專利名稱：用于檢測材料片上定向特征的設備和工藝的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及用于檢測材料片(material web)上定向特征的設備 和工藝。
背景技術：
在片狀材料的操作和處理過程中，采用片的導引控制。例如，材料片 可以進料到機器中、進行處理并接著通過纏繞設備進行再纏繞，因此可能 發生各種定位誤差。例如，為了對材料片的側向偏移進行導引，可以使用 適當的控制設備。
圖1A和圖1B示出這樣的調節設備其中，材料片100的寬度為B， 其由轉向框架系統輔助經歷了每次90度的四次轉向。材料片由進料輥101 偏轉，并且由兩個導引輥102、 103將進料長度Li進料到樞轉框架105 中。材料片的側向調節可以通過樞轉框架105來實現。材料片然后在樞轉 點106處樞轉約角度a 。在出料長度為L2的情況下，材料片然后進料到 出料輥104中。在出料長度L2的范圍中，可以布置傳感器設備170。由于 材料片樞轉約角度a，在出料長度L2的區域中，材料片可以呈現出從預 定材料片料位(level) S的相應偏離。
這種偏離可能影響位于出料長度區域中的傳感器的測量結果。在片導 引控制的一種實施例中，額外輥可以位于出料長度的區域中，以調節偏離 并在進一步的處理長度進程中將材料片保持在預定材料片料位S上。因 此，可以在進一步的出料長度進程中保持從材料片到傳感器之間的恒定間 隙距離，并且可以使用傳統傳感器進行材料片的精確測量。但是，支撐輥 可能會使材料片翹曲或起皺(wrinkle)。使用額外的輥也會是很耗費成本 的。
發明內容
本發明公開用于檢測材料片上至少一個定向特征的設備和方法，所述 材料片在沿材料片預定行進方向上的預定材料片料位上前進。
在一個方面，該設備包括傳感器設備，傳感器設備包括傳感器元件， 傳感器元件具有用于記錄材料片上的傳感器區域的至少一條傳感器線。另 外，所述設備包括至少一個光發射器，以在材料片上產生至少一個光點， 以判定偏離預定材料片料位的材料片料位的位置。因此，可以用簡單和節 省成本的方式判定偏離的材料片料位的位置，并且可以對至少一個定向特 征進行簡單而精確的檢測。
所述設備可以在不同實施例中呈現下面特征中的一個或多個。偏離預 定材料片料位的材料片料位是繞其軸線旋轉的材料片料位，該軸線沿材料 片的行進方向前進。所述(至少一個)光發射器可以設計成使得(至少一 個)光點位于材料片上的傳感器區域中。傳感器設備可以設計成使得傳感 器元件記錄材料片上的所述(至少一個)光點，以判定偏離的材料片料位 的位置。光發射器可以被設計成在材料片上產生至少兩個光點。在此情況 下，光發射器還可以設計成使得材料片上的所述至少兩個光點優選地沿垂 直于材料片的預定行進方向的線布置。光發射器可以設計成使得材料片上 的所述(至少兩個)光點沿預定材料片料位具有第一距離。另外，光發射 器可以設計成使得材料上的所述(至少兩個)光點沿偏離的材料片料位具 有第二距離。在此情況下，傳感器設備可以設計成使得傳感器元件記錄第 一和第二距離，以判定偏離的材料片料位的位置。所述設備可以包括用于 分析第一和第二距離之間的差的裝置，以判定偏離的材料片料位的位置。 光發射器可以設計成使得產生彼此平行地前進的(至少兩條)光束，所述 (至少兩條)光束在材料片上產生(至少兩個)光點。為此，所述設備可 以包括彼此平行地布置的(至少兩個)光發射器。或者，所述設備可以包 括僅一個光發射器以及分束器裝置，以在材料片上產生(至少兩個)光 點。分束器裝置可以包括半透明元件和反射元件。傳感器可以設計成使得 至少部分地讀出傳感器元件的沿材料片行進方向的(至少兩條)傳感器 線，由此沿材料片的行進方向獲得傳感器區域中的積分結果。傳感器元件可以布置在相對于預定材料片料位傾斜的位置中。
在另一個方面，該設備包括傳感器設備，傳感器設備包括傳感器元 件，傳感器元件具有用于記錄材料片上的傳感器區域的至少兩條傳感器 線。傳感器設備可以設計成使得沿材料片的行進方向至少部分地讀出傳感 器元件的至少兩條傳感器線。由此，沿材料片的行進方向獲得材料片的傳 感器區域的積分結果。因此，不需要使用用于沿材料片方向將傳感器區域 加寬的額外積分設備。另外，可以靈活地選擇傳感器線的數量和范圍、以 及要讀出的傳感器線的部分。
所述設備可以在不同實施例中呈現下面特征中的一個或多個。傳感器 設備可以設計成使得至少部分地讀出傳感器元件的傳感器線的僅僅部分。 具體而言，傳感器設備可以設計成使得至少部分地讀出傳感器元件的傳感
器線的1/10或更少。傳感器設備可以設計成使得以50-1000Hz，尤其是在 約200Hz的頻率讀出傳感器元件。偏離了預定材料片料位的材料片料位是 繞其軸線旋轉的材料片料位，該軸線沿材料片的行進方向前進。所述設備 可包括至少一個光發射器，以在材料片上產生至少一個光點，以判定偏離 預定材料片料位的材料片料位的位置。傳感器設備可以設計成使得讀出 (至少) 一個光點附近的傳感器區域中的傳感器元件的傳感器線。傳感器 元件可以布置在相對于預定材料片料位傾斜的位置中。在此情況下，傳感 器設備可以被設計成使得傳感器線的該部分取決于于偏離的材料片料位的 位置。
在又一個方面，該設備包括傳感器設備，傳感器設備包括傳感器元 件，傳感器元件具有用于記錄材料片上的傳感器區域的至少兩條傳感器 線，由此，傳感器元件布置在相對于預定材料片料位傾斜的位置。結果， 可以基于材料片料位的位置選擇要讀出的傳感器線的部分，這使得可以在 不使用額外聚焦裝置的情況下進行自動聚焦。
所述設備可以在不同實施例中呈現下面特征中的一個或多個。傳感器 設備可以設計成使得沿材料片的行進方向至少部分地讀出傳感器元件的至 少兩條傳感器線，以沿材料片的行進方向獲得材料片的傳感器區域的積分 結果。傳感器設備可以設計成使得至少部分地讀出傳感器元件的傳感器線
10的僅僅部分。偏離預定材料片料位的材料片料位是繞其軸線旋轉了的材料 片料位，該軸線沿材料片的行進方向前進。另外，所述設備可以包括至少 一個光發射器，以在材料片上產生至少一個光點，以判定偏離預定材料片 料位的材料片料位的位置。傳感器設備可以設計成使得傳感器線的該部分 取決于偏離的材料片料位的位置。
另外，對于上述的一個或所有方面，所述設備可以在不同實施例中呈 現下面特征中的一個或多個。所述(至少一個)光發射器可以是單色光 源，尤其是激光器。此外，所述設備可以包括光學元件，尤其是布置在傳 感器元件和材料片之間的透鏡。傳感器設備可以設計成使得傳感器設備的 放大率大于1: 2。所述設備還可以包括聚焦元件，聚焦元件布置在傳感器 元件和材料片之間。聚焦元件可以設計成使得其基于偏離的材料片的判定 位置改變光學元件的位置。所述(至少一個)定向特征可以是材料片的線 或圖案。但是，所述(至少一個)定向特征也可以是材料片的邊緣。傳感 器設備可以設計成使得傳感器元件檢測至少一個定向特征的亮度的差和/或
顏色的差。此外，傳感器元件可以是CMOS矩陣傳感器。
在一個方面，所述方法包括
通過傳感器設備檢測材料片上的傳感器區域，所述傳感器設備包括具 有至少一條傳感器線的傳感器元件，
通過至少一個光發射器在材料片上產生至少一個光點，以及 通過至少一個光點判定偏離了預定材料片料位的材料片料位的位置。 在另一個方面，所述方法包括
通過傳感器設備檢測材料片上的傳感器區域，所述傳感器設備包括具 有至少兩條傳感器線的傳感器元件，
至少部分地沿材料片的行進方向讀出傳感器元件的至少兩條傳感器 線，以沿所述材料片的行進方向獲得材料片的傳感器區域中的積分結果。
上述實施例可以提供任何的、所有的或不提供下面優點。通過利用至 少一個光發射器，以在材料片上產生至少一個光點，可以用簡單而節省成 本的方式判定偏離的材料片料位的位置。因此，可以對材料片上的至少一 個定向特征進行簡單而精度的檢測。在沿材料片的行進方向讀出傳感器的至少兩個傳感器線的情況下，可以獲得積分結果。由此，不需要使用用于 沿材料片的行進方向加寬傳感器區域的額外積分設備。另外，可以靈活地 選擇傳感器線的數量和范圍、要讀出的傳感器線的部分。通過相對于預定 材料片料位將傳感器元件布置在傾斜位置，可以基于材料片料位的位置選 擇待讀出的傳感器線的部分，這使得在不使用額外聚焦裝置的情況下可以 進行自動聚焦。
下面將參考附圖基于優選實施例來描述本發明。
圖1A是用于控制材料片的側向偏移的設備的側視圖1B是圖1A中所示的用于控制材料片的側向偏移的設備從上方觀察 的俯視圖2A是呈現一條線作為定向特征的材料片的立體圖2B是呈現對比度差作為定向特征的材料片的立體圖3是用于檢測材料片上至少一個定向特征的設備的示意性剖視圖，
該設備包括光發射器；
圖4是使用用于檢測材料片上至少一個定向特征的設備來控制材料片
的側向偏移的設備的三維視圖，該設備包括光發射器；
圖5是使用直線對準的傳感器元件來檢測至少一個定向特征的設備的
示意性剖視圖6是使用傾斜對準的傳感器元件來檢測至少一個定向特征的設備的 示意性剖視圖。
具體實施例方式
在控制材料片的側向偏移的設備中，如圖1A和1B所示，可以使用至 少一個定向特征來判定材料片相對于預定位置的側向偏移。此至少一個定 向特征例如可以是材料片上的線或圖案。此定向特征可以沿著材料片的行 進方向前進，并且可以位于材料片的邊緣附近或可以是邊緣自身。此情況 下的傳感器元件可以是光電傳感器，諸如彩色傳感器或相機。圖2A圖示了以線條作為定向特征的材料片。在圖2A的a)中，在傳 感器區域220中正在對材料片200上的線210進行采樣。圖2A中的a)和 c)中分別示出在穩定和"雜亂"背景下的實線。在圖2A中的b)和d) 中分別可以在穩定和"雜亂"背景下看見虛線。該設備應該還適于在雜亂 背景下檢測定向特征。
例如，(至少一個)定向特征還可以是材料片的邊緣或類似東西。圖 2B中的a)圖示材料片200，在傳感器區域221中對材料片200的邊緣 211進行采樣。定向特征(例如邊緣)由此可以作為對比度差而被傳感器 設備檢測。 一般而言，傳感器設備可以檢測亮度和/或色彩的差。可以相應 地計算其對比度。在圖2B中，繼續將定向特征圖示為對比度差。圖2B的
a) 和c)分別示出在穩定和雜亂背景下的連續對比度邊緣。在圖2B中的
b) 和d)中分別可以在穩定和"雜亂"背景下看見不連續的對比度邊緣。
傳感器元件可以由此具有下面的實施例，除非下文的描述中有相反的 說明。例如，傳感器元件可以是CCD傳感器或CMOS傳感器。傳感器元 件可以是傳感器線，諸如CCD傳感器線。但是，傳感器元件也可以是矩 陣傳感器，諸如CCD矩陣傳感器或CMOS矩陣傳感器。
傳感器元件可以是黑白相機或單色相機。傳感器元件還可以是彩色傳 感器，其通過RGB計算來記錄像素。通過每次采樣，光被分解成基色 紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)。在算法的幫助下，然后通過計算單 元(諸如，處理器)計算對比度的差，并顯示定向特征的位置。上述的對 比度可以還可以從亮度的差來計算。
圖3是用于檢測材料片300上的至少一個定向特征340的設備的示意 性剖視圖，該設備包括光發射器330。該設備還包括傳感器設備370，傳 感器設備370包括傳感器元件，傳感器元件具有用于記錄材料片上的傳感 器區域308的至少一個傳感器線。材料片300沿著沿材料片的預定行進方 向(進入紙面內和離開紙面)的預定材料片料位。如果材料片偏移，則材 料片可以在偏離預定材料片料位的材料片料位上行進。在圖3中，材料片 繞樞轉點306樞轉角度ci 。材料片300'然后沿著偏離的材料片料位，該偏 離的材料片料位是沿著材料片行進方向發生了轉向的軸線前進的材料片料
13位，材料片料位沿穿過樞轉點306的軸線轉向。相應地，在圖3中示出了 沿相反方向樞轉的材料片作為材料片300"。
當判定材料片上定向特征的位置時，可以在傳感器區域308內記錄定 向特征340的位置。例如，如圖3中所示，如果材料片偏移了偏離材料片 300'，則傳感器區域和定向特征的位置因此而改變。當測量定向特征340 的位置時，這可能導致誤差。但是，在判定偏離材料片料位的位置后，此 誤差能夠僅僅通過適當計算來補償。為此目的，光發射器330產生光束 331，在材料片300上產生兩個光點334、 335。在處理中，傳感器區域 308中的光點334、 335位于材料片300上，并且可以被傳感器設備370所 檢測。在圖3中，兩條平行光束332、 333彼此平行對準并且相對于傳感 器設備370的物鏡的主軸H對稱。為了判定偏離的材料片料位300，(或 300")的位置，傳感器設備370可以記錄材料片300，上的兩個光點334'、 335，。這樣，兩個光點334、 335和334，、 335，分別在材料片300和300，上 成一條線，此條線垂直于材料片的預定行進方向前進，也就是說，此條線 是圖3的畫面中的一條線。在預定材料片料位上前進的材料片300上，兩 個光點334、 335之間呈現第一距離338。在偏離的材料片料位上前進的材 料片300，上，兩個光點334，、 335，之間呈現第二距離338，。為了判定偏離 的材料片料位300'的位置，傳感器設備370的傳感器元件可以記錄第一和 第二距離。此外，為了判定偏離材料片料位300，的位置，可以計算第一距 離338和第二距離338'之間的差，例如使用可以位于傳感器設備中或其外 部的計算工具。這些計算工具可以用來產生表示偏離的材料片料位的位置 的信號。
為了產生兩個光點334、 335和334'、 335，，在圖3中產生彼此平行前 進的兩條光束。光發射器330發射光束331，其被分束器裝置336、 337分 離成兩條平行光束332和333。分束器裝置包括半透明元件336和反射元 件337。可以精確并且不昂貴地將束分成兩條平行光束，由此僅需要分束 器裝置獲得高生產精度。分離光束同樣也可以通過其它分束方法(諸如棱 鏡)獲得。或者，為了產生兩條光束，該設備也可以包括彼此平行地布置 的兩個光發射器。也可以僅使用一個光點來獲得偏離的材料片料位的位置。例如，判定 偏離的材料片料位的位置可以通過三角測量進行。同樣，應當理解，為了 判定偏離的材料片料位的位置，可以產生幾個(多于如圖3中所示的兩 個)光點。應當理解，可檢測任何其它可以檢測的形態，諸如光的線。
圖4是用于控制材料片400的側向偏移的設備的三維視圖，該設備具 有用于檢測材料片400上的至少一個定向特征的設備440。如己經參考圖 1A和1B所說明的，材料片400經歷經由輥401、 402、 403和404每次90 度的四次轉向。通過由驅動設備460 (諸如致動器)提供動力的樞轉框架 405，可以產生材料片的側向調節。材料片可以繞樞轉點406樞轉預定角 度。材料片然后以出料長度進料到出料輥404。在出料長度范圍中，設備 440被定位以檢測材料片400上的至少一個定向特征。在此情況下，該
(至少一個)定向特征例如可以是材料片409的邊緣和/或位于沿材料片的 行進方向A的材料片邊緣附近的線。在圖4中，通過直接的光方法對至少 一個定向特征進行的檢測是通過光源480實現的，光源480與傳感器設備 470布置在材料片400的相反側。該設備也可以包括多于一個光源，用于 不同的片表面。應當理解，該設備可以用入射光或其它合適配置來工作， 但是也可以在根本不存在額外光源時工作。
傳感器設備470涉及材料片400上的傳感器區域408，以檢測該處的
(至少一個)定向特征。在出料長度的范圍中，如果使材料片400通過繞 樞轉點A樞轉預定角度而離開材料的預定行進料位到偏離的材料片料位， 則材料片和傳感器元件470之間的距離不再恒定。現在可以通過光發射器 430判定材料片的這種偏離的位置。光發射器430在分束器裝置436、 437 的幫助下產生兩條平行光束，此兩條平行光束在材料片400的傳感器區域 408中產生兩個光點。由此，可以用簡單而節省成本的方式判定偏離的材 料片料位的位置，進而可以對材料片上的至少一個定向特征進行簡單而精 確的檢測。
可以由傳感器設備470對兩個光點的距離進行記錄。然后可以由傳感 器設備470將對應的信號給予控制設備450。控制設備考慮此信號來判定 材料片400的側向偏移，并相應地致動驅動設備460。光發射器330可以是單色光源，特別是激光器。但是，同樣也可以使
用其它合適光發射器。如果激光正被發出，其可以是能夠開關的。在此情 況下，當光發射器被關閉而不存在光點時，傳感器設備可以在第一時間點 記錄傳感器區域。當光發射器被打開并且在傳感器區域中存在光點時，傳 感器設備可以在第二時間點記錄傳感器區域。然后，可以采樣第一和第二 時間點的數據記錄之間的差。由此，可以提高材料片上點的可識別性。
圖5是用于檢測材料片500上定向特征540的設備的至少一部分的示 意性剖視圖。傳感器設備570記錄材料片500上的傳感器區域508。為了 照亮材料片，可以使用光源(未示出)。進入傳感器設備570中的入射光 束可以由布置在傳感器區域571和材料片500之間的光學元件(透鏡 572)進行聚焦，然后出現在傳感器元件571上。此光學元件還可以是物 鏡。在圖5中，傳感器元件570己經沿直線位置對準，這就是說，其己經 對準成平行于預定材料片料位。其還垂直于物鏡的主軸對準并且相對于其 對稱。如圖5所示，傳感器元件571包括至少兩條傳感器線。因此，其是 一個矩陣傳感器元件。具體地，傳感器元件571可以是CMOS矩陣傳感 器0
在如圖5中所示的傳感器設備570的情況下，傳感器元件571的沿材 料片行進方向A的至少兩條傳感器線將至少部分地(但尤其是完全地)被 讀出，以獲得沿材料片行進方向A的材料片500上傳感器區域508的積分 結果。可以僅讀出傳感器元件571的傳感器線的局部。因此不需要使用用 于沿材料片行進方向加寬傳感器區域的額外積分設備。另外，可以靈活地 選擇傳感器線的數量和范圍、以及要讀出的傳感器線的部分。具體而言， 可以讀出傳感器元件571的傳感器線的1/10或更少。如果讀出所有傳感器 線以采樣，則采樣速率可能非常低，并且因而過程非常慢。例如，可以僅 以50-1000Hz之間(具體而言，以大約200Hz)的頻率讀出傳感器元件。 僅作為示例，可以列舉像素數量為2500X1950的CMOS矩陣傳感器。如 果可以的話，讀出頻率為200Hz，采樣(是指圖像)包括30條線，這將得 到每秒6次采樣的采樣率。具有約30條傳感器線的圖像尺寸處于約2500 和1950可用傳感器線的約一個1/100的范圍中。通過偏移設備，材料片500可以偏移到偏離預定材料片料位的材料片 料位，如上所述。該設備還包括光發射器，其在材料片上產生至少一個光 點，以如上所述判定偏離的材料片料位。然后，可以讀出(至少一個)光 點附近的傳感器區域508中的傳感器元件571的傳感器線。
傳感器設備570的放大率可以大于1: 2。我們的放大率可以理解為圖 像距離b和物體距離g之間的比率。這里的圖像距離可以是傳感器元件 571和光學元件572之間的距離。物體距離g可以是材料片500和光學元 件572之間的距離。大于l: 2的放大率表示物體距離g大于圖像距離b的
兩倍。放大率可以在l: 4至Ul: IO的范圍中。
該設備還包括聚焦元件573，其布置在傳感器元件571和材料片500 之間。聚焦元件例如可以包括壓電元件。在其幫助下，例如光學元件572 可以沿平行于物鏡的主軸的方向偏移，并且因此可以通過改變圖像清晰度 而實現聚焦。由此還可以改變放大率。
在材料片偏離預定材料片料位的情況下，聚焦元件573可以基于偏離 的材料片的判定位置改變光學元件(透鏡572)。具體而言，在傳感器設 備570中，如圖5所示，光發射器(未示出)可以用于判定偏離的材料片 料位，如參考圖3和4所述。在這樣產生的光點或材料片上光點的幫助 下，可以基于偏離的材料片料位的各個位置進行自動聚焦。
圖6是用于檢測材料片600上的至少一個定向特征640的設備670的 示意性剖視圖。與圖5不同，這里的傳感器元件671相對于預定材料片料 位布置在傾斜位置，這就是說，其布置在與預定材料片料位形成不等于零 的角度P的料位上。這里，傳感器元件671與垂直于物鏡主軸的料位不對 準。如果材料片由偏移設備(如圖1A和圖1B所示)偏移到偏離預定材料 片料位的材料片料位上，則基于偏離的材料片料位的位置，可以判定并讀 出傳感器線的部分。由此，在不使用額外聚焦器械的情況下也可以進行自 動聚焦。為了判定偏離材料片的位置，可以使用光發射器，如參考圖3和 4所述。
應當注意，參考圖3-6所述的各個方面可以以任何合理的方式結合。 例如，對于該設備，如圖3所示，可以用光發射器至少部分地沿材料片的
17行進方向讀出傳感器元件的至少兩個傳感器線，以沿材料片行進方向獲得 材料片的傳感器區域的積分結果。圖3的傳感器元件也可以相對于預定材 料片料位布置在傾斜位置。
權利要求
1.一種用于檢測材料片上至少一個定向特征(340)的設備，所述材料片在沿所述材料片的行進方向(A)的預定材料片料位(300)上前進，所述設備包括傳感器設備(370)，包括傳感器元件，所述傳感器元件具有至少一條傳感器線，所述至少一條傳感器線用于記錄所述材料片上的傳感器區域(308)，其特征在于所述設備包括至少一個光發射器(330)，所述光發射器在所述材料片上產生至少一個光點(334；334’)，以判定偏離所述預定材料片料位(300)的材料片料位(300’)的位置。
2. 根據權利要求1所述的設備，其中，偏離所述預定材料片料位 (300)的所述材料片料位是繞其軸線旋轉了的材料片料位，所述軸線沿著所述材料片的行進方向(A)。
3. 根據權利要求1或2所述的設備，其中，所述至少一個光發射器 (330)被設計成使得所述至少一個光點(334; 334')位于所述材料片上的所述傳感器區域(308)中。
4. 根據權利要求1-3中任一項所述的設備，其中，所述傳感器設備 (370)被設計成使得所述傳感器元件記錄所述材料片上的所述至少一個光點(334; 334，)，以判定所述偏離的材料片料位(300，)的位置。
5. 根據權利要求1-4中任一項所述的設備，其中，所述光發射器 (330)被設計成在所述材料片上產生至少兩個光點(334， 335; 334，，335，)。
6. 根據權利要求5所述的設備，其中，所述光發射器(330)被設計 成使得所述材料片上的所述至少兩個光點(334， 335; 334'， 335')沿 垂直于所述材料片的所述預定行進方向(A)的線布置。
7. 根據權利要求5或6所述的設備，其中，所述光發射器(330)被 設計成使得所述材料片(300)上的所述至少兩個光點(334， 335)沿所述預定材料片料位具有第一距離(338)。
8. 根據權利要求5-7中任一項所述的設備，其中，所述光發射器 (330)被設計成使得所述材料上的所述至少兩個光點(334，， 335，)沿所述偏離的材料片料位(300')具有第二距離G38')。
9. 根據權利要求7或8所述的設備，其中，所述傳感器設備(370) 被設計成使得所述傳感器元件記錄所述第一距離和第二距離(338， 338')，以判定所述偏離的材料片料位G00')的位置。
10. 根據權利要求9所述的設備，其中，所述設備包括用于分析所述 第一距離和所述第二距離(338， 338')之間的差以判定所述偏離材料片料 位G00')的位置的裝置。
11. 根據權利要求5-10中任一項所述的設備，其中，所述光發射器 (330)被設計成使得產生彼此平行地前進的至少兩條光束(332，333)，所述至少兩條光束(332， 333)在所述材料片上產生所述至少兩 個光點(334， 335; 334，， 335，)。
12. 根據權利要求5-11中任一項所述的設備，其中，所述設備包括彼 此平行地布置的至少兩個光發射器。
13. 根據權利要求5-11中任一項所述的設備，其中，所述設備包括僅 一個光發射器(330)以及分束器裝置(336， 337)，以在所述材料片上 產生所述至少兩個光點(334， 335; 334，， 335，)。
14. 根據權利要求13所述的設備，其中，所述分束器裝置(336， 337)包括半透明元件(336)和反射元件(337)。
15. 根據權利要求1-14中任一項所述的設備，其中，所述傳感器 (370)被設計成使得至少部分地讀出所述傳感器元件的沿所述材料片的行進方向(A)的至少兩條傳感器線，以沿所述材料片的行進方向 (A)獲得所述傳感器區域(308)中的積分結果。
16. 根據權利要求1-15中任一項所述的設備，其中，所述傳感器元件 布置在相對于所述預定材料片料位而傾斜的位置中。
17. —種用于檢測材料片(500)上至少一個定向特征(540)的設 備，所述材料片(500)在沿所述材料片的行進方向(A)的預定材料片料位上前進，所述設備包括傳感器設備(570)，包括傳感器元件(571)，所述傳感器元件 (571)具有至少兩條傳感器線，所述至少兩條傳感器線用于記錄所述材 料片(500)上的傳感器區域(508)，其特征在于所述傳感器設備(570)被設計成使得沿所述材料片的行進方向 (A)至少部分地讀出所述傳感器元件(571)的至少兩條傳感器線，以沿 所述材料片的行進方向(A)獲得所述材料片(500)的傳感器區域 (508)中的積分結果。
18. 根據權利要求17所述的設備，其中，所述傳感器設備(570)被 設計成使得至少部分地讀出所述傳感器元件(571)的所述傳感器線的 一部分。
19. 根據權利要求17或18所述的設備，其中，所述傳感器設備 (570)被設計成使得至少部分地讀出所述傳感器元件(571)的所述傳感器線的1/10或更少。
20. 根據權利要求17-19中任一項所述的設備，其中，所述傳感器設備(570) 被設計成使得以50-1000Hz的頻率，尤其是約200Hz的頻率， 讀出所述傳感器元件(571)。
21. 根據權利要求17-20中任一項所述的設備，其中，偏離所述預定材 料片料位的所述材料片料位是繞其軸線旋轉了的材料片料位，所述軸線沿 所述材料片的行進方向前進。
22. 根據權利要求17-21中任一項所述的設備，其中，所述設備包括至 少一個光發射器，以在所述材料片上產生至少一個光點，從而判定偏離所 述預定材料片料位的所述材料片料位的位置。
23. 根據權利要求22所述的設備，其中，所述傳感器設備(570)被 設計成使得在所述至少一個光點附近讀出傳感器區域(508)中的所述 傳感器元件(571)的所述傳感器線。
24. 根據權利要求17-23中任一項所述的設備，其中，所述傳感器元件(571) 布置在相對于所述預定材料片料位而傾斜的位置中。
25. 根據權利要求24所述的設備，其中，所述傳感器設備(570)被 設計成使得所述傳感器線(571)的所述一部分取決于所述偏離的材料 片料位的位置。
26. —種用于檢測材料片(600)上至少一個定向特征(640)的設 備，所述材料片(600)在沿所述材料片的行進方向(A)的預定材料片料 位上前進，所述設備包括傳感器設備(670)，包括傳感器元件(671)，所述傳感器元件 (671)具有至少兩條傳感器線，所述至少兩條傳感器線用于記錄所述材 料片(600)上的傳感器區域(608)， 其特征在于所述傳感器元件(671)布置在相對于所述預定材料片料位而傾斜的 位置。
27. 根據權利要求26所述的設備，其中，所述傳感器設備(670)被 設計成使得沿所述材料片的行進方向(A)至少部分地讀出所述傳感器 元件(671)的至少兩條傳感器線，以沿所述材料片的行進方向(A)獲得 所述材料片的所述傳感器區域(608)的積分結果。
28. 根據權利要求27所述的設備，其中，所述傳感器設備(670)被 設計成使得至少部分地讀出所述傳感器元件(671)的所述傳感器線的 一部分。
29. 根據權利要求26-28中任一項所述的設備，其中，偏離所述預定材 料片料位的所述材料片料位是繞其軸線旋轉了的材料片料位，所述軸線沿 所述材料片的行進方向前進。
30. 根據權利要求26-29中任一項所述的設備，其中，所述設備包括至 少一個光發射器，以在所述材料片上產生至少一個光點，以判定偏離所述 預定材料片料位的所述材料片料位的位置。
31. 根據權利要求28-30中任一項所述的設備，其中，所述傳感器設備 (670)被設計成使得所述傳感器線(671)的所述一部分取決于所述偏離材料片料位的位置。
32. 根據上述任一項權利要求所述的設備，其中，所述至少一個光發射器是單色光源，尤其是激光器。
33. 根據上述任一項權利要求所述的設備，其中，所述設備包括光學 元件(572; 672)，尤其是布置在所述傳感器元件(571; 671)和所述材 料片(500; 600)之間的透鏡。
34. 根據權利要求33所述的設備，其中，所述傳感器設備被設計成使得所述傳感器設備的放大率大于l: 2。
35. 根據上述任一項權利要求所述的設備，其中，所述設備還包括聚 焦元件(573)，所述聚焦元件布置在所述傳感器元件(571)和所述材料 片(500)之間。
36. 根據權利要求35所述的設備，其中，所述聚焦元件(573)被設 計成使得其基于所述偏離的材料片的判定位置來改變所述光學元件(572)的位置。
37. 根據上述任一項權利要求所述的設備，其中，所述至少一個定向 特征(340; 540; 640)是所述材料片上的線或圖案。
38. 根據上述任一項權利要求所述的設備，其中，所述至少一個定向 特征(340; 540; 640)是所述材料片的邊緣。
39. 根據上述任一項權利要求所述的設備，其中，所述傳感器設備被 設計成使得所述傳感器元件檢測至少一個定向特征(340; 540; 640) 的亮度的差和/或顏色的差。
40. 根據上述任一項權利要求所述的設備，其中，所述傳感器元件是 CMOS矩陣傳感器。
41. 一種用于檢測材料片上至少一個定向特征(340)的方法，所述材 料片在沿所述材料片的行進方向(A)的預定材料片料位(300)上前進， 所述方法包括通過傳感器設備(370)檢測所述材料片上的傳感器區域(308)，所 述傳感器設備(370)包括具有至少一條傳感器線的傳感器元件， 其特征在于通過至少一個光發射器(330)在所述材料片上產生至少一個光點 (334; 334，)，以及通過至少一個光點(334; 334')判定偏離所述預定材料片料位的材料 片料位(300，)的位置。
42. —種用于檢測材料片(500)上至少一個定向特征(540)的方 法，所述材料片(500)在沿所述材料片的行進方向(A)的預定材料片料 位上前進，所述方法包括通過傳感器設備(570)檢測所述材料片上的傳感器區域(508)，所 述傳感器設備(570)包括具有至少兩條傳感器線的傳感器元件(571)，至少部分地沿所述材料片的行進方向(A)讀出所述傳感器元件 (571)的至少兩條傳感器線，以沿所述材料片的行進方向(A)獲得所述 材料片的所述傳感器區域(508)中的積分結果。
全文摘要
本發明涉及用于檢測材料片上定向特征的設備和工藝，該材料片在沿材料片的預定行進方向的預定材料片料位上前進。在一個方面，該設備包括傳感器設備，其包括用于記錄材料片上的傳感器區域的至少一條傳感器線的傳感器元件。該裝置還包括光發射器，以在材料片上產生至少一個光點，以判定偏離預定材料片料位的材料片料位的位置。在第二方面，傳感器元件包括至少兩條傳感器線，并且布置成使得傳感器元件的沿材料片行進方向的至少兩條傳感器線至少部分地被讀出，以沿材料片行進方向獲得材料片上傳感器區域的積分結果。在第三方面，傳感器元件相對于預定材料片料位布置在傾斜位置。
文檔編號G01B11/00GK101556140SQ200910008008
公開日2009年10月14日 申請日期2009年2月19日 優先權日2008年2月19日
發明者尤爾根·埃森 申請人:得克斯瑪格銷售有限責任公司