DE102012110793A1

DE102012110793A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Abbildung eines bahnförmigen Materials

Info

Publication number: DE102012110793A1
Application number: DE102012110793.9A
Authority: DE
Inventors: Helmut Flohr; Günter Dörrhöfer
Original assignee: R A M REALTIME APPLIC MEASUREMENT GmbH; RAM REALTIME APPLICATION MEASUREMENT GmbH
Current assignee: R A M REALTIME APPLIC MEASUREMENT GmbH; RAM REALTIME APPLICATION MEASUREMENT GmbH
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2032-11-10
Also published as: WO2014072184A1; EP2766717A1; DE102012110793B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abbildung eines bahnförmigen Materials mit einer Objektebene, in welcher das bahnförmige Material führbar ist, einer Zeilenkamera, einem Objektiv, das so eingerichtet ist, dass es einen abzubildenden Streifen mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, in der Objektebene auf die Zeilenkamera abbildet, und einer streifenförmigen Beleuchtungseinrichtung mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, wobei die Beleuchtungseinrichtung so eingerichtet ist, dass sich Ihre Länge im Wesentlichen parallel zu der länge des abzubildenden Streifens erstreckt und dass sie im Betrieb der Vorrichtung den abzubildenden Streifen in der Objektebene beleuchtet. Zudem betrifft die Erfindung ein korrespondierendes Verfahren. Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine solche Vorrichtung zur Abbildung eines bahnförmigen Materials bereitzustellen, welche eine verbesserte Fehlererkennung ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einem Strahlengang zwischen der Beleuchtungseinrichtung und dem abzubildenden Streifen eine streifenförmige Blende mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, angeordnet ist, deren Länge sich im Wesentlichen parallel zu der Länge des abzubildenden Streifens erstreckt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abbildung eines bahnförmigen Materials mit einer Objektebene, in welcher das bahnförmige Material führbar ist, einer Zeilenkamera, einem Objektiv, das so eingerichtet ist, dass es einen abzubildenden Streifen mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, in der Objektebene auf die Zeilenkamera abbildet, und einer streifenförmigen Beleuchtungseinrichtung mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, wobei die Beleuchtungseinrichtung so eingerichtet ist, dass sich Ihre Länge im Wesentlichen parallel zu der länge des abzubildenden Streifens erstreckt und dass sie im Betrieb der Vorrichtung den abzubildenden Streifen in der Objektebene beleuchtet.
Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Abbildung eines bahnförmigen Materials mit den Schritte: Bereitstellen eines bahnförmigen Materials in einer Objektebene, Abbilden eines Streifens mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, in der Objektebene mit einem Objektiv auf eine Zeilenkamera und Beleuchten des abzubildenden Streifens in der Objektebene mit einer streifenförmigen Beleuchtungseinrichtung mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, wobei sich die Länge der Beleuchtungseinrichtung im Wesentlichen parallel zu der Länge des abzubildenden Streifens erstreckt.
Bahnförmige Materialien werden in mannigfaltiger Weise im industriellen Maßstab hergestellt und verarbeitet. Beispiele für solche in Bahnform gefertigten und weiterbearbeiteten Materialien sind beispielsweise Folien aus Kunststoff oder auch Bandstahl.
Bei der Herstellung solcher bahnförmiger Materialien erweist es sich häufig als problematisch, dass diese mit großen Geschwindigkeiten aus der entsprechenden Fertigung ausgestoßen werden und eine Qualitätskontrolle des fertigen bahnförmigen Materials vor dem Aufwickeln auf eine Spule oder Trommel nicht oder nur schwer möglich ist.
Daher sind aus dem Stand der Technik Inspektionssysteme bekannt, welche dazu dienen, das bahnförmige Material nach dem Auslauf aus der Fertigung optisch zu erfassen, um Fehler im gefertigten Material, aber auch im Fertigungsprozess selbst erkennen zu können. Dazu wird im Stand der Technik ein zeilenförmiger Bereich des zu untersuchenden Materials auf eine Zeilenkamera abgebildet, wobei die Bewegung des bahnförmigen Materials dafür sorgt, dass die abzubildende Zeile die gesamte aus der Produktion auslaufende Bahn abtastet und deren Oberfläche vollständig erfasst wird.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass die herkömmlichen auf diese Weise arbeitenden Inspektionssysteme bestimmte Fehlertypen nicht oder nicht mit ausreichender Genauigkeit erfassen.
Ein Fehler, der sich mit den herkömmlichen Inspektionssystemen nicht oder nur schlecht erfassen lässt, ist beispielsweise ein transparenter Einschluss in einer ansonsten ebenfalls transparenten Folie aus einem Kunststoffmaterial.
Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Abbildung eines bahnförmigen Materials bereitzustellen, welche eine verbesserte Fehlererkennung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Vorrichtung zur Abbildung eines bahnförmigen Materials bereitgestellt wird mit einer Objektebene, in welcher das bahnförmige Material führbar ist, einer Zeilenkamera, einem Objektiv, das so eingerichtet ist, dass es einen abzubildenden Streifen mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, in der Objektebene auf die Zeilenkamera abbildet, und einer streifenförmigen Beleuchtungseinrichtung mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, wobei die Beleuchtungseinrichtung so eingerichtet ist, dass sich Ihre Länge im Wesentlichen parallel zu der länge des abzubildenden Streifens erstreckt und dass sie im Betrieb der Vorrichtung den abzubildenden Streifen in der Objektebene beleuchtet, und wobei in einem Strahlengang zwischen der Beleuchtungseinrichtung und dem abzubildenden Streifen eine streifenförmige Blende mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, angeordnet ist, deren Länge sich im Wesentlichen parallel zu der Länge des abzubildenden Streifens erstreckt.
Eine auf diese Weise ausgestaltete Vorrichtung zur Abbildung eines bahnförmigen Materials erlaubt eine Dunkelfeldabbildung des abzubildenden Streifens in der Objektebene. Der Streifen in der Objektebene wird im Wesentlichen nur von Strahlen beleuchtet, welche bei Reflexion an oder Transmission durch (in Abhängigkeit davon, wo die Zeilenkamera und die Beleuchtungseinrichtung im Hinblick auf die Objektebene angeordnet sind) das bahnförmige Material die Zeilenkamera nicht erreichen würden. Lediglich an ausgezeichneten Punkten in dem bahnförmigen Material gestreutes Licht kann von dort in das Objektiv und somit auf die Zeilenkamera gelangen und dort ein Bild erzeugen.
Auf diese Weise lassen sich kontrastreiche Bilder auch von bahnförmigen Materialien erzeugen, die eine im Wesentlichen homogene Reflexion oder Transmission für die verwendete elektromagnetische Strahlung aufweisen.
Ein Beispiel für ein solches bahnförmiges Material, das eine homogene Transmission über seine gesamte Breite aufweist ist eine transparente Kunststofffolie mit ebenfalls transparenten Einschlüssen oder Löchern darin. Die Einschlüsse oder Löcher führen erst in der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugten Dunkelfeldabbildung zu einem Kontrast, der eine Bilderzeugung ermöglicht.
Dabei ist es für die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung zunächst unerheblich, ob die Vorrichtung in Transmission arbeitet, das heißt, die Objektebene bzw. das abzubildende Material zwischen der Beleuchtungseinrichtung und der Zeilenkamera angeordnet ist, oder die Vorrichtung in Reflexion arbeitet, das heißt, die Beleuchtungseinrichtung und die Zeilenkamera auf der gleichen Seite der Objektebene angeordnet sind. Allerdings wird die Wahl der verwendeten Geometrie von den Transmissionseigenschaften des zu untersuchenden bahnförmigen Materials für die Wellenlänge der zur Abbildung benutzten elektromagnetischen Strahlung abhängen. Beispielsweise wird man eine für die verwendete elektromagnetische Strahlung transparente Kunststofffolie vorzugsweise in Transmissionsgeometrie untersuchen, während man ein für die verwendete elektromagnetische Strahlung intransparentes Stahlband in Reflexionsgeometrie untersuchen wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Blende für die von der Beleuchtungseinrichtung im Betrieb der Vorrichtung erzeugte elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen vollständig intransparent.
Allerdings hat sich überraschenderweise gezeigt, dass die Vorrichtung auch dann zu kontrastreichen Bildern des bahnförmigen Materials führt, wenn die Blende für die von der Beleuchtungseinrichtung im Betrieb der Vorrichtung erzeugte elektromagnetische Strahlung nicht vollständig intranspartent ist, sondern lediglich die Strahlung abschwächt, beispielsweise durch Absorption oder Reflexion.
Im Falle einer solchen teilweise transparenten Blende, welche die von der Beleuchtungseinrichtung emittierte elektromagnetische Strahlung lediglich abschwächt, stellt die erfindungsgemäße Abbildungsvorrichtung eine Bilderzeugung bereit, welche sowohl auf den Prinzipien einer gewöhnlichen Abbildung im Hellfeld als auch auf den Prinzipien einer Dunkelfeldabbildung beruht. Beide Abbildungs- bzw. Kontrastmechanismen überlagern sich zu einem Gesamtbild, welches sowohl die Bildinformation der Dunkelfeldabbildung als auch die Bildinformation der Hellfeldabbildung enthält.
Während wie oben beschrieben die Dunkelfeldabbildung aufgrund des ihr zugrundeliegenden Kontrastmechanismus es ermöglicht, auch Merkmale des Objekts sichtbar zu machen, welche im Hellfeld nicht erkennbar sind, ermöglicht die Hellfeldabbildung eine kürzere Belichtungszeit und damit eine schnellere Bewegung der Materialbahn in der Objektebene.
Durch Wahl eines geeigneten Grades an Transmission durch die Blende kann in Abhängigkeit von dem abzubildenden bahnförmigen Material gewählt werden, ob für das zu erzeugende Bild die Eigenschaften der Dunkelfeldabbildung oder die Eigenschaften der Hellfeldabbildung im Vordergrund stehen sollen.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist daher die Blende eine Transmission von größer 0 % und kleiner 90 %, vorzugsweise von größer 0 % und kleiner 40 % und besonders bevorzugt von größer 0 % und kleiner 30 % der Intensität der im Betrieb der Vorrichtung von der Beleuchtungseinrichtung erzeugten und auf die Blende auftreffenden elektromagnetischen Strahlung auf.
Dabei ist insbesondere eine Ausführungsform zweckmäßig, bei welcher die Transmission der Blende für die von der Beleuchtungseinrichtung emittierte elektromagnetische Strahlung in einem Bereich von größer 0 % und kleiner 90 %, vorzugsweise von größer 0 % und kleiner 40 % und besonders bevorzugt von größer 0 % und kleiner 30 % der Intensität der auf die Blende auftreffenden elektromagnetischen Strahlung einstellbar ist. Eine solche Blende mit einer einstellbaren Transmission ist beispielsweise durch ein elektrochromes Glas realisierbar, dessen Transmission von der an das Glas angelegten Spannung abhängt.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung eine Transporteinrichtung auf, die im Betrieb der Vorrichtung ein zu untersuchendes bahnförmiges Material in einer Transportrichtung so in der Objektebene bewegt, dass sich der abzubildende Streifen im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung des bahnförmigen Materials erstreckt.
Auf diese Weise lässt sich mit einer zeilenförmigen Kameraanordnung ein flächiges Bild des bahnförmigen Materials erzeugen. Die Verwendung einer Zeilenkamera führt zu nicht unerheblichen Vorteilen bei der nachgeschalteten Signal- bzw. Bildverarbeitung, so dass auch bahnförmige Materialien mit einer hohen Transportgeschwindigkeit mit ausreichender Genauigkeit untersucht werden können.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Beleuchtungseinrichtung eine streifenförmige Apertur auf, durch welche im Betrieb der Vorrichtung die erzeugte elektromagnetische Strahlung aus der Beleuchtungseinrichtung austritt, wobei der Apertur eine Breite in einem Bereich von 10 mm bis 50 mm aufweist.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Breite der Blende kleiner als die Breite der Apertur der Beleuchtungseinrichtung.
Bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Blende eine Breite in einem Bereich von 5 mm bis 30 mm aufweist und/oder die Blende einen Abstand von der Apertur der Beleuchtungseinrichtung in einem Bereich von 0,1 mm bis 100 mm aufweist.
Dabei weist in einer weiteren Ausführungsform die Beleuchtungseinrichtung eine Streuscheibe auf, die in der Apertur der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist.
Es hat sich gezeigt, dass es zweckmäßig ist, wenn die Beleuchtungseinrichtung als Beleuchtungskörper eine Mehrzahl von Leuchtdioden aufweist.
Während in einer Ausführungsform der Erfindung die Beleuchtungseinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie im Betrieb Licht im sichtbaren Spektralbereich emittiert, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung von sichtbarem Licht beschränkt. Vielmehr kann das Prinzip der Erfindung, soweit entsprechende Quellen und Detektoren zur Verfügung stehen, mit elektromagnetischer Strahlung in allen Spektralbereichen verwirklicht werden, insbesondere auch mit UV-Strahlung und infraroter elektromagnetischer Strahlung. Die Wahl des verwendeten Spektralbereichs wird dabei von der geplanten Anwendung, d.h. dem zu prüfenden bahnförmigen Material, abhängen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Blende zwischen einer ersten Position, in welcher die Blende im Strahlengang zwischen der Beleuchtungseinrichtung und der Kamera angeordnet ist, und einer zweiten Position, in der die Blende außerhalb des Strahlengangs zwischen der Beleuchtungseinrichtung und der Kamera angeordnet ist, bewegbar montiert. Vorzugsweise ist dabei die Blende motorisch angetrieben bewegbar. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es mit einer einzigen Vorrichtung, Bilder des bahnförmigen Materials sowohl im Dunkelfeld als auch im Hellfeld aufzunehmen.
Darüber hinaus wird die oben genannte Aufgabe auch durch ein Verfahren zur Abbildung eines bahnförmigen Materials gelöst, das die Schritte aufweist: Bereitstellen eines bahnförmigen Materials in einer Objektebene, Abbilden eines Streifens mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, in der Objektebene mit einem Objektiv auf eine Zeilenkamera, Beleuchten des abzubildenden Streifens in der Objektebene mit einer streifenförmigen Beleuchtungseinrichtung mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, wobei sich die Länge der Beleuchtungseinrichtung im Wesentlichen parallel zu der Länge des abzubildenden Streifens erstreckt, und Anordnen einer streifenförmige Blende mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, in einem Strahlengang von der Beleuchtungseinrichtung zu dem abzubildenden Streifen in der Objektebene, so dass sich die Länge der Blende im Wesentlichen parallel zu der Länge des abzubildenden Streifens erstreckt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren deutlich.
1 zeigt eine schematische Schnittansicht in Querrichtung durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems zur Abbildung eines bahnförmigen Materials.
2 zeigt eine schematische Schnittansicht in Längsrichtung durch die Vorrichtung zur Abbildung eines bahnförmigen Materials aus 1.
3 zeigt eine weggebrochene perspektivische Darstellung einer Anordnung zum Bewegen der Blende in und aus dem Strahlengang einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In den Figuren sind ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet.
In 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Querschnittsansicht in Querrichtung dargestellt. 2 ergänzt diese Darstellung aus 1 um eine Schnittansicht in Längsrichtung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vier wesentliche Bestandteile auf, nämlich eine streifenförmige Beleuchtungseinrichtung 1, eine streifenförmige Blende 2, ein Abbildungsobjektiv 3 sowie eine Zeilenkamera 4.
Die Elemente sind so angeordnet, dass ein zu untersuchendes bahnförmiges Material 5, hier eine im Wesentlichen für die verwendete elektromagnetische Strahlung transparente Kunststofffolie, zwischen der Beleuchtungseinrichtung 1 und der Blende 2 einerseits und dem Objektiv 3 und der Zeilenkamera 4 andererseits angeordnet ist.
Während die 1 und 2 also eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Transmissionsgeometrie zeigen, bei welcher das von der Beleuchtungseinrichtung 1 erzeugte Licht bzw. die elektromagnetische Strahlung durch das Objekt, d.h. das bahnförmige Material 5, hindurch auf das Objektiv 3 und durch dieses auf die Zeilenkamera 4 fällt, sind alternative Ausführungsformen möglich, bei denen die Elemente in Reflexionsgeometrie, d.h. auf der gleichen Seite der von dem bahnförmigen Material gebildeten Objektebene 5, angeordnet sind.
Alle streifenförmigen Elemente, d.h. die Beleuchtungseinrichtung 1, die Blende 2 und die CCD-Zeile 6 der Zeilenkamera 4, sind im Wesentlichen parallel zueinander derart angeordnet, dass sich ihre Längen oder Längsrichtungen parallel zueinander erstrecken, wobei davon ausgegangen wird, dass alle streifenförmigen Elemente 1, 2, 6 eine Länge und eine Breite aufweisen, wobei die Länge größer ist als die Breite.
Ferner liegen die Beleuchtungseinrichtung 1, die Blende 2 sowie die CCD-Zeile 6 der Zeilenkamera 4 in einer Ebene 7, welche sich im Wesentlichen senkrecht zur Objektebene und damit zu dem zu untersuchenden bahnförmigen Material 5 erstreckt.
Bei der Beleuchtungseinrichtung 1 handelt es sich um eine Langfeldleuchte mit einer Mehrzahl von nebeneinander auf einer Geraden angeordneten Leuchtdioden 8. Die Leuchtdioden 8 sind in einem Gehäuse 9 angeordnet, welches wiederum dem zu abzubildenden bahnförmigen Material 5 zugewandt eine Öffnung oder Apertur 10 aufweist. Dabei füllt eine Streuscheibe 11 die Apertur vollständig aus, sodass ein möglichst homogenes Beleuchtungsfeld erzeugt wird, welches das bahnförmige Material 5 streifenförmig ausleuchtet. Die streifenförmige Blende 2 zwischen der Beleuchtungseinrichtung 1 und der Objektebene bzw. dem bahnförmigen Material 5 führt dazu, dass nur Licht den von der Zeilenkamera 4 beobachteten Streifen auf dem bahnförmigen Material 5 beleuchtet, welches an dem bahnförmigen Material 5 in der Objektebene gestreute wird. Alle direkten Lichtstrahlen von der Beleuchtungseinrichtung 1 gehen hingegen an dem Objektiv 3 und somit der Kamerazeile 6 vorbei, so wie dies zeichnerisch in der Darstellung aus 1 angedeutet ist.
Entscheidend für das Funktionieren der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass der Schlagschatten, welchen die Blende 2 wirft, sich nicht bis in die Objektebene erstreckt, sodass die kegelförmig verlaufende Strahlung das Objekt erreichen kann.
Die Blende 2 ist aus einem für die von der Beleuchtungseinrichtung 1 erzeugte elektromagnetische Strahlung vollständig intransparentem Material, hier einem schwarz eloxierten Metallstreifen, hergestellt.
In der Ansicht aus 2, welche ein Schnitt in einer Ebene senkrecht zu dem Schnitt der 1 ist, ist deutlich erkennbar, dass die Beleuchtungseinrichtung 1, die Blende 2 sowie die CCD-Zeile 6 jeweils eine Länge aufweisen, die größer ist als deren Breite, wobei sich die Längen bzw. Längsseiten dieser Elemente 1, 2, 6 parallel zueinander erstrecken. Auf diese Weise lässt sich ein streifenförmiger Bereich auf dem bahnförmigen Material 5 nicht nur beleuchten, sondern auch auf die Zeile 6 abbilden, sodass eine Bewegung des bahnförmigen Materials 5, welches mit hoher Geschwindigkeit beispielsweise aus einem Extruder ausläuft, dazu führt, dass die gesamte Fläche des bahnförmigen Materials 5 von der CCD-Zeile 6 aufgenommen wird.
Wie durch den Pfeil 12 in 1 angedeutet, ist die Blende 2 in diesem Beispiel derart aus dem Strahlengang von der Beleuchtungseinrichtung 1 zu dem abzubildenden bahnförmigen Material 5 herausbewegbar, dass das bahnförmige Material wahlweise entweder mit dem beschriebenen Dunkelfeldverfahren, wobei die Blende 2 wie in 1 gezeigt im Strahlengang angeordnet ist, oder in herkömmlicher Transmission (Hellfeld) abgebildet werden kann.
In 3 ist eine beispielhafte Anordnung der Beleuchtungseinrichtung 1 gezeigt. Diese realisiert eine Möglichkeit, um die Blende aus dem Strahlengang mechanisch angetrieben herauszubewegen. Deutlich erkennbar ist, dass die Beleuchtungseinrichtung 1 ein Gehäuse 9 aufweist, in dessen Innerem eine Mehrzahl von Leuchtdioden im Wesentlichen streifenförmig angeordnet ist (in 3 nicht dargestellt). Das Gehäuse ermöglicht einen Austritt der von den Leuchtdioden erzeugten elektromagnetischen Strahlung nur durch eine Apertur 10, in der eine Streuscheibe 11 zur Erzeugung homogenen Lichts angeordnet ist. Deutlich ist erkennbar, dass im Strahlengang hinter der Streuscheibe 11 eine Blende 3 angeordnet ist. Diese Blende 3 ist beiderseits der Leuchtdiodenzeile an je einem Blendenhalter 12 befestigt. Der Blendenhalter 12 wiederum ist derart um eine Achse 13 verschwenkbar angeordnet, dass beim Verschwenken des Blendenhalters 12 die Blende aus dem Strahlengang der durch die Apertur 10 austretenden Strahlung heraus verschwenkt wird. Um die Schwenkbewegung des Blendenhalters 12 und damit der Blende 3 automatisiert ausführen zu können, ist das der Blende 3 gegenüberliegende Ende 14 des Blendenhalters 12 mit einem Kurbelzapfen 15 versehen, auf den eine Schubstange einwirkt, deren anderes Ende wiederum mit einem Exzenter eines Motors verbunden ist (in 3 nicht dargestellt).
In der Variante der 3 ist die Blende 3 ein die in der Beleuchtungseinrichtung 1 erzeugte elektromagnetische Strahlung abschwächender Streifen 17 auf einem ansonsten für die elektromagnetische Strahlung transparenten Materialabschnitt 16 aus Plexiglas.
Obwohl Ausführungsformen, so wie sie beispielsweise unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben wurden, bei welchen die Blende vollständig für die verwendete elektromagnetische Strahlung intransparent ist, in bestimmten Fällen zu Bildern mit guten Kontrasten führen, ist eine Ausführungsform gemäß 3 vorteilhaft, bei welcher die Blende nicht vollständig intransparent ist. So erreicht zusätzlich zu dem an dem Objekt, d.h. dem bahnförmigen Material, gestreutem Licht auch Licht die Kamerazeile, welches normal, d.h. ohne Ablenkung der Streuung, durch das bahnförmige Material hindurchtritt. In solch einer Ausführungsform liegt eine Kombination aus einem Dunkelfeldverfahren und einem Hellfeldverfahren vor, was es ermöglicht, die Vorteile beider Verfahren mit der gleichen Vorrichtung zu nutzen.
Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben werden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.
Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung dargestellt und beschrieben wurde, erfolgt diese Darstellung und Beschreibung lediglich beispielhaft und ist nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht, so wie er durch die Ansprüche definiert wird. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt.
Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen sind für den Fachmann aus den Zeichnungen, der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich. In den Ansprüchen schließt das Wort „aufweisen“ nicht andere Elemente oder Schritte aus und der unbestimmte Artikel „eine“ oder „ein“ schließt eine Mehrzahl nicht aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in unterschiedlichen Ansprüchen beansprucht sind, schließt ihre Kombination nicht aus. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht.
Bezugszeichenliste

1: Beleuchtungseinrichtung
2: Blende
3: Abbildungsobjektiv
4: Zeilenkamera
5: bahnförmiges Material
6: CCD-Zeile
7: Ebene
8: Leuchtdioden
9: Gehäuse
10: Apertur
11: Streuscheibe
12: Blendenhalter
13: Achse
14: Ende des Blendenhalters
15: Kurbelzapfen
16: Materialabschnitt
17: abschwächender Streifen

Claims

Vorrichtung zur Abbildung eines bahnförmigen Materials (5) mit einer Objektebene (7), in welcher das bahnförmige Material (5) führbar ist, einer Zeilenkamera (4), einem Objektiv (3), das so eingerichtet ist, dass es einen abzubildenden Streifen des bahnförmigen Materials (5) mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, in der Objektebene (7) auf die Zeilenkamera (4) abbildet, und einer streifenförmigen Beleuchtungseinrichtung (1) mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, wobei die Beleuchtungseinrichtung (1) so eingerichtet ist, dass sich Ihre Länge im Wesentlichen parallel zu der länge des abzubildenden Streifens erstreckt und dass sie im Betrieb der Vorrichtung den abzubildenden Streifen in der Objektebene (7) beleuchtet, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Strahlengang zwischen der Beleuchtungseinrichtung (1) und dem abzubildenden Streifen in der Objektebene (7) eine streifenförmige Blende (2) mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, angeordnet ist, deren Länge sich im Wesentlichen parallel zu der Länge des abzubildenden Streifens erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (2) für die von der Beleuchtungseinrichtung (1) im Betrieb der Vorrichtung erzeugte elektromagnetische Strahlung vollständig intransparent ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (2) für die von der Beleuchtungseinrichtung (1) im Betrieb der Vorrichtung erzeugte elektromagnetische Strahlung abschwächend ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende eine Transmission von größer 0 % und kleiner 90 %, vorzugsweise von größer 0 % und kleiner 40 % und besonders bevorzugt von größer 0 % und kleiner 30 %der Intensität der im Betrieb der Vorrichtung von der Beleuchtungseinrichtung erzeugten und auf die Blende fallenden elektromagnetischen Strahlung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Transporteinrichtung aufweist, die im Betrieb der Vorrichtung ein zu untersuchendes bahnförmiges Material (5) in einer Transportrichtung derart durch die Objektebene (7) bewegt, dass sich die Länge des abzubildenden Streifens im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung des bahnförmigen Materials (5) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (1) eine streifenförmige Apertur (10) aufweist, durch welche im Betrieb der Vorrichtung die erzeugte elektromagnetische Strahlung aus der Beleuchtungseinrichtung (1) austritt, wobei die Apertur (10) eine Breite in einem Bereich von 10 mm bis 50 mm aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Blende kleiner als die Breite der Apertur der Beleuchtungseinrichtung ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (2) eine Breite in einem Bereich von 5 mm bis 30 mm aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (2) einen Abstand von der Apertur (10) der Beleuchtungseinrichtung (1) in einem Bereich von 0,1 mm bis 100 mm aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (2) zwischen einer ersten Position, in welcher die Blende (2) im Strahlengang zwischen der Beleuchtungseinrichtung (1) und der Kamera (4) angeordnet ist, und einer zweiten Position, in der die Blende (2) außerhalb des Strahlengangs zwischen der Beleuchtungseinrichtung (1) und der Kamera (4) angeordnet ist, bewegbar montiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (1) eine Mehrzahl von Leuchtdioden (8) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (1) eine Streuscheibe (11) aufweist, die in der Apertur (10) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektebene (7) zwischen der Beleuchtungseinrichtung (1) und der Zeilenkamera (4) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (1) und die Zeilenkamera (4) auf der gleichen Seite der Objektebene (7) angeordnet sind.
Verfahren zur Abbildung eines bahnförmigen Materials mit den Schritten Bereitstellen eines bahnförmigen Materials in einer Objektebene (7), Abbilden eines Streifens mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, in der Objektebene (7) mit einem Objektiv auf eine Zeilenkamera (4) und Beleuchten des abzubildenden Streifens in der Objektebene (7) mit einer streifenförmigen Beleuchtungseinrichtung (1) mit einer Länge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, wobei sich die Länge der Beleuchtungseinrichtung (1) im Wesentlichen parallel zu der Länge des abzubildenden Streifens erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin den Schritt aufweist Anordnen einer streifenförmige Blende (2) mit einer Läge und einer Breite, wobei die Länge größer ist als die Breite, in einem Strahlengang von der Beleuchtungseinrichtung (1) zu dem abzubildenden Streifen in der Objektebene (7), so dass sich die Länge der Blende (2) im Wesentlichen parallel zu der Länge des abzubildenden Streifens erstreckt.