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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion von Oberflächendefekten einer Oberfläche. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion von Oberflächendefekten einer Oberfläche mit mindestens zwei Dunkelfeld-Lichtquellen.
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Bei der Detektion von Oberflächendefekten einer Oberfläche gelangen je nach Anwendung unterschiedlichste Methoden zum Einsatz. Während in vielen Bereichen automatisierte Detektoren oder Sensoren eingesetzt werden, sind in anderen Bereichen immer noch menschliche Betrachter notwendig, wie zum Beispiel bei der Begutachtung von Filmmaterial.
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Die gängige Methode zur Begutachtung der Filmoberfläche ist rein visuell am Betrachtungstisch. Bei der Pflege und dem Kopieren von Filmmaterial ist es von Belang den Zustand des Filmmaterials zu begutachten und Defekte insbesondere Oberflächendefekte zu erkennen. Diese Informationen werden dann bei der Filmrestauration beziehungsweise dem Scannen verwendet.
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Die Methode der Dunkelfeldbeleuchtung ist ein etabliertes Verfahren, um kleine Objekte, vor allem in der Mikroskopie, von dem Hintergrund optisch abzuheben und sichtbar zu machen. Auch in der Materialtechnik wird diese Methode verwendet, um kleine Erhebungen kontrastreich darzustellen. Bei dieser Methode wird eine Dunkelfeldbeleuchtung oder Dunkelfeld-Lichtquelle flach zu dem Objekt angeordnet, während die Kamera senkrecht oder normal zu dem Objekt oder der Oberfläche angeordnet ist. Auf diese Weise wird der Großteil des Lichtes von der Kamera wegreflektiert. Die Kamera detektiert lediglich das Streulicht, welches durch einen Oberflächendefekt reflektiert wird, der dann kontrastreich erkennbar ist.
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DE 10 2008 012 478 A1 offenbart eine Vorrichtung zur räumlichen Beleuchtung eines Objekts mit mehreren um das Objekt angeordnete Lichtquellen und einer Einrichtung zum selektiven Ansteuern der mehreren Lichtquellen. Die Lichtquellen sind flächig strahlende Lichtquellen und können als Hell- oder Dunkelfeldbeleuchtet ausgebildet sein.
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DE 10 2013 108 457 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Beleuchtung eines Objektes mittels einer flächig ausgebildeten Beleuchtungsquelle, wobei die von der Beleuchtungsquelle ausgehende Strahlung in den Strahlengang eines optischen Sensors einkoppelbar und auf das Objekt abbildbar ist. Zwischen Hell- oder Dunkelfeldauflicht kann umgeschaltet werden.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Detektion von Oberflächendefekten zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 beziehungsweise eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion von Oberflächendefekten einer Oberfläche, umfasst die Schritte:
- Bereitstellen zumindest eines Teils der Oberfläche in einem Detektionsbereich;
- Bereitstellen einer ersten Dunkelfeld-Lichtquelle, welche in einer ersten Richtung auf den Detektionsbereich gerichtet ist;
- Bereitstellen einer zweiten Dunkelfeld-Lichtquelle, welche in einer zweiten Richtung auf den Detektionsbereich gerichtet ist;
- Bereitstellen eines auf den Detektionsbereich gerichteten Detektors;
- Beleuchten der Oberfläche in dem Detektionsbereich mit den beiden Dunkelfeld-Lichtquellen; und
- Detektion von durch die Dunkelfeld-Lichtquellen beleuchteten Oberflächendefekten mittels des Detektors, wobei die erste und die zweite Dunkelfeld-Lichtquelle fast paralleles und gerichtetes Licht in einem Winkel deutlich flacher als der Reflexionswinkel auf den Detektionsbereich ausstrahlen.
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Als Dunkelfeld-Lichtquelle wird hier eine Lichtquelle verstanden, welche fast paralleles und gerichtetes Licht ausstrahlt. Die Lichtquelle kann mehrere parallel angeordnete LEDs, Laser oder andere Leuchtmittel aufweisen. Um das ausgestrahlte Licht besser zu parallelisieren kann die Lichtquelle eine zusätzliche Optik wie zum Beispiel einen oder mehrere Kollimatoren aufweisen. Zudem ist die Dunkelfeld-Lichtquelle sehr nahe über dem Detektionsbereich beziehungsweise der zu prüfenden Oberfläche angeordnet, sodass das ausgestrahlte Licht in einem sehr flachen Winkel auf den Detektionsbereich beziehungsweise die zu prüfende Oberfläche auftrifft. Bei einer störungsfreien Oberfläche gelangt dann kein Licht zum Detektor. Lediglich durch einen Oberflächendefekt gestreutes Licht gelangt zum Detektor.
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Die Dunkelfeld-Lichtquellen sind in zwei unterschiedlich zueinander ausgerichteten Richtungen angeordnet. Beispielsweise können die beiden Dunkelfeld-Lichtquellen in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sein. Zur Erzielung eines größeren Ausleuchtungsbereichs können zwei Dunkelfeld-Lichtquellen gegenüberliegend angeordnet sein, sodass das fast parallel ausgestrahlte Licht dieser beiden Dunkelfeld-Lichtquellen in einer Richtung verläuft. Insgesamt können in diesem Beispiel demnach vier Dunkelfeld-Lichtquellen vorhanden sein. Man kann dann zwei gegenüberliegende Dunkelfeld-Lichtquellen als erste Dunkelfeld-Lichtquelle und die beiden anderen gegenüberliegenden Dunkelfeld-Lichtquellen als zweite Dunkelfeld-Lichtquelle bezeichnen.
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Als Detektor kommt zum Beispiel eine optische Kamera zum Einsatz. Der Begriff Detektor umfasst hier einen Flächendetektor, einen Zeilendetektor und einen Punktdetektor. Generell kann jeder Detektor zum Einsatz gelangen, welcher einen Erfassungsbereich oder Spektralbereich aufweist, der zur Detektion der von den Dunkelfeld-Lichtquellen ausgesandten Strahlung beziehungsweise der von der Oberfläche reflektierten Strahlung geeignet ist. Es ist möglich, mehrere Detektoren zu verwenden, die zum Beispiel jeweils auf unterschiedliche Spektralbereiche der beiden Dunkelfeld-Lichtquellen abgestimmt sind. Als Detektor kann auch das menschliche Auge beziehungsweise ein menschlicher Betrachter angesehen werden.
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Die Beleuchtung durch die beiden Dunkelfeld-Lichtquellen kann gleichzeitig oder zeitlich versetzt erfolgen.
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Die Oberfläche muss prinzipiell glatt sein, kann aber aus allen Materialien bestehen, welche geeignet sind Licht der Dunkelfeld-Lichtquelle zu reflektieren. Zum Beispiel können Oberflächen von Filmen, Mikrofilmen, Mikroplanfilmen, polierten Diamanten, Folien, Skis, Gleitflächen und so weiter gemäß dem hier vorgeschlagenen Verfahren auf Oberflächendefekte analysiert werden. Der Begriff Oberflächendefekte beschränkt sich nicht nur auf Defekte an der Oberfläche, die keine Erstreckung in die Tiefe haben. Vielmehr umfasst der Begriff Oberflächendefekte alle Defekte, die einen Anteil an der Oberfläche haben. Entsprechend werden auch Defekte, welche zu der Oberfläche auch das Material unterhalb der Oberfläche vollständig durchdringen, hier als Oberflächendefekte bezeichnet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass durch die beiden unterschiedlich ausgerichteten Dunkelfeld-Lichtquellen Oberflächendefekte schnell und zuverlässig erkannt werden können. Die unterschiedliche Anstrahlung der Oberflächendefekte erhöht die zur Verfügung gestellte Information und verbessert die Detektionsrate. Für Filmmaterial wird erstmalig eine zuverlässige, voll automatisierte Detektion zur Verfügung gestellt. Es können alle bei einem Film üblichen Oberflächendefekte wie Längskratzer durch den Filmtransport, quer verlaufende Klebestellen und Verschmutzungen wie zum Beispiel Staub erkannt werden. Bedingt durch die Geometrie des Aufbaus können die unterschiedlichen Arten der Oberflächendefekte kategorisiert werden. So werden beispielweise die Längskratzer durch eine der beiden Dunkelfeld-Lichtquellen angestrahlt, die Klebestellen durch die andere der beiden Dunkelfeld-Lichtquellen und Verschmutzungen durch beide Dunkelfeldlichtquellen. Durch geeignete Auswertungen wie Farbkodierungen der Lichtquellen oder zeitlich versetzte Beleuchtungen und Aufnahmen können die Oberflächendefekte oder Fehler unabhängig von ihrer Ausprägung bereits bei der Aufnahme kategorisiert werden. Dadurch wird eine zusätzliche Informationsebene geschaffen, welche eine nachfolgende Auswertung und/oder Korrektur der Fehler deutlich vereinfachen kann.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Dunkelfeld-Lichtquellen in Vorzugsrichtungen ausgerichtet sind, in denen Oberflächendefekte in der Oberfläche bevorzugt auftreten. Beziehungsweise es werden Vorzugsrichtungen des Detektionsbereichs ausgerichtet oder vorgegeben, anhand derer dann die zu untersuchende Oberfläche ausgerichtet werden. Dadurch wird erreicht, dass die Oberflächendefekte beziehungsweise Fehler optimal ausgeleuchtet werden.
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Es kann vorgesehen sein, dass während des Beleuchtens und/oder des Detektierens eine Relativbewegung zwischen der Oberfläche und dem Detektionsbereich erfolgt, wobei die Dunkelfeld-Lichtquellen in einem Impulsmodus betrieben werden. Während der Relativbewegung wird die Oberfläche und/oder der Detektionsbereich bewegt. Zum Beispiel kann ein Film durch den Detektionsbereich bewegt werden. Dies ermöglicht eine deutlich schnellere Analyse. Dabei werden die Dunkelfeld-Lichtquellen in einem Impulsmodus, zum Beispiel wie ein Blitzlicht, betrieben. Dies stellt eine gute Bildqualität bei gleichzeitig schnellem Durchlauf des Films beziehungsweise der Oberfläche zur Verfügung. Die beiden Dunkelfeld-Lichtquellen können dabei gleichzeitig oder in sehr kurzem Zeitabstand zueinander aktiviert werden. Bei zeitlich versetzten Aufnahmen können für eine spätere Verarbeitung der Detektion die Aufnahmen verschoben werden, sodass die Aufnahmen beider Dunkelfeld-Lichtquellen den identischen Ausschnitt in der Oberfläche beziehungsweise des Filmmaterials umfassen.
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Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Dunkelfeld-Lichtquellen in unterschiedlichen Spektralbereichen ausstrahlen. Dies hat den Vorteil, dass bei gleichzeitiger Aktivierung der Dunkelfeld-Lichtquellen die von der jeweiligen Dunkelfeld-Lichtquelle beleuchteten Oberflächendefekte einem festen Spektralbereich zugeordnet sind. So kann der Detektor, zum Beispiel eine optische Kamera oder ein menschlicher Betrachter, die Oberflächendefekte anhand des Spektralbereichs wie zum Beispiel einer Farbe zuordnen beziehungsweise selektieren. Vorzugsweise liegen die Spektralbereiche voneinander entfernt, wie zum Beispiel die beiden Farben blau und rot. Auf diese Weise werden Überschneidungen der Spektralbereiche vermieden, was die Genauigkeit und die Zuverlässigkeit der Detektion erhöht. Die Auswahl der Spektralbereiche ist nicht auf die sichtbaren Wellenlängen beschränkt. Zum Beispiel können Bereich im IR und UV Spektrum für die beiden Dunkelfeld-Lichtquellen verwendet werden.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass eine Lichtquelle mit Bezug zu dem Detektor auf der anderen Seite der Oberfläche angeordnet ist, wobei die Lichtquelle in einem weiteren Spektralbereich ausstrahlt. Mit dieser Anordnung in Form einer Durchlichteinheit können Perforationen oder Löcher in der Oberfläche durch das dann durchscheinende Licht erkannt werden. Diese Lichtquelle ist keine Dunkelfeld-Lichtquelle sondern ist normal zu der Oberfläche ausgerichtet. Der Spektralbereich ist vorzugsweise unterschiedlich zu den Spektralbereichen der Dunkelfeld-Lichtquellen, so dass bereits aus der Lichtfarbe auf die Art der Fehlstelle geschlossen werden kann.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Oberflächendefekte anhand der Spektralbereiche und/oder Kombinationen der Spektralbereiche kategorisiert werden. Dies erlaubt gewissermaßen eine physikalische Vorsortierung der Oberflächendefekte vor der eigentlichen Verarbeitung zum Beispiel mittels einer Software zur Bilderkennung. Auf diese Weise kann der Rechenaufwand und die Bearbeitungszeit deutlich verringert werden. Wenn zum Beispiel eine Dunkelfeld-Lichtquelle rot strahlt und die andere Dunkelfeld-Lichtquelle blau strahlt, sind die hauptsächlich senkrecht zu dem jeweiligen Licht verlaufenden Oberflächendefekte in einer dieser Farben markiert. Bei punktförmigen oder flächigen Störungen wie zum Beispiel Erhebungen durch Verschmutzung oder Vertiefungen wie Löchern sind bei Farben kombiniert zu sehen. Im Falle einer Durchlichteinheit steht noch eine weitere Farbe zur Verfügung, um auch sehr kleine Löcher noch besser erkennen und deutlicher markieren zu können.
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Es kann weiter vorgesehen sein, dass anhand der Anzahl, der Fläche und/oder der Lichtmenge der detektierten Oberflächendefekte ein Gütemaß der Oberfläche erstellt wird. Mit einem derartigen Gütemaß kann eine zuverlässige und sehr schnell zu erstellende Aussage hinsichtlich der Qualität der Oberfläche gemacht werden. Dies kann bei der Qualitätsprüfung von Materialien wie zum Beispiel einer Folie oder zur Vorbereitung einer Restaurierung eines Filmes dienen. Aufgrund der zwei unterschiedlich ausgerichteten Dunkelfeld-Lichtquellen können neben der reinen Anzahl von Oberflächendefekten auch Kategorien von Oberflächendefekten angegeben werden. Bei einem Film können das zum Beispiel Kratzer in Längsrichtung, Klebestellen in Querrichtung und Verschmutzungen wie zum Beispiel Staub sein.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass von der Oberfläche in dem Detektionsbereich ein Bild aufgenommen wird und dass die detektierten Oberflächendefekte unter Berücksichtigung des umgebenden Bildmaterials korrigiert werden. Dies eignet sich insbesondere für die Archivierung oder Digitalisierung von Filmmaterial. Nun können mit Algorithmen für die Fehlerkorrektur beziehungsweise Bildbearbeitung die detektierten Oberflächendefekte automatisch oder sogar in Echtzeit korrigiert werden. Nach der Korrektur der Oberflächendefekte erfolgt die digitale Speicherung des Filmmaterials. Dieses Verfahren arbeitet sehr zuverlässig und schnell. Die Detektion und Korrektur kann um ein Vielfaches schneller ablaufen als die normale Abspielgeschwindigkeit des Films.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Detektion von Oberflächendefekten einer Oberfläche umfasst einen Detektionsbereich, in dem zumindest ein Teil der Oberfläche anordenbar ist, eine erste Dunkelfeld-Lichtquelle, welche in einer ersten Richtung auf den Detektionsbereich gerichtet ist, und einen auf den Detektionsbereich gerichteten Detektor. Es ist eine zweite Dunkelfeld-Lichtquelle vorgesehen, welche in einer zweiten Richtung auf den Detektionsbereich gerichtet ist. Die erste und die zweite Dunkelfeld-Lichtquelle strahlen fast paralleles und gerichtetes Licht in einem Winkel deutlich flacher als der Reflexionswinkel auf den Detektionsbereich aus. Es gelten die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor beschrieben. Die Vorrichtung kann auch mehrere Einheiten in Form des beschriebenen Detektionsbereiches mit Dunkelfeld-Lichtquellen und Detektor umfassen. Es kann vorgesehen sein, dass auf beiden Seiten der Oberfläche, wie einem Film oder einer Folie, eine Einheit vorgesehen ist. Zum Beispiel bei größeren Flächen können mehrere dieser Einheiten nebeneinander angeordnet sein. So kann eine Art Zeilenscanner realisiert werden. Ebenso ist eine Matrixanordnung mehrerer Einheiten möglich.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Dunkelfeld-Lichtquellen senkrecht zueinander angeordnet sind. Diese Anordnung bietet einen großen Winkelabstand von neunzig Grad zwischen den beiden Lichtrichtungen, was die Detektion und Differenzierbarkeit von Oberflächendefekten verbessert. Zum Beispiel bei Filmen können so typische Kratzer in Längsrichtung und Klebestellen in Querrichtung optimal angestrahlt werden, was zu einer starken Reflexion und dadurch Erkennbarkeit führt.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Detektion von Oberflächendefekten einer Oberfläche; und
- 2 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Vorrichtung zur Detektion von Oberflächendefekten einer Oberfläche.
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1 zeigt eine räumliche Darstellung der Vorrichtung 10 zur Detektion von Oberflächendefekten. Hier wird ein Material in Form eines Films 12 begutachtet beziehungsweise analysiert. Der Film 12 hat eine Oberfläche 14 und wird entlang einer Transportrichtung T durch einen Detektionsbereich 16 der Vorrichtung 10 bewegt. Der Detektionsbereich 16 kann baulich zum Beispiel durch eine Blende oder Apertur definiert sein. Andererseits kann der Detektionsbereich 16 durch optische Eigenschaften wie Ausleuchtung oder Erfassungsbereich definiert sein. Schließlich kann der Detektionsbereich 16 auch durch eine bildverarbeitende Software definiert werden.
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Neben dem Detektionsbereich 16 ist eine erste Dunkelfeld-Lichtquelle 18 angeordnet. Sie ist in einem 90° Winkel zu der Transportrichtung T ausgerichtet. Hier ist der Einfachheit halber eine einzige erste Dunkelfeld-Lichtquelle 18 dargestellt. Zur Verbesserung der Ausleuchtung kann eine weitere Dunkelfeld-Lichtquelle am gegenüberliegenden Ende des Detektionsbereich 16 angeordnet sein. Die erste Dunkelfeld-Lichtquelle 18 strahlt fast paralleles Licht beziehungsweise Lichtstrahlen 20 aus, welche die Oberfläche 14 quer zu der Transportrichtung T in dem Detektionsbereich 16 anstrahlen.
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Eine zweite Dunkelfeld-Lichtquelle 22 ist in Richtung der Transportrichtung T angeordnet und ausgerichtet. Auch hier ist der Einfachheit halber nur eine zweite Dunkelfeld-Lichtquelle 22 dargestellt; eine zweite gegenüberliegende Dunkelfeld-Lichtquelle kann ebenfalls vorgesehen werden. Die zweite Dunkelfeld-Lichtquelle 22 strahlt fast paralleles Licht beziehungsweise Lichtstrahlen 24 aus, welche die Oberfläche 14 längst zu der Transportrichtung T in dem Detektionsbereich 16 anstrahlen.
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Ein Detektor 26 zum Beispiel in Form einer Digitalkamera ist oberhalb des Detektionsbereichs 26 und damit normal zu der Oberfläche 14 angeordnet. Die Anordnung und/oder Optik des Detektors 26 ist derart ausgebildet, dass der Detektionsbereich 16 vollständig erfasst wird. Je nach Anwendung kann der Detektionsbereich 16 an die zu untersuchende Oberfläche 14 angepasst werden. Bei der Analyse von Filmmaterial kann der Detektionsbereich 16 zum Beispiel auf ein Bild des Filmmaterials angepasst sein.
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Beide Dunkelfeld-Lichtquellen 18, 22 beziehungsweise deren Optiken und/oder Leuchtmittel sind derart angeordnet, dass die Lichtstrahlen 20, 26 in einem sehr flachen Winkel auf die Oberfläche 14 beziehungsweise den Detektionsbereich 16 auftreffen. Der Winkel ist deutlich flacher als der Reflexionswinkel. Dies führt dazu, dass die Lichtstrahlen 20 und 26 bei einer fehlerlosen Oberfläche 14 vollständig von dem Detektor 26 Weg reflektiert werden. Ein aufgenommenes Bild liefert daher keinerlei Information beziehungsweise ist schwarz.
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Die Vorrichtung 10 kann in einem kontinuierlichen Modus und in einem Start-Stopp Modus arbeiten. In dem kontinuierlichen Modus wird die Oberfläche 14 des Films 12 kontinuierlich das heißt ohne Pause durch den Detektionsbereich 16 geführt. Die beiden Dunkelfeld-Lichtquellen 18 und 22 und gegebenenfalls auch der Detektor 26 sind dabei mit der Geschwindigkeit des Filmtransports synchronisiert. So wird sichergestellt, dass genau jedes Bild des Films 12 durch die beiden Dunkelfeld-Lichtquellen 18 und 22 beleuchtet und von dem Detektor 26 aufgenommen wird. Die beiden Dunkelfeld-Lichtquellen 18 und 22 können in einem Blitzlicht Modus betrieben werden, wodurch die Transportgeschwindigkeit des Films 12 deutlich erhöht werden kann. Dies erlaubt eine sehr schnelle Analyse der Oberfläche 14 des Films 12. In dem Start-Stopp Modus wird die Oberfläche 14 immer um einen Ausschnitt, der dem Detektionsbereich 16 entspricht, weiter bewegt. Dieser neue Ausschnitt wird dann wieder beleuchtet und detektiert, sodass eine quasi kontinuierliche Verarbeitung entsteht. Die Details der Beleuchtung von Oberflächendefekten durch die Dunkelfeld-Lichtquellen 18 und 22 wird im Folgenden beschrieben.
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Zwei Arten der Beleuchtung durch die beiden Dunkelfeld-Lichtquellen 18 und 20 sind möglich. Die beiden Dunkelfeld-Lichtquellen 18 und 20 können zeitlich versetzt betrieben werden, wobei zwei Bilder des Detektionsbereichs 16 beziehungsweise der dort angeordneten Oberfläche 14 entstehen. In dem kontinuierlichen Transportmodus ist dann eine Kompensation des dabei entstehenden Bildversatzes erforderlich. Diese Kompensation kann von einer Softwareroutine ausgeführt werden.
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Andererseits können die beiden Dunkelfeld-Lichtquellen 18 und 20 gleichzeitig aktiviert werden, sodass die Lichtstrahlen 20 und 24 gleichzeitig den Detektionsbereich 16 beziehungsweise die darin angeordnete Oberfläche 14 beleuchten. Um die Identifikation und Zuordnung von Oberflächendefekten zu vereinfachen, strahlen die Dunkelfeld-Lichtquellen 18 und 22 Licht in unterschiedlichen Spektralbereichen aus. In diesem Beispiel arbeitet die erste Dunkelfeld-Lichtquelle 18 in einem blauen Spektralbereich und die zweite Dunkelfeld-Lichtquelle 22 in einem roten Spektralbereich. Diese beiden Spektralbereiche sind in ihren Wellenlängen ausreichend voneinander entfernt, sodass der Detektor 26 die Unterschiede gut auflösen kann. In dem Detektionsbereich 16 ist ein längs verlaufender Oberflächendefekt 28 wie zum Beispiel ein bei dem Transport des Films 12 entstandener Kratzer gezeigt. Bei der Beleuchtung durch die erste Dunkelfeld-Lichtquelle 18 treffen deren Lichtstrahlen 20 auf die Längskante des Oberflächendefekts 28 auf, wodurch Streulicht in Richtung des Detektors 26 reflektiert wird. Die Lichtstrahlen 24 der zweiten Dunkelfeld-Lichtquelle 22 hingegen verlaufen parallel zu dem längs verlaufenden Oberflächendefekt 28, sodass nur sehr wenig oder kein Streulicht von den Lichtstrahlen 24 der zweiten Dunkelfeld-Lichtquelle 22 in Richtung des Detektors 26 reflektiert werden. Somit erscheint der längs verlaufende Oberflächendefekt 28 in einem von dem Detektor 26 aufgenommenen Bild in der Farbe Blau.
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In den Detektionsbereich 16 ist ferner ein querverlaufender Oberflächendefekt 30 wie zum Beispiel eine Klebestelle des Films 12 dargestellt. Bei der Beleuchtung durch die zweite Dunkelfeld-Lichtquelle 22 treffen deren Lichtstrahlen 24 auf die Querkante des Oberflächendefekts 30 auf, wodurch Streulicht in Richtung des Detektors 26 reflektiert wird. Die Lichtstrahlen 20 der ersten Dunkelfeld-Lichtquelle 18 hingegen verlaufen parallel zu dem quer verlaufenden Oberflächendefekt 30, sodass nur sehr wenig oder kein Streulicht von den Lichtstrahlen 20 der ersten Dunkelfeld-Lichtquelle 18 in Richtung des Detektors 26 reflektiert werden. Somit erscheint der quer verlaufende Oberflächendefekt 30 in einem von dem Detektor 26 aufgenommenen Bild in der Farbe Rot.
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In dem Detektionsbereich 16 ist noch ein flächenförmiger Oberflächendefekt 32 wie zum Beispiel eine Verschmutzung durch Staub dargestellt. Bei der Beleuchtung durch die erste Dunkelfeld-Lichtquelle 18 treffen deren Lichtstrahlen 20 auf Längskanten des Oberflächendefekts 32 auf, wodurch Streulicht in Richtung des Detektors 26 reflektiert wird. Die Lichtstrahlen 24 der zweiten Dunkelfeld-Lichtquelle 22 treffen auf Querkanten des Oberflächendefekts 32 auf, wodurch Streulicht in Richtung des Detektors 26 reflektiert wird. Da dieser Oberflächendefekt 32 Kanten, Erhebungen oder Vertiefungen quer zur Lichtausbreitung beider Dunkelfeld-Lichtquellen 18 und 22 hat, wird Streulicht von beiden Dunkelfeld-Lichtquellen 18 und 22 zu dem Detektor 26 reflektiert. Somit erscheint der flächenförmige Oberflächendefekt 32 in einem von dem Detektor 26 aufgenommenen Bild sowohl in der Farbe Blau als auch in der Farbe Rot.
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Dies ermöglicht eine Klassifizierung der Oberflächendefekte 28, 30 und 32 bereits allein basierend auf der Farbe der Oberflächendefekte in dem von dem Detektor 26 aufgenommenen Bild. Dies ermöglicht eine schnelle Typisierung der Oberflächendefekte, um zum Beispiel ein Gütemaß zu erstellen oder eine anschließende Korrektur der Oberflächendefekte zum Beispiel durch eine Vorsortierung zu vereinfachen.
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In 2 ist eine Erweiterung der Vorrichtung 10 dargestellt. Die Vorrichtung verfügt wie auch in 1 dargestellt über den Detektionsbereich 16, die beiden Dunkelfeld-Lichtquellen 18 und 22 sowie den Detektor 26, um Oberflächendefekte in der Oberfläche 14 des Films 12 zu erkennen.
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Zusätzlich verfügt die Vorrichtung 10 hier über eine weitere Lichtquelle 34, die unterhalb des Detektionsbereichs 16 beziehungsweise des Films 12 angeordnet ist. Die Lichtquelle 34 ist damit gegenüberliegend zu dem Detektor 26 angeordnet. Die hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Lichtstrahlen der Lichtquelle 34 sind in Richtung des Detektors 26 gerichtet. Die Lichtquelle 34 ist derart ausgebildet beziehungsweise angeordnet, dass sie den Detektionsbereichs 16 ausleuchtet.
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Diese Lichtquelle 34 dient zur Prüfung der Lichtdurchlässigkeit der Oberfläche 14 beziehungsweise des Films 12. Bei typischen Perforationen 36, die bei Filmen 12 an den Längsseiten zum Filmtransport vorhanden sind, wird der Film 12 durchleuchtet. Dies wird von dem Detektor 26 detektiert. Ebenso werden Oberflächendefekte 38 in Form von Löchern durchleuchtet. Die durch die Perforationen 36 und Oberflächendefekte 38 hindurchtretenden Lichtstrahlen werden von dem Detektor 26 detektiert beziehungsweise aufgenommen. Je nach Farbe des ausgesandten Lichts der Lichtquelle 34 können auch diese Oberflächendefekte in Form von Perforationen typisiert werden. Zum Beispiel kann die Lichtquelle 34 Licht in einem Spektralbereich, welcher der Farbe Grün entspricht, ausstrahlen. Dann erscheinen auf einem von dem Detektor 26 aufgenommenen Bild diese Oberflächendefekte in der Farbe Grün.
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Die Oberflächendefekte 32 und 38 können auch durch die beiden Dunkelfeld-Lichtquellen 18 und 22 detektiert werden. Es kann jedoch vorteilhaft sein, die zusätzliche Lichtquelle 34 zu verwenden, um diese Oberflächendefekte 32 und 38 noch besser sichtbar zu machen. Insbesondere sehr kleine Löcher oder Perforationen können so besser erkannt werden.
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Idealerweise weist jede der Lichtquellen 18, 22 und 34 einen unterschiedlichen Spektralbereich auf, deren Wellenlängen noch voneinander beabstandet sind. Dann können mit einer einfachen optischen Kamera alle Typen von Oberflächendefekte in einem Bild unterscheidbar kenntlich gemacht werden.
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Zusammenfassend ist festzustellen, dass mit dem hier beschriebenen Verfahren beziehungsweise der Vorrichtung zur Detektion von Oberflächendefekten 28, 30, 32 und 38 diese zuverlässig und schnell detektiert werden können. Darüber hinaus ist durch eine farbliche Kodierung der Typen der Oberflächendefekte 28, 30, 32 und 38 eine physikalische Vorsortierung der Defekte möglich, was statistische Auswertungen ermöglicht und eine anschließende Korrektur der Oberfläche erleichtert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung
- 12
- Film
- 14
- Oberfläche
- 16
- Detektionsbereich
- 18
- erste Dunkelfeld-Lichtquelle
- 20
- Lichtstrahlen
- 22
- zweite Dunkelfeld-Lichtquelle
- 24
- Lichtstrahlen
- 26
- Detektor
- 28
- Oberflächendefekt
- 30
- Oberflächendefekt
- 32
- Oberflächendefekt
- 34
- Lichtquelle
- 36
- Perforation
- 38
- Loch
- T
- Transportrichtung
