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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Inspektion von Oberflächen von
optischen Datenträgern.
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Optische
Datenträger,
beispielsweise Compact Discs (CDs), Digital Versatile Discs (DVDs),
High Density DVDs (HD-DVDs)
oder Blu-ray Discs (BDs), werden auf ihren Oberflächen häufig mit
Aufdrucken versehen. Diese Aufdrucke sind vorzugsweise aus farbigen
Lacken ausgebildet und dienen der Kennzeichnung oder Spezifizierung
des optischen Datenträgers.
Das Bedrucken der optischen Datenträger wird automatisiert ausgeführt. Dabei
kann es zu fehlerhaften Druckbildern kommen, also Istdruckbildern,
die nicht den Solldruckbildern entsprechen. Um fehlerhafte Druckbilder
auf den optischen Datenträgern
zu erkennen, werden diese nach dem Aufdrucken einer Prüfung unterzogen.
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Die
optischen Datenträger
weisen eine Spurrille auf, die sich spiralförmig auf einer Oberfläche von dem
Innenbereich bis zum äußeren Rand
des optischen Datenträgers
windet und als Führung
für einen
zum Beschreiben bzw. Ablesen verwendeten Laserstrahl dient. Licht,
das auf die Oberfläche
gestrahlt wird, erzeugt somit unter bestimmten Bedingungen Beugungserscheinungen.
Dadurch wird die Prüfung
der optischen Datenträger
erschwert. Insbesondere bei CD-Recordables (CD-Rs), also einmalig
beschreibbaren CDs, ist die Intensität der Beugungsmaxima durch
die spezielle Ausgestaltung der unter einer dünnen, transparenten Lackschicht angeordneten
gesputterten Metallschicht, insbesondere aus Aluminium, Silber oder
Gold, sehr stark.
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Es
sind bereits Vorrichtungen zur Inspektion von optischen Datenträgern bekannt,
die den störenden Effekt
von Beugungserscheinungen bei der Aufnahme kompensieren. Dabei werden
zwei unterschiedliche Beleuchtungswinkel verwendet.
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Zuerst
wird Licht von einem Ort unmittelbar über dem optischen Datenträger auf
die Oberfläche
des optischen Datenträgers
gestrahlt. Das Licht wird von der Oberfläche des optischen Datenträgers reflektiert oder
gestreut und von einer CCD-Kamera aufgenommen. Bei dieser Beleuchtung
weisen die bedruckten Bereiche der Oberfläche des optischen Datenträgers im
Vergleich zu den nicht bedruckten Bereichen eine sehr geringe Reflektivität auf. Daher
sind die bedruckten Bereiche in dieser ersten Aufnahme sehr dunkel
und einer weiteren automatisierten Bildverarbeitung zur Prüfung des
Druckbildes nicht zugänglich.
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Als
nächstes
wird Licht unter einem bestimmten Winkel zur Flächennormale des optischen Datenträgers, also
seitlich, auf dessen Oberfläche
gestrahlt. Bei dieser Beleuchtung erscheinen in der Aufnahme der CCD-Kamera
die bedruckten Bereiche der Oberfläche im Vergleich zu den nicht
bedruckten Bereichen hell. Allerdings treten in den nicht bedruckten
Bereichen Beugungsringe auf, die von der CCD-Kamera aufgenommen
werden. Um die zweite Aufnahme mit Mitteln der Bildverarbeitung
automatisiert prüfen
zu können,
sind die nicht bedruckten Bereiche in der ersten Aufnahme anhand
ihrer hohen Reflektivität
zu identifizieren. Dann können
diese Bereiche aus der zweiten Aufnahme unter Einsatz von Mitteln
zur Bildverarbeitung ausgeblendet werden. Somit wird in der zweiten
Aufnahme das weitgehend ungestörte
Druckbild erhalten und ist einer weiteren Prüfung zugänglich.
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Um
die Beleuchtung der Oberfläche
des optischen Datenträgers
aus verschiedenen Winkeln zu ermöglichen,
ist ein erhöhter
Montageraum für
die Lichtquellen und die CCD-Kamera notwendig. Dies schränkt den
Einsatz einer solchen Vorrichtung jedoch insbesondere dann ein,
wenn nur ein begrenzter Raum zur Aufstellung der Vorrichtung zur
Verfügung
steht.
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Weiterhin
sind in einer solchen Vorrichtung mehrere Lichtquellen anzuordnen,
um die Beleuchtung aus zwei Winkeln zu ermöglichen. Wird nur eine Lichtquelle
verwendet, sind dementsprechend Elemente zur flexiblen Lichtstrahlführung wie
Umlenkspiegel, Strahlteiler, optische Linsen und ähnliches
einzusetzen. Diese Anzahl an optischen Elementen im Aufbau der Vorrichtung
erhöht
die Kosten, die zur Bereitstellung einer entsprechenden Vorrichtung
aufzuwenden sind.
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Eine
hohe Anzahl an optischen Elementen erhöht jedoch auch den Wartungsbedarf
der Vorrichtung, da eine korrekte Ausrichtung der Umlenkspiegel,
Strahlteiler und dergleichen im Wesentlichen zu jedem Zeitpunkt
der Inspektion einer großen
Anzahl an optischen Datenträgern
zu gewährleisten
ist. Damit ergibt sich auch ein erhöhter personeller sowie zeitlicher
Aufwand zum Betrieb der Vorrichtung.
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Der
zeitliche Aufwand des Betriebs einer solchen Vorrichtung wird außerdem dadurch
erhöht,
dass bei der Prüfung
des Aufdrucks auf der Oberfläche
des optischen Datenträgers
zwei Aufnahmen der CCD-Kamera einzeln für sich und in Kombination miteinander
auszuwerten sind.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt somit das technische Problem zu Grunde,
eine Vorrichtung anzugeben, mit der die Inspektion von Oberflächen von
optischen Datenträgern
verbessert und insbesondere zeitlich und räumlich effizienter vorgenommen
werden kann.
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Das
technische Problem wird durch eine Vorrichtung zur Inspektion von
Oberflächen
von optischen Datenträgern
gelöst,
mit einem elektronischen Lichtempfänger, mit einem an dem elektronischen
Lichtempfänger
angeordneten Objektiv, mit einer Lichtquelle und mit einer von dem
Objektiv beabstandet angeordneten Halterung für einen optischen Datenträger, wobei
die Lichtquelle benachbart zu dem Objektiv angeordnet ist, wobei
zumindest ein Teil des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts
auf eine Oberfläche
des in der Halterung angeordneten optischen Datenträgers auftrifft
und wobei der elektronische Lichtempfänger, das Objektiv, die Lichtquelle
und die Halterung so angeordnet sind, dass das Sichtfeld des Objektivs
im Wesentlichen keine direkten Reflexe und Beugungsreflexe des von
der Oberfläche
des optischen Datenträgers
reflektierten Lichts erfasst.
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Die
Erfindung hat somit erkannt, dass es nicht notwendig ist, eine Oberfläche eines
optischen Datenträgers
aus zwei Winkeln zu beleuchten und somit zwei gesonderte Aufnahmen
zu machen, um eine Inspektion der Oberfläche vorzunehmen. Vielmehr ist
es möglich,
durch die geeignete Anordnung der Halterung, der Lichtquelle, des
Objektivs und des elektronischen Lichtempfängers Beugungserscheinungen
aus dem Sichtfeld des Objektivs fernzuhalten und somit die Inspektion
der Oberfläche
des optischen Datenträgers
mit einer einzigen Aufnahme des elektronischen Lichtempfängers durchzuführen. Dadurch
wird der für
die Vorrichtung bereitzustellende Montageraum gering gehalten. Weiterhin
entfällt
der Einsatz zusätzlicher
Komponenten zur Lichtstrahlführung
wie Umlenkspiegel oder Strahlteiler, und der Wartungsbedarf der
Vorrichtung wird reduziert. Ferner wird der zeitliche Aufwand zur
Inspektion der Oberfläche
eines optischen Datenträgers
verringert, weil nur noch eine Aufnahme des elektronischen Lichtempfängers pro
Oberfläche
des optischen Datenträgers
auszuwerten ist.
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Die
Anordnung der Lichtquelle, des elektronischen Lichtempfängers, des
Objektivs und der Halterung in der Vorrichtung ist insbesondere
unter Berücksichtigung
der folgenden Formel vorteilhaft vorzunehmen:
In der
Formel bezeichnet λ die
Wellenlänge
des Lichts, D den Abstand der Spurrillen des optischen Datenträgers, n
die Beugungsordnung des Lichts, h den Abstand des an dem elektronischen
Lichtempfänger
angeordneten Objektivs von dem Zentrum des optischen Datenträgers, wobei
das Objektiv und der elektronische Lichtempfänger vorzugsweise auf der von
der dem Zentrum entspringenden Flächennormale des optischen Datenträgers gebildeten
Achse angeordnet sind, R den Abstand vom Zentrum des optischen Datenträgers zu
dem Punkt auf der Oberfläche
des optischen Datenträgers,
bei dem der Beugungseffekt berechnet wird, und schließlich r
den senkrechten Abstand der Lichtquelle zu der von der dem Zentrum
entspringenden Flächennormale
des optischen Datenträgers
gebildeten Achse. Die beiden Terme in der eckigen Klammer berücksichtigen
jeweils vorwärts
gebeugtes und rückwärts gebeugtes
Licht.
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Mit
dieser Formel ist es möglich,
die Abstände
h und r zu berechnen, bei denen in dem Sichtfeld des Objektivs keine
Beugungserscheinungen auftreten und die die Inspektion der Oberfläche des
optischen Datenträgers
stören.
Als nicht störend
können
im Wesentlichen Beugungserscheinungen angesehen werden, deren Lichtwellenlänge entweder
nicht im Spektrum des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts enthalten
ist oder deren Lichtwellenlänge
von dem elektronischen Lichtempfänger
nicht wahrnehmbar ist. Die Berücksichtigung
des Abstands der Spurrillen D erlaubt die Anwendung der Formel und
damit die Ausgestaltung der Vorrichtung für eine Vielzahl unterschiedlicher
optischer Datenträger,
beispielsweise CDs, DVDs, HD-DVDs oder BDs.
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Vorzugsweise
ist die Lichtquelle in dem gleichen Abstand von dem optischen Datenträger angeordnet wie
das Objektiv des elektronischen Lichtempfängers. Um zu vermeiden, dass
von den nicht bedruckten Bereichen der Oberfläche des optischen Datenträgers direkt
reflektiertes Licht von dem Objektiv und damit auch von dem elektronischen
Lichtempfänger
aufgenommen wird, ist eine Anordnung der Lichtquelle in unmittelbarer
Nähe zu
dem Objektiv besonders bevorzugt.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Begriff Halterung sehr
weit zu verstehen. Als Halterung kann alles angesehen werden, was
geeignet ist, einen optischen Datenträger zu stützen und den optischen Datenträger in eine
definierte Position relativ zu dem elektronischen Lichtempfänger, dem
Objektiv und/oder der Lichtquelle zu bringen. Beispielsweise kann
die Halterung eine ebene Fläche
sein, auf der der optische Datenträger abgelegt wird. Die Halterung
kann auch Mittel zum Arretieren eines optischen Datenträgers umfassen,
beispielsweise eine Klemme oder eine Ausnehmung, deren Maße an die
Maße des
optischen Datenträgers
so angepasst sind, dass der optische Datenträger reibschlüssig in
die Ausnehmung einsetzbar ist. Die Halterung ist aber nicht auf
derartige Ausgestaltungen beschränkt.
Vielmehr kann die Halterung auch ein Teil einer anderen Vorrichtung
sein, beispielsweise eine zu einer Druckvorrichtung gehörenden Halterung,
wobei mit der Druckvorrichtung die Oberfläche des optischen Datenträgers bedruckt
wird. Die Halterung kann beispielsweise auch als Fließband ausgebildet
sein, mittels dessen optische Datenträger zwischen verschiedenen
Vorrichtungen oder verschiedenen Positionen bewegt werden können.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung sind der
elektronische Lichtempfänger, das
Objektiv, die Lichtquelle und die Halterung in einem Gehäuse angeordnet.
Das Gehäuse
schafft vorzugsweise eine lichtdichte Umhüllung des elektronischen Lichtempfängers, des
Objektivs, der Lichtquelle und der Halterung. Dadurch wird gewährleistet,
dass Licht, das nicht von der zu der Vorrichtung gehörenden Lichtquelle
stammt, in das Sichtfeld des Objektivs gelangt und damit den Inspektionsvorgang
beeinflusst oder beeinträchtigt.
Insbesondere sind ferner die Innenwände des Gehäuses im Wesentlichen lichtabsorbierend
ausgebildet, beispielsweise indem sie mit einem schwarzen Lack beschichtet
sind. Dadurch wird Streulicht, das von dem von der Lichtquelle ausgesendeten
Licht erzeugt wird und das den Inspektionsvorgang beeinträchtigen könnte, verringert.
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Es
ist weiterhin bevorzugt, an der Vorrichtung eine Objektivblende
vorzusehen. Die Objektivblende ist so ausgestaltet und angeordnet,
dass sie den Bereich der Oberfläche
des optischen Datenträgers,
auf den das von der Lichtquelle ausgesendete Licht auftrifft, beschränkt. Die
Objektivblende sorgt insbesondere dafür, dass das von der Lichtquelle
ausgesendete Licht nicht auf Bereiche der Oberfläche des optischen Datenträgers auftrifft,
die relativ zu der Lichtquelle auf der anderen Seite der von der
dem Zentrum entspringenden Flächennormale
des optischen Datenträgers
gebildeten Achse angeordnet sind. Demnach wird durch das Vorsehen
der Objektivblende rückwärts gebeugtes
Licht in dem Sichtfeld des Objektivs weitgehend, insbesondere überwiegend,
vermieden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist die
Halterung für
den optischen Datenträger
drehbar. Es ist besonders bevorzugt, wenn die Drehachse der Halterung
im Wesentlichen parallel zu der von der dem Zentrum entspringenden
Flächennormale
des optischen Datenträgers
gebildeten Achse verläuft.
Durch eine Drehung der Halterung kann der in der Halterung angeordnete
optische Datenträger
jederzeit in flexibler Weise in eine bestimmte, für die Inspektion
einer Oberfläche
zweckmäßige Position
gebracht werden.
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Weiterhin
ist vorzugsweise die Lichtquelle ringförmig um das Objektiv herum
angeordnet. Insbesondere ist die Lichtquelle koaxial ringförmig um
das Objektiv herum angeordnet. Die ringförmige Ausgestaltung der Lichtquelle
ist bevorzugt, da die zu prüfenden
optischen Datenträger
vorzugsweise eine runde Form aufweisen. Durch diese Ausgestaltung
wird eine gleichmäßige Beleuchtung
der Oberfläche
des optischen Datenträgers
sichergestellt. Die Ausgestaltung der Lichtquelle kann viele verschiedene
Formen annehmen. So ist es möglich,
die Lichtquelle in der Art einer Leuchtstoffröhre auszubilden, wobei eine
ringförmige
Röhre das
Objektiv umgibt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Lichtquelle
viele einzelne Lichtquellen, beispielsweise Glühlampen, aufweist, die ringförmig um
das Objektiv herum angeordnet sind. Es ist ferner besonders bevorzugt, dass
die Lichtquelle mindestens eine lichtemittierende Diode aufweist.
Die mindestens eine lichtemittierende Diode kann weißes Licht
und/oder Licht beliebiger Farbkombinationen aussenden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist an
der Lichtquelle ein Diffusor angeordnet. Der Diffusor ist insbesondere
dafür geeignet,
die Beleuchtung der Oberfläche
des optischen Datenträgers
weitgehend homogen auszugestalten. Damit wird vorzugsweise die Bildverarbeitung
der von dem elektronischen Lichtempfänger gemachten Aufnahmen erleichtert.
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Weiterhin
ist an der Objektivblende vorzugsweise eine Kragenblende angeordnet.
Die Kragenblende ist insbesondere so ausgebildet und angeordnet,
dass sie das Auftreffen des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts
auf den das Zentrum des optischen Datenträgers umgebenden Innenbereich
weitgehend verhindert. Licht, das auf diesen Innenbereich aufträfe, könnte anderenfalls
Streulicht verursachen, das die Inspektion der Oberfläche des
optischen Datenträgers
beeinträchtigen
würde.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist eine
Gehäuseblende
vorgesehen. Die Gehäuseblende
ist insbesondere dafür
geeignet, den Anteil des insbesondere an den Innenwänden des
Gehäuses
gebildeten Streulichts, das auf die Oberfläche des optischen Datenträgers auftrifft,
zu vermindern. Somit wird die Bearbeitung von den von dem elektronischen
Lichtempfänger
gemachten Aufnahmen weiter erleichtert und das Auftreten unerwünschter
Beugungseffekte durch das Streulicht weiter unterdrückt.
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Vorzugsweise
umfasst der Spektralbereich des von der Lichtquelle ausgesendeten
Lichts keine Wellenlängen
kleiner als 400 nm. Durch die Beschränkung des Spektralbereichs
der Lichtquelle auf Wellenlängen größer als
oder gleich 400 nm wird die Inspektion der Oberfläche des
optischen Datenträgers
besonders effizient vorgenommen. Die auf den Oberflächen der
optischen Datenträger
vorgesehenen Aufdrucke sind vorzugsweise zur Ansicht von Menschen
mit bloßem
Auge bestimmt. Da das menschliche Auge Licht mit einer Wellenlänge im Wesentlichen
kleiner als 400 nm im Allgemeinen nicht mehr wahrnehmen kann, ist
es bevorzugt, den zu prüfenden
Spektralbereich entsprechend zu beschränken.
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Weiterhin
werden so die Intensitätsmaxima
des gebeugten Lichts mit einer Wellenlänge kleiner als 400 nm, die
zu einer Beeinträchtigung
der Aufnahmen des elektronischen Lichtempfängers führen könnten, wirksam aus dem Sichtfeld
des Objektivs ferngehalten. Um den Spektralbereich des von der Lichtquelle
ausgesendeten Lichts auf Wellenlängen größer als
oder gleich 400 nm zu beschränken,
kann eine Lichtquelle in die Vorrichtung aufgenommen werden, die
kein Licht mit einer Wellenlänge
unter 400 nm aussendet. Es ist jedoch auch möglich, an der Lichtquelle zusätzliche
Elemente vorzusehen, beispielsweise einen entsprechend ausgebildeten
Kantenfilter, durch die der Spektralbereich beschränkt wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung sind mindestens
zwei Polarisationsfilter vorgesehen, deren Polarisationsrichtungen
senkrecht zueinander einstellbar sind, wobei der erste Polarisationsfilter
benachbart zu dem Diffusor bzw. zu der Lichtquelle angeordnet ist,
und wobei der zweite Polarisationsfilter benachbart zu der Objektivblende
bzw. zu dem Objektiv angeordnet ist.
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Vorzugsweise
sind die beiden Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander eingestellt.
Das von der Lichtquelle ausgesendete Licht ist nach dem Durchlaufen
des ersten Polarisationsfilters linear polarisiert. Trifft das linear
polarisierte Licht auf die Oberfläche des optischen Datenträgers auf, ändert sich
sein Polarisationszustand nicht, wenn es direkt von den bedruckten
oder nicht bedruckten Bereichen der Oberfläche reflektiert wird. Das diffus
von den bedruckten Bereichen gestreute Licht kann dagegen seine
Polarisation ändern.
Der Anteil des direkt an der Oberfläche reflektierten Lichts kann
so groß werden,
insbesondere wenn in den bedruckten Bereichen für den Aufdruck glänzende Lacke
verwendet werden, dass er zumindest bereichsweise eine Überbelichtung
in den Aufnahmen des elektronischen Lichtempfängers bewirkt. Diese Überbelichtungen beeinträchtigen
allerdings die Inspektion der Oberfläche des optischen Datenträgers. Durch
den zweiten Polarisationsfilter jedoch wird das von der Oberfläche, in
den bedruckten oder nicht bedruckten Bereichen, direkt reflektierte
Licht, das noch im Wesentlichen linear polarisiert ist, weitgehend
ausgeblendet und so eine Überbelichtung
vermieden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden an Hand spezieller Ausführungsbeispiele
und der beigefügten
Zeichnung näher
erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
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1 bis 3 jeweils
einen beispielhaften Graphen mit einer Auftragung der Wellenlänge gegen
den radialen Abstand eines Punktes auf der Oberfläche eines
optischen Datenträgers
zu dessen Zentrum bei drei unterschiedlichen Abständen zwischen
dem Objektiv und dem optischen Datenträger gemäß der vorstehend beschriebenen
Formel,
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4 ein
schematisches Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
und
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5 bis 9 weitere
bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 zeigt
das Ergebnis einer beispielhaften Rechnung, bei der die vorstehend
beschriebene Formel verwendet wurde. Als Abstand der Spurrille D
wurden 1600 nm eingesetzt, was im Wesentlichen dem Spurrillenabstand
einer handelsüblichen
CD-R entspricht. Die Beugungsordnung n wurde auf 1 gesetzt. Weiterhin liegt
der Rechnung das Auftreten von vorwärts gebeugtem Licht, bei positiven
Radien R, und von rückwärts gebeugtem
Licht, bei negativen Radien R, zu Grunde. Mit einer das Objektiv
ringförmig
umgebenen Lichtquelle würden
sich die Beugungsmaxima unterschiedlicher Wellenlänge in der
Realität überlagern.
Als senkrechter Abstand r von der Lichtquelle zu der von der dem
Zentrum entspringenden Flächennormale
der CD-R gebildeten Achse wurden 25 mm eingesetzt. Der Radius R
wurde, entsprechend der radialen Ausdehnung einer handelsüblichen
CD-R, von –60
mm bis +60 mm variiert, wobei der den Innenbereich der CD-R repräsentierende
Bereich von –15
mm bis +15 mm ausgelassen wurde. In diesem Innenbereich können weder
Beugungseffekte noch direkte Reflexe entstehen.
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Bei
einem Abstand h von 560 mm weisen die Beugungsreflexe ausnahmslos
Wellenlängen
auf, die sowohl bei der Vorwärtsbeugung
als auch bei der Rückwärtsbeugung
unterhalb von im Wesentlichen 400 nm liegen. Der Beugungsreflex
mit der höchsten
Wellenlänge
tritt dabei am äußersten
Rand der CD-R auf und wird von dem rückwärts gebeugten Licht verursacht.
Diese Ausgestaltung der Vorrichtung mit dem Abstand h von 560 mm
ist demnach geeignet, um eine Inspektion der Oberflächen von
CD-Rs frei von störenden
Beugungseffekten durchzuführen.
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2 zeigt
das Ergebnis einer Rechnung, bei der der Abstand h auf 360 mm verringert
wurde. Die anderen Parameter wurden nicht geändert. Das vorwärts gebeugte
Licht bei positiven Radien R erzeugt keine Beugungsreflexe mit Wellenlängen im
Wesentlichen über
400 nm. Allerdings treten Beugungsreflexe des rückwärts gebeugten Lichts auf, die über die
radiale Abmessung der CD-R bis zu einer Wellenlänge von etwas mehr als 600
nm reichen. Diese Beugungsreflexe würden die Inspektion der Oberfläche der
CD-R beeinträchtigen.
Um diese störenden
Beugungseffekte zu vermeiden, muss das Auftreffen des von der Lichtquelle
ausgesendeten Lichts auf Bereiche der Oberfläche der CD-R, die relativ zu
der Lichtquelle auf der anderen Seite der von der dem Zentrum entspringenden
Flächennormale
der CD-R gebildeten Achse angeordnet sind, verhindert werden. Dies
ist beispielsweise durch das Vorsehen einer Objektivblende erreichbar.
Durch diese Maßnahme
kann die räumliche
Ausdehnung der Vorrichtung reduziert werden.
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3 zeigt
abschließend
das Ergebnis einer Rechnung, bei der der Abstand h 260 mm beträgt. Die anderen
Parameter wurden gegenüber
den in den 1 und 2 gezeigten
Beispielen nicht geändert.
In diesem Beispiel erzeugen sowohl das vorwärts gebeugte Licht als auch
das rückwärts gebeugte
Licht Beugungsreflexe mit einer Wellenlänge größer als 400 nm und damit störend für die Inspektion
der Oberfläche
der CD-R. Das Auftreffen des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts
auf Bereiche der Oberfläche
der CD-R, die relativ zu der Lichtquelle auf der gleichen Seite
der von der dem Zentrum entspringenden Flächennormale der CD-R gebildeten
Achse angeordnet sind, erzeugt hier Beugungseffekte. Demnach ist
diese Ausgestaltung der Vorrichtung mit dem Abstand h von 260 mm
nicht geeignet, um eine Inspektion der Oberflächen von CD-Rs frei von störenden Beugungseffekten
gemäß der vorliegenden
Erfindung durchzuführen.
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Aus
den vorstehend beschriebenen Berechnungen ergibt sich weiterhin,
dass der Abstand h, nach dem die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestaltet
werden kann, sich verringern würde,
wenn der Spurrillenabstand von 1600 nm einen geringeren Wert, beispielsweise
740 nm, 400 nm oder 320 nm, annähme,
die für andere
optische Datenträger
verwendet werden. Eine ähnliche Überlegung gilt
natürlich,
wenn der zu prüfende optische
Datenträger
eine runde Form mit einem Radius kleiner als 60 mm aufweisen würde.
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4 zeigt
in einer perspektivisch leicht verzerrten Darstellung ein schematisches
Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in
einem Querschnitt. Ein runder optischer Datenträger 10 ist in einer
nicht dargestellten Halterung angeordnet. Ein elektronischer Lichtempfänger 4 mit
vorgelagertem Objektiv 6 ist dem optischen Datenträger 10 gegenüber beabstandet
auf der von der dem Zentrum 24 entspringenden Flächennormale
des optischen Datenträgers 10 gebildeten
Achse angeordnet. Eine Lichtquelle 8 ist bei dem im Wesentlichen
gleichen Abstand zu dem optischen Datenträger 10 angeordnet
wie das Objektiv 6 und umgibt das Objektiv 6 ringförmig. Die
Elektrizitätsversorgungsleitungen
für die
Lichtquelle 8 und den elektronischen Lichtempfänger 4 sowie
die Datenübertragungsleitungen
des elektronischen Lichtempfängers 4 sind
in dieser Darstellung nicht gezeigt.
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Das
von der Lichtquelle 8 ausgesendete Licht 12 trifft
auf die dem Objektiv 6 zugewandte Oberfläche des
optischen Datenträgers 10 auf
und wird dort im Wesentlichen reflektiert oder gestreut. Das Sichtfeld
des Objektivs (gestrichelte Linie) erfasst das von der Oberfläche des
optischen Datenträgers 10 reflektierte
und gestreute Licht. Die Halterung für den optischen Datenträger 10,
die Lichtquelle 8 und der elektronische Lichtempfänger 4 mit
Objektiv 6 sind innerhalb eines im Wesentlichen lichtdichten
Gehäuses 2 angeordnet,
das den Einfluss von externem Streulicht verringert. In diesem Ausführungsbeispiel
wurden der Abstand des Objektivs 6 von dem optischen Datenträger 10 sowie
der Abstand der Lichtquelle 8 von dem Objektiv 6 so
gewählt,
dass die Aufnahmen des elektronischen Lichtempfängers 4 weitgehend
keine Beugungseffekte oder direkten Lichtreflexe von der Oberfläche des
optischen Datenträgers
erfassen. Somit kann die Inspektion der Oberfläche des optischen Datenträgers 10 mit
einer Aufnahme des elektronischen Lichtempfängers 4 wirksam vorgenommen
werden.
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5 zeigt
schematisch eine Vorrichtung 1, die der in 4 gezeigten ähnlich ist.
Zusätzlich
wurde an dem Objektiv 6 eine Objektivblende 14 angeordnet.
Die Objektivblende 14 beschränkt den Bereich auf der Oberfläche des
optischen Datenträgers 10,
auf den das von einem Abschnitt der ringförmigen Lichtquelle 8', 8'' ausgesendete Licht auftrifft,
auf im Wesentlichen die Bereiche, die relativ zu den Abschnitten
der ringförmigen
Lichtquelle 8', 8'' auf der gleichen Seite der von
der dem Zentrum 24 entspringenden Flächennormale des optischen Datenträgers 10 gebildeten
Achse angeordnet sind. Somit werden Beugungsreflexe von rückwärts gebeugtem
Licht vermieden und der Abstand des Objektivs 6 zu dem
optischen Datenträger 10 kann
verringert werden.
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6 zeigt
schematisch eine Vorrichtung 1, die der in 5 gezeigten ähnlich ist.
Zusätzlich
wurde an der Lichtquelle 8 ein Diffusor 16 angeordnet.
Der Diffusor 16 ist der ringförmigen Ausgestaltung der Lichtquelle 8 entsprechend
angepasst. Durch den Diffusor 16 kann ein ungleichförmiges Lichtaussendungsverhalten
der Lichtquelle 16 kompensiert werden.
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7 zeigt
schematisch eine Vorrichtung 1, die der in 6 gezeigten ähnlich ist.
Zusätzlich
wurde an der Objektivblende 14 eine Kragenblende 18 angeordnet.
Die Kragenblende 18 beschränkt den Bereich der Oberfläche des
optischen Datenträgers 10,
auf den das von der Lichtquelle 8 ausgesendete Licht 12 auftrifft, auf
die Bereiche, die nicht im Zentrum 24 bzw. Innenbereich
des optischen Datenträgers 10 angeordnet
sind. Das Zentrum 24 bzw. der Innenbereich weist vorzugsweise
keine reflektierende Oberfläche
auf. Daher könnte Licht,
das auf das Zentrum 24 bzw. den Innenbereich auftrifft,
unerwünschtes
Streulicht verursachen, was durch die Kragenblende vermieden wird.
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8 zeigt
schematisch eine Vorrichtung 1, die der in 7 gezeigten ähnlich ist.
Zusätzlich
wurde an den Innenwänden
des Gehäuses 2 eine
Gehäuseblende 20 angeordnet.
Die Gehäuseblende 20 ist
so ausgebildet und angeordnet, dass sie die vollflächige Ausleuchtung
der Oberfläche
des optischen Datenträgers 10 nicht
behindert, dass sie aber Streulicht, das beispielsweise durch streifende
Reflexion an den Innenwänden
des Gehäuses 2 gebildet
wurde, weitgehend aus dem Sichtfeld des Objektivs 6 fernhält.
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9 zeigt
schematisch eine Vorrichtung 1, die der in 8 gezeigten ähnlich ist.
Zusätzlich
wurden an dem Diffusor 16 und an der Objektivblende 14 Polarisationsfilter 22a, 22b angeordnet.
Würde die
Vorrichtung 1 ohne Diffusor 16 und/oder ohne Objektivblende 14 ausgestaltet,
wären die
Polarisationsfilter 22a, 22b direkt an der Lichtquelle 8 oder
an dem Objektiv 6 anzuordnen. Der erste Polarisationsfilter 22a ist,
genau wie der Diffusor 16, der Ausgestaltung der Lichtquelle 8 angepasst.
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Das
von der Lichtquelle 8 ausgesendete Licht 12, das
in diesem Beispiel den Diffusor 16 und den ersten Polarisationsfilter 22a durchlaufen
hat, ist linear polarisiert. Das linear polarisierte Licht trifft
auf die Oberfläche
des optischen Datenträgers 10 auf
und wird reflektiert oder gestreut. Je nach Art der Wechselwirkung mit
der Oberfläche
des optischen Datenträgers 10 kann
sich die Polarisation des reflektierten oder gestreuten Lichts ändern. Bevor
das Licht dann von dem elektronischen Lichtempfänger 4 aufgenommen
wird, durchläuft es
den zweiten Polarisationsfilter 22b, dessen Polarisationsrichtung
im Wesentlichen senkrecht zu der Polarisationsrichtung des ersten
Polarisationsfilters 22a eingestellt ist. Somit wird in
der Aufnahme des elektronischen Lichtempfängers 4 das Licht
ausgeblendet, dessen Polarisationszustand sich während der Wechselwirkung mit
der Oberfläche
des optischen Datenträgers 10 nicht
geändert
hat. Dadurch werden insbesondere Überbelichtungen, die durch
aus glänzenden
Lacken bestehende Aufdrucke auf der Oberfläche des optischen Datenträgers 10 verursacht
werden, vermieden.