用于印刷圖像控制的設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于具有連續(xù)前移印刷品(2)的印刷或批量生產(chǎn)機(jī)器的印刷圖像控制的設(shè)備，其具有照明單元(3)，照明單元具有光源(4)用于照明拍攝區(qū)域(5)，和具有例如行攝像機(jī)的至少一個(gè)攝像機(jī)(7)的圖像采集設(shè)備(6)，攝像機(jī)設(shè)立用于，采集拍攝區(qū)域(5)內(nèi)部的圖像，圖像在印刷品(2)的寬度上延伸，其中圖像采集設(shè)備(6)設(shè)立用于產(chǎn)生多行的部分圖像。
【專利說明】用于印刷圖像控制的設(shè)備和方法
[0001]本發(fā)明涉及用于具有連續(xù)前移印刷品的印刷或批量生產(chǎn)機(jī)器的印刷圖像控制的設(shè)備，其具有具有用于照明拍攝區(qū)域的光源的照明單元，具有至少一個(gè)攝像機(jī)的圖像采集設(shè)備，攝像機(jī)設(shè)立用于，采集拍攝區(qū)域內(nèi)的圖像，圖像在印刷品的寬度上延伸。
[0002]此外本發(fā)明涉及用于在印刷或批量生產(chǎn)機(jī)器的情況下的印刷圖像控制的方法。
[0003]這種設(shè)備和方法在顯現(xiàn)和控制印刷的線路或印刷的弧線的情況下使用。在印刷后為了質(zhì)量安全的目的要求檢查印刷成果。弧線或線路根據(jù)第一可能性在視頻攝像機(jī)下穿過移動(dòng)，其中視頻攝像機(jī)拍攝圖像并且操作者可以檢查圖像。此外還使用自動(dòng)圖像檢查系統(tǒng)，其中計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像比較。
[0004]在確定應(yīng)用中，例如在標(biāo)簽行業(yè)的所謂的批量生產(chǎn)機(jī)器的情況下，印刷控制上的要求通常不是特別高，因此這里經(jīng)常使用離散光學(xué)傳感器來采集錯(cuò)誤標(biāo)簽或重大錯(cuò)誤。這個(gè)為給出圖像的自動(dòng)粗糙控制通常通過人工控制借助于閃光燈支持。這個(gè)控制方法的質(zhì)量基本上取決于機(jī)器操作者的能力。此外閃光燈的使用包含了健康風(fēng)險(xiǎn)如癲癇、眼睛損害等坐寸ο
[0005]在視頻系統(tǒng)的情況下今天使用橫跨的視頻攝像機(jī)，其通過定位驅(qū)動(dòng)或還手工地轉(zhuǎn)向印刷圖案(Druckrapport)內(nèi)部的期望的位置并且在那里閃光控制地拍攝圖像。這個(gè)圖像然后傳遞到之上的計(jì)算機(jī)，其中進(jìn)一步處理圖像-例如可以根據(jù)顏色，位置和內(nèi)容實(shí)現(xiàn)印刷的評(píng)估或控制-并且然后在屏幕上表示。
[0006]在運(yùn)行期間操作者具有該可能性，放大地表示轉(zhuǎn)向的位置。如此不但可以在1.0的縮放因子的情況下獲得首先關(guān)于顏色的印刷質(zhì)量上的大面積的印刷，而且在例如具有10-16的縮放因子的較高放大的情況下檢查印刷光柵的質(zhì)量和記錄保持性。縮放函數(shù)可以以兩種方式實(shí)現(xiàn):使用機(jī)動(dòng)化的縮放對(duì)象或兩個(gè)給出圖像的傳感器的組合用于CCD或CMOS攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)電子縮放通過。最新的原理在US 2006/0239510 Al和EP 2003443 Al中公開。
[0007]具有機(jī)械或電子縮放的橫跨的視頻攝像機(jī)僅拍攝印刷的材料流的相對(duì)小的區(qū)域。這在實(shí)踐中僅是幾個(gè)百分點(diǎn)，因此用于控制印刷的系統(tǒng)容易適應(yīng)較壞。附加地使用矩陣攝像機(jī)，然而這假定了大面積均勻照明。首先這可以對(duì)于高反射的材料或三維圖實(shí)際上不能實(shí)現(xiàn)。因此印刷圖像中的錯(cuò)誤不能可靠地識(shí)別，是否不能唯一確定，異常性是歸因于錯(cuò)誤還是反射。
[0008]此外存在特定行攝像機(jī)，然而這個(gè)很貴。行攝像機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于，在拍攝單個(gè)行的情況下還可以拍攝高反射的材料或三維圖。
[0009]本發(fā)明的任務(wù)在于，提出設(shè)備和方法，用該設(shè)備和方法可靠的印刷圖像控制在反射的材料或三維圖的情況下也是可能的。此外設(shè)備在構(gòu)造上應(yīng)該是機(jī)械的簡單，低成本并且緊湊的。
[0010]這個(gè)任務(wù)在設(shè)備方面通過開始所述類型的設(shè)備來解決，設(shè)備特征在于，圖像采集設(shè)備設(shè)立用于產(chǎn)生多行的部分圖像。
[0011]在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的情況下因此并非評(píng)估攝像機(jī)拍攝的總的或至少一大部分區(qū)域，而是有意識(shí)地評(píng)估僅一個(gè)多行的部分圖像，在下面也稱為條。在條的情況下可以實(shí)現(xiàn)，在這個(gè)條形區(qū)域中存在非常好的擴(kuò)散的，均勻照明，使得不發(fā)生干擾的反射。
[0012]相對(duì)于行攝像機(jī)存在優(yōu)點(diǎn)，矩陣攝像機(jī)作為用于拍攝2D-圖像的攝像機(jī)，一方面明顯更便宜并且此外通過這樣的多行的條可以改善其他處理。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的情況下尤其有利地，設(shè)備可用于不同任務(wù):
-取代批量生產(chǎn)機(jī)器上的閃光燈，
-取代批量生產(chǎn)機(jī)器上的錯(cuò)誤標(biāo)簽識(shí)別以及 -取代印刷或者批量生產(chǎn)機(jī)器上的橫跨的視頻系統(tǒng)。
[0014]在本發(fā)明的改進(jìn)方案中光源以脈沖方式運(yùn)行。優(yōu)選地圖像采集設(shè)備設(shè)立用于，如此控制光源，使得圖像采集和拍攝區(qū)域的照明通過光源在時(shí)間上彼此重疊地協(xié)調(diào)地進(jìn)行。在這樣的擴(kuò)展方案的情況下光源的接通持續(xù)時(shí)間可以大大地降低，使得尤其熱量產(chǎn)生總體減少，從而可以省略花費(fèi)大的冷卻措施。
[0015]在方法方面該任務(wù)通過用于在具有連續(xù)前移印刷品的印刷或批量生產(chǎn)機(jī)器的情況下借助于至少一個(gè)2D-攝像機(jī)的印刷圖像控制的方法來解決，該方法具有步驟:
-采集第一圖像，其寬度在基本上印刷品的總寬度上延伸，
-在印刷品各自關(guān)于預(yù)定傳輸路徑(b)繼續(xù)移動(dòng)之后，重復(fù)采集第二圖像，其寬度在基本上印刷品的總寬度上延伸，
其中在采集圖像期間實(shí)現(xiàn)印刷品的照明，并且在位于其間的時(shí)間間隔中切斷照明。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的方法的尤其優(yōu)點(diǎn)在于，總是能夠同時(shí)拍攝并且處理多個(gè)行并因此能夠保證理想擴(kuò)散照明。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的有利的設(shè)備和方法的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中得出。
[0018]在下面根據(jù)附圖更詳細(xì)解釋本發(fā)明。
[0019]其示出:
圖1示出用于用攝像機(jī)進(jìn)行印刷圖像控制的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，
圖2示出具有擴(kuò)展的圖像處理單元的圖1的設(shè)備，
圖3示出用于控制攝像機(jī)和光源的信號(hào)圖，
圖4示出用于用兩個(gè)攝像機(jī)進(jìn)行印刷圖像控制的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，
圖5示出具有附加的可移置攝像機(jī)的圖3的設(shè)備，
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的在印刷或批量生產(chǎn)機(jī)器上的圖像采集設(shè)備和/或傳感器的耦合的示意表示，
圖7示出用于顯現(xiàn)條形部分圖像的拍攝的示意表示以及圖8示出用于顯現(xiàn)根據(jù)兩個(gè)攝像機(jī)的圖像產(chǎn)生條形部分圖像的示意表示。
[0020]圖1示出用于用照明單元3進(jìn)行印刷圖像控制的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，其中使用多個(gè)發(fā)光二極管13作為光源4。多個(gè)發(fā)光二極管布置在隧道12內(nèi)部，使得隧道12從內(nèi)部由發(fā)光二極管13照明。優(yōu)選地每一 LED13的條位于在隧道12的下邊緣中。隧道12的材料由擴(kuò)散反射的材料組成或在內(nèi)側(cè)涂有擴(kuò)散反射的材料，使得在隧道內(nèi)部產(chǎn)生均勻照明。隧道12基本上具有半圓柱體的形狀，其中開放的截面指向向下，以便在那照明所謂的印刷圖案。這個(gè)印刷圖案具有印刷的成品并且根據(jù)什么用于印刷或批量生產(chǎn)機(jī)器和應(yīng)該印刷什么由長線路或弧線組成。這個(gè)印刷圖案在隧道下穿過移動(dòng)，優(yōu)選地在連續(xù)移動(dòng)中。縫隙14位于在隧道12的上側(cè)上，以便實(shí)現(xiàn)從隧道外面拍攝印刷圖案2的圖像。
[0021]如開始描述的，在印刷或批量生產(chǎn)機(jī)器的情況下必須檢查印刷圖像的質(zhì)量，這用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可半自動(dòng)或全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于圖像拍攝自己圖像采集設(shè)備具有帶CMOS-攝像機(jī)芯片的攝像機(jī)7。這實(shí)現(xiàn)了可變圖像格式的定義。根據(jù)本發(fā)明攝像機(jī)7拍攝帶行數(shù)N的條，其中行數(shù)N選擇得相對(duì)小。如從圖1可以認(rèn)識(shí)到的，設(shè)置用于進(jìn)一步處理的圖像條比較下載并且位于隧道的中點(diǎn)中。在這種狹窄區(qū)域中可以實(shí)現(xiàn)接近理想的擴(kuò)散照明，使得不出現(xiàn)反射。
[0022]由攝像機(jī)光學(xué)采集或者可采集的區(qū)域比帶行數(shù)N的條更大，然而由攝像機(jī)7拍攝的圖像可以如此進(jìn)一步處理，使得僅使用帶行數(shù)N的條。行數(shù)N在這個(gè)實(shí)施例中是100，其中行寬度通常是0.1到0.2mm。拍攝的圖像條的高度因此是10到20mm。在較少有問題的印刷品的涉及的反射的情況下根據(jù)行的寬度可選擇更大寬度，例如30mm對(duì)應(yīng)于150到300的行數(shù)。在非常困難的材料如三維圖的情況下還可以將行數(shù)選擇得較少，例如50，這得出5到1mm的條寬度。
[0023]攝像機(jī)7與圖像處理單元8連接，圖像處理單元8將攝像機(jī)7拍攝的條形圖像，放置在一起并且提供更大區(qū)域的完全圖像。
[0024]在圖2中示出圖1的用于印刷圖像控制的設(shè)備，其中照明單元3或者其光源4通過控制單元9如此控制，使得光源4可以脈沖方式運(yùn)行。因此條形圖像的拍攝通過攝像機(jī)7與光源4的控制如此協(xié)調(diào)，使得總是在圖像的拍攝時(shí)接通照明并且在位于其之間的時(shí)間間隔切斷照明。
[0025]控制信號(hào)在圖3中示出。指明探測(cè)器信號(hào)31，印刷圖案以什么速度前移，其中關(guān)于行繼續(xù)移動(dòng)印刷圖案的脈沖存在。條寬度應(yīng)為N，使得一旦印刷圖案繼續(xù)移動(dòng)N行，則對(duì)于完全采集印刷圖案需要圖像拍攝。在信號(hào)圖中第二信號(hào)是圖像觸發(fā)32，S卩，所有N行圖像拍攝觸發(fā)。在信號(hào)圖中第三行指明照明觸發(fā)33，如果要拍攝圖像，則照明觸發(fā)與圖像觸發(fā)32同步地接通光源4。照明持續(xù)時(shí)間可以在這個(gè)實(shí)施方式的變型中如此調(diào)整，使得其已經(jīng)在例如N-1的情況下接通并且首先在N+1的情況下在此切斷，使得避免照明和圖像拍攝之間的定時(shí)問題。
[0026]圖像條的拍攝和與其協(xié)調(diào)的以脈沖方式的照明產(chǎn)生與行攝像機(jī)相比不同的更高的有效度，因?yàn)檎彰鲀H所有N行必須加以脈沖。在行攝像機(jī)的情況下照明通常不變地接通。對(duì)照明花費(fèi)的功率僅對(duì)應(yīng)于在行攝像機(jī)的情況下花費(fèi)的功率的1:N。這不僅對(duì)于一般的節(jié)能角度有意義，而且尤其重要的是，因?yàn)橛纱丝梢怨?jié)省光源4的花費(fèi)大的冷卻(即在LED13的這個(gè)實(shí)施例中)。由此照明單元變得廉價(jià)并且特別還變得緊湊。
[0027]根據(jù)條形圖像稍后可以構(gòu)成完全圖像，完全圖像可以在屏幕上表示并且用于印刷控制。
[0028]如果使用具有高幀速率的攝像機(jī)，可以通過這個(gè)布置替換閃光燈。同時(shí)通過在材料流的總寬度上的均勻表示推得新的可能性。通常的閃光燈閃光管相對(duì)較短并且不能在較寬應(yīng)用中使用。在用于印刷標(biāo)簽時(shí)錯(cuò)誤識(shí)別的應(yīng)用的情況下錯(cuò)誤標(biāo)簽識(shí)別的功能以及繼續(xù)的印刷控制功能能夠通過評(píng)估每圖案的圖像數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)。。
[0029]圖4示出擴(kuò)展的布置，其中使用兩個(gè)攝像機(jī)7。有意義的是，印刷圖案的寬度相對(duì)較大，使得單個(gè)攝像機(jī)7的工作范圍不夠大。攝像機(jī)7要么如此相對(duì)彼此調(diào)節(jié)，使得拍攝的圖像彼此相鄰要么圖像處理單元8如此控制兩個(gè)攝像機(jī)7的圖像信號(hào)的評(píng)估，使得在重疊的區(qū)域中僅使用攝像機(jī)的圖像信號(hào)。拍攝的圖像區(qū)域的偏差還可以如此補(bǔ)償。通過兩個(gè)攝像機(jī)7得出放大長度的條，其中這個(gè)原理可任意地通過其他攝像機(jī)擴(kuò)展。
[0030]多個(gè)攝像機(jī)的使用可以用于避免在分別拍攝的圖像的邊緣區(qū)域中的由于攝像機(jī)鏡頭引起的失真。因此僅使用理論上可能的工作范圍的部分，其中失真相對(duì)比較小。因?yàn)镃MOS-攝像機(jī)相對(duì)比較便宜，由此可以得到在總寬度上的接近無失真的圖像，而不需要花費(fèi)大的電子校正。
[0031]在一些應(yīng)用中要求，在印刷圖像中可以放大，以便還可以檢查印刷圖像中的細(xì)節(jié)。對(duì)此在圖4的實(shí)施例的改進(jìn)方案(圖5中示出)的情況下，設(shè)置其他攝像機(jī)15，其他攝像機(jī)可移動(dòng)地安置在橫桿16上并且可通過齒形皮帶17移動(dòng)。通過這個(gè)攝像機(jī)15還可以產(chǎn)生大大地放大的圖像片斷。均勻擴(kuò)散光的優(yōu)點(diǎn)可以從所有CMOS-攝像機(jī)7和15同樣地使用。然而整體布置非常緊湊并且可以與以更低結(jié)構(gòu)高度實(shí)施。
[0032]圖6示出用于印刷圖像控制的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備I的控制設(shè)備9與印刷或批量生產(chǎn)機(jī)器12或傳感器11的耦合。對(duì)此控制設(shè)備9配備有接口 10。因此存在這個(gè)可能性，從印刷或批量生產(chǎn)機(jī)器獲得信號(hào)例如的探測(cè)器信號(hào)的形式的信號(hào)，該信號(hào)指示印刷圖案2的移動(dòng)速度。由此控制設(shè)備9可以確定，必須用哪個(gè)頻率拍攝圖像。備選地可以設(shè)置測(cè)定移動(dòng)速度的傳感器11。
[0033]圖7示出示意性表示，如何條形圖像可以作為從攝像機(jī)7采集的圖像區(qū)域的片斷拍攝。圖7涉及圖1的布置，其中使用攝像機(jī)7。首先拍攝圖像21。在這個(gè)圖像21內(nèi)部選出條23，其中剪掉圖像21的邊緣區(qū)域。這個(gè)條形部分圖像23的產(chǎn)生可以以這種方式實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步處理僅攝像機(jī)7的圖像傳感器的確定像素。在印刷圖案繼續(xù)移動(dòng)條的寬度b之后，拍攝第二圖像22，從第二圖像又進(jìn)一步處理?xiàng)l形部分圖像24，在圖7中虛線表示。持續(xù)這個(gè)方法，使得根據(jù)部分圖像23和24的彼此連接得出完全圖像。
[0034]在圖8中表示，如何可以從第二攝像機(jī)7拍攝的圖像產(chǎn)生條形部分圖像23，如其在圖4的實(shí)施例中進(jìn)行的一樣。由兩個(gè)攝像機(jī)7拍攝的圖像25和26重疊。重疊區(qū)域可以測(cè)量或通過電子方法從兩個(gè)圖像25和26計(jì)算得到。通過評(píng)估兩個(gè)攝像機(jī)7的相應(yīng)像素可以確定連續(xù)的條形部分圖像23。
[0035]作為結(jié)果，在所有變體中得到一系列的條形部分圖像或已設(shè)立圖像采集設(shè)備6用于，根據(jù)條形部分圖像組合成完全圖像。這可以在屏幕上表示并且由操作人員檢驗(yàn)。此外可以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)印刷圖像控制，其方式為計(jì)算機(jī)將拍攝的圖像與參考圖像進(jìn)行比較。根據(jù)使用的算法還將可能的是，已將條形部分圖像與參考圖像進(jìn)行比較。
[0036]本發(fā)明的其他變型和擴(kuò)展方案在本領(lǐng)域技術(shù)人員的設(shè)想中并且由權(quán)利要求書包括。
【權(quán)利要求】
1.一種用于具有持續(xù)前移的印刷品(2)的印刷或批量生產(chǎn)機(jī)器的印刷圖像控制的設(shè)備(1)，具有 照明單元(3)，其具有光源(4)用于照明拍攝區(qū)域(5)， 圖像采集設(shè)備出)，其具有至少一個(gè)攝像機(jī)(7)，所述攝像機(jī)設(shè)立用于采集拍攝區(qū)域(5)內(nèi)的圖像，所述圖像在印刷品(2)的寬度上延伸， 其特征在于， 圖像采集設(shè)備(6)設(shè)立用于產(chǎn)生多行的部分圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備， 其特征在于，部分圖像是來自可由至少一個(gè)攝像機(jī)(7)采集的圖像區(qū)域的片斷。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備， 其特征在于， 圖像采集設(shè)備(6)設(shè)立用于將多個(gè)產(chǎn)生的部分圖像連接成完全圖像。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的設(shè)備， 其特征在于， 光源(4)以脈沖方式運(yùn)行。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備， 其特征在于， 圖像采集設(shè)備(6)設(shè)立用于，如此控制光源(4)，使得圖像采集和拍攝區(qū)域(5)的照明通過光源(4)在時(shí)間上重疊地協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備， 其特征在于， 圖像采集設(shè)備(6)具有用于與印刷或批量生產(chǎn)機(jī)器的傳感器(11)或控制設(shè)備(12)連接的接口(10)并且設(shè)立用于使圖像采集設(shè)備￠)的控制與印刷品(2)的移動(dòng)速度協(xié)調(diào)地進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備， 其特征在于，照明單元⑶具有隧道(12)，所述隧道由光源(4)內(nèi)部照明，其中光源具有多個(gè)LED (13)，所述LED布置在隧道(12)的內(nèi)部，在內(nèi)側(cè)上隧道壁的材料由擴(kuò)散反射的材料組成或具有擴(kuò)散反射的涂層并且隧道(12)在其上側(cè)上在隧道(12)的縱向上具有縫隙(14)。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備， 其特征在于， 多個(gè)攝像機(jī)7沿著縫隙(14)布置并且設(shè)立用于拍攝兩個(gè)位置彼此相鄰的或部分重疊的圖像。
9.如權(quán)利要求7或8所述的設(shè)備， 其特征在于， 一個(gè)或多個(gè)攝像機(jī)(7)是CMOS-攝像機(jī)。
10.如權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的設(shè)備， 其特征在于， 設(shè)置附加攝像機(jī)(15)，所述附加攝像機(jī)可在縫隙(14)上方移動(dòng)。
11.一種用于在具有連續(xù)前移印刷品的印刷或批量生產(chǎn)機(jī)器的情況下借助于至少一個(gè)2D-攝像機(jī)(7)的印刷圖像控制的方法，其具有下列步驟: 采集第一圖像(21)，其寬度在印刷品的基本上總寬度上延伸， 在印刷品各自關(guān)于預(yù)定傳輸路徑(b)繼續(xù)移動(dòng)之后，重復(fù)采集第二圖像(22)，其寬度在印刷品的基本上總寬度上延伸， 其中在采集圖像期間進(jìn)行印刷品⑵的照明，并且在其之間的時(shí)間間隔中切斷印刷品(2)的照明。
12.如權(quán)利要求11所述的方法， 其特征在于， 根據(jù)采集的圖像產(chǎn)生條形部分圖像(23，24)，其中所述條形部分圖像(23，24)各自具有對(duì)應(yīng)于預(yù)定傳輸路徑(b)的高度。
13.如權(quán)利要求12所述的方法， 其特征在于， 條形部分圖像的產(chǎn)生連續(xù)地在采集圖像期間實(shí)現(xiàn)。
14.一種用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)所述的方法的設(shè)備。
【文檔編號(hào)】G01N21/89GK104246483SQ201380009851
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月17日
【發(fā)明者】斯蒂芬·克雷布斯 申請(qǐng)人:斯蒂芬·克雷布斯