差分照明制造技术

所描述的是通过使用两个不同位置的光源之间的差分照明来测量墨膜厚度的技术。该技术涉及图像捕获装置，第一组发光二极管(LED)和第二组发光二极管，其中图像捕获装置附接到打印机。第一组发光二极管平行于图像捕获轴定位，以从上方均匀地发出垂直于目标对象的光照射目标对象(例如具有沉积的墨滴的基底)。第二组发光二极管被定位成以一定角度照射目标对象，从而投射阴影。图像捕获设备获取目标对象的两个快照，每个快照使用不同的光源(两组发光二极管)。比较快照以根据阴影确定阴影的幅度和墨膜厚度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】差分照明相关申请交叉引用本申请要求2014年10月14日提交的美国专利申请14/514220的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开一般涉及墨膜厚度的测量，更具体地，涉及通过比较捕获的印刷基板上的投射光图像来测量墨膜厚度。
技术介绍
适当控制对印刷基材使用的油墨量(即油墨膜厚度)是打印机性能优化最重要的考虑之一。不同的打印机通常沉积不同量的墨水。例如，紫外线(UV)打印机，与水性打印机相比，通过排出相对厚的墨层到印刷介质上来打印图像。为了确定特定打印机的工作状况，打印机制造商通常测量施加到印刷基板上的墨滴的液滴质量(即，每打印面积的墨的重量)。通过液滴质量的计算，制造商可以调整各个方面(例如油墨配方，印刷过程，基板)以优化特定打印机的性能。然而，这种液滴质量测量通常需要切割和称重印刷基板的一部分(例如，切口部分的总重量除以切口部分中的数百万个墨滴)，并且这些切割和称重的过程可能很繁琐。附图说明图1A示出了用于公开技术的成像系统的侧视图。图1B示出了用于公开技术的成像系统的侧视图。图2示出了打印机内成像系统的装配。图3是由成像系统使用两组不同的LED拍摄的采样快照。图4示出了与成像系统的校准相关联的测量数据。图5示出了与成像系统相关联的测量数据。图6示出了与视场和分辨率相关联的数据的图表。图7是可以用于实现所公开技术的各种实施例的计算机系统的框图。概述所公开技术的至少一个实施例提供了一种基于印刷图像上的差分照明投射来测量墨膜厚度的方法和装置。提供了一种装置，包括相机，第一和第二组发光二极管(LED)。该装置可以安装在打印机内以检查打印机的输出(即，测量打印图像的墨膜厚度)。第一组LED被定位成与图像捕获轴平行地照射以产生垂直于目标对象(即打印图像)的第一光，使得第一组LED从上方均匀地照射目标对象，其中目标对象相对于表面具有高度。第二组LED被定位成以一定角度照射目标对象，特意在对象上投射阴影。还提供了一种包括使用每组LED分别捕获目标对象的两个相机图像的方法。该方法还包括比较两个捕获的图像以确定和测量目标对象上的投射阴影。在一些实施例中，提供了用于校准装置的方法和装置。在这些实施例中，使用两组LED来确定和测量具有已知高度的对象的阴影，然后将该阴影用作计算其他未知对象(如目标对象)的参考。具体实施例公开了基于差分照明(“公开技术”)测量墨膜厚度的技术。简而言之，所公开的技术使打印机能够通过使用其搭载的照相机和两组LED来测量沉积在基板(即“目标对象”)上的墨水的高度以计算墨膜厚度。在至少一些实施例中，所公开的技术涉及具有固定聚焦透镜的照相机，第一组LED和第二组LED之间的协调。根据一些实施例，照相机安装在打印机内，例如被评估以用于其输出的打印机(以及，反过来，性能)。第一组LED包括布置在圆环中的多个LED，其作为“环形光”工作以提供恒定的光源。第一组LED邻近照相机安装，以相对于照相机的图像捕获通道平行照射，并以垂直光源照亮目标对象；也就是说，环形灯从上方均匀地照亮目标对象。第二组LED包括彼此排列成一行的多个LED(即，一条LED)，并被安装成以一定角度照亮目标对象，由此在目标对象上投射阴影。相机拍摄目标对象的两个快照(即拍摄目标对象)，其中相机保持在相同的位置，但是对于每个快照使用不同的光源(两组LED)。然后比较两个快照，以确定和测量由第二组LED创建的阴影。阴影的测量允许计算墨膜厚度。在一些实施例中，所公开的技术涉及校准过程，其包括测量已知对象的高度并利用该测量作为参考。除了其他优点之外，所公开的技术使得打印机能够通过使用图像捕获装置(例如，照相机)来测量各种对象的高度(即，沉积在基板上的油墨)，从而消除了切割和称重一部分基板以确定墨膜厚度的需求。此外，所公开的技术可以仅使用打印机现有的，已搭载装备的相机以及附加的廉价LED光源，从而获得比要求，例如添加专用传感器(如超声波，激光等)，的解决方案更划算的用于确定墨膜厚度的解决方案。注意，尽管上述讨论中在一些实施例使用所公开的技术来测量墨的厚度(以及反过来，其体积)，但是在其他实施例中，所公开的技术可以用于其他应用中。例如，所公开的技术可以用于测量其他对象，例如介质厚度校验。在另一个示例中，通过使用以一定角度(“倾斜的光”)放置的光，所公开的技术可以使操作者能够更容易地看到双馈打印机纸张(adouble-fedprintersheet)(例如，第二纸张在第一纸张之后被拉入打印机)。这是因为，使用角度光，操作员可以看到阴影，而不仅仅是白色介质上的白色介质。在又一示例中，根据所公开的技术的公开内容，操作者通过在一个位置校准图像捕获设备(例如，照相机)，就可以通过测量打印机上多个位置的相同对象来确定打印机压板/工作台是否平行于滑架。现在将更详细地描述所公开技术的各种示例。以下描述提供了对这些示例的透彻理解和实现描述的具体细节。然而，相关领域的技术人员将理解，本文讨论的技术可以在没有这些细节的许多情况下被实现。同样，相关
的技术人员也将理解，这些技术可以包括本文中未详细描述的许多其它显著特征。此外，一些众所周知的结构或功能可能在下面不能被显示或描述，以避免不必要地模糊相关描述。以下使用的术语将以其最广泛的合理方式进行解释，即使其与实施例的某些具体示例的详细描述结合使用。的确，相关术语接下来甚至可能被强调；然而，任何旨在以任何限制的方式解释的术语将在本节中公开和明确地定义。概述-示例性硬件图1A和1B示出了用于所公开技术的成像系统的不同视图。在一些实施例中，图1中讨论的成像系统(或硬件)被改装成打印机。在一些实施例中，成像系统在制造时被嵌入打印机。可以使用成像系统的示例打印机是EFITM的VUTEkHS100Pro。在如图1A所示的实施例中，成像系统100A可以通过主托架102附接到打印机(未示出)，将成像系统100A固定到打印机托架。成像系统100A包括壳体104，图像捕获装置106(例如，照相机)，透镜108以及相关联的机械部件和接口电子装置(为了简单起见，没有讨论，因为这些与现在讨论的所公开技术没有密切联系)。在一个示例中，图像捕获装置106是千兆以太网5MP彩色CMOS相机，其具有带0.060”垫片的16mm透镜以用于增加的放大率。其他图像捕获装置可以包括例如STC自动对焦块相机(集成变焦透镜)，具有高变焦镜头的或具有延伸管和显微镜物镜的MX嵌入式摄像机。本领域技术人员将理解，可以使用其他相机，传感器和/或透镜可与所公开技术相结合使用。成像系统100A可能在下面的讨论中被称为照相机组件100A。在一些实施例中，相机组件100A还包括第一组LED110，第二组LED112和照明电力连接116。根据实施例，第一组LED110是一系列LED阵列，或以圆形形式(即，LED环或“环形灯”)排列。第一组LED110中的多个LED朝向主托架102的基座安装并且相对于图像捕获装置的图像捕获轴线平行放置。如这里所使用的，术语“图像捕获轴”是指从成像装置的正面延伸到要成像的表面的轴(例如，绘制的假想线)。在一些实施例中，第一组LED110与透镜108相邻地安装成与图像捕获轴平行，从而使LED能够产生垂直于表面(例如，具有沉积或印刷的墨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像系统，包括：具有图像捕获轴的图像捕获装置；第一光源，平行于所述图像捕获轴放置，以产生垂直于目标对象的第一光，所述目标对象相对于表面具有高度；以及第二光源，相对于所述图像捕获轴放置，以在不与所述目标对象垂直的角度产生第二光，所述第二光投射出所述目标对象在所述表面上的阴影，其中所述图像捕获装置被配置为分别捕获由每个光源产生的光以产生两个对应的图像，其被用于测量所述目标对象的所述阴影以确定所述目标对象的高度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.14 US 14/514,2201.一种成像系统，包括：具有图像捕获轴的图像捕获装置；第一光源，平行于所述图像捕获轴放置，以产生垂直于目标对象的第一光，所述目标对象相对于表面具有高度；以及第二光源，相对于所述图像捕获轴放置，以在不与所述目标对象垂直的角度产生第二光，所述第二光投射出所述目标对象在所述表面上的阴影，其中所述图像捕获装置被配置为分别捕获由每个光源产生的光以产生两个对应的图像，其被用于测量所述目标对象的所述阴影以确定所述目标对象的高度。2.如权利要求1所述的成像系统，其中所述表面是基底，并且其中所述目标对象是通过打印机沉积在所述基底上的墨滴层。3.如权利要求2所述的成像系统，其中，所述目标对象的所述高度被用来计算所述墨滴层的墨膜厚度。4.如权利要求2所述的成像系统，其中所述图像捕获装置是以下中的任何一种：在制造时被嵌入所述打印机；或者被改装成所述打印机。5.如权利要求1所述的成像系统，其中所述第一光源是以圆形形式排列的一系列发光二极管(LED)。6.如权利要求1所述的成像系统，其中所述第二光源是在单行中排列的一系列发光二极管(LED)。7.如权利要求1所述的成像系统，其中所述角度在80°至85°之间的范围内。8.一种测量墨膜厚度的方法，包括：使用第一光源发出垂直于目标对象的第一光来捕获所述目标对象的第一图像，所述目标对象是墨滴层；使用第二光源发出与所述目标对象成一定角度的第二光来捕获所述目标对象的第二图像，其中所述第二光源在所述目标对象上投射阴影；比较所述第一图像和所述第二图像以确定所述目标对象的阴影的幅度；以及根据所述阴影的所述幅度来确定所述墨膜厚度。9.如权利要求8所述的方法，还包括：基于确定的墨膜厚度来确定包含在所述墨滴层中的所述墨滴的液滴体积。10.如权利要求8所述的方法，其中所述角度在80°至85°之间的范围内。11.如权利要求8所述的方法，其中在捕获所述第一和第二图像之前，所述方法还包括执行校准。12.如权利要求11所述的方法，其中执行所述校准包括：使所述目标对象放置在第一位置；在所述第一位置处捕获所述目标对象的第一组校准图像，所述第一组校准图像包括所述第一位置处的第一校准图像和所述第一位置处的第二校准图像，使用在所述第一位置处发出垂直于所述目标对象照射的所述第一光源来捕获所述第一位置处的所述第一校准图像，使用与所述目标对象成角度照射的所述第二光源捕获所述第一位置处的所述第二校准图像，其中所述第二光源在所述第一位置处投射所述目标对象的第一校准阴影；将所述第一位置处的所述第一校准图像与所述第一位置的所述第二校准图像进行比较，以确定所述第一校准阴影的幅度；使所述目标对象放置在第二位置；在所述第二位置处捕获所述目标对象的第二组校准图像，所述第二组校准图像包括所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·西斯，
申请(专利权)人：图像电子公司，
类型：发明
国别省市：美国,US