parte superior del paquete 100 incluyendo la
etiqueta 110. A continuación, un programa de ordenador, también
conocido en la técnica, analiza la imagen para localizar y
decodificar en la imagen símbolos y texto para contribuir al
reconocimiento y selección del paquete 100. El sistema de transporte
10 puede ser utilizado también para procesar componentes de
productos manufacturados u otros artículos que lleven elementos
identificativos o que tengan una forma discernible en una
imagen.
El aparato de iluminación 11 incluye por lo
menos un módulo de iluminación 20. En el sistema mostrado en la
Fig. 1, cuatro módulos de iluminación 20a-20d
iluminan la región SL. Tal como se ve en la Fig. 1, en un panel
izquierdo 22a fijado a la superestructura 17 en el lado izquierdo
de la cinta transportadora 12 se encuentran un módulo superior
izquierdo 20a y un módulo inferior izquierdo 20b. En un panel
derecho 22b fijado a la superestructura 17 en el lado derecho de la
cinta transportadora 12, se encuentran un módulo superior derecho
20c y un módulo inferior derecho 20d. Cada módulo de iluminación 20
está alojado en una carcasa 27 que está fijada con una ángulo de por
lo menos unos 40 grados respecto al eje óptico de la cámara
D-D, y preferentemente con un ángulo de unos
cuarenta y cinco grados. Los módulos de iluminación y las cubiertas
están montados al lado de la cinta, es decir, sustancialmente fuera
del área comprendida por el campo de visión de la cámara.
Como se muestra con más detalle en la Fig. 2, la
carcasa 27 define una cámara de iluminación 29, una cámara de lente
30 entre la cámara de iluminación 29 y la cinta transportadora 12, y
una cámara de intercambio de calor 32 adyacente a la cámara de
lente. En el límite entre la cámara de lente 30 y la cámara de
iluminación 29, la cámara de iluminación está cerrada por una placa
de vidrio 42. La cámara de iluminación 29 incluye una pluralidad de
soportes separados 34 que definen cada uno de ellos un borde
elíptico 35 dirigido hacia la cámara de lente 30. Un reflector
elíptico 38 se ajusta a los bordes 35 y llena la sección de la
cámara de iluminación 29. Una lámpara de sodio alargada 40 está
montada en un primer eje focal del reflector elíptico 38 dentro de
la cámara de iluminación. El reflector mide preferentemente unas
10-15 pulgadas (unos 23-38 cm.), y
la distancia entre los ejes focales de la elipse es de unas 63
pulgadas (unos 160 cm.). La longitud de la lámpara 40 es
preferentemente de unas 5 pulgadas (unos 12.7 cm.). El reflector 38
está situado, y su curvatura se escoge, de modo que el segundo eje
focal del reflector se encuentra preferentemente alrededor de una
pulgada (unos 2,5 cm.) por debajo de la cinta transportadora 12.
Estos parámetros se pueden variar para adaptarse a diferentes
sistemas de transporte y diferentes tipos o dimensiones de los
artículos a procesar.
Una lente 45 de Fresnel cierra el final de la
cámara de lente 30 por el lado opuesto a la placa de vidrio 42.
Preferentemente la cámara 30 está vacía y sus paredes son una
barrera para que la luz de la lámpara 40 y del reflector 38 pueda
alcanzar la cinta 12 únicamente a través de la lente 45. La lentes
de Fresnel de plástico acrílico se encuentran en el comercio con
diámetro de 35 pulgadas (89 cm) y distancia focal f de 30 pulgadas
(76 cm). La lente 45 puede cortarse para ajustar a la abertura de la
cámara de lente 30, preferentemente a unas 8 pulgadas (unos 20,3
cm) de ancho y unas 18 pulgadas (unos 45,7 cm) de longitud. Sin
embargo la lente se corta para ajustarse a la abertura con el eje
óptico de la lente desplazado respecto el centro de la cámara, tal
como muestra la Fig. 6. Preferentemente, el eje óptico está centrado
respecto al ancho de la cámara 30, pero está desplazado respecto
del punto medio de la longitud una distancia b de unas 0,5 a 1 veces
la longitud de la lámpara 40. En el conjunto de iluminación
preferido, la lámpara 40 mide unas 5 pulgadas (unos 12,7 cm) de
longitud y el eje óptico de la lente 45 está desplazado unas 4
pulgadas (unos 10,2 cm). Como se muestra en la Fig.3, la
profundidad de la cámara de lente 30 se escoge de modo que la
distancia r entre la lámpara 40 y la lente 45 es entre una cuarta
parte y una mitad de la distancia focal de la lente 45. Cuando la
distancia focal f es 30 pulgadas (76 cm), la distancia r es
preferentemente de unas 8 pulgadas (unos 20 cm).
En la Fig. 7 se muestra esquemáticamente la
refracción de la luz de la lámpara 40 por una parte de la lente 45
de Fresnel. En ella se muestra como ejemplo, un rayo R_{s} que
parte de la lámpara y se muestra reflejado en el reflector 38
siguiendo un recorrido (mostrado por líneas de trazos) que se
reflejaría especularmente desde un artículo en la cinta hasta la
cámara 18. Sin embrago la costilla triangular de la lente 45 de
Fresnel desvía el rayo hacia un recorrido R_{D} que forma un
ángulo \Phi de al menos 40 grados con el eje óptico
D-D de la cámara 18. De este modo, los rayos R_{D}
proyectados por la lente 45 hacia el artículo en la cinta crearán
una reflexión difusa hacia la cámara y no un resplandor.
Naturalmente, la luz que pasa directamente desde la lámpara a la
lente se refracta de forma similar.
En las Fig. 3 y 4 se muestra esquemáticamente la
configuración preferida de la fuente de luz y del dispositivo
director de la luz respecto a la cinta 12. Se muestra un paquete 100
sobre la cinta 12. El eje de simetría C-D del
reflector 38 forma un ángulo de unos 45 grados con el eje óptico
D-D de la cámara 18. La lámpara 40 se encuentra
sobre el primer eje focal A-A del reflector 38. La
lente 45 de Fresnel está separada una distancia r frente a la
lámpara, con su eje óptico F-F paralelo pero
desplazado respecto al eje C-D una distancia b en
una dirección (desde el eje de la cámara D-D)
alejándose del paquete 100. La lente 45 está situada a una
distancia s de la línea de barrido SL sobre la cinta transportadora
12, siendo la distancia s intermedia entre la distancia focal f y
el doble de la distancia focal f. El segundo eje focal
B-B del reflector elíptico 38 cae preferentemente
algo por debajo de la cinta transportadora, tal como muestra la
línea de trazos en la Fig. 4.
La Fig. 5 muestra esquemáticamente en una vista
dirigida hacia atrás sobre la dirección de avance de la cinta
transportadora 12, la configuración preferida del aparato de
iluminación 11, en una sección recta por la línea de barrido SL.
Las flechas R indican el recorrido de los rayos de luz de las
lámparas 40 y de los reflectores 38 de los módulos de iluminación
20c y 20d en un lado de la cinta, siendo el otro lado de la cinta
sustancialmente una imagen especular. Como se muestra, todos los
rayos iluminadores forman un ángulo \Phi de 40 grados o más, y
preferentemente 45 grados o más, con el eje óptico
D-D de la cámara 18. Esta configuración proporciona
una iluminación difusa adecuada para que la cámara reciba una imagen
definida, evitando la reflexión especular.
Volviendo a la Fig. 2, la carcasa 27 contiene
dos sistemas de refrigeración, uno para la lámpara 40 y otro para
la lente 45 que de otro modo se fundiría al poco tiempo. En la
cámara de luz 29, un par de tubos intercambiadores de calor 47 se
extiende a través de los soportes 34 por ambos lados de la
superficie convexa del reflector 38. Los tubos 47, hechos de un
material de elevada conductividad como el cobre, están abiertos al
aire exterior por un lado de la cámara 29 y terminan en un camarín
delgado presurizado 48 al otro extremo de la cámara 29. El camarín
presurizado 48 tiene dos aberturas 50 que comunican únicamente con
los extremos abiertos de los tubos 47. Un ventilador 49 presuriza
el camarín 48 para forzar que circule aire de refrigeración por los
tubos. El calor generado por la lámpara 40 viaja a través del
reflector hasta la cámara 29 de luz que rodea los tubos, y a
continuación a través de las paredes de los tubos hasta el aire más
frío que circula por su interior.
Un sistema de recirculación de aire refrigera la
lente 45. Otro ventilador 51 está montado en la cámara de
intercambio de calor 32 adyacente a una abertura de entrada 52 que
conecta la cámara 32 con la cámara 30 de lente. El ventilador 51
está montado con un ángulo para dirigir aire hacia abajo sobre la
lente 45. El aire circula alrededor de la cámara 30 refrigerando la
lente 45 y se evacua gracias a un ventilador 54 inclinado de forma
similar a través de una abertura de salida 55 en el lado opuesto de
la cámara 30. Una pluralidad de tubos intercambiadores de calor 57
se extienden por la cámara 32 en su lado opuesto a la cámara 30 de
lente. Los tubos 57, hechos de un material de alta conductividad
térmica tal como el cobre, están abiertos al aire exterior por un
lado de la cámara 32 y terminan en un camarín presurizado 59 delgado
por el otro lado de la cámara. Un ventilador 60 presuriza el
camarín 59 para forzar la circulación de aire de refrigeración por
los tubos 57. El aire evacuado de la cámara de lente 30 por el
ventilador 54 circula por la cámara 32 y sobre los tubos
intercambiadores de calor 57, transfiriendo calor al aire más frío
que circula por los tubos. A continuación el ventilador 51 fuerza
al aire refrigerado a circular de nuevo sobre la lente 45. Si se
desea, se pueden situar deflectores adecuados en las cámaras de
lente y de intercambio de calor para dirigir el flujo de aire
circulante.
Los sistemas de refrigeración por circulación de
aire con intercambiadores de calor están cerrados para impedir que
pueda entrar polvo en contacto con la óptica.
En funcionamiento, el aparato de iluminación 11
proyecta luz desde los lados de la cinta transportadora 12 cuando
un paquete 100 u otro artículo viajan por debajo de la estación de
captación de imágenes 15. Cuando la lámpara 40, el reflector 38 y
la lente 45 están configurados dentro de los límites descritos
anteriormente, los reflejos de luz sobre el paquete son desviados
un ángulo de 40 grados o más respecto al eje óptico de la cámara.
Como se muestra en la Figs. 1 y 5, la luz proyectada ilumina una
región a través de la cinta incluyendo la línea de barrido SL de la
cámara 18 y extendiéndose sobre la cinta tanto como la altura del
mayor paquete esperado. Cuando el paquete pasa por la zona
iluminada, la luz difusa reflejada desde el paquete, y en particular
desde la etiqueta 110 conteniendo símbolos codificados ópticamente
y algunas veces texto legible automáticamente, alcanza la cámara
18. La reflexión especular es desviada lejos de la cámara evitándose
el resplandor. La cámara adquiere una serie de imágenes estrechas,
que el procesador reúne en una imagen digital del campo de visión
completo. Un Software conocido en la técnica puede analizar la
imagen para encontrar símbolos y bloques de texto y decodificar la
información de la etiqueta. Durante el funcionamiento de la lámpara
40, los sistemas de refrigeración mostrados en la Fig. 2 protegen
la lente contra sobrecalentamiento.
La Fig. 8 muestra una segunda realización del
aparato de iluminación 211 según la presente invención, incorporando
un dispositivo director de la luz alternativo. Se muestran dos
paquetes 100 de altura diferente sobre la cinta 12. Éstos se
encuentran iluminados por dos módulos de iluminación 220a y 220b que
son similares a los módulos 20 de la primera realización, excepto
que la lente de Fresnel es sustituida por un conjunto de placas
deflectoras 245 mostradas en detalle en la Fig. 9. Una pluralidad
de placas deflectoras paralelas 248 están situadas perpendiculares
a la lámpara 40 y paralelas al eje de simetría del reflector 38.
Preferentemente cada módulo tiene doce placas deflectoras
extendiéndose unas 8 pulgadas (20 cm) paralelas al eje de simetría
del reflector, y separadas aproximadamente 0,75 pulgadas (1.9 cm)
para formar una serie de ranuras que reciben la luz directamente de
la lámpara y también la luz reflejada por el reflector. En un lado
de la ranura la superficie de la placa es una superficie totalmente
especular o como un espejo 252. En la configuración mostrada en la
Fig. 8, la superficie totalmente especular 252 de cada placa 248
está dirigida inclinada hacia arriba respecto al eje óptico
D-D de la cámara, como consecuencia de la
inclinación de la fuente de luz. La otra superficie dirigida hacia
abajo está dividida en dos partes a los lados de un punto medio 250,
una porción especular 253 en el lado próximo a la lámpara 40 y una
porción difusa 254. La porción difusa 254 puede estar configurada
irregular de un modo conocido en la técnica, de manera que la luz
se refleja difusamente en la superficie.
En la figura 9 se muestran las dos primeras
ranuras atravesadas por haces R_{a} saliendo de la lámpara y del
reflector en ángulos de +5 y -5 grados. Estos haces pasan por la
ranura sin tocar las placas y alcanzan el paquete seleccionado con
ángulos de 40 y 50 grados respectivamente gracias a la inclinación
de la fuente de luz. Las dos ranuras siguientes muestran los haces
de luz R_{b} saliendo de la lámpara y del reflector en ángulos de
+10 y -10 grados. Estos haces de luz chocan con las placas 248 que
definen la ranura cerca de sus bordes exteriores. La superficie
especular inferior 252 refleja un haz de luz de 10 grados y los
desvía hacia el paquete con un ángulo de 55 grados. La superficie
difusa superior 254 reparte difusamente un haz de luz de 10 grados
sobre el paquete. Las dos ranuras siguientes muestran haces de luz
R_{c} saliendo de la lámpara y del reflector en ángulos de +20 y
-20 grados. Estos haces experimentan por lo menos dos reflexiones
dentro de la ranura. Todo haz de luz que experimenta una reflexión
especular que está dirigida al paquete con un ángulo no deseado
(mayor de 40 grados), experimenta una reflexión difusa antes de
salir de la ranura. Los haces de luz que pasan sobre el conjunto de
placas 245 están en ángulos \theta iguales o mayores de 40 grados
respecto al eje óptico de la cámara.
Aunque la realización de las Figs. 8 y 9 es
efectiva, la primera realización que utiliza una lente de Fresnel
es más eficaz en el uso de la energía lumínica producida por las
lámparas.
Algunas lámparas de alta intensidad adecuadas
para la iluminación de artículos funcionan sólo en posición
horizontal o vertical por lo que la lámpara no puede inclinarse. La
Fig. 10 muestra un módulo de iluminación 320, incluyendo una
lámpara 40 en una configuración vertical, flanqueado por un conjunto
de placas 248 inclinado un ángulo de 45 grados hacia el paquete
seleccionado. Un reflector elíptico 338 define segmentos en forma
de costilla que tienen un ángulo de inclinación de 22.5 grados
respecto al eje de la lámpara. La luz de la lámpara que choca con
estos segmentos en ángulo se refleja en las ranuras formadas con las
placas 248. De este modo, la luz de la lámpara vertical se dirige
al dispositivo director de luz que funciona del modo que se ha
descrito anteriormente en relación con las Fig. 8 y 9. Se entenderá
que puede utilizarse la misma propuesta para configurar un
reflector con costillas que puede dirigir luz desde una lámpara
horizontal hasta un dispositivo director de la luz y que todas
estas realizaciones pueden utilizarse a ambos lados de una cinta
transportadora.
En la Fig. 11 se muestra una forma alternativa
para cualquiera de los reflectores descritos anteriormente. En esta
realización, el reflector elíptico 438 es parte de una figura en
forma de cono 401 mejor que de una figura cilíndrica, como el
reflector 38 mostrado en la Fig. 4. Por consiguiente, la lámpara 40
que se encuentra en el primer eje focal F1- -F3 está
inclinada con respecto al segundo eje focal F2--F4. Esta
configuración permite enfocar la luz paralela a la línea de barrido
SL a pesar de la inclinación de la lámpara.
En algunas circunstancias, puede ser necesario
generar iluminación desde dentro del área comprendida por el campo
de visión de la cámara para iluminar los artículos altos. En tal
caso se prefiere la configuración preferida mostrada en la Fig. 12
y 13, en una vista desde un lado de la cinta transportadora 12. Se
instalan dos módulos de iluminación adicionales 20e y 20f, uno a
cada lado de la línea central de la cinta trasportadora pero dentro
de la posición lateral de los módulos 20a y 20c. Los reflectores 538
y 539 de los módulos 20e y 20f están inclinados lateralmente hacia
fuera unos 45 grados respecto al eje óptico de la cámara, como los
otros reflectores 38. Sin embargo, los reflectores 538 y 539
también están inclinados fuera del plano de barrido con ángulos
relativamente pequeños \alpha y \gamma. Preferentemente, el
ángulo \alpha está unos 15 grados detrás del plano de barrido y
el ángulo \gamma está unos 20 grados delante del plano de barrido.
El reflector 538 está enfocado en el eje secundario F538, más abajo
de la cinta transportadora 12 que el eje secundario F539 ó el
reflector 539. De este modo, cada reflector 538, 539 ilumina un área
particular de nivel de altura sobre la línea de barrido.
Por la descripción anterior puede verse que la
presente invención proporciona iluminación a una cámara de
captación de imágenes situada por encima, reflejando a la cámara luz
difusa desde artículos de diferente altura. Las realizaciones
principales de la invención tienen la ventaja de originar los rayos
de luz desde fuera del área comprendida por el campo de visión de
la cámara. Al obligar esencialmente a que todos los rayos de luz se
desvíen 40 grados o más respecto al eje óptico de la cámara, el
sistema evita un nivel de reflexión especular o resplandor que
deterioraría la imagen de los símbolos o del texto de la superficie
de los artículos. Además, la invención hace un uso novedoso de las
lentes Fresnel para desviar y controlar los rayos de luz,
proporcionando iluminación difusa y una pérdida de energía
mínima.
Aunque la invención se ha descrito en detalle
con particular referencia a las realizaciones preferidas de la
misma, se entenderá que pueden hacerse modificaciones y variaciones
sin apartarse del ámbito de la invención tal como se definen en las
reivindicaciones anexas.
Claims (13)
1. Sistema para transportar artículos (100)
sobre una cinta transportadora (12) en una dirección de avance
debajo de una cámara (18), que comprende un aparato para iluminar
una superficie superior de dichos artículos (100),
comprendiendo dicho aparato una fuente de luz
alargada;
incluyendo dicha fuente de luz una lámpara (40)
y un reflector alargado (438) dispuesto para reflejar luz de dicha
fuente de luz hacia los artículos (100) situados sobre dicha cinta
transportadora (12), y
caracterizado porque:
dicha fuente de luz alargada está dispuesta a lo
largo de dicha cinta transportadora (12); y
dicho reflector (438) forma parte de una figura
en forma de cono (401) que tiene un primer eje focal y un segundo
eje focal, siendo dicho segundo eje focal adyacente a dicha cinta
transportadora (12).
2. Sistema según la Reivindicación 1, en el cual
dicho primer eje focal es aproximadamente colinear con dicha
lámpara (40).
3. Sistema según la Reivindicación 1, en el cual
dicho segundo eje focal es aproximadamente horizontal.
4. Sistema según la Reivindicación 1, en el cual
un eje longitudinal de dicha fuente de luz alargada forma un ángulo
con la horizontal.
5. Sistema según la Reivindicación 4, en el cual
dicho eje longitudinal de dicha fuente de luz es aproximadamente
perpendicular a la dirección de avance.
6. Sistema según la Reivindicación 1, en el cual
dicha fuente de luz alargada y dicho reflector (438) forman una
primera unidad de iluminación (20b, 20d) y comprenden además una
segunda unidad de iluminación (20a, 20c) dispuesta a lo largo de
dicha cinta transportadora (12) encima de dicha primera unidad de
iluminación (20b, 20d), y dicha segunda unidad de iluminación (20a,
20c) tiene sustancialmente la misma estructura que dicha primera
unidad de iluminación (20b, 20d).
7. Sistema según la Reivindicación 6, que
comprende además una tercera (20e) y una cuarta (20f) unidades de
iluminación dispuestas una encima de la otra, a través de dicha
cinta transportadora (12) desde dichas primera y segunda unidades
de iluminación (20a-20d), en el cual dicha tercera
unidad de iluminación (20e) y dicha cuarta unidad de iluminación
(20f) tiene sustancialmente la misma estructura que dicha primera
unidad de iluminación (20a, 20d).
8. Sistema según la Reivindicación 1, en el cual
dicha fuente de luz alargada y dicho reflector (438) forman una
primera unidad de iluminación (20b-20d) y comprenden
además una segunda unidad de iluminación (20a-20c)
dispuesta a través de dicha cinta transportadora (12), desde dicha
primera unidad de iluminación (20b, 20d), y en el cual dicha
segunda unidad de iluminación (20a, 20c) tiene sustancialmente la
misma estructura que dicha primera unidad de iluminación (20b,
20d).
9. Sistema según la Reivindicación 1, en el cual
dicha lámpara (40) y dicho reflector (438) se escogen, se montan y
se orientan de manera que los mencionados artículos (100) estén
iluminados desde un lado de dicha cinta transportadora (12) y de
manera que toda la luz que sale prácticamente de dicho reflector
(438) se alinee en un ángulo igual o superior a cuarenta y cinco
grados con respecto al eje óptico de la mencionada cámara (18), y
de tal modo que la reflexión difusa, pero esencialmente sin
reflexión especular de la luz de la fuente de luz, llegue hasta la
cámara (18) desde dichos artículos (100).
10. Sistema según la Reivindicación 1, en el
cual dicha luz dirigida por dicho reflector (438) forma una banda
iluminada sobre una superficie superior de dichos artículos (100)
transversalmente a la dirección de avance.
11. Sistema según la Reivindicación 10, en el
cual dicha banda iluminada es sustancialmente paralela a una línea
de barrido, estando asociada dicha línea de barrido a dicha cámara
(18).
12. Sistema según la Reivindicación 1,
comprendiendo además dicho aparato un dispositivo director de la
luz que está configurado para colimar la luz, estando posicionado
dicho dispositivo director de la luz entre dicha fuente de luz y
dicha cinta transportadora (12), a fin de recibir luz de dicha
fuente de luz y dirigir la luz hacia dichos artículos (100)
situados sobre dicha cinta transportadora (12), en un ángulo igual
o superior a cuarenta grados con respecto a un eje óptico de dicha
cámara (18).
13. Sistema según la Reivindicación 1, en el
cual dicha lámpara (40) está inclinada con respecto al segundo eje
focal de dicho reflector (438).
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