DE10203595A1

DE10203595A1 - Detection of defect locations in transparent sections of glass or plastic, employs illumination source and screen with camera and computerized analysis

Info

Publication number: DE10203595A1
Application number: DE2002103595
Authority: DE
Inventors: Heino Moeller; Peter Plankensteiner
Original assignee: INTEGO GmbH
Current assignee: INTEGO GmbH
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-08-21

Abstract

The section (20) is placed between a beam source (1) and screen (30). Light (L) illuminates one side with approximately parallel rays (rather than diffuse illumination), which reach the screen. The image is registered by a camera (50, 51). Test instrumentation (60, 70, 80) detects brightness variation. The spacing (a) is small, up to 1.5 cm. It is not a multiple of the transparent section thickness. The screen is uniformly-translucent, being especially matt. The camera is on the first side of the section, and angled with respect to the illumination. Visible, optionally coherent light is used. Various defects, e.g. measurable contrast variation, causes difference in brightness. A single inhomogeneity detected by an evaluation unit for the camera, results in classification of the sheet as defective. A variant arrangement locating the camera behind the screen, is also described. An Independent claim is included for corresponding apparatus.

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder eine Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei Fehlstellen in transparenten Abschnitten von Werkstücken (Bauteilen, Kleinteilen oder Display-Abdeckungen sowie Rohlingen oder Halbprodukten oder sonstigen ähnlichen Bauteilen) erkannt werden können. The invention relates to a method according to claim 1 or 2 or an apparatus according to claim 20, wherein voids in transparent sections of workpieces (components, Small parts or display covers as well as blanks or Semi-products or other similar components) can be recognized can.

Die Produktion von Kunststoffteilen bringt durch den Spritzgußprozeß typischerweise Ausschußraten von bis zu 15% mit sich. Insbesondere bei transparenten Abschnitten in Kunststoffmaterialien werden hohe Qualitätsansprüche gestellt. Typische Fehler in solchen transparenten Abschnitten sollen als Fehlstellen bezeichnet werden, die mehrere Ursachen haben können. So können typische Fehler kleine Inhomogenitäten im Material sein, die den Qualitätseindruck des transparenten Fensters für den Betrachter herabsetzen. Weitere Fehlstellen können durch den Fertigungsprozeß entstehen, so Schlieren, Wellen (durch nicht vollständig ausgespritzten Werkstoff im transparenten Abschnitt) oder Fließlinien, die eine größere Erstreckung haben können. Auch Einschlüsse von Luft oder Fremdmaterialien, wie Körnern, können den Qualitätseindruck eines Sichtfensters oder einer Display-Abdeckung sowie eines transparenten Rohlings beeinträchtigen. Schließlich können auch mechanische Beschädigungen der Oberfläche bei der Fertigung eintreten, wenn Staubkörner in der Produktionsform während des Spritzgußprozesses anwesend sind. The production of plastic parts brings through Injection molding process typically with reject rates of up to 15% yourself. Especially with transparent sections in Plastic materials have high quality requirements. Typical errors in such transparent sections are said to be Defects are identified that have several causes can. Typical errors can cause small inhomogeneities in the Be material that the quality impression of the transparent Lower the window for the viewer. Other missing parts can arise from the manufacturing process, so Schlieren, Waves (due to material not fully ejected in the transparent section) or flow lines that are larger Can have extension. Inclusions of air or Foreign materials, such as grains, can affect the quality a viewing window or a display cover and one affect the transparent blank. Finally, too mechanical damage to the surface during manufacture occur when dust particles in the production mold during the Injection molding process are present.

Eine automatische optische Prüfung durch ein Bildverarbeitungs- System ist schon seit vielen Jahren erprobt, vgl. Demant, Streicher-Abel, Waszkewitz, "Industrielle Bildverarbeitung", Springer, 1998, Seiten 282 bis 289. Mittels geeigneter Beleuchtungstechniken und Aufnahmetechniken wird ein digitalisiertes Bild vom zu prüfenden Bauteil erzeugt. Das digitalisierte Bild wird in einem zweiten Schritt von einer Recheneinheit bearbeitet, die eine digitale Bildauswertung vornimmt. Damit lassen sich Unregelmäßigkeiten auf Oberflächen, Farbunterschiede oder Formunterschiede erkennen und auch Vermessungen durchführen. Es ist allerdings keine Erkennung von Fehlstellen, wie Inhomogenitäten, Schlieren, Einschlüssen oder Oberflächenschäden, in transparenten Materialien möglich bzw. nur sehr eingeschränkt und aufwändig realisierbar. An automatic optical inspection by an image processing System has been tried and tested for many years, cf. Demant, Streicher-Abel, Waszkewitz, "Industrial Image Processing", Springer, 1998, pages 282 to 289. By means of suitable Lighting techniques and shooting techniques will be a digitized image of the component to be tested generated. The digitized image is created in a second step by one Processing unit that processes a digital image evaluation performs. This allows irregularities on surfaces, Recognize color differences or shape differences and also Carry out measurements. However, it is not a detection of Defects, such as inhomogeneities, streaks, inclusions or Surface damage, possible in transparent materials or only very limited and complex to implement.

Die Erfindung hat sich deshalb zur Aufgabe gestellt, solche Inhomogenitäten in transparenten Materialien vereinfacht und zuverlässig erkennen zu können, um Fehlstellen an Bauteilen und damit Ausschußteile frühzeitig zu erkennen und aussondern zu können, bevor sie auf den weiteren Fertigungsprozeß Einfluß nehmen und kostenträchtigere Schäden anrichten. The invention has therefore set itself the task of such Simplified and inhomogeneities in transparent materials to be able to reliably detect defects in components and This means that parts of the committee can be identified early and sorted out can, before they influence the further manufacturing process take and cause more expensive damage.

Es sollen ebenfalls meßbare Qualitätskriterien geschaffen werden und es sollen Analysen zur Ermittlung der Fehlerursachen ermöglicht werden, um Ausschußraten zu reduzieren und Prüfpersonal einzusparen. Measurable quality criteria should also be created and analyzes to determine the causes of errors to reduce reject rates and To save test personnel.

Gelöst wird diese Aufgabe mit Anspruch 1 oder Anspruch 2 oder nach Anspruch 20. This problem is solved with claim 1 or claim 2 or according to claim 20.

Eine Fehlstelle im Prüfling wird dabei abgebildet auf einen Projektionsschirm oder eine Sichtfläche, die im geringen Abstand von dem transparenten Abschnitt, der zu prüfen ist, angeordnet ist. Strahlen, insbesondere sichtbares Licht, die in diesem Bereich im wesentlichen parallel (gerichtet) verlaufen, fallen durch den transparenten Abschnitt und werden von der Fehlstelle gestört, insbesondere so abgelenkt, daß auf dem Projektionsschirm im Abbild eine Unregelmäßigkeit (Inhomogenität) als Störung der im wesentlichen homogenen Helligkeit des Abbildes entsteht. Die Inhomogenität kann sich in Kontrastunterschieden auch dann äußern, wenn die Fehlstelle im wesentlichen transparent ist. Bei opaken Fehlstellen ist die Inhomogenität auf der Projektionsfläche in Schattenwurf. A defect in the device under test is mapped onto one Projection screen or a viewing surface that is a short distance away from the transparent portion to be checked is. Rays, especially visible light, in this Area run essentially parallel (directed), fall through the transparent section and be from the flaw disturbed, especially so distracted that on the Projection screen in the image an irregularity (Inhomogeneity) as a disturbance of the essentially homogeneous Brightness of the image arises. The inhomogeneity can change Express differences in contrast even if the defect in the is essentially transparent. In the case of opaque defects, this is Inhomogeneity on the projection surface in shadow.

Dieser deutliche Kontrastunterschied kann von einem oder mehreren Bildaufnehmern erfaßt werden, dessen Bildsignal einer Bildauswertung zugeführt wird, die den übertragenen Bildausschnitt auf solche optische Inhomogenitäten hin rechnerisch auswertet. This clear contrast difference can differ from one or several image recorders are detected, the image signal of one Image evaluation is supplied to the transmitted Image detail for such optical inhomogeneities evaluated mathematically.

Der Abstand des Bildaufnehmers von der Rückseite oder Vorderseite des Projektionsschirms kann wesentlich größer sein, als der Abstand des im Meßbereich transparenten Prüflings von der Projektionsfläche (Ansprüche 3, 14). Je näher der Bildaufnehmer (beispielsweise eine Kamera) dem Schirm kommt, desto höher ist die Auflösungsfähigkeit. The distance of the image sensor from the back or Front of the projection screen can be much larger than the distance of the test specimen transparent in the measuring range from the projection surface (claims 3, 14). The closer the Image sensor (for example a camera) comes to the screen, the higher the resolving power.

Ist die Projektionsfläche im wesentlich gleichmäßig durchlässig, z. B. matt, kann die Bilderfassung von der Rückseite erfolgen, also von der gegenüberliegenden Seite der Strahlenquelle, insbesondere der Lichtquelle (Anspruch 4). Der Bildaufnehmer kann aber auch auf derjenigen Seite des Prüflings angeordnet sein, auf der die Quelle angeordnet ist (Anspruch 5), hierbei ist die Kamera geneigt gegenüber der optischen Achse der einfallenden Strahlen. If the projection surface is essentially evenly permeable, z. B. matt, the image can be captured from the back, from the opposite side of the radiation source, in particular the light source (claim 4). The image sensor can also be arranged on that side of the test object be on which the source is arranged (claim 5), here the camera is inclined to the optical axis of the incident rays.

Die Identifikation des geprüften Bauteils kann direkt (durch unmittelbare Kennzeichnung) oder indirekt, durch logische Kennzeichnung im Fertigungsablauf erfolgen (Anspruch 11). The identification of the tested component can be done directly (by immediate identification) or indirectly, through logical Labeling in the manufacturing process take place (claim 11).

Selbst kleine Fehlstellen auf einem gegenüber der Größe der Fehlstelle relativ großen transparenten Flächenabschnitt können zuverlässig erkannt werden. Der Schattenwurf oder die Inhomogenität auf der Projektionsfläche kann eine Vergrößerung derjenigen Fehlstelle sein, die subjektiv visuell eigentlich kaum zu erkennen ist. Die Bilderfassung und die Bildauswertung braucht aber nur die Homogenität, also die Gleichförmigkeit des gemessenen Abbildes zu überprüfen, was durch Verfahren der Bildverarbeitung zur Analyse von Unterschieden in der Helligkeit möglich ist; beispielsweise durch eine Bildfilterung (eine lineare oder nichtlineare Filterung), eine Schwellenwertbildung oder eine Blobanalyse). Even small imperfections on one compared to the size of the A relatively large transparent surface section can be missing be reliably recognized. The shadow cast or the Inhomogeneity on the projection surface can result in an enlargement of the flaw that is actually subjectively visual is hardly recognizable. The image acquisition and the image evaluation but only needs the homogeneity, i.e. the uniformity of the measured image to check what is done by the method of Image processing to analyze differences in brightness is possible; for example by image filtering (a linear or non-linear filtering), a threshold formation or a blob analysis).

Eine Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 ist im Anspruch 20 umschrieben. Mit ihr wird das Bauteil in die Prüfposition bewegt, um das Abbild zu gewinnen, wobei der Schlitten, der das zu prüfende Teil in die Prüfposition bewegt hat, nach der Prüfung wieder zurückbewegt werden kann, um das nächste Teil aufzunehmen und das gerade geprüfte Teil an ein Handhabungssystem weiterzugeben, das entsprechend dem Prüfergebnis eine Sortierung (Klassifizierung) vornimmt. An apparatus for performing the method according to claim 1 or 2 is circumscribed in claim 20. With it the component moved to the inspection position to obtain the image, the Carriage that moves the part to be tested into the test position after the test can be moved back to the record the next part and the part that has just been checked Pass on handling system that according to the Test result makes a sorting (classification).

Die Prüfung und das Prüfergebnis (Anspruch 15) kann in Klassen eingeteilt sein, die dem Handhabungssystem mitgeteilt werden, um seine Sortierung zu steuern. The test and the test result (claim 15) can be in classes be divided, which are communicated to the handling system in order to control its sorting.

Bevorzugt findet die Prüfung in einer im wesentlichen lichtdichten Einhausung statt (Anspruch 21), zur Abschottung gegen Fremdlicht. Preferably the exam takes place in one light-tight housing instead (claim 21), for partitioning against extraneous light.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert und ergänzt. The invention is described below using exemplary embodiments explained and supplemented.

Fig. 1 ist ein Bauteil 10 mit einem Fensterrand 20a, innerhalb dessen ein transparentes Fenster 20 angeordnet ist. Fig. 1 is a component 10 with a window edge 20 a, within which a transparent window 20 is arranged.

Fig. 2 ist ein Schnitt durch das Bauteil von Fig. 1, mit nur einem Ausschnitt des Fensters 20. FIG. 2 is a section through the component from FIG. 1, with only a section of the window 20 .

Fig. 3 ist ein schematisches Bild zur Erläuterung des Funktionsablaufs bei der Messung, hier dargestellt mit zwei alternativ oder kumulativ einsetzbaren Bildaufnehmern 50, 51, ausgerichtet auf die Projektionsfläche 30. FIG. 3 is a schematic image to explain the functional sequence during the measurement, shown here with two image recorders 50 , 51 that can be used alternatively or cumulatively, aligned with the projection surface 30 .

Fig. 4 ist eine Darstellung eines Abbildes 20' mit einer eingezeichneten Inhomogenität 41, die auf eine Fehlstelle 40 gemäß Fig. 2 zurückzuführen ist. FIG. 4 is an illustration of an image 20 ′ with a drawn inhomogeneity 41 , which is due to a defect 40 according to FIG. 2.

Fig. 5 ist ebenfalls ein Abbild 20' des transparenten Abschnitts 20 von Fig. 3, mit anderen Inhomogenitäten. FIG. 5 is also an image 20 'of the transparent section 20 from FIG. 3, with other inhomogeneities.

Fig. 6 zeigt eine breitere Folge einer noch anderen Fehlstelle 45 in einem weiteren Abbild 20'. Fig. 6 shows a broader sequence of still another defect 45 in a further image 20 '.

Fig. 6a ist eine Vergrößerung der Inhomogenität 45 von Fig. 6. FIG. 6a is an enlargement of the inhomogeneity 45 of FIG. 6.

Fig. 7 ist eine Einrichtung zur Prüfung der Bauteile 10. Fig. 7 is a device for testing the components 10.

Das Bauteil 10 von Fig. 1 hat als transparenten Abschnitt 20 ein im wesentlichen rechteckförmiges Fenster aus einem Kunststoffmaterial, das transparent ist. Der übrige Bereich außerhalb des Fensters ist opak. Im Fenster, das durch Spritzguß hergestellt und in den Rahmen 20a eingesetzt sein kann, sind schematisch zwei Fehlstellen 41, 40 punktförmiger Natur eingezeichnet. Diese Fehlstellen gilt es mit dem weiter unten beschriebenen Verfahren zu erkennen, wobei angemerkt werden muß, daß die schwarze Kennzeichnung der Fehlstellen naturgemäß stärker auffällt, als reale Fehlstellen, die durch geringe Oberflächendefekte oder Beschädigungen in transparenten Materialien optisch erst bei genauem Hinsehen und starker Vergrößerung zu erkennen sind. Die hier eingezeichneten Fehlstellen 40, 41 sind also schon eine Überbetonung von denjenigen Fehlstellen, die teilweise transparent sich in größeren transparenten Flächen so verstecken, daß sie nur mühsam erkennbar sind. The component 10 of FIG. 1 has, as a transparent section 20, an essentially rectangular window made of a plastic material that is transparent. The rest of the area outside the window is opaque. In the window, which can be produced by injection molding and inserted into the frame 20 a, two imperfections 41 , 40 of a punctiform nature are shown schematically. These flaws are to be recognized with the method described below, whereby it must be noted that the black marking of the flaws is naturally more noticeable than real flaws, which only appear with a closer look and high magnification due to small surface defects or damage in transparent materials are recognizable. The flaws 40 , 41 shown here are therefore already an overemphasis on those flaws that are partially transparent and hide in larger transparent areas in such a way that they can only be recognized with difficulty.

Die Erkennbarkeit wird weiter dadurch erschwert, daß auf dem transparenten Flächenabschnitt selbst eine Messung zur Erkennung von Fehlstellen schwer bis gar nicht durchführbar ist. The recognizability is further complicated by the fact that on the transparent area section itself a measurement for recognition from flaws is difficult to impossible.

Fig. 2 veranschaulicht dazu den schematischen Meßaufbau mit einem Ausschnitt aus Fig. 1, bei einem im wesentlichen vertikalen Schnitt. Es sind zwei Oberflächen 20a, 20b als zwei Seiten des transparenten Abschnitts 20 gezeigt. Fig. 2 illustrates to the schematic measurement setup with a detail of Fig. 1, in a substantially vertical section. Two surfaces 20 a, 20 b are shown as two sides of the transparent section 20 .

Eine Lichtquelle 1 ist unterhalb und im Abstand A von dem transparenten Abschnitt 20 angeordnet. Im transparenten Abschnitt 20 der Dicke "d" ist eine Fehlstelle 40 durch ein beispielhaft eingezeichnetes eingeschlossenes Korn plaziert, das nicht opak, sondern durchaus auch transparent sein kann. Im Abstand "a" von der Rückseite 20b des transparenten Abschnitts 20 ist ein Schirm 30 angeordnet, der als Projektionsfläche dient. A light source 1 is arranged below and at a distance A from the transparent section 20 . A defect 40 is placed in the transparent section 20 of the thickness “d” by an enclosed grain which is shown by way of example and which may not be opaque, but may also be transparent. At a distance "a" from the back side 20 b of the transparent portion 20 is a screen 30 is arranged, which serves as a projection.

Der Abstand a ist wesentlich kleiner als der Abstand A. Der Abstand a kann im Bereich von wenigen Millimetern bis hin zu Zentimetern betragen, bevorzugt unterhalb von 1,5 cm. Die Ausbildung der Projektionsfläche 30 kann opak oder teilweise transparent sein, wobei eine matte oder rauhe Fläche ein Durchleuchten des auf die Projektionsfläche treffenden Lichts ermöglicht, um es von der Rückseite erfassen zu können. Dadurch kann ein leichter Filter für schwache Ungleichmäßigkeiten entstehen. The distance a is considerably smaller than the distance A. The distance a can range from a few millimeters to centimeters, preferably below 1.5 cm. The design of the projection surface 30 can be opaque or partially transparent, a matt or rough surface allowing the light striking the projection surface to be illuminated so that it can be grasped from the rear. This can create a light filter for weak unevenness.

Die Quelle 1 strahlt ein solches (gerichtetes) Licht aus, das im Bereich der transparenten Fläche 20 und der Projektionsfläche 30 im wesentlichen parallel verläuft. Auch eine punktförmige Lichtquelle gibt bei einem genügend großen Abstand A ein im wesentlichen paralleles Licht im Bereich der Flächen 20, 30 ab, die in einem nur geringen Abstand voneinander angeordnet sind. Durch das einfallende Licht L von der Lichtquelle 1 entsteht ein im wesentlichen homogenes Abbild 20' auf der Projektionsfläche 30, nachdem die Strahlen im wesentlichen ungehindert durch das transparente Stück 20 hindurchtreten. Nur im Bereich der Inhomogenität 40 findet eine Störung des Lichtdurchtritts statt, wobei das Licht L in seinem Strahlungsweg abgelenkt wird. Dadurch entsteht auf der Projektionsfläche 30 eine Inhomogenität 30a in der Helligkeit, relativ zu den benachbarten Bereichen 30b, in denen die Lichtstrahlen ungehindert und ungestört durch den transparenten Abschnitt 20 hindurchtreten können. The source 1 emits such (directed) light that runs essentially parallel in the region of the transparent surface 20 and the projection surface 30 . A point-shaped light source also emits an essentially parallel light in the area of the surfaces 20 , 30 which are arranged at a small distance from one another if the distance A is sufficiently large. The incident light L from the light source 1 creates an essentially homogeneous image 20 ′ on the projection surface 30 after the rays pass through the transparent piece 20 essentially unhindered. Only in the area of inhomogeneity 40 does the light pass through, the light L being deflected in its radiation path. This produces on the screen 30 a 30 a inhomogeneity in brightness, b relative to the adjacent regions 30, in which the light beams can pass unhindered and undisturbed through the transparent portion 20th

Die Inhomogenität 30a kann dabei einen Kontrastunterschied bewirken, der gegenüber der tatsächlichen Erstreckung der in ihrer Größe sehr geringen Fehlstelle 40 deutlicher ist, also deutlicher erkannt oder gemessen werden kann. Bei ideal parallelen Strahlen findet keine Vergrößerung statt. The inhomogeneity 30 a can bring about a contrast difference which is clearer compared to the actual extent of the defect 40 , which is very small in size, that is to say can be more clearly recognized or measured. With ideally parallel beams, there is no enlargement.

Zur Erkennung wird die Einrichtung nach Fig. 3 verwendet. Entweder ein Bildaufnehmer 50 auf der rückwärtigen Seite der Projektionsfläche 30 und im Abstand b wird eingesetzt, oder ein alternativer Bildaufnehmer 51 auf der Strahlungsseite der Lichtquelle 1 gibt sein Meßsignal BAS an eine Bildauswertung. The device according to FIG. 3 is used for detection. Either an image sensor 50 is used on the rear side of the projection surface 30 and at a distance b, or an alternative image sensor 51 on the radiation side of the light source 1 transmits its measurement signal BAS to an image evaluation.

Die Bildauswertung 60 kann eine Digitalisiereinheit sowie eine Berechnungseinheit aufweisen, die das abgetastete Bildsignal auf die Inhomogenität 30a gemäß Fig. 2 hin prüft. Über eine Maschinensteuerung und ein Benutzerinterface 70 kann die Bildauswertung gesteuert werden. Es kann auch ein Berechnungsergebnis an eine Kennzeichnungseinheit 80 weitergeleitet werden. Die Kennzeichnungseinheit 80 nimmt ein logisches Signal auf, das dem Prüfling 20 im Prozessablauf zugeordnet wird, der sich gerade in der Prüfeinheit befindet. Die Kennzeichnung kann auch direkt am Bauteil 10 geschehen, meist genügt aber eine indirekte Kennzeichnung im Fertigungsablauf. The image evaluation 60 can have a digitizing unit and a calculation unit which checks the scanned image signal for inhomogeneity 30 a according to FIG. 2. The image evaluation can be controlled via a machine control and a user interface 70 . A calculation result can also be forwarded to an identification unit 80 . The identification unit 80 receives a logical signal which is assigned to the test object 20 in the process flow which is currently in the test unit. The marking can also be done directly on the component 10 , but mostly an indirect marking in the production process is sufficient.

Aus der Darstellung der Fig. 3 ist ersichtlich, daß der Abstand a klein ist gegenüber den Abständen b der Bildaufnehmer 50, 51 mit dem Meßwinkel α und auch klein ist gegenüber dem Abstand A der Lichtquelle 1 von dem transparenten Abschnitt 20 des Bauteils 10. From the illustration in Fig. 3 it can be seen that the distance a is small compared to the distances b of the imagers 50, 51 α with the measurement angle and also small compared to the distance A of the light source 1 of the transparent portion 20 of the component 10.

Der Blickwinkel α der Bildaufnehmer kann so ausgerichtet sein, daß entweder nur ein Abschnitt des Abbildes 20', oder aber das gesamte Abbild von einem Bild erfaßt wird und der Bildauswertung 60 als analoges oder digitales Signal zugeführt wird. The viewing angle α of the image recorders can be oriented such that either only a section of the image 20 'or the entire image is captured by an image and is fed to the image evaluation 60 as an analog or digital signal.

Die optische Achse 101 des diesseitigen Bildaufnehmers 51 ist geneigt gegenüber der optischen Achse der Lichtquelle 1, welche Achse die im wesentlichen senkrecht auf der Projektionsfläche 30 steht. The optical axis 101 of the image sensor 51 on this side is inclined with respect to the optical axis of the light source 1 , which axis is essentially perpendicular to the projection surface 30 .

Für die Messung mit dem Bildaufnehmer 50 ist die Projektionsfläche 30 semitransparent, beispielsweise matt. Für die Messung mit der Kamera 51 braucht keine solche transparente Projektionsfläche 30 vorhanden zu sein. For the measurement with the image sensor 50 , the projection surface 30 is semi-transparent, for example matt. Such a transparent projection surface 30 need not be present for the measurement with the camera 51 .

Beispiele der Meßergebnisse sind aus den Fig. 4 bis 6 zu entnehmen. Hier sind jeweils Abbilder 20' gezeigt, die sich bei einer Anordnung nach Fig. 2 und 3 ergeben. Es sind unterschiedliche Fehlstellen dargestellt, um die verdeutlichende oder verstärkende Wirkung der Abbildung auf der Projektionsfläche zu erläutern. Examples of the measurement results can be found in FIGS. 4 to 6. Images 20 'are shown here, which result from an arrangement according to FIGS. 2 and 3. Various flaws are shown to explain the clarifying or reinforcing effect of the image on the projection surface.

So zeigt Fig. 4 als visualisierte Fehlstelle eine Schliere mit unterschiedlichen Abschnitten 43, 41, die deutlich ersichtlich sind. Diese Fehlstellen sind so intensiv, daß ein mit ihnen behaftetes Bauteil als Ausschußbauteil klassifiziert oder gekennzeichnet werden muß. Thus, FIG. 4 as visualized defect a smear with different portions 43, 41, which are clearly visible. These defects are so intense that a component with them must be classified as a reject component or labeled.

Fig. 5 veranschaulicht eine Kombination von mehreren Störungen (als Folge unterschiedlicher Fehlstellen) in ebenfalls einem Abbild 20' auf der Projektionsfläche 30. Mehrere visuellen Folgen von Staubabdrücken auf der rechten Bildhälfte sind mit 44 bezeichnet. Fließlinien, die bei der Spritzguß-Herstellung entstehen, sind in ihrer Folge im Abbild mit 42 gekennzeichnet. Auch ein Bauteil, das ein solches Abbild 20' in der Anordnung von Fig. 3 liefert, ist als Ausschußbauteil zu klassifizieren oder zu kennzeichnen. FIG. 5 illustrates a combination of several faults (as a result of different defects) in an image 20 ′ on the projection surface 30 as well . Several visual sequences of dust prints on the right half of the picture are labeled 44. Flow lines that arise during the injection molding process are identified by 42 in the sequence. A component that provides such an image 20 ′ in the arrangement of FIG. 3 is also to be classified or labeled as a reject component.

Fig. 6 veranschaulicht eine Darstellung eines Staubabdrucks oder eines Staubeinschlusses 40, wie in Fig. 2 dargestellt, wobei das Korn opak ist. Das opake Korn hat zur Folge, daß es durch die Störung des Lichtdurchtritts an der Stelle 45 des Abbildes 20' deutlicher im Bereich 30a von Fig. 2 zutage tritt, als es erkennbar wäre, wenn das Fenster mit bloßem Auge auf optische Fehler analysiert wird. Die Inhomogenität 45 hat in der Vergrößerung von Fig. 6a einen hellen Hof 45a und einen dunklen Kern 45b, was den Kontrast erhöht und die Erkennungssicherheit für die Bildauswertung 60 vergrößert. Auch ein solches Bauteil, das ein Abbild 20' von Fig. 6 erzeugt, kann nicht als Gutteil bezeichnet werden. FIG. 6 illustrates a representation of a dust footprint or inclusion 40 as shown in FIG. 2, the grain being opaque. The result of the opaque grain is that the disturbance of the passage of light at the point 45 of the image 20 'shows it more clearly in the region 30a of FIG. 2 than would be recognizable if the window was analyzed with the naked eye for optical defects , The inhomogeneity has 45 b in the enlargement of Fig. 6a a bright court 45 a and a dark core 45, which increases the contrast and increases the detection reliability for image analysis 60th Such a component, which produces an image 20 ′ from FIG. 6, cannot be referred to as a good part.

Die Anwendung des beschriebenen Erkennungsverfahrens kann sich auf alle Bauteile erstrecken, die zumindest einen flächigen transparenten Abschnitt besitzen, der als Fenster oder Schutzfläche dient und gleichzeitig einen Durchblick erlauben soll. So können beispielsweise Materialien aus Glas oder Kunststoff, auch Rohlinge oder Halbprodukte, geprüft werden, bevor sie weiterverarbeitet werden. Es können Linsen oder Abdeckungen von Meßgeräten geprüft werden, ebenso wie Kunststoffrohlinge für Brillen oder Ampullen. Auch Abdeckungen von Displays von Handys sind ein mögliches Anwendungsfeld der beschriebenen Homogenitätsprüfung. The application of the described detection method can vary extend to all components that have at least one flat own a transparent section that acts as a window or Protective area serves and at the same time allow a view should. For example, materials made of glass or Plastic, also blanks or semi-finished products, are tested, before they are processed. It can be lenses or Covers of gauges are checked as well Plastic blanks for glasses or ampoules. Also covers of mobile phone displays are a possible field of application described homogeneity test.

Zusätzlich kann in der Steuereinheit 60 und der Kennzeichnungseinheit 80 eine Bewertung (beispielsweise eine Klassifizierung) der erfaßten Fehler erfolgen. Wird beispielsweise ein Fehler erkannt, der dauerhaft an derselben Stelle liegt, läßt das den Schluß zu, daß im Fertigungsprozeß ein Benutzereingriff oder ein Reinigungsschritt erforderlich ist. Dauerfehler, wie Staubabdrücke, können ebenso einen Bedienerruf veranlassen. Liegt die Fehlerstelle weit außerhalb der Mitte, nahe des Randbereiches, kann die Fehlerqualität herabgestuft werden, um eine geringere Relevanz zu haben. Je weiter die Fehlstellen dagegen in die Mitte des Displays rücken, desto relevanter werden sie eingestuft. Je kleiner die Fehlstellen sind, insbesondere unter 200 µm, desto weniger störend sind sie und werden von einem Betrachter kaum wahrgenommen. Fehlstellen dieser Größenordnung (und kleiner) können deshalb dazu führen, daß keine Aussonderung der so geprüften Teile erfolgt. In addition, an evaluation (for example a classification) of the detected errors can take place in the control unit 60 and the labeling unit 80 . If, for example, an error is recognized that is permanently in the same place, this leads to the conclusion that a user intervention or a cleaning step is required in the manufacturing process. Permanent errors, such as dust marks, can also trigger an operator call. If the fault location is far outside the center, near the edge area, the fault quality can be downgraded in order to be less relevant. However, the farther the flaws move into the center of the display, the more relevant they are classified. The smaller the imperfections, especially below 200 µm, the less disturbing they are and are hardly noticed by an observer. Defects of this size (and smaller) can therefore result in the parts tested in this way not being rejected.

Die Bewertung der Fehler kann in Klassen erfolgen, wozu auf erprobte Verfahren des Standes der Technik zurückgegriffen werden kann, um bestimmte Fehlertypen oder Fehlergewichtigkeiten sachgerecht zu klassifizieren. Eine Klasse kann eine Rückweisungsklasse sein, eine andere Klasse kann eine hoch qualitative Klasse sein und die Einrichtung von weiteren Zwischenklassen ist möglich. Die Zuordnung in der Kennzeichnungseinheit 80 bestimmt, welche Klassen nach der Qualitätskontrolle zu einer Aussonderung bestimmter Klassen der klassifizierten Bauteile führen soll. The errors can be evaluated in classes, for which purpose tried and tested methods of the prior art can be used in order to properly classify certain error types or error weights. One class can be a rejection class, another class can be a high-quality class and the establishment of further intermediate classes is possible. The assignment in the identification unit 80 determines which classes, after quality control, should lead to the separation of certain classes of the classified components.

Die technische Handhabung der Prüfung kann beispielsweise mit einer Einrichtung gemäß Fig. 7 erfolgen. Die Bauteile 10 werden auf einem Teileträger 53 gehalten. Der Teileträger 53 ist in einer linearen Richtung verschiebbar, entsprechend der Bewegung v. Die lineare Bewegung erfolgt mit einem Schlitten, der auf einem linearen Profil 55 angeordnet ist und zwischen der Rüstposition 52a und der Prüfposition 52b hin und her bewegbar ist. The technical handling of the test can take place, for example, with a device according to FIG. 7. The components 10 are held on a parts carrier 53 . The parts carrier 53 is displaceable in a linear direction, corresponding to the movement v. The linear movement takes place with a carriage which is arranged on a linear profile 55 and can be moved back and forth between the set-up position 52 a and the test position 52 b.

Auf den Teileträger 53 können ein oder mehrere zu prüfende Bauteile 10 gelegt werden, an der Rüstposition 52a, dann in die Einhausung 90 längs der Stütztraverse 55 eingefahren werden, bis zum Erreichen der Prüfposition 52b. Hier erfolgt die Prüfung, die oben beschrieben wurde. Sie erfolgt mit einer Lichtquelle 1, die Licht durch transparente Abschnitte der zu prüfenden Teile 10 wirft und auf einem Projektionsschirm 30 abbildet. Hinter dem Projektionsschirm ist der Bildaufnehmer 50 gelegen, der das Abbild 22' aufzeichnet und der Steuereinheit 60 zuführt, die so aufgebaut ist, wie in Fig. 3 beschrieben, auch ergänzt um das Interface 70 und die Kennzeichnungseinheit 80. One or more components 10 to be tested can be placed on the parts carrier 53 , at the set-up position 52 a, then moved into the housing 90 along the support cross member 55 until the test position 52 b is reached. This is where the test described above takes place. It takes place with a light source 1 , which throws light through transparent sections of the parts 10 to be tested and images it on a projection screen 30 . The image sensor 50 , which records the image 22 ′ and feeds it to the control unit 60 , which is constructed as described in FIG. 3, is also located behind the projection screen and is also supplemented by the interface 70 and the identification unit 80 .

Mit der Einhausung 90 wird der Einfluß von Fremdlicht auf die Prüfposition 52b herabgesetzt. Licht fällt dann praktisch ausschließlich von der Lichtquelle 1 auf die Prüfteile 10, wobei der Träger 55 zumindest an der Prüfposition 52b so beschaffen ist, daß von unten beleuchtet werden kann. Nach Abschluß der Prüfung fährt der Schlitten mit dem Teileträger 53 wieder aus der Einhausung 90 heraus, an die Rüstposition 52a, um einen Teilewechsel vorzunehmen. Abhängig vom Ergebnis der Meßeinrichtung 50, 60, 70, 80 wird die Klassifizierung so vorgenommen, daß die an der Rüstpositon 52a herausgenommenen, gerade gemessenen Teile, die unterschiedlichen Klassen zugeordnet sein können, an entsprechende Handhabungssysteme weitergegeben werden, um sie entsprechend ihrer Klassifizierung zu sortieren. Wird nur ein Prüfteil 10 gleichzeitig gemessen, wird dieses Prüfteil entsprechend dem Prüfergebnis unmittelbar weiter behandelt. With the housing 90 , the influence of extraneous light on the test position 52 b is reduced. Light then falls practically exclusively from the light source 1 onto the test parts 10 , the carrier 55 at least at the test position 52 b being such that it can be illuminated from below. After completion of the test, the carriage with the parts carrier 53 moves out of the housing 90 again, to the set-up position 52 a, in order to change the parts. Depending on the result of the measuring device 50 , 60 , 70 , 80 , the classification is carried out in such a way that the parts which have just been removed from the set-up position 52 a and which can be assigned to different classes are passed on to corresponding handling systems in order to classify them sort by. If only one test part 10 is measured at the same time, this test part is immediately treated further in accordance with the test result.

Eine statistische Erfassung der Fehler kann Hinweise auf Optimierungsmöglichkeiten im Fertigungsprozeß geben, wobei die Anwendung in solchen Prozessen vorteilhaft ist, die gleiche Produkte im Dauerbetrieb weitgehend automatisiert herstellen. A statistical recording of the errors can indicate Giving opportunities for optimization in the manufacturing process, the Application in such processes is advantageous the same Manufacture products largely automatically in continuous operation.

Claims

1. A method for detecting defects, such as inhomogeneities, inclusions, limited small surface damage, in transparent or translucent sections ( 20 ) of components ( 10 ), in particular small parts with a plastic viewing window ( 20 a), display covers, transparent blanks or Semi-products made of glass or at least partially transparent plastic, whereby

a) a transparent surface section ( 20 ) to be tested with a first and a second surface ( 20 b, 20 a) is placed between a radiation source ( 1 ) and a projection surface ( 30 ) and the first surface ( 20 b ) is illuminated with rays (L) from the radiation source, which rays are not diffuse, in particular substantially parallel, in the region of the transparent surface section, and the rays pass through the transparent surface section in order to fall onto the projection surface ( 30 );

b) the projection surface ( 30 ) is arranged at a distance (a) from the second surface ( 20 a) of the surface section ( 20 ) and receives or images an image ( 20 ') of the transparent surface section ( 20 ), which has at least one image sensor ( 50 , 51 ) is recorded;

the recorded image ( 20 ') for checking for brightness disturbances ( 30 a, 43 , 44 , 45 ) in the recorded image is fed to a test unit ( 60 , 70 , 80 ) or is tested therein.

2. Method for detecting imperfections, such as inhomogeneities, inclusions, limited small surface damage, in transparent or translucent sections ( 20 ) of components ( 10 ), in particular small parts with a plastic viewing window ( 20 a), display covers, transparent blanks or Semi-products made of glass or at least partially transparent plastic, whereby

a) an image ( 20 ') of a transparent section ( 20 ) of the component ( 10 ) which is produced in the transmission method is recorded with an image sensor ( 50 , 51 ) in order to check the image for uniformity;

b) if at least one inhomogeneity occurs in the recorded image ( 20 '), the tested component is identified ( 80 ) directly or indirectly.

3. The method of claim 1 or 2, wherein the distance (a) is small is, in particular up to a maximum of 1.5 cm or a Multiple but not any multiple of the strength (d) of transparent surface section in the direction of the rays.

4. The method according to claim 1 or 2, wherein the projection surface ( 30 ) is uniformly translucent, in particular matt.

5. The method of claim 1 or 2, wherein an image sensor ( 51 ) is arranged on the first side of the transparent surface section ( 20 ) opposite the first surface ( 20 b), with an optical axis ( 101 ) which is opposite to a direction of the of the surface section is inclined substantially parallel rays.

6. The method according to claim 1 or 2, wherein the rays (L) are visible light.

7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the Rays contain coherent light.

8. The method according to any one of the preceding claims, wherein a brightness disturbance ( 30 a; 43 , 45 , 42 ) in the image ( 20 ') is located behind a defect ( 40 ) in or on the transparent surface section ( 20 ').

9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the brightness disturbance ( 30 a) on the projection surface ( 30 ) is the result of at least one translucent disturbance of the homogeneity of the transparent surface section ( 20 ).

10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the brightness disturbance is a measurable or optically detectable contrast difference ( 45 , 45 a).

11. The method according to any one of the preceding claims, wherein the component is identified or classified as faulty if at least one inhomogeneity ( 45 , 44 , 42 , 41 , 43 ) in the image ( 20 ') from an evaluation unit ( 60 ) of the image sensor ( 50 , 51 ) is recognized or detected.

12. The method according to any one of the preceding claims, wherein a disturbance of the uniformity of the transparent surface section in its size is significantly less than the areal extent of the transparent section ( 20 , 20 a).

13. The method according to any one of the preceding claims, wherein the image signal (BAS) of the at least one image sensor ( 50 , 51 ) is digitized before it is evaluated by a computing unit ( 60 ).

14. The method according to any one of the preceding claims, wherein the image sensor ( 50 ) is arranged behind the projection surface ( 30 ), and a distance (b) of the image sensor from the projection surface is greater than the first distance (a) by the projection surface ( 30 ) of the second surface ( 20 a) of the transparent surface section ( 20 ).

15. The method according to any one of the preceding claims, wherein the classification, in particular identification, of one of the components ( 10 ) as faulty is dependent on the size or position of the brightness disturbance in the image ( 20 ') in order to evaluate the relevance of the detected fault ( 40 ) to prepare.

16. The method according to any one of the preceding claims, wherein the defect ( 40 ) in the transparent section ( 20 ) causes a disturbance of the rays in this area compared to those rays in the adjacent area in order to different brightness or a change in brightness in the image ( 20 ') ( 30 a, 30 b) to form on the projection surface ( 30 ).

17. The method according to claim 16, wherein the disturbance is a deflection of the rays (L) which run essentially parallel in front of the defect ( 40 ).

18. The method according to claim 15, wherein with a size of a respective defect ( 40 ) of less than substantially 0.2 mm in diameter and a corresponding size of the brightness disturbance in the image ( 30 a, 30 b; 44 , 45 ), this brightness disturbance is not as relevant Error is qualified ( 60 , 70 , 80 ).

19. The method according to any one of the preceding claims, wherein the radiation source ( 1 ) is substantially punctiform and has such a distance (A) from the translucent section ( 20 ) of the component that in said section ( 20 ) to the projection surface ( 30 ) there is an essentially directed (parallel) radiation course.

20. Device for detecting defects, such as inhomogeneities, inclusions, limited small surface damage, in transparent or translucent sections ( 20 ) of components ( 10 ), in particular small parts with a plastic viewing window ( 20 a), display covers, transparent blanks or Semi-products made of glass or at least partially transparent plastic, which is provided

a) a feed device ( 53 , 55 ) for moving the components from a first outer to a second inner position ( 52 a, 52 b), a radiation source ( 1 ) and an optical sensor ( 50 , 51 ), each with an optical axis, which are aligned with a projection screen ( 30 ) near the second position;

b) the optical axes of the radiation source and image sensor at the second position ( 52 b) are aligned with the projection screen in such a way that the feed device ( 53 , 55 ) with them at least at this position ( 52 b) as a measuring position for the components ( 10 ) does not interfere or interfere.

21. The apparatus of claim 20, wherein the second position is surrounded by a light-blocking housing ( 90 ) in order to reduce the influence of extraneous light on the measurement on the projection screen ( 30 ).

22. The apparatus of claim 20, wherein the components ( 10 ) remain at the second position near the projection screen ( 30 ) for a period of measurement with the optical sensor ( 50 , 51 ) to the image ( 20 ') of the transparent or translucent Section ( 20 ) to record.