DE4123916A1 - Verfahren zum beleuchtungsdynamischen erkennen und klassifizieren von oberflaechenmerkmalen und -defekten eines objektes und vorrichtung hierzu - Google Patents
Verfahren zum beleuchtungsdynamischen erkennen und klassifizieren von oberflaechenmerkmalen und -defekten eines objektes und vorrichtung hierzuInfo
- Publication number
- DE4123916A1 DE4123916A1 DE4123916A DE4123916A DE4123916A1 DE 4123916 A1 DE4123916 A1 DE 4123916A1 DE 4123916 A DE4123916 A DE 4123916A DE 4123916 A DE4123916 A DE 4123916A DE 4123916 A1 DE4123916 A1 DE 4123916A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- lighting
- mirror
- light
- light source
- video camera
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/066—Modifiable path; multiple paths in one sample
- G01N2201/0666—Selectable paths; insertable multiple sources
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum beleuchtungsdynamischen Erkennen und
Klassifizieren von Oberflächenmerkmalen und -defekten eines Objektes gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und Vorrichtung hierzu.
In dem Aufsatz von R. Malz: Der Einsatz schneller Beleuchtungsoperationen für
die robuste Merkmalsextraktion und Segmentierung in der industriellen Objekterkennung
und Qualitätsprüfung, Informatik-Fachberichte "Mustererkennung 1988",
DAGM-Symposion 1988, Springer-Verlag, Seite 270 bis 276, wurde eine Beleuchtungsanordnung
vorgeschlagen, die aus vier Beleuchtungsmodulen besteht:
einem Auflichtmodul zur schattfreien Ausleuchtung diffus streuender Objekte, realisiert mit einer Punktlichtquelle, die über einen Teilerspiegel in den Beobachtungsstrahlengang der CCD-Matrixkamera eingespielt ist, einem Streiflichtmodul zur Aufhellung von Kanten und diffus streuenden Oberflächenfehlern, realisiert durch eine oder mehrere Ringlampen, einem Durchlichtmodul zur Aufhellung der Innenflächen und Ränder von Objektdurchbrüchen, und einem Reflexionslichtmodul zur gleichmäßigen, reflektorischen Hellfeld-Beleuchtung von ebenen oder schwach gekrümmten Oberflächen, bestehend aus einem Beleuchtungsarray mit Fresnel-Linse und einem Teilerspiegel.
einem Auflichtmodul zur schattfreien Ausleuchtung diffus streuender Objekte, realisiert mit einer Punktlichtquelle, die über einen Teilerspiegel in den Beobachtungsstrahlengang der CCD-Matrixkamera eingespielt ist, einem Streiflichtmodul zur Aufhellung von Kanten und diffus streuenden Oberflächenfehlern, realisiert durch eine oder mehrere Ringlampen, einem Durchlichtmodul zur Aufhellung der Innenflächen und Ränder von Objektdurchbrüchen, und einem Reflexionslichtmodul zur gleichmäßigen, reflektorischen Hellfeld-Beleuchtung von ebenen oder schwach gekrümmten Oberflächen, bestehend aus einem Beleuchtungsarray mit Fresnel-Linse und einem Teilerspiegel.
Im gleichen Aufsatz wurde ein weiteres Beleuchtungssystem vorgeschlagen, das
mit Hilfe eines zweidimensional abgelenkten und in seiner Intensität elektrisch
modulierten Halbleiterlasers während der Belichtungszeit eines einzelnen
Kamerabildes beliebig positionierbare Punkt- Cluster-, Linien- und Flächenlichtquellen
erzeugt, die mit jedem Bildwechsel verändert werden können.
Merkmale mit anisotropen Streu- und Reflektionseigenschaften, wie Kanten oder
Kratzer, liefern nur dann einen maximalen Bildkontrast, wenn sie aus einem kleinen
Raumsektor beleuchtet und betrachtet werden, der sich je nach Orientierung
der Merkmale ändert. Des weiteren muß beleuchtungstechnisch der gesamte
Raumwinkel verfügbar sein, weil ansonsten nicht sämtliche Merkmale oder Fehler
optimal beleuchtet werden können.
Beide genannten Beleuchtungssysteme genügend daher noch nicht den Anforderungen,
die an ein Inspektionssystem gestellt werden, das mit hohen Taktraten an
ständig wechselnden Objekttypen und Objektorientierungen unterschiedliche Fehlertypen
mit maximalem Kontrast detektieren und klassifizieren soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der
genannten Gattung zu schaffen, mit der bei Objekten, wie Metallteilen,
Keramikscheiben, Blechen, Halbleiter-Chips, Hybridbausteinen, SMD-Schaltungen,
Dichtungen etc. Merkmale und Defekte der Oberfläche, wie Kanten, Texturen,
Knicke, Farbflecke, matte Stellen, Welligkeiten, Risse u. a. m., mit hoher
Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit detektiert und klassifiziert werden können.
Die Lösung der Aufgabe besteht in den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen;
eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Anspruch 6 gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, daß mit diesem Merkmale
und Defekte der Oberfläche eines Objektes, wie Kanten, Texturen, Knicke,
Farbflecke, matte Stellen, Welligkeiten, Risse u. a. m., mit maximal möglichem Signal-Rauschverhältnis
bzw. mit maximalem Kontrast detektiert und unabhängig
von der jeweiligen Bildumgebung pixelweise, d. h. für jeden Oberflächenpunkt getrennt,
klassifiziert werden können, weil die erhaltene Information jeweils in der
zeitlichen Grauwertsequenz enthalten ist. Durch die vollständige Bereitstellung
aller Beleuchtungswinkel wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Merkmale
mit Optimalfiltern bzw. Matched-Filtern extrahiert werden können.
Bei ring-, sektor- oder ringsektorförmigen Verteilungen der Beleuchtungsfunktionen
und wenn als Merkmalsanalyse eine Fourier- oder ähnliche Transformation
verwendet wird, wird vorteilhaft eine rotationsinvarante Klassifizierung der Merkmale
erhalten. Mit einem Auswerteprogramm kann dann das Ergebnis der DFT-Operation
graphisch dargestellt werden und die unterschiedlichen Fehlerklassen
in π-periodische (D₁<D₂) oder 2π-periodische (D₁<D₂) oder nichtperiodische mit
geringen Änderungen in der Grauwertsequenz (großes D₀, kleines D₁+D₂) oder
durchgehende dunkle (alle Spektralwerte gering) Grauwertsequenzen unterschieden
werden.
Streut die Oberfläche isotrop, dann sind zur rotationsinvaranten Klassifizierung
gerichteter Merkmale kreissymmetrische Beleuchtungssequenzen (Fig. 2)
zweckmäßig. Ist jedoch die Oberflächenstruktur, zum Beispiel durch gerichtete
Bearbeitung, wie Schleifen, nicht mehr rotationssymmetrisch, dann kann zur optimalen
Signaltrennung von Oberflächen und gesuchtem Merkmal der Einsatz von
elliptischen Beleuchtungsfunktionen vorteilhaft sein. Dabei muß die Strukturorientierung
zur Ausrichtung der Ellipsen-Hauptachsen bekannt sein, was vorher
mit Testbeleuchtungsfunktionen bestimmt werden kann.
In vorteilhafter Weise können die einzelnen Lichtquellen innerhalb des Beleuchtungshimmels,
(der vorzugsweise kugelförmig ist und auf dem sich beliebige
Punkt-, Linien- oder Flächenlichtquellen befinden können), durch Farblichtquellen
ersetzt sein, vorzugsweise durch drei Farblichtquellen grün, rot und blau. Auf
diese Weise kann der Aufwand der Bildaufnahme mindestens um den Faktor 3
reduziert werden, weil ein Farbbild einer Sequenz von mindestens drei Graubildern
entspricht.
Zur Durchführung des Verfahrens wird vorteilhafterweise der Nullpunkt des
Beleuchtungskoordinatensystems in diejenige Punktlichtquelle gelegt, die über
die als Spiegel gedachte Objektebene in die Kameraquelle abgebildet wird und
damit zum Hellfeld führt. Kleinere Verkippungen der Objektebene können durch
eine relative Translation der Beleuchtungskonfiguration mit geringem Aufwand
korrigiert werden, da die Beleuchtungsanordnung kartesisch und damit translationsinvariant
ist.
Zum Verständnis des Verfahrens ist die Betrachtung der verallgemeinerten
Beleuchtungs-Bildmatrix I(x,y,ξ,ϕ) hilfreich, die den Zusammenhang zwischen der
Leuchtdichtematrix L(ξ,ϕ) und der Bildmatrix B(x,y) beschreibt und die gesamte
fotometrische Information über das Objekt enthält, die mit der erfinderischen Vorrichtung
überhaupt gewonnen werden kann. Das Beleuchtungsarray erlaubt es,
den 4-dimensionalen Beleuchtungs-Bildraum I(x,y,ξ,ϕ) in einer diskreten Form
I(x,y,i,j) zu erzeugen. Lichtpunkt für Lichtpunkt wird angesteuert und das jeweils
entstehende Bild in den Bildspeicher abgelegt. Mit einer Benutzeroberfläche
können verschiedene Projektionen oder Schnittebenen dieses 4-dimensionalen
Datenraums betrachtet werden.
Für die pixelweise Untersuchung der Objektoberfläche eines Objektes spielt die
lokale, d. h. für feste x- und y-Koordinaten gewonnene Streu-, Reflektions- und
Schattencharakteristik eine entscheidende Rolle. Ein matter Fleck, der die Streukeule
verbreitert, hat eine gleichmäßige Streucharakteristik ohne bevorzugte
Richtung (isotrope Streucharakteristik). Punkte eines richtungsabhängigen
Oberflächenmerkmals zeichnen sich durch eine anisotrope Streucharakteristik
aus und unterscheiden sich von solchen mit isotroper Streucharakteristik. Beispielsweise
streut ein Oberflächenpunkt, der zu einem gerichteten Oberflächenmerkmal
gehört (Kratzer oder Kante) vornehmlich das Licht in die
Videokamera, das senkrecht zu seiner Orientierung eintrifft. Ein Punkt, der die
Neigung der reflektierenden Oberfläche verändert, bevorzugt Streulicht aus einem
bestimmten Sektor der Leuchtdichtematrix. Bei einem Fehlerpunkt mit verkippter
spiegelnder Oberfläche erzeugt ein einziger Lichtpunkt des Beleuchtungshimmels
einen hellen Grauwert in der Videokamera.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können nun Bilder mit möglichst geringer
Redundanz und maximalem Aussagewert erzeugt werden. Dabei eignen sich im
einfachsten Fall Hellfeld- und Dunkelfeldbeleuchtung als Konzepte zur Extraktion
der Oberflächenmerkmale, wobei diejenige Beleuchtungsfunktion gewählt wird,
die einen Maximalkontrast für die Fehlerquelle liefert. Ein optimales Beleuchtungsfilter
wird erhalten, indem die Streucharakteristik als Beleuchtungsfunktion
aufgefaßt wird. So ist beispielsweise die Hellfeldbeleuchtung mit einer
Punktquelle ein Optimalfilter für einen idealspiegelnden Oberflächenpunkt, bei
dem das Grauwerteergebnis einer Kamera maximal ausfällt, bei jeder anderen
Oberflächenstruktur hingegen absinkt. Bei Oberflächenpunkten mit stark
anisotrop streuenden Eigenschaften, wie Kratzer oder Kanten, die in der Regel
mit verschiedenen Orientierungen auftreten, wird aus einer Richtung senkrecht
zur Orientierung des Objektmerkmals beleuchtet, so daß das Helligkeitssignal in
der Kamera deutlich stärker ist, als bei einer Beleuchtung aus anderen Richtungen.
Wegen der Richtungsabhängigkeit der Streucharakteristik ist somit ein optimales
Beleuchtungsfilter nur in der Lage, anisotrop steuernde Merkmale in einer
bestimmten Richtung zu detektieren. Deshalb werden in diesem Fall Beleuchtungssequenzen
aus einer Vielzahl von Raumwinkeln eingesetzt. Dazu wird die
Leuchtdichtematrix in Sektoren aufgeteilt, die nacheinander angesteuert werden.
Dadurch werden rotationsinvariante bzw. von der Orientierung des Objektes
unabhängige Ergebnisse erhalten, weil zwischen verschiedenen Arten von
Streucharakteristiken unterschieden werden kann.
Wird als Vorrichtung zur Bildung des kuppelförmigen Beleuchtungshimmels ein
Hohlspiegel, insbesondere Parabolspiegel, verwendet, so besitzt dieser den
Vorteil, daß aufgrund der Abbildungsgesetze die vom Parabolspiegel mehr oder
weniger horizontal reflektierten Lichtstrahlen, wie für eine ortsunabhängige
Streuung gefordert, in Richtung zum Brennpunkt und zum Objekt parallel oder
mehr oder weniger parallel verlaufen, so daß der virtuelle Abstand der diffus beleuchtenden
Lichtquellen vom Objekt sehr groß ist und in erster Näherung als
praktisch unendlich gelten kann. Das mehr oder weniger vertikal auf das Objekt
einfallende Strahlenbündel ist hingegen konvergeht, so daß die Lichtquellen über
die als spiegelnde Ebene gedachte Objektoberfläche in die Ebene der Kamerapupille
abgebildet werden. Damit können (wie beim eigens dafür realisierten Reflektions-Lichtmodul)
spiegelnde Oberflächen gleichmäßig im Hellfeld beleuchtet werden.
Zu dieser speziellen Anpassung kann der virtuelle Abstand der Lichtquellen
variiert werden: Der Abstand der unteren Lichtquellen, wie LED-Arrays, vom Parabolspiegel
ist entscheidend für die Strahlenformation, die auf das Objekt im
Brennpunkt auftritt, ob es sich also um konvergentes, divergentes oder paralleles
Licht handelt, weshalb der Abstand vorteilhaft variabel ist. Der geometrische Ort
der Punktlichtquelle, die im Brennpunkt paralleles Licht erzeugt, ist ein Paraboloid
oder ähnlich geformt. Konvergentes bzw. divergentes Licht wird dann im Brennpunkt
erzeugt, wenn sich die Lichtquelle unterhalb bzw. oberhalb des geometrischen
Ortes befindet; paralleles Licht zum Brennpunkt wird erzeugt, wenn die
Lichtquelle sich auf diesem geometrischen Ort befindet.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Vorrichtung äußerst kompakt ist. Der
Hohlspiegel kann des weiteren vorzugsweise einstückig aus transparentem Glas
oder Kunststoff ohne Aussparung bestehen und in seinem obersten Bereich
unverspiegelt sein zur Bildung einer Durchtrittsöffnung für das der reflektorischen
Beleuchtung dienende Licht der Beleuchtungseinrichtung.
Es zeigt
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Beleuchtungsvorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an einem Beleuchtungshimmel
in Form einer Halbkugel und
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Beleuchtungshimmel zur Darstellung der
verschiedenen anwählbaren Sektoren, in denen sich jeweils eine oder
eine Mehrzahl von Lichtquellen befinden können
Fig. 3 einen Algorithmus eines Flußdiagramms für Pixel-Klassifikation mit
(N+2) Beleuchtungen
Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch eine Beleuchtungsvorrichtung
bestehend aus einem zweidimensional gekrümmten Beleuchtungshimmel
mit einer Beleuchtungsanordnung und
Fig. 5 eine weitere Beleuchtungsvorrichtung mit zweidimensional gekrümmt
Beleuchtungshimmel und einer gestalterisch abweichenden Beleuchtungsanordnung
und Objektzuführung.
Über eine Basis 8 (Fig. 1) wölbt sich ein halbkugelförmiger Beleuchtungshimmel,
in welchem eine Vielzahl von Lichtquellen 2 angeordnet sind, vorzugsweise in
verschiedene Sektoren sm,n gemäß der Fig. 2 aufgeteilt, wobei die Lichtquellen
in ihrer Intensität einzeln freiprogrammierbar sind. Des weiteren befindet sich im
Beleuchtungshimmel ein Beleuchtungsmodul, welches eine Mehrzahl von Lichtquellen
4 aufweist, die vorzugsweise als kartesisches Array angeordnet sind. Vor
dem Beleuchtungsmodul 3 befindet sich eine Optik 5, die das von einer einzigen
oder von wenigen Lichtquellen 4 ausgesandte Licht dergestalt bündelt, daß es zur
gleichmäßigen Hellfeldausleuchtung ebener, reflektierender Oberflächen 1
geeignet ist. Das Beleuchtungsmodul 3 dient insbesondere für die Welligkeit- und
Knickprüfung an reflektierenden Oberflächen und somit zur Klassifizierung von
Oberflächenneigungen. Die Lichtquellen 2 dienen zur diffusen Beleuchtung.
Das von den Lichtquellen 2 und 4 auf das Objekt 1 geworfene und von diesem
gestreute und reflektierte Licht wird von einem Objektiv 6 einer Videokamera aufgefangen
und auf eine CCD-Matrix der Videokamera geleitet; die CCD-Matrix 7
ist an eine Bildspeichereinrichtung 9 angeschlossen, welche die Graubildfolgen
speichert. Nach Abspeichern einer bestimmten, vorgebbaren Anzahl von Bildern
bzw. Farbbildern innerhalb einer Bildspeichereinrichtung 9 der Videokamera werden
die Bildinhalte bezüglich der Beleuchtungskoordinaten einer Fouriertransformation,
vorzugsweise eine 2D-Fouriertransformation, unterworfen, um Betrag und
Phase der Beleuchtungswinkelabhängigkeit des einzelnen Bildpunktes zu bestimmen.
Diese Klassifikationsmethode baut auf den prinzipiellen Eigenheiten der Grauwertsequenz
auf, die bei Durchlaufen der sektoriellen Beleuchtungen erhalten
werden. Die Grauwertsequenz wird als endlicher Ausschnitt einer periodischen,
zeit- und wertdiskreten Funktion angesehen, die in ihre Basiskomponenten
zerlegt werden kann; Betrag und Phase der Komponenten werden durch diskrete
Fouriertransformation (DFT) der Anzahl N Grauwerte der Sequenz erhalten.
Die Sektorzahl N soll dabei für die Fouriertransformation eine Potenz von 2 sein
und hängt gemäß dem Abtasttheorem von der Periode der kompliziertesten relevanten
Streucharakteristik ab:
N 2x 2π/Tmin
Hat man es mit π-periodischen Phänomenen zu tun, muß mit mindestens vier
Sektoren beleuchtet werden. Für N=4 können somit beispielsweise die
Grauwertsequenzen durch Beleuchtung aus vier Raumsektoren gewonnen und
anschließend einer Fouriertransformation unterzogen werden. Die Ergebnisse
dieses Vorgangs für drei Fehlerklassen sind nachfolgend dargestellt und lassen
sich wie folgt beschreiben:
- (A) Die Grauwertsequenz eines Kratzers ist π-periodisch (2 Maxima), da das Licht aus 2 senkrecht zu seiner Orientierung liegenden Beleuchtungssektoren in die Kamera gestreut wird. Das Betragsspektrum weist eine große 2. Komponente auf, die Phase der 2. Komponente ø₂ gibt die Orientierungsrichtung des Merkmals an.
- (B) Die Grauwertsequenzen eines Punktes ist 2π-periodisch, da er das Licht aus einem bestimmten Beleuchtungssektor in die Kamera streut. Das Betragsspektrum hat eine große 1. Komponente.
- (C) Ein isotrop streuendes Objektmaterial (Spiegel, Fleck) hat eine konstante Grauwertsequenz. Sein Betragsspektrum besteht nur aus einem Gleichanteil, der ein Maß für die Streuintensität darstellt.
Nachfolgend ist eine Spektralanalyse dreier exemplarischer Grauwertsequenzen
gezeigt, wobei die horizontale Koordinate den azimutalen Beleuchtungswinkel
beschreibt.
Mit Hilfe der Fouriertransformation kann nun ein Oberflächenpunkt bzw. ein Pixel
des Bildes der Videokamera klassifiziert werden, wobei nachfolgend ein
erfindungsgemäßer möglicher Algorithmus in Form eines Flußdiagramms für die
schnelle hierarchische Klassifizierung in beispielsweise vier idealisierte Fehlerklassen,
wie Spiegel, Punkt, Kratzer und Fleck, gezeigt sind. Ein unversehrter
Punkt der Oberfläche (Spiegel-Punkt) kann sofort ausgesondert werden, indem
Hell- und Dunkelfeldbild mit in Betracht gezogen werden. In diesem Fall ist die
Klassifikation ohne die Fouriertransformation beendet.
Gemäß der Fig. 4 wölbt sich über einer Ebene 35 oder Basis ein Beleuchtungshimmel,
der vorzugsweise ein innenverspiegelter Parabolspiegel 11 oder ein
innenverspiegelter Spiegel mit etwa paraboloidischer Form ist oder ähnlich
zweidimensional gekrümmt ist und der, vorzugsweise im obersten Bereich der
Wölbung, eine Öffnung 12 zum Lichtdurchtritt besitzt; diese Öffnung kann auch
aus einem unverspiegelten, transparenten Materialfeld des Spiegels bestehen.
Für weniger genaue Merkmalsextraktionen kann der Beleuchtungshimmel
halbkugelförmig, für beste Merkmalsextraktionen angepaßt zweidimensional
gekrümmt sein.
Unterhalb der Öffnung 12 des Spiegels 11 befindet sich auf einem transparenten
Träger 13 ein zu analysierendes Objekt 10.
Unterhalb des Trägers 13 befindet sich auf der Ebene 35 eine Beleuchtungseinrichtung
14, die aus einer Mehrzahl von kartesischen Lichtquellenfeldern 15, 15′,
15′′ besteht, wobei jedes Lichtquellenfeld eine Mehrzahl von einzelnen Lichtquellen
17, 17′ aufweist. Die Lichtquellenfelder 15, 15′, 15′′ sind vorzugsweise LED-Arrays,
deren einzelne Lichtquellen 17, 17′ einzeln oder in Gruppen sequentiell ansteuerbar
sind. Direkt oberhalb der Lichtquellenfelder 15, 15′, 15′′ kann ein dieselben
abdeckender Diffusor angeordnet sein, der ein Tiefpass ist und dazu dient,
daß die Lichtquellen ortskontinuierlich sind, um das Abtasttheorem zu erfüllen.
Die Beleuchtungseinrichtung oberhalb des Spiegels 11 und der Öffnung 12
besteht aus wenigstens einer Reflexions-Lichtquelle 23 und ist vorzugsweise
ebenfalls ein LED-Array, der eine Optik 25 zur reflektorischen Beleuchtung des
Objektes (10) aus einem begrenzten Raumwinkel vorgeschaltet ist und vor der
sich ebenfalls ein Diffusor 24 befinden kann. Die im Strahlengang der von der Beleuchtungseinrichtung
23 ausgesandten Lichtstrahlen 32 befindliche Optik ist
beispielsweise eine Kollimationslinse 25, auf die ein Teilerspiegel 20 folgt. Seitlich
des Teilerspiegels ist eine Videokamera 21 mit Bildspeichereinrichtung angeordnet,
die eine Optik-Blenden-Einrichtung 22 aufweisen kann. Die Beleuchtungseinrichtung
23 und die Videokamera 21 sind dergestalt aufeinander abgestimmt,
daß die Konvergenz des Lichtbündels 32 gleich der Konvergenz des Beobachtungslichtbündels
32′ ist.
Die Beleuchtungseinrichtung 23 dient der mehr oder weniger vertikalen Beleuchtung
flacher, reflektierender Objekte, wobei das Lichtstrahlenbündel 32 durch die
Kollimationslinse 25 und nach Passieren des Teilerspiegels 20 sowie der Öffnung
12 innerhalb des Spiegels 11 als konvergentes Lichtbündel auf das Objekt 10 auftritt,
von dort reflektiert und durch den Teilerspiegel 20 auf die Videokamera 21
geworfen wird. Die Beleuchtungseinrichtung 23 arbeitet analog der in Fig. 1 beschriebenen
Beleuchtungseinrichtung 3.
Von den einzelnen Lichtquellen 17, 17′ der Lichtquellenfelder 15, 15′, 15′′ werden
Lichtbündel 19 zum Spiegel 11 gesandt, die von dort als parallele Lichtbündel 19′
auf das Objekt 10 fallen, welches sich im Brennpunkt oder ungefähr im Brennpunkt
des Spiegels 11 befindet. Diese mehr oder weniger horizontal einfallenden
Lichtbündel 19′ werden gestreut und durch den Teilerspiegel 20 auf die Videokamera
21 gelenkt. Von oben hingegen trifft auf das Objekt 10 konvergentes Licht
ein, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung die theoretischen Voraussetzungen
für das gleichzeitige Vorhandensein von horizontalen, parallelen Beleuchtungs-Lichtstrahlen und von vertikalen, konvergenten Beleuchtungs-Lichtstrahlen
gleichermaßen erfüllt.
Alternativ kann statt dem Kamerastrahlengang der Beleuchtungsstrahlengang abgeknickt
verlaufen; alternativ zur Linse kann auch ein Spiegel zur Kollimation vorhanden
sein. Ebenso können die in Hellfeld gebrachten Objektoberflächen
sphärisch gekrümmt sein, wenn die Kollimationsoptik entsprechend angepaßt ist.
Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Beleuchtungseinrichtung 26, bestehend aus
einer Mehrzahl von kartesischen Lichtquellenfelder 28, 28′, die wie die Lichtquellenfelder
der Fig. 4 aufgebaut sein können. Die Lichtquellenfelder 28, 28′ sind
ebenfalls mit einem Diffusor 30 abgedeckt. Die Beleuchtungseinrichtung 26 sowie
der Diffusor 30 weisen mittig je eine Aussparung 29 bzw. 31 auf, durch die ein
Objektträger 33 mit dem zu detektierenden Objekt 10 in vertikaler Richtung
verschoben werden kann. Durch eine einfache Höhen- und Seitenverstellbarkeit
kann somit das Objekt 10 bezüglich des Brennpunktes des Spiegels 11 vertikal
und gegebenenfalls auch horizontal korrigiert werden. Ansonsten entspricht die
Ausgestaltung des Spiegels 11 sowie der Beleuchtungseinrichtung 23 und der Videokamera 21 derjenigen der Fig. 1.
Die Größe und Anzahl der optimal erforderlichen Sektoren hängt von der Objektfunktion
mit der niedrigsten Halbwertsbreite ab. Die geeignete Sektorzahl kann
gefunden werden, indem das Verhältnis zwischen Merkmalssignal und
Oberflächensignal über der Zahl der Sektoren aufgetragen wird. Dabei zeigt sich
nach einem steilen Anstieg meist eine rasche Sättigung; bereits mit 3 bis 8 Bildern
lassen sich leistungsfähige Fehlererkennungen realisieren, die gegenüber
statisch beleuchteten Einzelbildern von wesentlichem Vorteil sind.
Liste der Bezugszeichen
1 Objekt
2 Lichtquellen
3 Beleuchtungsmodul
4 Lichtquellen
5 Optik
6 Objektiv
7 CCD-Matrix
8 Objektebene
9 Bildspeichereinrichtung der Video-Kamera
10 Objekt
11 Spiegel
12 Öffnung
13 transparenter Träger
14 Beleuchtungseinrichtung
15, 15′, 15′′ ebene Lichtquellenfelder
16 Bewegungsdoppelpfeil
17, 17′ einzelne Lichtquellen
18 Diffusor
19 Lichtbündel einer einzelnen Lichtquelle zum Spiegel
19′ vom Spiegel reflektiertes Lichtbündel einer einzelnen Lichtquelle
20 Teilerspiegel
21 Videokamera mit Bildspeichereinrichtung
22 Optik-Blenden-Einrichtung
23 Beleuchtungseinrichtung
24 Diffusor
25 Optik, z. B. Kollimationslinse
26 Beleuchtungseinrichtung
27 Bewegungsdoppelpfeil
28, 28′ ebene Lichtquellenfelder
29, 31 Aussparungen
30 Diffusor
32 Lichtbündel
32′ Beobachtungslichtbündel
33 Objektträger
34 Bewegungsdoppelpfeile
35 Ebene
2 Lichtquellen
3 Beleuchtungsmodul
4 Lichtquellen
5 Optik
6 Objektiv
7 CCD-Matrix
8 Objektebene
9 Bildspeichereinrichtung der Video-Kamera
10 Objekt
11 Spiegel
12 Öffnung
13 transparenter Träger
14 Beleuchtungseinrichtung
15, 15′, 15′′ ebene Lichtquellenfelder
16 Bewegungsdoppelpfeil
17, 17′ einzelne Lichtquellen
18 Diffusor
19 Lichtbündel einer einzelnen Lichtquelle zum Spiegel
19′ vom Spiegel reflektiertes Lichtbündel einer einzelnen Lichtquelle
20 Teilerspiegel
21 Videokamera mit Bildspeichereinrichtung
22 Optik-Blenden-Einrichtung
23 Beleuchtungseinrichtung
24 Diffusor
25 Optik, z. B. Kollimationslinse
26 Beleuchtungseinrichtung
27 Bewegungsdoppelpfeil
28, 28′ ebene Lichtquellenfelder
29, 31 Aussparungen
30 Diffusor
32 Lichtbündel
32′ Beobachtungslichtbündel
33 Objektträger
34 Bewegungsdoppelpfeile
35 Ebene
Claims (14)
1. Verfahren zum beleuchtungsdynamischen Erkennen und Klassifizieren von
Oberflächenmerkmalen und -defekten eines Objektes (1), wobei die zu detektierende
Oberfläche mittels mehrerer Beleuchtungsquellen (2, 3) beleuchtet wird, die
eine unterschiedliche Positionierung im Raum haben und die Beleuchtungsquellen
sequentiell das Objekt beleuchtet und das von der Oberfläche in jedem
Zeitpunkt jeweils diffus zurückgeworfene oder reflektierte Licht mittels einer
Videokamera (7), die eine Bildspeichereinrichtung (9) aufweist, als raum-zeitlich
verschiedene Bilder aufgenommen werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Objekt (1) von einem Beleuchtungshimmel umgeben ist, dessen flächige
Lichtquellenanordnung (2) sich mit vorgebbarer Winkel- und Intensitätsabstufung
frei programmieren läßt, mittels derselben eine variable Anzahl beliebiger
Lichtfunktionen erzeugt wird, die das Objekt nacheinander beleuchtet und das
Objekt zusätzlich aus einem begrenzten Raumwinkelbereich mit einer weiteren
programmierbaren Lichtquelle (3) über eine Kollimationsoptik so beleuchtet wird,
daß für alle Punkte einer ebenen Objektoberfläche die Reflexionswinkelbedingung
erfüllt wird und eine geeignet gewählte Punktquelle über die als ebener
Spiegel gedachte Oberfläche in die Kamerapupille abgebildet wird, und die
entstehenden Bilder von der Videokamera (7) aufgenommen und in einer
Bildspeichereinrichtung (9) abgespeichert und die Grauwertfolgen des aufgenommenen
Bildstapels einer Merkmalsanalyse unterzogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beleuchtungsfunktionen elliptische ring-, sektor- oder ringsektorförmige
Verteilungen aufweisen und die Merkmalsanalyse eine Fourier- oder ähnliche
Transformation ist, die eine rotationsinvariante Klassifizierung der Merkmale bewirkt.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Lichtquelle innerhalb des Beleuchtungshimmels aus einer Mehrzahl von
getrennt ansteuerbaren Farblichtquellen, vorzugsweise grün, rot und blau, besteht
und gleichzeitig je ein Bild mit den verschiedenen überlagerten Farben aufgenommen
wird, wobei ein Farbbild jeweils mindestens drei aufeinanderfolgende
Graubilder ersetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Kompensation oder Messung einer geringfügigen Verkippung der Objektebene
der Nullpunkt des Beleuchtungskoordinatensystems in diejenige Punktlichtquelle
gelegt wird, die über die als Spiegel gedachte Objektebene in die Kamerapupille
abgebildet wird und damit zum Hellfeld führt.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Algorithmus der hierarchischen Fehlerklassifikation mit Fouriertransformation
wie folgt ist:
6. Vorrichtung zum beleuchtungsdynamischen Erkennen und Klassifizieren von
Oberflächenmerkmalen und -defekten eines Objektes (1), wobei die zu detektierende
Oberfläche mittels mehrerer Beleuchtungsquellen (2, 3) beleuchtbar ist, die
eine unterschiedliche Positionierung im Raum haben und die Beleuchtungsquellen
sequentiell das Objekt beleuchten und das von der Oberfläche in jedem
Zeitpunkt jeweils diffus zurückgeworfene oder reflektierte Licht mittels einer
Videokamera (7) und einer Bildspeichereinrichtung (9) als raum-zeitlich verschiedene
Bilder aufnehmbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) ein Beleuchtungshimmel (Kuppel) aus einer Vielzahl von frei programmierbaren Lichtquellen (2), die zu beliebig geformten Beleuchtungsfunktionen zusammenfaßbar sind, die zur sequentiellen Beleuchtung des Objektes aus vorgebbaren Raumwinkelbereichen dienen,
- b) wenigstens eine programmierbare Lichtquelle (4) mit einer Linsen- oder Spiegeloptik (5) zur gleichmäßigen reflektorischen Hellfeld-Beleuchtung von ebenen oder schwach gekrümmten Oberflächen,
- c) ein Algorithmusgenerator, der die von der Videokamera aufgenommenen Bild- bzw. Farbbildstapel einer Transformation zu unterwerfen imstande ist, womit bei geeigneter Wahl der Beleuchtungsfunktion die gesuchten Oberflächenmerkmale und Fehlertypen mit maximalem Signal-Rausch-Abstand detektierbar und klassifizierbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beleuchtungsfunktionen aus einer Anzahl von Ringsektoren (sm,n) bestehen,
deren damit erzeugte Grauwertbildfolgen einer 1D- oder 2D-Fouriertransformation
bezüglich der Beleuchtungskoordinaten bzw. der Ringsektorindices m und
n unterworfen werden, wobei mittels der erhaltenen Koeffizienten eine rotationsinvarante
Klassifizierung der Merkmale durchgeführt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Beleuchtungshimmel ein innen verspiegelter, konkav gekrümmter Hohlspiegel
(11) ist, der in seinem obersten Bereich eine Aussparung (12) aufweist,
oberhalb derselben sich die zur reflektorischen Beleuchtung dienende Beleuchtungseinrichtung
(23) befindet und daß die zur diffusen Beleuchtung dienende
Beleuchtungseinrichtung (14, 26) aus ebenen Lichtquellenfeldern (15, 15′, 15′′;
28, 28′) besteht, die sich unterhalb des Hohlspiegels befinden, wobei das Objekt
(10) unterhalb der Aussparung (12) und ungefähr mittig innerhalb der ebenen
Lichtquellenfelder innerhalb des Sammelpunktes bzw. der Sammelfläche des
Hohlspiegels angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlspiegel ein Parabolspiegel (11) ist und sich das Objekt (10) im
Brennpunkt bzw. ungefähr innerhalb desselben befindet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlspiegel ein Kugelspiegel oder ein Ellipsoidspiegel oder ein ähnlich
gekrümmter Spiegel ist und sich das Objekt (10) im Brenn- bzw. Mittelpunkt bzw.
ungefähr innerhalb desselben befindet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtquellenfelder ebene LED-Arrays (15, 15′, 15′′; 28, 28′) sind, die auf
einer gemeinsamen Ebene (35) unterhalb des Hohlspiegels angeordnet und mit
einem Diffusor (18, 30) abgedeckt sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Lichtquellenfeldern (15, 15′, 15′′) und dem Hohlspiegel (11) ein
transparenter Träger (13) zum Plazieren des Objektes (10) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beleuchtungseinrichtungen (14, 23, 26), insbesondere die LED-Arrays
(15, 15′, 15′′; 28, 28′), frei programmierbar sind.
14. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die zur reflektorischen Beleuchtung dienende Beleuchtungseinrichtung (23)
aus einem LED-Array besteht, vor dem ein Diffusor und oberhalb der Aussparung
(12) des Hohlspiegels (11) ein Teilerspiegel (20) angeordnet ist, der das vom Objekt
(10) reflektiert Licht auf die Videokamera (21) leitet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4123916A DE4123916C2 (de) | 1990-07-19 | 1991-07-19 | Verfahren und Vorrichtung zum beleuchtungsdynamischen Erkennen und Klassifizieren von Oberflächenmerkmalen und -defekten eines Objektes |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4023026 | 1990-07-19 | ||
DE4101266 | 1991-01-17 | ||
DE4123916A DE4123916C2 (de) | 1990-07-19 | 1991-07-19 | Verfahren und Vorrichtung zum beleuchtungsdynamischen Erkennen und Klassifizieren von Oberflächenmerkmalen und -defekten eines Objektes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4123916A1 true DE4123916A1 (de) | 1992-01-23 |
DE4123916C2 DE4123916C2 (de) | 1998-04-09 |
Family
ID=25895185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4123916A Expired - Fee Related DE4123916C2 (de) | 1990-07-19 | 1991-07-19 | Verfahren und Vorrichtung zum beleuchtungsdynamischen Erkennen und Klassifizieren von Oberflächenmerkmalen und -defekten eines Objektes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4123916C2 (de) |
Cited By (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4217430A1 (de) * | 1992-05-27 | 1993-12-02 | Autronic Bildverarbeitung | Aufnahme-Einrichtung zum Erfassen und Darstellen zu vergleichender Objekte |
DE4243863A1 (de) * | 1992-12-23 | 1994-06-30 | Hermann Dr Ing Tropf | Verfahren zur optischen Kontrolle regelmäßig strukturierter Oberflächen |
DE4313258A1 (de) * | 1993-04-23 | 1994-10-27 | Beiersdorf Ag | Verfahren und Vorrichtung zur meßtechnischen quantitativen Bestimmung der Textur der menschlichen Hautoberfläche durch Registrierung, Wiedergabe und Analysierung von Bildinformationen |
DE19511854A1 (de) * | 1994-08-11 | 1996-02-15 | Graessle Walter Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen von kleinen Gegenständen |
DE4434475A1 (de) * | 1994-09-27 | 1996-03-28 | Basler Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätskontrolle eines Gegenstandes |
DE19511197A1 (de) * | 1995-03-27 | 1996-10-10 | Basler Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum optischen Prüfen einer Oberfläche |
US5661249A (en) * | 1994-08-11 | 1997-08-26 | Walter Grassle Gmbh | Apparatus and method for inspecting small articles |
DE19613082A1 (de) * | 1996-04-02 | 1997-10-09 | Koenig & Bauer Albert Ag | Verfahren und Vorrichtung zur qualitativen Beurteilung von bearbeitetem Material |
DE19638065A1 (de) * | 1996-09-18 | 1998-03-19 | Massen Machine Vision Systems | Automatische Qualitätskontrolle von Fliesen |
US5825499A (en) * | 1995-10-25 | 1998-10-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for checking wafers having a lacquer layer for faults |
DE19720307A1 (de) * | 1997-05-15 | 1998-11-19 | Parsytec Computer Gmbh | Vorrichtung zur kontinuierlichen Detektion von Fehlern auf der Oberfläche eines bewegten Materials |
DE19732484A1 (de) * | 1997-07-29 | 1999-02-18 | Parsytec Computer Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Fehlern auf der Oberfläche eines flexiblen Materialbandes |
DE19739885A1 (de) * | 1997-09-11 | 1999-03-18 | Bernd Klose | Komparativer Oberflächenqualifizierer |
WO1999022224A1 (en) * | 1997-10-29 | 1999-05-06 | Vista Computer Vision Ltd. | Illumination system for object inspection |
WO1999024818A1 (de) * | 1997-11-10 | 1999-05-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung und verfahren für die lageerfassung von bauelementen und/oder für die überprüfung der lage von anschlüssen von bauelementen und bestückkopf mit vorrichtung für die lageerfassung von bauelementen und/oder für die überprüfung der lage von anschlüssen von bauelementen |
EP0930106A2 (de) * | 1998-01-15 | 1999-07-21 | International Business Machines Corporation | Verfahren und Vorrichtung zur Lokalisierung und Detektion von Kunststoffstreifen und Fenstern auf Postgut |
EP0932825A1 (de) * | 1996-10-16 | 1999-08-04 | Atlas Electric Devices Co. | System zum testen von oberflächendefekten mit zwei betriebsarten |
EP0982585A1 (de) * | 1998-08-21 | 2000-03-01 | TRW Inc. | Verfahren und Vorrichtung zur Inspektion eines Substrats mittels einer rotierenden Lichtquelle |
EP1023582A1 (de) * | 1997-09-19 | 2000-08-02 | KLA-Tencor Corporation | Verbessertes prüfsystem für proben |
EP1455179A1 (de) * | 2003-03-07 | 2004-09-08 | MV Research Limited | Maschinenvisionssystem und Verfahren zur Inspektion |
US6956644B2 (en) | 1997-09-19 | 2005-10-18 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Systems and methods for a wafer inspection system using multiple angles and multiple wavelength illumination |
US7119897B2 (en) | 1997-09-19 | 2006-10-10 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Sample inspection system |
DE102005031957A1 (de) * | 2005-07-08 | 2007-01-11 | Koenig & Bauer Ag | Vorrichtung zur Inspektion eines Bedruckstoffes mit uneinheitlich reflektierenden Oberflächen |
WO2007118459A1 (de) * | 2006-04-13 | 2007-10-25 | Luedeker Wilhelm | Optisches diskriminierungsverfahren für mindestens zwei materialien |
DE19726094B4 (de) * | 1996-06-25 | 2008-01-31 | Matsushita Electric Works, Ltd., Kadoma | Verfahren zur Detektion von Oberflächenfehlstellen |
EP2006804A1 (de) * | 2007-06-22 | 2008-12-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur optischen Insprktion einer matten Oberfläche und Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahren |
US7477371B2 (en) | 1994-03-24 | 2009-01-13 | Kla-Tencor Corporation | Process and assembly for non-destructive surface inspections |
US7554656B2 (en) | 2005-10-06 | 2009-06-30 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for inspection of a wafer |
US7604174B2 (en) | 2003-10-24 | 2009-10-20 | Cognex Technology And Investment Corporation | Method and apparatus for providing omnidirectional lighting in a scanning device |
US7823783B2 (en) | 2003-10-24 | 2010-11-02 | Cognex Technology And Investment Corporation | Light pipe illumination system and method |
US7823789B2 (en) | 2004-12-21 | 2010-11-02 | Cognex Technology And Investment Corporation | Low profile illumination for direct part mark readers |
US7874487B2 (en) | 2005-10-24 | 2011-01-25 | Cognex Technology And Investment Corporation | Integrated illumination assembly for symbology reader |
DE102007017481B4 (de) * | 2006-04-13 | 2011-01-27 | LÜDEKER, Wilhelm | Optisches Diskriminierungsverfahren für mindestens zwei Materialien |
WO2012038349A1 (de) * | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Carl Mahr Holding Gmbh | Verfahren zum optischen antasten einer kante in oder an einem oberlächenbereich |
US9070031B2 (en) | 2003-10-24 | 2015-06-30 | Cognex Technology And Investment Llc | Integrated illumination assembly for symbology reader |
WO2015120852A1 (de) * | 2014-02-13 | 2015-08-20 | Dr. Wirth Grafische Technik Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung und verfahren zum erzeugen von bildinformationen aus einem zu erfassenden gegenstand |
US9292724B1 (en) | 2004-12-16 | 2016-03-22 | Cognex Corporation | Hand held symbology reader illumination diffuser with aimer optics |
US9361495B2 (en) | 2004-12-16 | 2016-06-07 | Cognex Technology And Investment Llc | Hand held symbology reader illumination diffuser |
US9536124B1 (en) | 2003-10-24 | 2017-01-03 | Cognex Corporation | Integrated illumination assembly for symbology reader |
DE102016118520A1 (de) | 2016-09-29 | 2018-03-29 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Prüfeinrichtung zum Prüfen eines Werkstücks |
DE102006030260B4 (de) | 2005-06-30 | 2018-03-29 | Logitech Europe S.A. | Optische Verlagerungsdetektion über verschiedenen Flächen |
WO2018068775A1 (de) * | 2016-10-15 | 2018-04-19 | INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH | Verfahren und anlage zum ermitteln der defektfläche mindestens einer fehlstelle auf mindestens einer funktionsoberfläche eines bauteils oder prüfkörpers |
EP3401672A4 (de) * | 2016-01-08 | 2019-08-14 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Schwachstellenerkennungsvorrichtung und schwachstellenerkennungsverfahren |
CN114017709A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-02-08 | 中导光电设备股份有限公司 | 一种高亮度暗场照明装置 |
US11310467B2 (en) | 2017-05-11 | 2022-04-19 | Inovision Software Solutions, Inc. | Object inspection system and method for inspecting an object |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29807926U1 (de) * | 1998-05-02 | 1999-09-09 | ibea Ingenieurbüro für Elektronik und Automation GmbH, 22525 Hamburg | Vorrichtung zur optischen Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit von Gegenständen |
KR100551570B1 (ko) * | 1999-10-14 | 2006-02-13 | 주식회사 사무코 | 반도체 웨이퍼표면의 검사방법 |
DE10108075A1 (de) | 2001-02-20 | 2002-09-19 | Oce Document Technologies Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum zeilenförmigen Beleuchten eines Objektes mittels LEDs und eines elliptischen Spiegels |
KR100452317B1 (ko) * | 2001-07-11 | 2004-10-12 | 삼성전자주식회사 | 포토리소그래피 공정시스템 및 그 방법 |
DE10330003B4 (de) * | 2003-07-03 | 2007-03-08 | Leica Microsystems Semiconductor Gmbh | Vorrichtung, Verfahren und Computerprogramm zur Wafer-Inspektion |
DE102004038761B4 (de) * | 2004-08-09 | 2009-06-25 | Daimler Ag | Kamera-basierte Objektprüfung mittels Shape-from-Shading |
DE102005031490A1 (de) * | 2005-07-04 | 2007-02-01 | Massen Machine Vision Systems Gmbh | Kostengünstige multi-sensorielle Oberflächeninspektion |
DE102007002106B3 (de) | 2007-01-09 | 2008-07-03 | Wolfgang Weinhold | Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung eines Gegenstandes |
DE102011113670A1 (de) * | 2011-09-20 | 2013-03-21 | Schott Ag | Beleuchtungsvorrichtung, Inspektionsvorrichtung und Inspektionsverfahren für die optische Prüfung eines Objekts |
DE102013108722B4 (de) * | 2013-08-12 | 2022-10-06 | Thyssenkrupp Steel Europe Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen von Defekten einer ebenen Oberfläche |
DE102013221334A1 (de) | 2013-10-21 | 2015-04-23 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und Messvorrichtung zum Bewerten von Strukturunterschieden einer reflektierenden Oberfläche |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3540288A1 (de) * | 1985-06-21 | 1987-01-02 | Matsushita Electric Works Ltd | Anordnung und verfahren zur durchfuehrung von kontrollen an loetstellen |
GB2185813A (en) * | 1986-01-27 | 1987-07-29 | Elektro App Werke Veb | Assessing soldered joints |
US4801810A (en) * | 1987-07-13 | 1989-01-31 | Gerber Scientific, Inc. | Elliptical reflector illumination system for inspection of printed wiring boards |
DE3534019C2 (de) * | 1985-09-24 | 1989-05-03 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch, De | |
US4876455A (en) * | 1988-02-25 | 1989-10-24 | Westinghouse Electric Corp. | Fiber optic solder joint inspection system |
DE3815539A1 (de) * | 1988-05-06 | 1989-11-16 | Hermann Dr Datz | Vorrichtung zum selbsttaetigen pruefen von hohlglaesern, zum beispiel flaschen, auf schadstellen im muendungsbereich |
-
1991
- 1991-07-19 DE DE4123916A patent/DE4123916C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3540288A1 (de) * | 1985-06-21 | 1987-01-02 | Matsushita Electric Works Ltd | Anordnung und verfahren zur durchfuehrung von kontrollen an loetstellen |
DE3534019C2 (de) * | 1985-09-24 | 1989-05-03 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch, De | |
GB2185813A (en) * | 1986-01-27 | 1987-07-29 | Elektro App Werke Veb | Assessing soldered joints |
US4801810A (en) * | 1987-07-13 | 1989-01-31 | Gerber Scientific, Inc. | Elliptical reflector illumination system for inspection of printed wiring boards |
US4876455A (en) * | 1988-02-25 | 1989-10-24 | Westinghouse Electric Corp. | Fiber optic solder joint inspection system |
DE3815539A1 (de) * | 1988-05-06 | 1989-11-16 | Hermann Dr Datz | Vorrichtung zum selbsttaetigen pruefen von hohlglaesern, zum beispiel flaschen, auf schadstellen im muendungsbereich |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
WALZ, R.: Der Einsatz schneller Beleuchtungs- operationen f. die robuste Merkmalsextraktion und Segmentierung in der industriellen Objekt- erkennung u. Qualitätsprüfung, Inforamtik - Fachberichte, Mustererkennung 1988", 10. DAGM- Symposium, Springer Verlag, S. 270-276 * |
Cited By (84)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4217430A1 (de) * | 1992-05-27 | 1993-12-02 | Autronic Bildverarbeitung | Aufnahme-Einrichtung zum Erfassen und Darstellen zu vergleichender Objekte |
DE4243863A1 (de) * | 1992-12-23 | 1994-06-30 | Hermann Dr Ing Tropf | Verfahren zur optischen Kontrolle regelmäßig strukturierter Oberflächen |
DE4313258A1 (de) * | 1993-04-23 | 1994-10-27 | Beiersdorf Ag | Verfahren und Vorrichtung zur meßtechnischen quantitativen Bestimmung der Textur der menschlichen Hautoberfläche durch Registrierung, Wiedergabe und Analysierung von Bildinformationen |
US7477371B2 (en) | 1994-03-24 | 2009-01-13 | Kla-Tencor Corporation | Process and assembly for non-destructive surface inspections |
DE19511854A1 (de) * | 1994-08-11 | 1996-02-15 | Graessle Walter Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen von kleinen Gegenständen |
US5661249A (en) * | 1994-08-11 | 1997-08-26 | Walter Grassle Gmbh | Apparatus and method for inspecting small articles |
DE4434475C2 (de) * | 1994-09-27 | 1998-05-28 | Basler Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätskontrolle eines Gegenstandes, insbesondere einer Compact-Disc |
DE4434475A1 (de) * | 1994-09-27 | 1996-03-28 | Basler Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätskontrolle eines Gegenstandes |
EP0704692A1 (de) | 1994-09-27 | 1996-04-03 | Basler GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätskontrolle eines Gegenstandes |
US5917933A (en) * | 1994-09-27 | 1999-06-29 | Basler Gmbh | Method and device for carrying out the quality control of an object |
US5760907A (en) * | 1995-03-27 | 1998-06-02 | Basler Gmbh | Process and device for the optical testing of a surface |
GB2299404B (en) * | 1995-03-27 | 1999-09-29 | Basler Gmbh | Process and device for the optical testing of a surface |
DE19511197A1 (de) * | 1995-03-27 | 1996-10-10 | Basler Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum optischen Prüfen einer Oberfläche |
DE19511197C2 (de) * | 1995-03-27 | 1999-05-12 | Basler Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum optischen Prüfen einer Oberfläche, insbesondere einer Compact-Disc |
US5825499A (en) * | 1995-10-25 | 1998-10-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for checking wafers having a lacquer layer for faults |
DE19613082A1 (de) * | 1996-04-02 | 1997-10-09 | Koenig & Bauer Albert Ag | Verfahren und Vorrichtung zur qualitativen Beurteilung von bearbeitetem Material |
US6111261A (en) * | 1996-04-02 | 2000-08-29 | Koenig & Bauer Aktiengesellschaft | Process and device for assessing the quality of processed material |
DE19613082C2 (de) * | 1996-04-02 | 1999-10-21 | Koenig & Bauer Ag | Verfahren und Vorrichtung zur qualitativen Beurteilung von bearbeitetem Material |
WO1997037329A1 (de) * | 1996-04-02 | 1997-10-09 | Koenig & Bauer-Albert Ag | Verfahren und vorrichtung zur qualitativen beurteilung von bearbeitetem material |
DE19726094B4 (de) * | 1996-06-25 | 2008-01-31 | Matsushita Electric Works, Ltd., Kadoma | Verfahren zur Detektion von Oberflächenfehlstellen |
DE19638065A1 (de) * | 1996-09-18 | 1998-03-19 | Massen Machine Vision Systems | Automatische Qualitätskontrolle von Fliesen |
EP0932825A1 (de) * | 1996-10-16 | 1999-08-04 | Atlas Electric Devices Co. | System zum testen von oberflächendefekten mit zwei betriebsarten |
EP0932825A4 (de) * | 1996-10-16 | 2000-07-19 | Atlas Electric Devices Co | System zum testen von oberflächendefekten mit zwei betriebsarten |
DE19720307A1 (de) * | 1997-05-15 | 1998-11-19 | Parsytec Computer Gmbh | Vorrichtung zur kontinuierlichen Detektion von Fehlern auf der Oberfläche eines bewegten Materials |
DE19720307C2 (de) * | 1997-05-15 | 2001-08-16 | Parsytec Comp Gmbh | Vorrichtung zur kontinuierlichen Detektion von Fehlern auf der Oberfläche eines bewegten Materials |
DE19732484A1 (de) * | 1997-07-29 | 1999-02-18 | Parsytec Computer Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Fehlern auf der Oberfläche eines flexiblen Materialbandes |
DE19739885A1 (de) * | 1997-09-11 | 1999-03-18 | Bernd Klose | Komparativer Oberflächenqualifizierer |
US7064821B2 (en) | 1997-09-19 | 2006-06-20 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Sample inspection system |
US7079238B2 (en) | 1997-09-19 | 2006-07-18 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Sample inspection system |
US7218392B2 (en) | 1997-09-19 | 2007-05-15 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Systems and methods for a wafer inspection system using multiple angles and multiple wavelength illumination |
EP1023582A4 (de) * | 1997-09-19 | 2000-11-29 | Kla Tencor Corp | Verbessertes prüfsystem für proben |
EP1023582A1 (de) * | 1997-09-19 | 2000-08-02 | KLA-Tencor Corporation | Verbessertes prüfsystem für proben |
US7119897B2 (en) | 1997-09-19 | 2006-10-10 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Sample inspection system |
US6956644B2 (en) | 1997-09-19 | 2005-10-18 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Systems and methods for a wafer inspection system using multiple angles and multiple wavelength illumination |
US6384910B2 (en) | 1997-09-19 | 2002-05-07 | Kla-Tencor Corporation | Sample inspection system |
US6618134B2 (en) | 1997-09-19 | 2003-09-09 | Kla-Tencor Corporation | Sample inspection system |
US6891611B1 (en) | 1997-09-19 | 2005-05-10 | Kla- Tencor Corporation | Sample inspection system |
US6639662B2 (en) | 1997-09-19 | 2003-10-28 | Kla-Tencor Corporation | Sample inspection system |
US6657715B2 (en) | 1997-09-19 | 2003-12-02 | Kla-Tencor Corporation | Sample inspection system |
WO1999022224A1 (en) * | 1997-10-29 | 1999-05-06 | Vista Computer Vision Ltd. | Illumination system for object inspection |
US6359694B1 (en) | 1997-11-10 | 2002-03-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and device for identifying the position of an electrical component or terminals thereof, and equipping head employing same |
WO1999024818A1 (de) * | 1997-11-10 | 1999-05-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung und verfahren für die lageerfassung von bauelementen und/oder für die überprüfung der lage von anschlüssen von bauelementen und bestückkopf mit vorrichtung für die lageerfassung von bauelementen und/oder für die überprüfung der lage von anschlüssen von bauelementen |
EP0930106A3 (de) * | 1998-01-15 | 2003-10-01 | International Business Machines Corporation | Verfahren und Vorrichtung zur Lokalisierung und Detektion von Kunststoffstreifen und Fenstern auf Postgut |
EP0930106A2 (de) * | 1998-01-15 | 1999-07-21 | International Business Machines Corporation | Verfahren und Vorrichtung zur Lokalisierung und Detektion von Kunststoffstreifen und Fenstern auf Postgut |
DE19801246C2 (de) * | 1998-01-15 | 2001-07-05 | Ibm | Verfahren und Vorrichtung zur Lokalisierung und Detektion von Folien und Fensterbereichen auf Postgut |
EP0982585A1 (de) * | 1998-08-21 | 2000-03-01 | TRW Inc. | Verfahren und Vorrichtung zur Inspektion eines Substrats mittels einer rotierenden Lichtquelle |
US6111638A (en) * | 1998-08-21 | 2000-08-29 | Trw Inc. | Method and apparatus for inspection of a solar cell by use of a rotating illumination source |
EP1455179A1 (de) * | 2003-03-07 | 2004-09-08 | MV Research Limited | Maschinenvisionssystem und Verfahren zur Inspektion |
CN100419376C (zh) * | 2003-03-07 | 2008-09-17 | Mv研究有限公司 | 机器视觉检测***与方法 |
US7823783B2 (en) | 2003-10-24 | 2010-11-02 | Cognex Technology And Investment Corporation | Light pipe illumination system and method |
US9536124B1 (en) | 2003-10-24 | 2017-01-03 | Cognex Corporation | Integrated illumination assembly for symbology reader |
US9070031B2 (en) | 2003-10-24 | 2015-06-30 | Cognex Technology And Investment Llc | Integrated illumination assembly for symbology reader |
US8061613B2 (en) | 2003-10-24 | 2011-11-22 | Cognex Technology And Investment Corporation | Method and apparatus for providing omnidirectional lighting in a scanning device |
US7604174B2 (en) | 2003-10-24 | 2009-10-20 | Cognex Technology And Investment Corporation | Method and apparatus for providing omnidirectional lighting in a scanning device |
US9361495B2 (en) | 2004-12-16 | 2016-06-07 | Cognex Technology And Investment Llc | Hand held symbology reader illumination diffuser |
US9292724B1 (en) | 2004-12-16 | 2016-03-22 | Cognex Corporation | Hand held symbology reader illumination diffuser with aimer optics |
US7823789B2 (en) | 2004-12-21 | 2010-11-02 | Cognex Technology And Investment Corporation | Low profile illumination for direct part mark readers |
DE102006030260B4 (de) | 2005-06-30 | 2018-03-29 | Logitech Europe S.A. | Optische Verlagerungsdetektion über verschiedenen Flächen |
US7969565B2 (en) | 2005-07-08 | 2011-06-28 | Koenig & Bauer Aktiengesellschaft | Device for inspecting a surface |
DE102005031957A1 (de) * | 2005-07-08 | 2007-01-11 | Koenig & Bauer Ag | Vorrichtung zur Inspektion eines Bedruckstoffes mit uneinheitlich reflektierenden Oberflächen |
WO2007006706A1 (de) | 2005-07-08 | 2007-01-18 | Koenig & Bauer Aktiengesellschaft | Vorrichtung zur inspektion einer oberfläche |
DE102005031957B4 (de) * | 2005-07-08 | 2007-03-22 | Koenig & Bauer Ag | Vorrichtung zur Inspektion eines Bedruckstoffes mit uneinheitlich reflektierenden Oberflächen |
US7554656B2 (en) | 2005-10-06 | 2009-06-30 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for inspection of a wafer |
US9405951B2 (en) | 2005-10-24 | 2016-08-02 | Cognex Technology And Investment Llc | Integrated illumination assembly for symbology reader |
US7874487B2 (en) | 2005-10-24 | 2011-01-25 | Cognex Technology And Investment Corporation | Integrated illumination assembly for symbology reader |
DE102007017481B4 (de) * | 2006-04-13 | 2011-01-27 | LÜDEKER, Wilhelm | Optisches Diskriminierungsverfahren für mindestens zwei Materialien |
WO2007118459A1 (de) * | 2006-04-13 | 2007-10-25 | Luedeker Wilhelm | Optisches diskriminierungsverfahren für mindestens zwei materialien |
US8189044B2 (en) | 2007-06-22 | 2012-05-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for optical inspection of a matt surface and apparatus for applying this method |
EP2006804A1 (de) * | 2007-06-22 | 2008-12-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur optischen Insprktion einer matten Oberfläche und Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahren |
WO2009000689A1 (en) * | 2007-06-22 | 2008-12-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for optical inspection of a matt surface and apparatus for applying this method |
US9280721B2 (en) | 2010-09-23 | 2016-03-08 | Carl Mahr Holding Gmbh | Method for optically scanning an edge in or on a surface region |
WO2012038349A1 (de) * | 2010-09-23 | 2012-03-29 | Carl Mahr Holding Gmbh | Verfahren zum optischen antasten einer kante in oder an einem oberlächenbereich |
CN105992972A (zh) * | 2014-02-13 | 2016-10-05 | 维尔特格拉菲斯克博士技术有限两合公司 | 用于从待取像的目标物生成图像信息的装置及方法 |
WO2015120852A1 (de) * | 2014-02-13 | 2015-08-20 | Dr. Wirth Grafische Technik Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung und verfahren zum erzeugen von bildinformationen aus einem zu erfassenden gegenstand |
EP3401672A4 (de) * | 2016-01-08 | 2019-08-14 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Schwachstellenerkennungsvorrichtung und schwachstellenerkennungsverfahren |
EP4254330A3 (de) * | 2016-01-08 | 2023-11-29 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Schwachstellenerkennungsvorrichtung und schwachstellenerkennungsverfahren |
US10495581B2 (en) | 2016-01-08 | 2019-12-03 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Defect detection device and defect detection method |
DE102016118520B4 (de) | 2016-09-29 | 2018-10-31 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Prüfeinrichtung zum Prüfen eines Werkstücks |
DE102016118520A1 (de) | 2016-09-29 | 2018-03-29 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Prüfeinrichtung zum Prüfen eines Werkstücks |
WO2018068775A1 (de) * | 2016-10-15 | 2018-04-19 | INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH | Verfahren und anlage zum ermitteln der defektfläche mindestens einer fehlstelle auf mindestens einer funktionsoberfläche eines bauteils oder prüfkörpers |
DE102016012371B4 (de) | 2016-10-15 | 2024-08-08 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren und Anlage zum Ermitteln der Defektfläche mindestens einer Fehlstelle auf mindestens einer Funktionsoberfläche eines Bauteils oder Prüfkörpers |
US11310467B2 (en) | 2017-05-11 | 2022-04-19 | Inovision Software Solutions, Inc. | Object inspection system and method for inspecting an object |
US11937020B2 (en) | 2017-05-11 | 2024-03-19 | Inovision Software Solutions, Inc. | Object inspection system and method for inspecting an object |
CN114017709A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-02-08 | 中导光电设备股份有限公司 | 一种高亮度暗场照明装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4123916C2 (de) | 1998-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4123916C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum beleuchtungsdynamischen Erkennen und Klassifizieren von Oberflächenmerkmalen und -defekten eines Objektes | |
DE3913228C2 (de) | Spektroskopiesystem diffuser Reflexion und Verfahren zum Erhalten eines diffusen Reflexionsspektrums | |
DE69127968T2 (de) | Dreidimensionales echtzeit-sensorsystem | |
CN110006904B (zh) | 自适应漫射照明***和方法 | |
WO2006100077A1 (de) | Vorrichtung zur optischen formerfassung von gegenständen und oberflächen | |
EP2551663B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Untersuchung von Beschichtungen mit Effektpigmenten | |
DE202004011811U1 (de) | Vorrichtung zur goniometrischen Untersuchung optischer Oberflächeneigenschaften | |
WO2010003163A2 (de) | Vorrichtung zur prüfung von gegenständen | |
DE102017116758B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Abtasten von Oberflächen mit einer Stereokamera | |
DE102005013614A1 (de) | Vorrichtung zur optischen Formerfassung von Gegenständen und Oberflächen | |
EP1405059A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur inspektion transparenter böden von flaschen | |
US20180209918A1 (en) | Optical inspection system for transparent material | |
DE102009026186A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Kanten- und Oberflächeninspektion | |
DE19511197C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum optischen Prüfen einer Oberfläche, insbesondere einer Compact-Disc | |
DE10317078B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Analyse reflektierender Oberflächen | |
EP2500716B1 (de) | Vorrichtung zur optischen Erfassung von Prüfobjekten | |
DE102014108789A1 (de) | Mehrstufiges Verfahren zur Untersuchung von Oberflächen sowie entsprechende Vorrichtung | |
DE3872906T2 (de) | Einrichtung zum ueberpruefen der groesse des vakuums in einem geschlossenen behaelter. | |
DE102007037812A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Oberflächenfehlern eines Bauteils | |
JPH10506710A (ja) | 映像面の変調パターンを認識するための方法および装置 | |
EP1563467B1 (de) | Verfahren zur fotografischen aufnahme eines zylinderförmigen, insbesondere plattenförmigen gegenstandes | |
DE3882203T2 (de) | Vorrichtung zur Erzeugung von Reflexionxbildern. | |
DE2608176C2 (de) | ||
DE2031335A1 (de) | Optische Raumabtast Vorrichtung | |
EP1197926B1 (de) | Verfahren zur Erkennung eines Prägebilds einer Münze in einem Münzautomaten |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |