DE10061070A1 - Elongated light source for use in inspection areas, particularly for examination of the surface of bands of cloth or material during production, with the length of the light source readily adjustable due to its modular design - Google Patents

Abstract

Illumination device for an optical inspection arrangement comprises a light source that is fastened in a housing with the light source comprised of a large number of LEDs or IREDs (12) (infrared light emitting diode) mounted on a mounting board (11).

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentan­spruchs 1.The invention relates to a lighting device according to the preamble of the patentsaying 1.

Beleuchtungseinrichtungen werden für verschiedene Anwendungen benötigt. Auch bei der optischen Bildbearbeitung werden Beleuchtungseinrichtungen verwendet.Lighting devices are required for various applications. Also atIllumination devices are used for optical image processing.

Eine optische Inspektionseinrichtung mit optischer Bildverarbeitung beschreibt die DE 40 31 633 A1. Zur Untersuchung von textilen Bahnen wird das Licht einer langgezo­genen Lichtquelle linienförmig auf einen Inspektionsbereich gestrahlt und dessen Reflexi­on als Maß der Oberflächenqualität gemessen. Nachteil einer solchen Beleuchtungsein­richtung ist, daß insbesondere in den Endbereichen der Lichtquelle keine konstante Licht­abstrahlung erfolgt. Des weiteren benötigt man je nach Breite der abzutastenden Ober­fläche unterschiedlich lange Lichtquellen. Dies macht einen großen Vorrat an verschiede­nen Lichtquellen nötig.An optical inspection device with optical image processing describes theDE 40 31 633 A1. The light of a long-drawn light is used to examine textile websThe light source is radiated in a line onto an inspection area and its reflectionsmeasured as a measure of surface quality. Disadvantage of such lightingDirection is that especially in the end regions of the light source no constant lightradiation occurs. Furthermore, depending on the width of the upper to be scannedlight sources of different lengths. This makes a large supply of different onesNEN light sources necessary.

Hieraus ergibt sich die Aufgabe der Erfindung insbesondere für eine optische Inspekti­onseinrichtung zur Untersuchung von Oberflächen eine optimale Beleuchtungseinrichtung aufzuzeigen.This results in the object of the invention, in particular for an optical inspectionons device for examining surfaces an optimal lighting deviceshow.

Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.The object is achieved by the features of patent claim 1.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine aus mehreren Einzellichtquellen bestehende Beleuchtungseinrichtung, die auf einer Trägerplatine angeordnet sind, in ein einfaches Gehäuse zu integrieren.The invention is based on the idea of one consisting of several individual light sourcesLighting device, which are arranged on a carrier board, in a simpleIntegrate housing.

Die Trägerplatine ist vorzugsweise modulartig aufgebaut, so daß durch elektrische Ver­knüpfung mehrerer Trägerplatinen eine je nach Breite der abzutastenden Oberfläche angepaßte Beleuchtungseinrichtung entsteht.The carrier board is preferably modular, so that by electrical Verlinking several carrier boards depending on the width of the surface to be scannedadapted lighting device arises. 

Durch den modulartig Aufbau der Trägerplatine, auf der sich auch eine Ansteuerungse­lektronik für die einzelnen Lichtquellen befindet, kann jede Trägerplatine so geeicht wer­den, daß jede Trägerplatine eine gleiche bzw. eine gleichgroße Lichtabstrahlung besitzt, wodurch bei der Verknüpfung mehrerer Trägerplatinen gewährleistet wird, daß die Lich­tabstrahlung über die gesamte Länge bzw. Breite der Beleuchtungseinrichtung konstant ist. Eine individuelle Lichtangleichung ist somit nicht nötig.Due to the modular structure of the carrier board, on which there is also a controlelectronics for the individual light sources, each carrier board can be calibratedthat each carrier board has the same or the same size light emission,which ensures when connecting several carrier boards that the LichTab radiation constant over the entire length or width of the lighting deviceis. An individual light adjustment is therefore not necessary.

Das Gehäuse, in welches die Trägerplatine bzw. Trägermodule einschiebbar sind, ist dabei vorzugsweise ein herkömmliches Maschinenprofil oder ein Blendrahmen eines Fensters bzw. einer Tür, wie beispielsweise in der DE 196 12 491 A1 aufgezeigt.The housing into which the carrier board or carrier modules can be inserted ispreferably a conventional machine profile or a frame of aWindow or a door, as shown for example in DE 196 12 491 A1.

Die Beleuchtung selbst kann sowohl als Auflicht- als auch für die Durchlichtanwendungen eingesetzt werden.The lighting itself can be used as incident light as well as for transmitted light applicationsbe used.

Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert wer­den.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment with a drawingthe.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung ein Maschinenprofil als Gehäuse zur Aufnahme einer Lichtquelle,Fig. 1 a perspective view of a machine profile as a housing for receiving a light source,

Fig. 2 das Gehäuse mit Lichtquelle in einer Draufsicht,Fig. 2 shows the housing with light source in a plan view,

Fig. 3 das Gehäuse mit Lichtquelle in einer Vorderansicht (Bruchdarstellung),Fig. 3, the housing with light source in a front view (fraction representation),

Fig. 4 eine modulartiger Aufbau der Beleuchtungseinrichtung,Fig. 4 is a module-type structure of the lighting device,

Fig. 5 eine skizzenhafte Darstellung der Beleuchtungseinrichtung in einer optischen Inspektionseinrichtung.Fig. 5 is a sketchy representation of the lighting device in an optical inspection device.

InFig. 1 ist ein Maschinenbauprofil1 perspektivisch dargestellt, welches Nuten2 auf­weist und als Gehäuse einer inFig. 2 dargestellten Beleuchtungseinrichtung10 fungiert. Die Beleuchtungseinrichung10 besteht dabei aus einer Trägerplatte11, beispielsweise einer Leiterplatte, auf der LED's bzw. IRED's12 (LED = lichtemittierende Diode, IRED = infrarotemittierende Diode) sowie eine hier nicht näher dargestellte Ansteuerelektronik13 angeordnet sind. Die Breite b der Trägerplatine11 weist die gleiche Breite a wie die einer der Nuten2 auf, so daß die Trägerplatine11 in eine der Nuten2 eingeschoben werden kann.InFig. 1 is a construction profile1 is shown in perspective, which grooves2 on points and acts as a housing of a lighting device10 illustrated inFig. 2. The Beleuchtungseinrichung10 consists of a carrier plate11, for example a printed circuit board on which LED's or IRED's12 (LED = light-emitting diode IRED = infrared-emitting diode) and an electronic control not shown in detail here are arranged.13 The width b of the carrier plate11 has the same width a as that of one of the grooves2 , so that the carrier plate11 can be inserted into one of the grooves2 .

Über die Breite b der Trägerplatine11 verteilt, sind meherere Reihen14. 15, 16 von ne­beneinander angebrachten LED's/IRED's12 auf der Trägerplatine11 angeordnet. Vor­zugsweise sind diese Reihen14,15,16 versetzt zueinander auf der Trägerplatine11 an­gebracht.Spread over the width b of the carrier board11 are several rows14 . 15, 16 of adjacent LED's / IREDs12 arranged on the carrier board11 . Before preferably these rows14 ,15 ,16 are offset from one another on the carrier board11 .

InFig. 3 ist der Einbau der Trägerplatine11 in die Nut2 in einer Bruchdarstellung dar­gestellt. In dieser Darstellung ist auch die Ansteuerelektronik13 erkennbar. Über eine mechanische Verbindung17 ist die Trägerplatine am Gehäuse1 befestigbar. Dadurch werden die Ansteuerelektronik13 und die LED's/IRED's12 an das Gehäuse1 bzw. in dessen Nähe gedrückt, wobei eine gute Wärmekopplung mit dem Gehäuse1 erfolgt. Über ein Anschlußkabel18 ist die Trägerplatine11 mit einer hier nicht näher dargestellten Auswerteeinheit32 elektrisch verbunden.InFig. 3, the installation of the carrier board11 in the groove2 is shown in a fractional representation. The control electronics13 can also be seen in this illustration. The carrier board can be fastened to the housing1 via a mechanical connection17 . As a result, the control electronics13 and the LEDs / IREDs12 are pressed against the housing1 or in the vicinity thereof, with good heat coupling with the housing1 taking place. The carrier board11 is electrically connected to an evaluation unit32 , not shown here, via a connecting cable18 .

Die Trägerplatine11 ist vorzugsweise modulartig als Trägermodul20 ausgeführt. Dieses Trägermodul20 weist eine vorgegebene vorzugsweise gleichlange Länge sowie eine auf diese Länge abgestimmte Anzahl von LED's/IRED's12 auf. Die Ansteuerelektronik13 ist gleichfalls auf diese Anzahl LED's/IRED's12 abgestimmt, so daß die Lichtabstrahlung eines jeden Trägermoduls20 gleich groß ist.The carrier board11 is preferably designed as a module20 as a module. This carrier module20 has a predetermined length, preferably of the same length, and a number of LEDs / IREDs12 matched to this length. The control electronics13 is also matched to this number of LEDs / IREDs12 , so that the light radiation from each carrier module20 is of the same size.

In einer vorteilhaften AusführungFig. 4 kann die Beleuchtungseinrichtung10 der Breite c einer Objektfläche3 (Fig. 5) angepaßt werden, wozu mehrere Trägermodule20 in ein langes Montageprofil1 eingeschoben werden, ohne daß aufwendige Montagearbeiten notwendig sind. Die Trägermodule20 werden miteinander elektrisch verschaltet, so daß eine über die gesamte Breite c der Objektfläche3 bzw. die gesamte Länge der Beleuch­tungseinrichtung10 gleichbleibende Lichtabstrahlung auf das Objekt gewährleistet wird.In an advantageous embodiment ofFIG. 4, the lighting device10 can be adapted to the width c of an object surface3 (FIG. 5), for which purpose a plurality of carrier modules20 are inserted into a long mounting profile1 without the need for complex assembly work. The carrier modules20 are electrically connected to one another, so that a constant light radiation onto the object is ensured over the entire width c of the object surface3 or the entire length of the lighting device10 .

Die Verwendung der Beleuchtungseinrichtung10 in einer optischen Inspektionseinrich­tung30 ist inFig. 5 angedeutet. Hierbei wird das Licht der LED's/IRED's12 linienartig auf die Oberfläche3 des Objektes, beispielsweise eine textile Bahn, gestrahlt. Je nach der Breite b der Trägerplatinen11 bzw. des Trägermoduls20 und der Reihen14,15,16 der LED's/IRED's12 sowie der Länge der Beleuchtungseinrichtung10 wird dabei ein Bereich bzw. die Breite c der Oberfläche3 gleichzeitig beleuchtet.The use of the lighting device10 in an optical Inspektioneinrich device30 is indicated inFig. 5. Here, the light from the LED's / IREDs12 is radiated line-like on the surface3 of the object, for example a textile web. Depending on the width b of the carrier boards11 or the carrier module20 and the rows14 ,15 ,16 of the LEDs / IREDs12 and the length of the lighting device10 , an area or the width c of the surface3 is illuminated simultaneously.

Über eine optische Kamera31 wird das von der Oberfläche3 reflektierte Licht der LED's/-IRED's12 (hier nur als eine leicht gestrichelte Linie angedeutet) aufgenommen und an einer Auswertelektronik32 gegeben, die in bekannter Art und Weise die aufgenommenen Daten der optischen Kamera31 verarbeitet.The light of the LEDs / IREDs12 (here indicated only as a slightly dashed line) reflected by the surface3 is recorded via an optical camera31 and sent to evaluation electronics32 which, in a known manner, record the recorded data from the optical camera31 processed.

Der Einsatz von Maschinenbauprofilen als Gehäuse1 bietet die Möglichkeit, ein Gehäuse1 herzustellen, das einen guten Schutz und eine gute Kühlung der Elektronik (Ansteuer­elektronik13, LED's/IRED's12) bietet. Des weiteren werden nur geringe Nacharbeiten benötigt, da das Gehäuse ein Standardgehäuse ist. Das bedeutet auch, das dieses ko­stengünstig und schnell beschaffbar ist. Des weiteren erlaubt der Einsatz von Maschi­nenbauprofilen bzw. Rahmenprofilen Beleuchtungseinrichtungen10 in beliebiger Länge. Wegen der Steifigkeit werden keine zusätzlichen Träger für eine Montage beispielsweise in der optischen Inspektionseinrichtung30 benötigt. Die so hergestellte Beleuchtungsein­richtung10 kann einfach in andere Einrichtungen integriert werden, da aufgrund der wei­ten Verbreitung von Profilen diese in der Industrie Anwendung finden.The use of engineering profiles as housing1 offers the possibility of producing a housing1, a good protection and a good cooling of the electronics (control electronics13, LED / IRED's12) offers. Furthermore, only minor rework is required because the housing is a standard housing. This also means that it is inexpensive and can be procured quickly. Furthermore, the use of machine building profiles or frame profiles allows lighting devices10 of any length. Because of the rigidity, no additional supports are required for assembly, for example in the optical inspection device30 . The lighting device10 produced in this way can be easily integrated into other devices since, due to the wide spread of profiles, these are used in industry.

Claims (8)

Translated fromGerman

1. Beleuchtungseinrichtung, vorzugsweise für eine optische Inspektionseinrichtung, aufweisend eine Lichtquelle, die in einem Gehäuse untergebracht istdadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle aus mehreren LED oder IRED (12) gebildet wird, die auf einer Trägerplatine (11) angeordnet sind,1. Illumination device, preferably for an optical inspection device, comprising a light source which is accommodated in a housing,characterized in that the light source is formed from a plurality of LEDs or IREDs (12 ) which are arranged on a carrier board (11 ),2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die LED's/­IRED's (12) nebeneinander in Reihe (14,15,16) auf der Trägerplatine (11) angeord­net sind.2. Lighting device according to claim 1, characterized in that the LEDs / IREDs (12 ) are arranged side by side in a row (14 ,15 ,16 ) on the carrier board (11 ).3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die LED's/­IRED's (12) nebeneinander in Reihe (14,15,16) und reihenweise versetzt zueinander auf der Trägerplatine (11) angeordnet sind.3. Lighting device according to claim 1, characterized in that the LEDs / IREDs (12 ) are arranged side by side in a row (14 ,15 ,16 ) and in rows offset to one another on the carrier board (11 ).4. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­net, daß die Trägerplatine (11) zusammen mit den LED's/IRED's (12) und einer An­steuerelektronik ein Trägermodul (20) bilden, welches eine vorgegebene Länge und Breite (b), sowie eine vorgegebene Anzahl von LED's/IRED's besitzt.4. Lighting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the carrier board (11 ) together with the LEDs / IREDs (12 ) and an on control electronics form a carrier module (20 ) which has a predetermined length and width (b) , as well as a predetermined number of LEDs / IREDs.5. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere miteinander elektrisch verschaltete Trägermodule (20) die Beleuchtungseinrichtung (10) bilden.5. Lighting device according to claim 4, characterized in that a plurality of mutually electrically interconnected carrier modules (20 ) form the lighting device (10 ).6. Beleuchtungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) ein Maschinenprofil mit wenigstens einer Nut (2) ist, in welche die Trägerplatine (11) oder das Trägermodul (20) ein­schiebbar sind.6. Lighting device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the housing (1 ) is a machine profile with at least one groove (2 ) into which the carrier board (11 ) or the carrier module (20 ) can be pushed.7. Beleuchtungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) ein Blendrahmen eines Fensters oder einer Tür mit wenigstens einer Nut (2) ist, in welche die Trägerplatine (11) oder das Trägermodul (20) einschiebbar sind.7. Lighting device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the housing (1 ) is a frame of a window or a door with at least one groove (2 ) into which the carrier board (11 ) or the carrier module (20 ) can be inserted are.8. Beleuchtungseinrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Beleuchtungseinrichtung (10) sich aus der Länge des Gehäuses (1) und der Nut (2) bestimmt, wobei mehrere Trägermodule (20) in die Nut (2) eingeschoben und elektrisch miteinander verbunden sind.8. Lighting device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the length of the lighting device (10 ) is determined from the length of the housing (1 ) and the groove (2 ), with a plurality of carrier modules (20 ) in the groove (2nd ) are inserted and electrically connected.