DE3926349A1

DE3926349A1 - Optical defect inspection arrangement for flat transparent material - passes light via mirror forming image of illumination pupil on camera lens of photoreceiver

Info

Publication number: DE3926349A1
Application number: DE19893926349
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Dipl Phys Pietzsch; Klaus Dipl Ing Ostertag; Iris Dr Dipl Phys Grieger
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1989-08-09
Publication date: 1991-02-14
Also published as: DE3926349C2

Abstract

An optical defect inspection arrangement passes light from a source (11) via a mirror (13) perpendicularly to the inspected object. A receiver passes light reflected from a region of the object via a lens to a photoreceiver arrangement connected to an electronic defect analyser. The illumination mirror forms an image of an illumination pupil (10) via the object in the lens (15) of a photoreceiver camera (16) on whose photoreceiver arrangement (19) the image of the inspection region (17) is formed. USE/ADVANTAGE - Precise detection of defects in flat transparent plates or plate shaped material without mechanically and optically expensive illumination arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Fehlerinspektionsvor richtung für die Erkennung von in einem vorzugsweise ebenen transparenten Platten- oder blattförmigen Material endlicher Dicke vorhandenen Fehlstellen und von deren Lage zwischen den beiden Oberflächen, wie sie im Oberbegriff des Patent anspruchs 1 bzw. 14 beschrieben ist.The invention relates to an optical error inspection direction for the detection of in a preferably plane transparent plate or sheet material finite Thick existing imperfections and their location between the two surfaces, as in the preamble of the patent claims 1 and 14 is described.

Eine derartige Fehlerinspektionsvorrichtung ist aus der DE-OS 38 00 053 bekannt. Dort wird eine auf dem zu unter suchenden Material befindliche Abtastlinie mit einem paral lel zu sich selbst verschobenen Fahrstrahl abgetastet, der so gegen die Oberfläche des Materials geneigt ist, daß der Fahrstrahl in Abtastrichtung gesehen einen von 0° verschiede nen Einfallswinkel mit der Normalen zur Materialoberfläche einschließt. Die Erzeugung des Fahrstrahls erfolgt dabei mit tels einer Laserlichtquelle, deren Ausgangslichtstrahl von einem Spiegelrad über eine Beleuchtungsoptik auf das zu untersuchende Material geworfen wird.Such a fault inspection device is from the DE-OS 38 00 053 known. There is one on the under scanning line located with a paral lel scanned to itself shifted lane, the is so inclined against the surface of the material that the Driving beam seen in the scanning direction a different from 0 ° NEN angle of incidence with the normal to the material surface includes. The driving beam is generated with tels of a laser light source, the output light beam from a mirror wheel via a lighting optic towards it investigative material is thrown.

Nachteilig bei einer derartigen Fehlerinspektionsvorrichtung ist das mit hoher Geschwindigkeit umlaufende Spiegelrad zur Erzeugung der Abtastbewegung des Fahrstrahls und das Erfor dernis einer Lichtquelle mit hoher Strahldichte, da jeder Punkt auf dem zu überwachenden Material nur kurzzeitig von dem Fahrstrahl beleuchtet wird.A disadvantage of such a fault inspection device is the mirror wheel rotating at high speed Generation of the scanning movement of the driving beam and the exploration a light source with high radiance, because everyone Point on the material to be monitored only briefly from the driving beam is illuminated.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zur Erzeugung eines möglichst genauen Abtastlichtflecks, durch dessen Verschie bung ein Beleuchtungs-Abtaststreifen erzeugt wird, eine sehr präzise und damit aufwendige Beleuchtungsoptik erforderlich ist. Another disadvantage is that to generate a as accurate as possible scanning light spot, by its diff exercise is created, a very precise and therefore complex lighting optics required is.

Aus der DE-OS 35 34 019 ist es nun bereits bekannt, für die Inspektion von Materialbahnen eine Diodenzeilenkamera zu ver wenden, wobei die auf dem Material befindliche Inspektions linie streifenförmig und stationär beleuchtet wird.From DE-OS 35 34 019 it is already known for Inspection of material webs to ver a diode line camera turn, the inspection located on the material line is illuminated in strips and stationary.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine optische Fehlerinspektionsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne eine mechanische und optisch aufwendige Beleuchtungsanordnung eine präzise Erfassung von Defekten in Platten- oder blattförmigen ebenen Material ermöglicht.The object of the present invention is an optical Fault inspection device of the type mentioned at the beginning create that without a mechanical and optically complex Lighting arrangement a precise detection of defects in Allows plate-like or sheet-shaped flat material.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des nebengeordneten Anspruchs 14 gelöst.This object is achieved by the features of Claim 1 and the independent claim 14 solved.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Beleuchtungsoptik, die eine stationär beleuchtete Beleuchtungspupille so über das zu untersuchende Material in ein Objektiv einer Photoempfän gerkamera abbildet, daß der Beleuchtungsbereich gegen den Inspektionsbereich versetzt ist, wird erreicht, daß ein im Material befindlicher Fehler oder Defekt von zwei an ver schiedenen Stellen auf das Material auftreffenden Beleuch tungsstrahlen erfaßt wird, so daß die den Inspektionsbereich beobachtende Photoempfängerkamera ein doppeltes Bild vom je weiligen Fehler erfaßt. Aufgrund des doppelten oder zumin dest verbreiternden Fehlers läßt sich die Fehlerlage im Mate rial, also der Abstand des Fehlers von den Oberflächen des Materials bestimmen.By the lighting optics provided according to the invention, the a stationary illuminated pupil over the material to be examined in a lens of a photodetector gerkamera shows that the lighting area against the Inspection area is offset, it is achieved that an in Material error or defect from two to ver in various places on the material hitting the material tion beams is detected, so that the inspection area observing photo receiver camera a double picture of each errors recorded. Because of the double or at least The least widening error is the error situation in the Mate rial, i.e. the distance of the error from the surfaces of the Determine material.

Um in einem Fehlerdoppelsignal das primäre Fehlersignal vom zugeordneten sekundären Fehlersignal besser unterscheiden zu können, sind die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 bzw. 15 vor gesehen.To in a double error signal the primary error signal from better distinguish the assigned secondary error signal can, are the features of claims 2 and 3 and 15 respectively seen.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Abbildung des Inspek tionsbereiches mit kleiner Schärfentiefe wird insbesondere erreicht, daß das primäre Fehlersignal stets mit einer größe ren Schärfe oder Genauigkeit abgebildet wird, als das sekun däre Fehlersignal. Auf diese Weise lassen sich auch bei dicht beieinanderliegenden Fehlern, die jeweils ein Fehler doppelsignal erzeugen, die einzelnen Fehlersignale einander sicher zuordnen.Through the mapping of the inspek provided according to the invention tion area with small depth of field is particularly achieved that the primary error signal always with a size sharpness or accuracy is depicted as the second där error signal. This way you can also use closely related bugs, each a bug generate double signal, the individual error signals each other assign securely.

Für die Zuordnung der einzelnen Fehlersignale zueinander ist es dabei von besonderem Vorteil, daß sich die Unschärfe der Fehlersignale nicht nur in Richtung der die Fehlerdoppel signale bewirkenden Signalverbreiterung, sondern auch quer dazu bemerkbar macht, so daß sich selbst bei einem sich überlagernden Fehlerdoppelsignal über die Erfassung der Unschärfe der Abbildung die Signale voneinander trennen las sen.For the assignment of the individual error signals to each other it is particularly advantageous that the blur of the Error signals not only in the direction of the error double signal broadening, but also across to make it noticeable so that yourself with yourself overlying error double signal on the detection of The image was blurred to separate the signals sen.

Eine Verbesserung der Auswertbarkeit der Fehlersignale er gibt sich bei den Ausführungsformen nach Anspruch 4 bis 6 bzw. Anspruch 16.He improved the evaluability of the error signals results in the embodiments according to claims 4 to 6 or claim 16.

Bei den Ausführungsformen nach Anspruch 7 bzw. 17 und 18 er gibt sich trotz der schrägen Beobachtung stets eine scharfe Abbildung des Inspektionsbereiches auf die Photoempfängeran ordnung der verwendeten Photoempfängerkamera.In the embodiments according to claim 7 or 17 and 18 he is always sharp despite the oblique observation Image of the inspection area on the photoreceiver order of the photo receiver camera used.

Besonders einfache Ausführungsformen der Erfindung sind in Anspruch 8 und 9 bzw. 19 beschrieben.Particularly simple embodiments of the invention are shown in Claim 8 and 9 and 19 described.

Durch die Ausführungsformen nach Anspruch 10 und 11 läßt es sich erreichen, daß die beiden Fehlersignale eines Fehlerdop pelsignals im wesentlichen in gleicher Weise von den auf den Fehler auftreffenden Beleuchtungsstrahlen erfaßt werden, so daß die Unterschiede in den erfaßten Fehlersignalen aus schließlich von der unterschiedlich scharfen Abbildung der Fehler durch die Photoempfängerkamera hervorgerufen werden. By the embodiments according to claim 10 and 11, it can achieve that the two error signals of an error double pelsignals in essentially the same way from that to the Illuminating rays striking errors are detected, so that the differences in the detected error signals finally from the differently sharp illustration of the Faults caused by the photo receiver camera.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 12 lassen sich hin gegen Fehler an der Oberseite des Materials besonders prä zise von im Material befindlichen Fehlern unterscheiden.In the embodiment according to claim 12 can be especially against defects on the top of the material distinguish precisely from defects in the material.

Eine für die Bestimmung der Lage eines Fehlers im Material besonders günstige Signalverbreiterung erhält man bei der Ausführungsform nach Anspruch 13.One for determining the location of an error in the material one obtains particularly favorable signal broadening with the Embodiment according to claim 13.

Die Ausführungsformen nach den Ansprüchen 20 bis 22 sind vor gesehen, um bei der Untersuchung von auf seiner Unterseite mit einem Beugungsgitter versehenen Material den störenden Einfluß der wellenlängenabhängigen Lage der höheren Beugungs ordnungen zu beseitigen.The embodiments according to claims 20 to 22 are before seen to when examining on its bottom with a diffraction grating the annoying Influence of the wavelength-dependent position of the higher diffraction eliminate regulations.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:The invention is described below, for example, with the aid of Drawing described; in this shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer optischen Fehler inspektionsvorrichtung, Fig. 1 is a schematic representation of an optical defect inspection device,

Fig. 2 eine stark vereinfachte schematische Ansicht der Fehlerinspektionsvorrichtung nach Fig. 1 in Vorschub richtung des Materials, Fig. 2 is a highly simplified schematic view of the defect inspection apparatus of FIG. 1 in the feed direction of the material,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des von der Diodenzei lenkamera abgegebenen Videosignals im Falle verschie dener im Material befindlicher Fehler, und zwar als Amplituden-Ortsdiagramm, Fig. 3 is a schematic representation of the steering Diodenzei ou output video signal in the case of various properties under Dener material defects, as a local-amplitude diagram,

Fig. 4 eine schematische Ansicht entsprechend Fig. 2, Fig. 4 is a schematic view corresponding to Fig. 2,

Fig. 5 eine Darstellung des Videosignals entsprechend Fig. 3 für einen in Fig. 4 dargestellten Oberflächenfehler, Fig. 5 is a representation of the video signal corresponding to FIG. 3 for a shown in Fig. 4 surface defects,

Fig. 6 eine schematische Ansicht der Fehlerinspektionsvor richtung entsprechend Fig. 2, Fig. 6 is a schematic view of the Fehlerinspektionsvor direction corresponding to Fig. 2,

Fig. 7 eine schematische Darstellung des Videosignals ent sprechend Fig. 3, im Falle eines in Fig. 6 darge stellten Fehlers im zu untersuchenden Material, Fig. 7 is a schematic representation of the video signal accordingly Fig. 3, in the case of a in Fig. 6 Darge introduced error in the material to be examined,

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer anderen opti schen Fehlerinspektionsvorrichtung, Fig. 8 is a schematic illustration of another optical rule defect inspection device,

Fig. 9 eine weitere Darstellung einer optischen Fehler inspektionsvorrichtung mit telezentrischem Strahlen gang, Fig. 9 is a further illustration of an optical defect inspection apparatus with telecentric beam path,

Fig. 10 eine schematische Ansicht einer optischen Fehlerin spektionsvorrichtung nach Fig. 8 oder 9 quer zur Vor schubsrichtung des Materials, Fig. 10 is a schematic view of an optical errors in inspection apparatus of FIG. 8 or 9 transverse to the front of the thrust direction of the material,

Fig. 11 eine dreidimensionale perspektivische Darstellung der Videosignale der in Reflexion arbeitenden Diodenzeilenkamera der optischen Fehlerinspektionsvorrichtung nach Fig. 8 oder 9, Fig. 11 is a three-dimensional perspective view of the video signals of operating in reflection diode line camera of the optical defect inspection apparatus of FIG. 8 or 9,

Fig. 12 eine weitere Ausführungsform einer optischen Fehler inspektionsvorrichtung mit senkrecht auf die Ober fläche des Materials auftreffenden Beleuchtungsstrah len und einem an der Unterseite des Materials ange ordneten Beugungsgitter, Fig. 12 shows a further embodiment of an optical defect inspection apparatus with vertically on the upper surface of the material impinging Beleuchtungsstrah len and attached to the underside of the material associated diffraction grating,

Fig. 13 das von einer Diodenzeilenkamera der Fehlerinspek tionsvorrichtung nach Fig. 12 gelieferte Fehler- Videosignal als Amplituden-Ortsdiagramm bei einem in Fig. 12 dargestellten Oberflächenfehler, Fig. 13, by a diode line camera 12 Fehlerinspek error supplied tion device according to Fig. Video signal as an amplitude locus diagram in a shown in Fig. 12 surface flaws

Fig. 14 ein Blockschaltbild für eine Auswerteelektronik, die bei der mit einer Diodenzeilenkamera in Reflexion arbeitenden Fehlerinspektionsvorrichtung nach Fig. 1 angewendet werden kann, FIG. 14 shows a block diagram for evaluation electronics which can be used in the fault inspection device according to FIG. 1 that works in reflection with a diode line camera, FIG.

Fig. 15 ein Blockschaltbild einer Auswerteelektronik für eine in Reflexion und Transmission arbeitende opti sche Fehlerinspektionsvorrichtung, und Fig. 15 is a block diagram of a transmitter for operating in reflection and transmission opti cal defect inspection device, and

Fig. 16 ein Blockschaltbild einer Auswerteelektronik für eine optische Fehlerüberwachungsvorrichtung nach Fig. 8 oder 9. Fig. 16 is a block diagram of a transmitter for an optical fault monitoring apparatus of FIG. 8 or 9.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander ent sprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.In the different figures of the drawing, one another is ent speaking components with the same reference numerals.

Nach Fig. 1 wird eine Lichtquelle 11 mittels eines Konden sors 12 auf eine Blende 10 abgebildet, die die Eintritts pupille eines Beleuchtungsstrahlengangs bildet. Die Blende 10 wird von einem Hohlspiegelstreifen 13 in ein Objektiv 15 einer Diodenzeilenkamera 16 abgebildet. Bei dieser Abbildung wird der vom Hohlspiegelstreifen 13 kommende Beleuchtungs strahlengang an einem zu untersuchenden, ebenen transparen ten Material 14 endlicher Dicke unter Bildung eines Beleuch tungsstreifens 17 reflektiert, der in der Einfallsebene des Mittenstrahls 18 angeordnet ist und quer zur Vorschubs richtung F des Materials 14 verläuft. Die Diodenzeile 19 der Diodenzeilenkamera 16 ist über eine Ausleseelektronik 20 mit einem Ausgang 21 verbunden, an den eine Auswerteelektronik 50 (Fig. 14-16) anschließbar ist.According to Fig. 1, a light source 11 is imaged onto an aperture 10 by means of a condensate sors 12, the pupil, the entrance forms an illumination beam path. The aperture 10 is imaged by a concave mirror strip 13 into an objective 15 of a diode line camera 16 . In this illustration, the coming from the concave mirror strip 13 illumination is the beam path at a ten to be examined, planar transparen material 14 of finite thickness to form a Ligh ting strip reflects 17, which is arranged in the plane of incidence of the central beam 18 and transverse to the feed direction F of the material 14 extends . The diode array 19 of the diode array camera 16 is connected via a readout electronics 20 to an output 21 , to which an evaluation electronics 50 ( FIGS. 14-16) can be connected.

Die Diodenzeilenkamera 16 ist so angeordnet, daß das Objek tiv 15 eine mit dem Beleuchtungsstreifen 17 im wesentlichen zusammenfallende Inspektionslinie auf die Diodenzeile 19 ab bildet. Um dabei eine scharfe Abbildung zu erreichen, ist die Diodenzeile 19 so unter einem Winkel zur optischen Achse 22 des Objektivs 15 angeordnet, daß sich die Verlängerung der Diodenzeile 19 mit einer Verlängerung des Beleuchtungs streifens 17 bzw. der Inspektionslinie in einem Punkt P schneidet, der in der Objektivebene 23 des Objektivs 15 liegt. Die Objektivebene 23 steht dabei in Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene. Die durch die Diodenzeile 19 und den Be leuchtungsstreifen 17 bzw. die Inspektionslinie gegebene Ebene fällt also mit der durch den Mittenstrahl 18 und eine auf dem Beleuchtungsstreifen 17 stehende Normale zum Mate rial 14 gegebenen Einfallsebene zusammen.The diode line camera 16 is arranged such that the lens 15 forms an inspection line on the diode line 19 which essentially coincides with the lighting strip 17 . In order to achieve a sharp image, the diode line 19 is arranged at an angle to the optical axis 22 of the lens 15 that the extension of the diode line 19 with an extension of the lighting strip 17 or the inspection line intersects at a point P, the lies in the objective plane 23 of the objective 15 . The objective plane 23 is perpendicular to the drawing plane in FIG. 1. The plane given by the diode row 19 and the lighting strip 17 or the inspection line thus coincides with the plane of incidence given by the center beam 18 and a normal to the material 14 standing on the lighting strip 17 .

Unterhalb des transparenten Materials 14 kann eine weitere in Transmission arbeitende Diodenzeilenkamera 16′ angeordnet sein, in deren Objektiv 15′ die Blende 10 ebenfalls abgebil det ist. Die Diodenzeile 19′, die über eine Ausleseschaltung 20′ mit einem Ausgang 21′ verbunden ist, ist so angeordnet, daß sich ihre Verlängerung mit der Verlängerung des Beleuch tungsstreifens 17 bzw. Inspektionslinie im Punkt P schnei det, der in der Objektivebene 23′ des Objektivs 15′ liegt.Below the transparent material 14 , a further diode line camera 16 'operating in transmission can be arranged, in the lens 15 ' of which the aperture 10 is also shown. The diode array 19 ', which is connected via a read-out circuit 20 ' to an output 21 ', is arranged so that its extension with the extension of the lighting strip 17 or inspection line at point P cuts, which in the lens plane 23 ' of the Lens 15 'lies.

Die Funktionsweise der optischen Fehlerinspektionsvorrich tung nach Fig. 1 wird nun im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 7 näher beschrieben. Da anstelle eines im Be reich des Beleuchtungsstreifens 17 konvergenten Beleuch tungsstrahlengangs auch mit einem telezentrischen Strahlen gang gearbeitet werden kann, ist der Übersichtlichkeit hal ber in den Fig. 2, 4 und 6 eine telezentrische Beleuchtung, also eine Beleuchtung mit parallel zueinander verlaufenden Beleuchtungsstrahlen 25 dargestellt. Wie in den Fig. 2, 4 und 6 gezeigt, treffen die einzelnen Beleuchtungsstrahlen 25 jeweils unter einem Winkel α zur Normalen 24 auf die Ober fläche des Materials 14 auf und werden sowohl reflektiert als auch teilweise in das Material 14 hineingebrochen. Die in das Material eingedrungenen Beleuchtungsstrahlen treffen unter einem Winkel β auf die untere Oberfläche des Materials 14 auf, werden dort reflektiert und treten durch die obere Oberfläche des Materials 14 aus, wo sie unter dem Winkel α zur Diodenzeilenkamera 16 gelangen.The operation of the optical error inspection device according to FIG. 1 will now be described in more detail below with reference to FIGS. 2 to 7. Can be as a place in the loading area of the lighting strip 17 convergent Ligh ting beam path with a telecentric beam worked gear, of clarity, hal over in FIGS. 2, 4 and 6, a telecentric illumination, that is an illumination with mutually parallel illumination beam 25 shown . As shown in FIGS. 2, 4 and 6, each illumination beam 25 are respectively incident at an angle α to the normal 24 to the upper surface of the material 14 and are both reflected and partially refracted into the material 14. The illuminating rays that have penetrated into the material strike the lower surface of the material 14 at an angle β, are reflected there and exit through the upper surface of the material 14 , where they reach the diode line camera 16 at the angle α.

Der Übersichtlichkeit halber wurden in den Fig. 2, 4 und 6 einige der reflektierten und transmittierten Strahlen wegge lassen.For the sake of clarity, some of the reflected and transmitted rays have been omitted in FIGS . 2, 4 and 6.

Befindet sich in der Oberfläche des Materials 14 ein Defekt oder Fehler, der absorbierend und/oder streuend sein kann, wie bei I dargestellt, so erfaßt der an der Unterseite des Materials 14 reflektierte Beleuchtungsstrahl 25, der sich in Position 1 befindet, den Fehler I. Gleichzeitig erfaßt auch der in Position 2 befindliche Beleuchtungsstrahl 25 den Fehler I, so daß sowohl das an der Oberseite des Materials 14 reflektierte als auch das in das Material 14 hineinge brochene Licht des in Position 2 befindlichen Beleuchtungs strahls 25 vom Fehler I beeinflußt wird. Es ergibt sich somit ein Fehlersignal A1, das von der Diodenzeilenkamera 16 am Ort des Fehlers I erfaßt wird. Gleichzeitig sieht die Diodenzeilenkamera 16 am Ort I′ der Oberseite des Materials 14 ein vorzugsweise unscharfes Bild des Fehlers I, da der an dieser Stelle normalerweise austretende Beleuchtungsstrahl 25 von Position 2 durch den Fehler I geschwächt ist. Die Unschärfe des Bildes am Ort I′ ergibt sich aus der optischen Wegdifferenz zwischen dem Ort des Fehlers I und dem Ort I′, auf den die Diodenzeilenkamera 16 scharfgestellt ist. Das Licht des in Position 3 befindlichen Beleuchtungsstrahls 25, das am Ort I′ auf die Oberseite des Materials 14 auftrifft, wird dort ungestört reflektiert, so daß sich ein verringer tes Fehlersignal A2 ergibt, das ebenfalls durch den Fehler I hervorgerufen ist.If there is a defect or defect in the surface of the material 14 , which can be absorbing and / or scattering, as shown at I, the illuminating beam 25 reflected on the underside of the material 14 and located in position 1 detects the defect I. . at the same time, the illumination beam 25 located in position 2 detects the error I, so that both the 14 reflected at the top of the material and the hineinge in the material 14 brochene light of the illumination located in position 2 is beam 25 influenced by the error I. This results in an error signal A 1 , which is detected by the diode line camera 16 at the location of the error I. At the same time, the diode line camera 16 sees a preferably blurred image of the error I at the location I 'of the top of the material 14 , since the illuminating beam 25 normally emerging at this point from position 2 is weakened by the error I. The blurring of the image at the location I 'results from the optical path difference between the location of the error I and the location I', on which the diode line camera 16 is focused. The light of the illuminating beam 25 located in position 3 , which strikes the location I 'on the top of the material 14 , is reflected there undisturbed, so that there is a reduced error signal A 2 , which is also caused by the error I.

Aufgrund der Unschärfe ergibt sich am Ort I′ ein verringer tes und verbreitertes Fehlersignal A₂, das mit durchge zogener Linie dargestellt ist. Bei einer Abbildung der In spektionslinie mit großer Schärfentiefe ergibt sich das bei A2 gestrichelt dargestellte Fehlersignal. Es zeigt sich also, daß die Signalverringerungen infolge der Unschärfe und infolge der unterschiedlichen Lichtbeeinflussung durch den Fehler I in der gleichen Richtung wirken.Due to the blurring results at location I 'a reduced and broadened error signal A ₂ , which is shown with a solid line. When mapping the inspection line with a large depth of field, the error signal shown in dashed lines at A 2 results. It can thus be seen that the signal reductions due to the blurring and due to the different light influences due to the error I act in the same direction.

Aus dem Abstand d_I der Fehlersignale A1, A2 läßt sich die Höhe h des Fehlers im Material nach der folgenden Formel bestimmen:The height h of the error in the material can be determined from the distance d _{I of} the error signals A 1 , A 2 using the following formula:

d = 2h · tanβ (1)d = 2h tanβ (1)

β ergibt sich dabei aus dem Brechungsgesetz n₁×sinα=n₂×sinβ.β results from the law of refraction n ₁ × sinα = n ₂ × sinβ.

d ergibt sich dabei unter Berücksichtigung des Abbildungs maßstabs der Diodenzeilenkamera aus der Lage der Fehler signale A1, A2 auf der Diodenzeile 19. Der Abstand d wird zu einem Maximum, wenn sich der Fehler, wie der Fehler I in Fig. 2 an der oberen Oberfläche des Materials 14 befindet. In diesem Fall wird die Höhe h des Fehlers gleich der Material dicke s.d is obtained taking into account the imaging scale of the diode line camera from the position of the error signals A 1 , A 2 on the diode line 19 . The distance d becomes a maximum when the defect, like the defect I in FIG. 2, is on the upper surface of the material 14 . In this case, the height h of the defect becomes the material thickness s.

Der Abstand d wird zu Null, wenn sich der Fehler, wie der Fehler III in Fig. 2, an der unteren Oberfläche des Mate rials 14 befindet. In diesem Fall wird nur der in Position 4 befindliche Beleuchtungsstrahl 25 bei seiner Reflexion an der Unterseite des Materials 14 vom Fehler III beeinflußt. Die Diodenzeile 16 erfaßt somit ein einziges Fehlersignal A5, das der Stelle III′ auf der Oberseite des Materials 14 zugeordnet wird.The distance d becomes zero when the defect, such as the defect III in FIG. 2, is on the lower surface of the material 14 . In this case, only the illuminating beam 25 in position 4 is affected by the error III when it is reflected on the underside of the material 14 . The diode row 16 thus detects a single error signal A 5 , which is assigned to the point III 'on the top of the material 14 .

Befindet sich der Fehler zwischen den Oberflächen des Mate rials 14, wie der Fehler II in Fig. 2, so werden die in Posi tion 3 und 5 befindlichen Beleuchtungsstrahlen 25 einmal vor ihrer Reflexion an der Unterseite des Materials 14 (Beleuch tungsstrahl 25 in Position 3) und einmal nach ihrer Reflexion an der Unterseite des Materials 14 (Beleuchtungs strahl 25 in Position 5) durch den Fehler II beeinflußt. Es ergeben sich somit zwei Fehlersignale A3 und A4, die den Orten II′ und II′′ auf der Oberseite des Materials 14 zugeord net sind. Bei Abbildung mit großer Schärfentiefe sind die beiden Fehlersignale im wesentlichen gleich hoch, wie ge strichelt dargestellt.The error between the surfaces of mate rials 14 as the error II in Fig. 2 is, the tion in Posi 3 and 5 located illumination beam 25 once before they are reflected at the bottom of the material 14 (Ligh ting beam 25 in position 3 ) and once after their reflection on the underside of the material 14 (illumination beam 25 in position 5 ) influenced by the error II. There are thus two error signals A 3 and A 4 , which are assigned to the locations II 'and II''on the top of the material 14 . When imaging with a large depth of field, the two error signals are essentially the same height, as shown in dashed lines.

Befindet sich ein relativ großflächiger Fehler IV im wesent lichen an der oberen Oberfläche des Materials 14, so ergibt sich das in Fig. 5 schematisch dargestellte Fehlersignal A6, das unterschiedliche Signalamplituden aufweist. Die zwischen Position 1 und im wesentlichen Position 3 befindlichen Be leuchtungsstrahlen 25 erfassen den Fehler IV von der Unter seite her, während die zwischen Position 2 und Position 4 befindlichen Beleuchtungsstrahlen 25 den Fehler von der Ober seite her feststellen. Somit ergibt sich im Bereich iv des Fehlersignals A6, der mit dem Ort x des Fehlers IV im Mate rial 14 entspricht, ein höheres Fehlersignal als im Bereich iv′, wo der Fehler nur noch von den zwischen Position 3 und Position 4 befindlichen Beleuchtungsstrahlen von oben her erfaßt wird. Die Länge des zweiten Abschnitts iv′ des Fehler signals A6 entspricht dabei dem Signalabstand d zwischen zwei Einzelfehlersignalen, wie sie bei kleinen Fehlern auf treten. Somit lassen sich große Oberflächenfehler sowohl an einem gestuften Fehlersignal, entsprechend dem Fehlersignal A6, als auch aufgrund der Länge d des zweiten Signalab schnitts als solche erkennen.If there is a relatively large-area error IV on the upper surface of the material 14 , the error signal A 6 shown schematically in FIG. 5 results, which has different signal amplitudes. The Be located between position 1 and position 3 substantially leuchtungsstrahlen 25 detect the fault IV from the lower side, while the illumination beam 25 located between position 2 and position 4 side detect the error from the top. This results in the area iv of the error signal A 6 , which corresponds to the location x of the error IV in the material 14 , a higher error signal than in the area iv ', where the error is only from the illumination beams located between position 3 and position 4 is recorded above. The length of the second section iv 'of the error signal A 6 corresponds to the signal distance d between two individual error signals as they occur with small errors. Thus, large surface defects can be recognized as such both on a stepped error signal, corresponding to the error signal A 6 , and on the basis of the length d of the second signal section.

Erfindungsgemäß kann durch das Auftreten eines Fehlerdoppel impulses A1, A2 bzw. A3, A4 innerhalb des maximal möglichen Abstandes d auf einen Fehler oberhalb der unteren Oberfläche geschlossen werden. Die Feststellung des Doppelimpulses wird erhärtet durch das charakteristische Amplitudenverhältnis A1 zu A2 bzw. A3 zu A4.According to the invention, the occurrence of an error double pulse A 1 , A 2 or A 3 , A 4 within the maximum possible distance d allows a conclusion to be drawn about an error above the lower surface. The determination of the double pulse is confirmed by the characteristic amplitude ratio A 1 to A 2 or A 3 to A 4 .

Die Fehlerauswertung kann in einer an die Diodenzeilenkamera 16 angeschlossene Auswerteelektronik 50 (siehe Fig. 14 bis 16) erfindungsgemäß nach der oben angegebenen Formel (1) vor genommen werden, wobei durch eine einfache Rechenschaltung aus der Größe d und dem bekannten Winkel α (bzw. β) die Fehlerhöhe h bestimmt werden kann.The error evaluation can be carried out according to the invention according to the formula ( 1 ) given above in an evaluation electronics 50 (see FIGS . 14 to 16) connected to the diode line camera 16 , with a simple arithmetic circuit from the quantity d and the known angle α (or β) the level of error h can be determined.

Mit der vergleichsweise einfachen Oberflächeninspektionsvor richtung können unter Umständen bei sehr großflächigen Feh lern und einem sehr geringen Abstand des Fehlers von der unteren Oberfläche Probleme auftreten. Um dem entgegenzuwir ken, kann zweckmäßig auch noch unter dem Material 14 eine Diodenzeilenkamera 16′ angeordnet sein, wie dies in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist.With the comparatively simple surface inspection device, problems can occur in the case of very large errors and a very small distance of the error from the lower surface. In order to counter this, a diode line camera 16 'can also be expediently arranged under the material 14 , as is shown in broken lines in FIG. 1.

In Fig. 6 ist ein Fehler V in einem relativ geringen Abstand h von der unteren Oberfläche des Materials 14 dargestellt. Die in Reflexion arbeitende Diodenzeilenkamera 16 erzeugt hierbei ein Fehlersignal A7, das möglicherweise nur eine geringe Abstufung aufweist, da die Unschärfeunterschiede relativ gering sein können. Die in Fig. 6 nicht dargestellte unterhalb des Materials 14 angeordnete, in Transmission arbeitende Diodenzeilenkamera 16′ erfaßt die durch das Material 14 hindurchgegangenen Beleuchtungsstrahlen 25′, wobei nur die zwischen den in Position 1 und Position 2 befindlichen Beleuchtungsstrahlen auf das Material 14 auftreffenden Beleuchtungsstrahlen 25 durch den Fehler V beeinflußt zur Diodenzeilenkamera 16 gelangen. In Position 3 ist ein derartiger Beleuchtungsstrahl 25 dargestellt, der den Fehler V erfaßt, bevor er zur Unterseite des Materials 14 gelangt. Die in Transmission arbeitende Diodenzeilen kamera 16 erfaßt somit ein Fehlersignal A′₇, das in Fig. 7 zusammen mit dem Fehlersignal A7 der Diodenzeilenkamera 16 dargestellt ist.In FIG. 6, an error V in a relatively small distance h shown by the lower surface of material 14. The diode line camera 16 operating in reflection generates an error signal A 7 , which may have only a slight gradation, since the blur differences can be relatively small. The in Fig. 6, not shown, below the material 14 is arranged, operating by transmission diode line camera 16 'detects the transmitted through the material 14 illumination beam 25', only the incident between the located at position 1 and position 2 the illumination beam on the material 14 the illumination beam 25 influenced by the error V get to the diode line camera 16 . In position 3 such an illumination beam 25 is shown, which detects the error V before it reaches the underside of the material 14 . The diode line camera 16 operating in transmission thus detects an error signal A ' ₇ , which is shown in FIG. 7 together with the error signal A 7 of the diode line camera 16 .

Die Breite b des Fehlersignals A′₇ der in Transmission arbeitenden Diodenzeilenkamera entspricht dabei im wesent lichen dem Fehlerdurchmesser entlang der Inspektionslinie.The width b of the error signal A ' _{7 of} the diode line camera operating in transmission corresponds essentially to the error diameter along the inspection line.

Die Breite d′_V des Fehlersignals A7, das von der in Reflexion arbeitenden Diodenzeilenkamera 16 geliefert wird, entspricht der Summe aus dem Fehlerdurchmesser entlang der Inspektionslinie und der Länge zwischen den Austrittspunkten 3′ und 2′ der in Position 3 bzw. Position 2 befindlichen Beleuchtungsstrahlen 25, die dem Abstand des in Position 2 befindlichen, an der Unterseite des Materials 14 reflektier ten Beleuchtungsstrahls 25 in der jeweiligen Fehlerhöhe h.The width d ' _{V of} the error signal A 7 , which is supplied by the diode line camera 16 operating in reflection, corresponds to the sum of the error diameter along the inspection line and the length between the exit points 3 ' and 2 'of the position 3 or position 2 Illumination beams 25 , the distance of the position 2 , on the underside of the material 14 reflected th illumination beam 25 in the respective error level h.

Die Länge der Differenz der beiden Fehlersignale (d′_V-b) hängt also nur ab vom Einfallswinkel α (bzw. β) der Beleuch tungsstrahlen 25 und von der Fehlerhöhe h im Material 14.The length of the difference between the two error signals (d ' _V -b) thus depends only on the angle of incidence α (or β) of the illumination beams 25 and on the height of error h in the material 14 .

Die Differenz (d′-b) wird 0, wenn der Fehler sich an der unteren Oberfläche des Materials 14 befindet, wenn also h=0 ist. In diesem Fall haben die Fehlersignale A7 und A7′ der beiden Diodenzeilenkameras 16, 16′ die gleiche Breite b. Die Differenz (d′-b) wird maximal, wenn sich der Fehler an der oberen Oberfläche des Materials 14 befindet, wenn also h=s ist. Das Maximum der Differenz hängt von der Dicke s des Materials ab.The difference (d'-b) becomes 0 if the defect is on the lower surface of the material 14 , i.e. if h = 0. In this case, the error signals A 7 and A 7 'of the two diode line cameras 16 , 16 ' have the same width b. The difference (d'-b) becomes maximum if the defect is on the upper surface of the material 14 , that is if h = s. The maximum of the difference depends on the thickness s of the material.

Durch die elektronische Berechnung der Differenz (d′-b) in der Rechenschaltung 31 der Auswerteelektronik 30 kann nun neben der Fehlerbreite b in Richtung der Inspektionslinie auch die Fehlerhöhe h eindeutig bestimmt werden, und zwar nach der Formel:By electronically calculating the difference (d′-b) in the computing circuit 31 of the evaluation electronics 30 , in addition to the error width b in the direction of the inspection line, the error amount h can now be clearly determined, according to the formula:

d′-b = 2h · tanβ (2)d′-b = 2h · tanβ (2)

Dabei läßt sich β wiederum mittels des Brechungsgesetzes aus dem Einfallswinkel α berechnen.Here, β can again be omitted by means of the refraction law calculate the angle of incidence α.

Erfaßt die in Reflexion arbeitende Diodenzeilenkamera 16 ein Fehlerdoppelsignal, so entspricht der Ort x des ersten Teils des Fehlerdoppelsignals im wesentlichen dem Ort eines Fehler signals, das von der in Transmission arbeitenden Diodenzei lenkamera 16′ erfaßt ist. Damit ist auch beim Auftreten von Fehlerdoppelsignalen die Festlegung von d′-b auf ähnliche Weise eindeutig möglich.Detects the diode line camera 16 operating in reflection, an error double signal, so the location x of the first part of the error double signal essentially corresponds to the location of an error signal, which is recorded by the transmission diode diode camera 16 '. Thus, the definition of d'-b is clearly possible in a similar manner even when error double signals occur.

Bei transparentem Material kann auch mit einer mit großer Schärfentiefe arbeitenden Diodenzeilenkamera untersucht werden, wenn gleichzeitig in Reflexion und Transmission gearbeitet wird.In the case of transparent material, one with a large one can also be used Depth of field working diode line camera examined become, if at the same time in reflection and transmission is worked.

Bei unscharfer Beobachtung wird ein Fehler, z.B. der Fehler II in Fig. 2, der als streuender und/oder absorbierender Feh ler angenommen, erscheint also dann, wenn er von dem in Posi tion 5 befindlichen Beleuchtungsstrahl 25 beleuchtet wird, was dem Beobachtungsort II′ entspricht, nur relativ wenig unscharf, während er bei einer Beleuchtung mit dem in Posi tion 3 befindlichen Beleuchtungsstrahl 25, was einem Beobach tungsort II′′ entspricht, deutlich unschärfer als vorher. Auf grund der mehr oder weniger scharfen Abbildung des Fehlers durch die Diodenzeilenkamera 16 ergibt sich eine Änderung in der Fehlersignalamplitude, aus der ebenfalls auf die Höhe des Fehlers innerhalb des zu untersuchenden Materials 14 ge schlossen werden kann. Mittels dieser Unschärfe bedingten Fehlersignal-Amplitudenänderungen läßt sich also ein Kriterium für die einander zuzuordnenden Fehlersignale finden. In the case of fuzzy observation, an error, for example the error II in FIG. 2, which is assumed to be a scattering and / or absorbing error, appears when it is illuminated by the illuminating beam 25 in position 5 , which is the observation location II ' corresponds, only relatively little out of focus, while it is in a lighting with the position 3 in position 3 illumination beam 25 , which corresponds to an observation location II '', significantly less clear than before. Due to the more or less sharp imaging of the error by the diode line camera 16 , there is a change in the error signal amplitude, from which the level of the error within the material to be examined 14 can also be inferred. By means of this blurring-induced error signal amplitude changes, a criterion for the error signals to be assigned to one another can be found.

Bei zu untersuchenden Materialien, die auf der Unterseite nahezu lichtundurchlässig verspiegelt sind, so daß mit einer zusätzlichen, in Transmission arbeitenden Diodenzeilenkamera nicht gearbeitet werden kann, um die Fehlerlagen eindeutig zu bestimmen, läßt sich für einen im Material vorliegenden großen Fehler, der z.B. als Fehler V in Fig. 6 dargestellt ist, das gestufte Fehlersignal erzeugen. Aus der Länge der Stufe läßt sich dann wiederum der Abstand d der beiden in unterschiedlichen Ebenen beobachteten Bildern des Fehlers ermitteln, um die Fehlerhöhe eindeutig zu bestimmen. Dabei liefert die Unschärfe bedingte Amplitudenänderung im Fehler signal ein weiteres Maß für die Höhe des Fehlers im Mate rial.In the case of materials to be examined, which are almost opaque on the underside, so that it is not possible to work with an additional diode-line camera working in transmission in order to clearly determine the fault locations, a major fault in the material can be identified as a fault, for example V shown in Fig. 6 generate the stepped error signal. The distance d between the two images of the error observed in different planes can then be determined from the length of the step in order to clearly determine the error level. The blurring-related amplitude change in the error signal provides a further measure of the amount of error in the material.

Ist das Verhältnis der beiden in einem Fehlersignal vorkom menden Signalamplituden gleich einem Maximalwert, so befin det sich der beobachtete Fehler an der oberen Oberfläche des Materials 14 und wird demzufolge einmal scharf und einmal völlig unscharf beobachtet. Tritt andererseits in einem unscharf beobachteten Fehlersignal keine Änderung der Fehler signalamplitude auf, so befindet sich der Fehler an der unte ren Oberfläche des Materials 14 und wird mit einer mittleren Unschärfe beobachtet.If the ratio of the two signal amplitudes occurring in an error signal is equal to a maximum value, the observed error is located on the upper surface of the material 14 and is consequently observed once sharply and once completely unsharp. On the other hand, if there is no change in the error signal amplitude in an unsharp observed error signal, the error is on the lower surface of the material 14 and is observed with a medium degree of blurring.

Die in Fig. 8 gezeigte optische Fehlerinspektionsvorrichtung besitzt eine Lichtquelle 11, die über einen als Kondensor 12′ dienenden Hohlspiegelstreifen auf eine Blende 10 abgebil det wird. Die Blende 10 wird von einem weiteren Hohlspiegel 13 über einen Umlenkspiegel 26 und das Material 14 in ein Objektiv 15 einer Diodenzeilenkamera 16 abgebildet, wobei die Beleuchtungsstrahlen 25, die auf dem Material einen Beleuchtungsstreifen 17 bilden, vom Material 14 zum Objektiv 15 hin reflektiert werden.The optical error inspection device shown in FIG. 8 has a light source 11 which is imaged on a diaphragm 10 via a concave mirror strip serving as a condenser 12 '. The diaphragm 10 is imaged by a further concave mirror 13 via a deflecting mirror 26 and the material 14 into a lens 15 of a diode line camera 16 , the illuminating rays 25 , which form an illumination strip 17 on the material, being reflected by the material 14 towards the lens 15 .

Unterhalb des Materials 14 kann wiederum eine zweite, in Transmission arbeitende Diodenzeilenkamera 16′ vorgesehen sein.Below the material 14 , in turn, a second diode line camera 16 'operating in transmission can be provided.

Die von den einzelnen Beleuchtungsstrahlen 25 gebildete Be leuchtungsebene schließt mit einer Normalen 24 zur Material oberfläche einen Winkel α ein. Die Beleuchtungsstrahlen 25 sind somit in einer senkrecht zum Beleuchtungsstreifen 17 stehenden Ebene geneigt.The Be formed by each illumination beam 25 leuchtungsebene includes with a normal 24 to the surface of the material an angle α a. The illuminating beams 25 are thus inclined in a plane perpendicular to the illuminating strip 17 .

Das Objektiv 15 der Diodenzeilenkamera 16 bildet wiederum den Beleuchtungsstreifen 17 bzw. eine in dessen Bereich lie gende Inspektionslinie auf die Diodenzeile 19 der Diodenzei lenkamera 16 ab. Dabei ist die Diodenzeile 19 parallel zum Beleuchtungsstreifen 17 und senkrecht zur optischen Achse des Objektivs 15 angeordnet.The lens 15 of the diode line camera 16 in turn forms the illumination strip 17 or an inspection line lying in its area on the diode line 19 of the diode line camera 16 . The diode array 19 is arranged parallel to the lighting strip 17 and perpendicular to the optical axis of the objective 15 .

Die in Fig. 9 gezeigte Fehlerinspektionsvorrichtung weist eine lineare Lichtquelle 11 auf, die eine Blende 10 beleuch tet. Die Blende 10 wird von einem ersten Hohlspiegelstreifen 13′ nach Unendlich abgebildet, wobei der Beleuchtungsstrah lengang zwischen der Blende 10 und dem ersten Hohlspiegel streifen 13 durch zwei Umlenkspiegel 27, 28 aufgefaltet ist.The fault inspection device shown in FIG. 9 has a linear light source 11 which illuminates an aperture 10 . The aperture 10 is imaged by a first concave mirror strip 13 'to infinity, with the illuminating beam lengang between the aperture 10 and the first concave mirror strip 13 being unfolded by two deflecting mirrors 27 , 28 .

Die von dem ersten Hohlspiegelstreifen 13′ kommenden zuein ander parallelen Beleuchtungsstrahlen 25 treffen in einem Beleuchtungsstreifen 17 auf das zu inspizierende Material 14 auf und werden von diesem auf einen zweiten Hohlspiegelstrei fen 13′′ reflektiert, der die Blende 10 über einen weiteren Umlenkspiegel 28′ in ein Objektiv 15 einer Diodenzeilen kamera 16 abbildet. Die Diodenzeilenkamera ist wiederum so angeordnet, daß ihr Objektiv den Beleuchtungsstreifen 17 auf die Diodenzeile 19 abbildet, die senkrecht zur optischen Achse des Objektivs 15 steht.The coming from the first concave mirror strip 13 'coming to each other parallel illuminating beams 25 meet in an illuminating strip 17 on the material 14 to be inspected and are reflected by this onto a second concave mirror strip 13 '', which the aperture 10 via a further deflecting mirror 28 ' in a lens 15 of a diode array camera 16 images. The diode line camera is in turn arranged in such a way that its lens images the lighting strip 17 onto the diode line 19 , which is perpendicular to the optical axis of the lens 15 .

Die Funktion der in Fig. 8 oder 9 dargestellten Fehlerinspek tionsvorrichtung wird anhand der Fig. 10 und 11 näher erläu tert.The function of the error inspection device shown in FIG. 8 or 9 will be explained in more detail with reference to FIGS . 10 and 11.

Wie Fig. 10 zeigt, treffen die Beleuchtungsstrahlen 25 unter einem Winkel α auf die Oberseite des Materials 14 auf und bilden dort einen Beleuchtungsstreifen 17, der senkrecht zur Vorschubsrichtung F des Materials 14 eine Breite B besitzt, die so gewählt ist, daß eine vom Objektiv 15 auf die Dioden zeile 19 abgebildete Inspektionslinie 29 auf der Oberseite des Materials 14 von einem Teil der Beleuchtungsstrahlen 25 im Auflicht, also von oben, und von einem anderen Teil der Beleuchtungsstrahlen 25 im Durchlicht, also von unten, be leuchtet ist. Die Breite B_I der Inspektionslinie 29 wird dabei durch die Größe der Dioden der Diodenzeile 19 und den Abbildungsmaßstab des Objektivs 15 der Diodenzeilenkamera 16 bestimmt.As shown in FIG. 10, the illuminating beams 25 strike the upper side of the material 14 at an angle α and form an illuminating strip 17 there , which has a width B perpendicular to the feed direction F of the material 14 , which is chosen such that one is from the lens 15 on the diode line 19 shown inspection line 29 on the top of the material 14 from part of the illumination beams 25 in incident light, that is from above, and from another part of the illumination beams 25 in transmitted light, that is from below, be illuminated. The width B _{I of} the inspection line 29 is determined by the size of the diodes of the diode line 19 and the image scale of the objective 15 of the diode line camera 16 .

Erreicht ein Fehler, der z.B. an der Oberseite des Materials 14 vorliegen kann und eine streuende und/oder absorbierende Charakteristik aufweist, die Position I1 in Fig. 10, so wird der Fehler von dem Teil der Beleuchtungsstrahlen 25 erfaßt, die den Inspektionsstreifen 29 von unten her beleuchten. Da mit erfaßt die Diodenzeilenkamera den Fehler in zeitlich auf einanderfolgenden Schritten, in denen die Diodenzeile 19 je weils ausgelesen wird. Dies ist in Fig. 11 durch die Fehler signalverteilung A₁ dargestellt.If an error, which may be present on the upper side of the material 14 and has a scattering and / or absorbing characteristic, reaches the position I 1 in FIG. 10, then the error is detected by the part of the illuminating rays 25 which the inspection strip 29 of illuminate from below. Since with the diode line camera detects the error in time in successive steps in which the diode line 19 is read out each time. This is shown in Fig. 11 by the error signal distribution A ₁ .

Erreicht der Fehler die Position I2, so werden die den Inspektionsstreifen beleuchtenden Beleuchtungsstrahlen 25 durch ihn nicht beeinflußt, so daß die Diodenzeilenkamera 16 kein Fehlersignal erfaßt.If the error reaches position I 2 , then the illuminating beams 25 illuminating the inspection strip are not influenced by it, so that the diode line camera 16 does not detect an error signal.

Sobald der Fehler die Position I3 erreicht hat, in der der Fehler unmittelbar unter dem Inspektionsstreifen 29 liegt, wird sowohl der den Inspektionsstreifen 29 von vorne als auch der diesen von hinten beleuchtende Beleuchtungsstrahl 25 durch den Fehler beeinflußt, wodurch sich ein Fehler signal A2 mit höherer Amplitude ergibt, wie in Fig. 11 darge stellt.As soon as the error has reached position I 3 , in which the error lies directly under the inspection strip 29 , both the inspection strip 29 from the front and the illumination beam 25 illuminating it from behind are influenced by the error, as a result of which an error signal A 2 with higher amplitude results, as shown in Fig. 11 Darge.

Die Bestimmung der Höhe des Fehlers im Material 14 erfolgt wiederum wie oben beschrieben.The determination of the level of the defect in the material 14 is again carried out as described above.

Wird bei den anhand von Fig. 8 und 9 beschriebenen Fehler inspektionsvorrichtungen mit einer Diodenzeilenkamera 16 gearbeitet, die eine große Schärfentiefe aufweist, so wird der Fehler beide Male scharf erfaßt, so daß das Amplituden verhältnis der beiden Teile des Fehlerdoppelsignals nur durch die unterschiedliche Beeinflussung der Beleuchtungs strahlen 25 in den Positionen I1 und I3 bestimmt ist. Wird jedoch eine Diodenzeilenkamera 16 mit geringer Tiefenschärfe verwendet, so wird der erste Teil A1 des Fehlerdoppelimpul ses zusätzlich durch die unscharfe Beobachtung mit der Diodenzeilenkamera 16 in seiner Amplitude verringert. Auch hierbei erfolgt die Auswertung wie oben beschrieben.If the inspection devices described with reference to FIGS . 8 and 9 work with a diode line camera 16 which has a large depth of field, the error is detected sharply both times, so that the amplitude ratio of the two parts of the double error signal is influenced only by the different effects of the Illumination rays 25 in positions I 1 and I 3 is determined. However, if a diode line camera 16 with a shallow depth of field is used, the first part A 1 of the error double pulse is additionally reduced in its amplitude by the blurred observation with the diode line camera 16 . Here, too, the evaluation is carried out as described above.

Anstelle des beschriebenen Beleuchtungsstreifens 17 mit rela tiv großer Breite kann auch ein Beleuchtungsstreifen verwen det werden, der eine relativ schmale Breite B′ aufweist, die im wesentlichen gleich der Breite BI des Inspektionsstrei fens ist. In diesem Fall muß der Beleuchtungsstreifen 17 so parallel zum Inspektionsstreifen 29 entgegen der Vorschub richtung F des Materials 14 versetzt sein, daß das in das Material hineingebrochene und an der Unterseite reflektierte Licht den Inspektionsstreifen 29 von hinten beleuchtet. Bei einer derartigen Anordnung treten Änderungen in der Fehler signalamplitude eines Doppelfehlersignals nur bei unscharfer Beobachtung, also bei Beobachtung mit großer Apertur, auf.Instead of the described lighting strip 17 with a relatively large width, a lighting strip can also be used which has a relatively narrow width B ', which is essentially equal to the width BI of the inspection strip. In this case, the lighting strip 17 must be offset parallel to the inspection strip 29 against the feed direction F of the material 14 in such a way that the light broken into the material and reflected on the underside illuminates the inspection strip 29 from behind. With such an arrangement, changes in the error signal amplitude of a double error signal occur only when the observation is fuzzy, that is to say when observed with a large aperture.

Obwohl die Erfindung in bezug auf eine Fehlerinspektion mit einer Diodenzeilenkamera beschrieben wurde, kann auch eine Matrixkamera verwendet werden, mit der eine Inspektionsflä che auf dem zu inspizierenden Material 14 erfaßt werden kann. Anstelle eines Beleuchtungsstreifens muß dann ein ent sprechender Beleuchtungsbereich ausgeleuchtet werden.Although the invention has been described with reference to a fault inspection with a diode line camera, a matrix camera can also be used with which an inspection surface on the material 14 to be inspected can be detected. Instead of a lighting strip, a corresponding lighting area must then be illuminated.

Wird eine Matrixkamera bei der erfindungsgemäßen Fehlerin spektionsvorrichtung verwendet, so muß bei der Auswertung berücksichtigt werden, daß eine Signalverdoppelung oder -ver breiterung nur in der Richtung auftreten kann, die durch die zueinander parallelen Schnittgeraden der Einfallsebenen der einzelnen Beleuchtungsstrahlen 25 mit der Materialebene ge geben ist. Hierbei muß stets die Photoempfängermatrix so gegen die optische Achse des Objektivs geneigt sein, daß die Ebene der Photoempfängermatrix, die Mittelebene des Objek tivs und die Ebene der Materialoberfläche sich in einer Geraden schneiden.If a matrix camera is used in the error inspection device according to the invention, it must be taken into account in the evaluation that a signal doubling or broadening can only occur in the direction given by the mutually parallel intersection lines of the planes of incidence of the individual illumination beams 25 with the material plane . Here, the photoreceptor matrix must always be inclined against the optical axis of the lens in such a way that the plane of the photoreceiver matrix, the central plane of the lens and the plane of the material surface intersect in a straight line.

Fig. 12 zeigt rein schematisch die Anwendung der Erfindung bei einer Fehlerinspektionsvorrichtung, die für ein trans parentes Material 14 gedacht ist, auf dessen Unterseite ein Beugungsgitter 32 vorgesehen ist. Fig. 12 shows purely schematically the application of the invention to a defect inspection device, which is intended for a transparent parent material 14 , on the underside of which a diffraction grating 32 is provided.

Die von einer in Fig. 12 nicht dargestellten Beleuchtungsan ordnung erzeugten Beleuchtungsstrahlen bilden einen zur Zei chenebene parallelen Beleuchtungsstreifen 17, der quer zur Vorschubrichtung (senkrecht zur Zeichenebene) des Materials 14 verläuft.The illumination beams generated by a lighting arrangement not shown in FIG. 12 form an illumination strip 17 parallel to the plane of the drawing, which extends transversely to the direction of advance (perpendicular to the plane of the drawing) of the material 14 .

Die im wesentlichen senkrecht auf das Material 14 auftreffen den Beleuchtungsstrahlen 25 werden an der Unterseite des Materials 14 reflektiert und gleichzeitig vom Beugungsgitter 32 so gebeugt, daß die an der Unterseite reflektierten Be leuchtungsstrahlen im Material 14 mit den einfallenden Be leuchtungsstrahlen einen Winkel γ einschließen. The incident substantially perpendicular to the material 14, the illuminating rays 25 are reflected on the underside of the material 14 and at the same time diffracted by the diffraction grating 32 so that the illuminating rays reflected on the underside include an angle γ in the material 14 with the incident illuminating rays.

Die Diodenzeilenkamera 16 ist nun so angeordnet, daß sie nur das in eine Beugungsordnung, z.B. in die erste Beugungsord nung gebeugte Licht empfängt. Dabei ist wiederum darauf zu achten, daß sich die Verlängerung der Diodenzeile 19 mit der Verlängerung des Beleuchtungsstreifens 17 in einem Punkt schneidet, der in der Ebene des Objektivs 15 liegt.The diode line camera 16 is now arranged so that it receives only the light diffracted into a diffraction order, for example into the first diffraction order. It must again be ensured that the extension of the diode row 19 intersects with the extension of the lighting strip 17 at a point that lies in the plane of the lens 15 .

Wie Fig. 12 zu entnehmen ist, wird ein Fehler I, der sich z.B. in der Höhe h nahe der Oberseite des Materials 14 be findet, sowohl von dem in Position 1 befindlichen als auch von dem in Position 2 befindlichen Beleuchtungsstrahl 25 er faßt, so daß die Diodenzeilenkamera 16 das in Fig. 13 sche matisch dargestellte Video-Fehlersignal liefert.As can be seen in FIG. 12, an error I, which is found, for example, in the height h near the top of the material 14 , is detected by both the position 1 and the position 2 illumination beam 25 , so it is that the diode line camera 16 supplies the video error signal shown in FIG. 13.

Da die Diodenzeilenkamera 16 nur zurückgebeugtes Licht empfängt, erscheinen beide Fehlersignale im Videosignal mit gleicher Amplitude. Auch die Breite der beiden Fehlersignale ist nahezu gleich, sie entspricht dabei im wesentlichen dem Durchmesser des Fehlers entlang der Inspektionslinie bzw. des Beleuchtungsstreifens 17.Since the diode line camera 16 only receives back-bent light, both error signals appear in the video signal with the same amplitude. The width of the two error signals is also almost the same, it essentially corresponds to the diameter of the error along the inspection line or the lighting strip 17 .

Der Abstand d der beiden Fehlersignale, also der Abstand der Fehlersignalmaxima hängt nur vom Beugungswinkel γ und von der Fehlerhöhe h im Material 14 ab. Für den Winkel γ gilt dabei die GleichungThe distance d between the two error signals, that is to say the distance between the error signal maxima, depends only on the diffraction angle γ and on the error height h in the material 14 . The equation applies to the angle γ

a · sinγ = m · λ (3)a · sinγ = m · λ (3)

Darin bedeutet m die Nummer der empfangenen Beugungsordnung, λ die Wellenlänge des verwendeten Lichts und a den Gitterab stand.Where m means the number of the diffraction order received, λ the wavelength of the light used and a the grating ab was standing.

Aus dem Abstand d der Fehlersignale A1, A2 in Fig. 13 läßt sich die Fehlerhöhe nach der folgenden Formel berechnen:The error level can be calculated from the distance d between the error signals A 1 , A 2 in FIG. 13 using the following formula:

d = h · tanγ (4)d = htanγ (4)

Der in in Fig. 12 und 13 dargestellte Abstand d führt zu einem Maximum für h=s. Dieser Abstand d wird zu 0 für h=0, also für Fehler, die an der Unterseite des Materials 14 vor liegen.The distance d shown in FIGS. 12 and 13 leads to a maximum for h = s. This distance d becomes 0 for h = 0, that is to say for defects which are on the underside of the material 14 .

Die Feststellung des Fehlerdoppelsignals ist hier besonders deutlich durch die gleichen Amplituden beider Einzelsignale, durch die gemeinsame Fehlersignalbreite b und durch das Auf treten des Fehlerdoppelsignals innerhalb eines maximalen Ab standes, der durch die Dicke s des Materials 14 und den Beu gungswinkel γ gegeben ist.The detection of the double error signal is particularly clear here by the same amplitudes of the two individual signals, by the common error signal width b and by the occurrence of the double error signal within a maximum distance, which is given by the thickness s of the material 14 and the diffraction angle γ.

Aus dem Abstand d kann auf die Höhe h des Fehlers über der unteren Oberfläche des Materials 14 geschlossen werden.From the distance d, the height h of the defect above the lower surface of the material 14 can be concluded.

Da der Beugungswinkel γ außer vom Gitterabstand a auch von der Wellenlänge λ des verwendeten Lichts abhängt, ist es zweckmäßig, für die anhand von Fig. 12 beschriebene Fehler inspektionsvorrichtung als Lichtquelle eine Halogenlampe zu verwenden, aus deren Spektrum eine für die Fehlerinspektion vorgesehene Wellenlänge mittels eines Filters herausgefil tert wird, das z.B. vor dem Objektiv 15 der Diodenzeilen kamera 16 angeordnet ist.Since the diffraction angle γ depends not only on the grating spacing a but also on the wavelength λ of the light used, it is expedient to use a halogen lamp as the light source for the error inspection device described with reference to FIG. 12, from the spectrum of which a wavelength intended for error inspection by means of a Filters is filtered out, which is arranged for example in front of the lens 15 of the diode array camera 16 .

Es kann jedoch auch jede andere geeignete monochromatische Beleuchtungsanordnung verwendet werden, z.B. kann die Blende 12 mittels eines Monochromators oder eines entsprechend auf geweiteten Laserstrahls beleuchtet werden.However, any other suitable monochromatic lighting arrangement can also be used, for example the diaphragm 12 can be illuminated by means of a monochromator or a correspondingly widened laser beam.

Fig. 14 zeigt ein Blockschaltbild für die Auswertung der von der Reflexion arbeitenden Diodenzeilenkamera 16 nach Fig. 1 abgegebenen elektrischen Signale in einer Auswerteelektronik 50, die an die Ausleseschaltung 20 der Diodenzeilenkamera 16 angeschlossen ist. FIG. 14 shows a block circuit diagram for the evaluation of the diode line camera 16 according to FIG. 1 that operates from the reflection, in an electronic evaluation unit 50 , which is connected to the readout circuit 20 of the diode line camera 16 .

Die Ausleseschaltung 20 ist über einen Hochpaß 28 zur Extrak tion von Fehlerimpulsen und zur Datenreduktion an einen nor malen Video-Auswerteausgang 29 angeschlossen. Der Ausgang des Hochpaßfilters 28 liegt außerdem an einem Bandpaßfilter 30, dessen Frequenzumfang auf die größte zugelassene Fre quenz abgestimmt ist, die einem kürzesten Fehlersignal ent spricht, das durch die Breite der Dioden der Diodenzeile 19 und durch die Auslesegeschwindigkeit der in der Diodenzeile 19 erfaßten Signale gegeben ist. Das Bandpaßfilter 30 be stimmt weiter die kleinste zugelassene Frequenz, die einem möglichen Doppelsignal mit größtmöglichen Signal- bzw. Impulsabstand entspricht. Außerdem besorgt das Bandpaßfilter 30 eine weitere Datenreduktion.The read-out circuit 20 is connected via a high-pass filter 28 for the extraction of error pulses and for data reduction to a normal video evaluation output 29 . The output of the high-pass filter 28 is also due to a band-pass filter 30 , the frequency range of which is tuned to the largest permitted frequency, which speaks a shortest error signal corresponding to the width of the diodes of the diode array 19 and the readout speed of the signals detected in the diode array 19 given is. The bandpass filter 30 further determines the smallest permitted frequency, which corresponds to a possible double signal with the largest possible signal or pulse spacing. In addition, the bandpass filter 30 provides further data reduction.

Dem Bandpaßfilter 30 folgt eine erste Auswertestufe 31, die der Bestimmung der Impulsamplituden sowie der Kontrolle der Amplitudenverhältnisse aufeinanderfolgender Impulse zwecks Datenreduktion dient. Weiter erfolgt hier die Bestimmung der Zählabstände von Doppelimpulsen mit Hilfe eines DA-Impulses (line clock) und des internen Rechentaktes. Die Zählabstände der Doppelimpulse entsprechen dabei den Ortsabständen auf der Inspektionslinie bzw. in der Diodenzeile.The bandpass filter 30 is followed by a first evaluation stage 31 , which is used to determine the pulse amplitudes and to control the amplitude ratios of successive pulses for the purpose of data reduction. The counting intervals of double pulses are also determined here with the help of a DA pulse (line clock) and the internal computing clock. The counting intervals of the double pulses correspond to the spatial distances on the inspection line or in the diode row.

Der DA-Impuls wird beispielsweise von der Ausleseelektronik 20 zu Beginn jedes Auslesens des Inhalts der Diodenzeile er zeugt. Es handelt sich hier also um das Startsignal für eine interne Zählung der von den einzelnen Photoempfängern oder Pixeln einer Diodenzeile, z.B. einer CCD-Zeile, gelieferten Signale. Durch die Zählung der Pixel kann also die Lage der jenigen Pixel bestimmt werden, deren Fehlersignalamplituden einen Schwellenwert überschreiten, so daß auf diese Weise eine Bestimmung der Fehlerlage erfolgt. The DA pulse is generated, for example, by the readout electronics 20 at the beginning of each readout of the content of the diode row. It is therefore the start signal for an internal counting of the signals supplied by the individual photo receivers or pixels of a diode line, for example a CCD line. By counting the pixels, the position of those pixels whose error signal amplitudes exceed a threshold value can thus be determined, so that the error position is determined in this way.

Außerdem erfolgt in der ersten Auswertestufe die Bestimmung von d nach einer Tabelle programmierter, endlich vieler sinnvoller d-Werte.In addition, the determination is made in the first evaluation stage from d programmed according to a table, finally many sensible d-values.

Der Ausgang der ersten Auswertestufe 31 wird einer zweiten Auswertestufe 32 zugeführt, in welcher entschieden wird, ob D kleiner oder gleich D_max ist. Im Falle, daß diese Beziehung verneint wird, erfolgt die Videoauswertung zweier Einzelimpulse am Ausgang 34a. Wird die Beziehung bejaht, bedeutet dies, daß ein Doppelimpuls vorliegt. Ein entspre chendes JA-Signal wird an eine Zuordnungsstufe 33 gegeben, in der die Zuordnung des h-Wertes zu dem d-Wert nach Tabelle erfolgt. Die Zuordnungsstufe 33 stellt eine dritte Auswerte stufe dar. Am Ausgang 34 wird der h-Wert für die Fehler- Klassifikation ausgewertet.The output of the first evaluation stage 31 is fed to a second evaluation stage 32 , in which a decision is made as to whether D is less than or equal to D _max . In the event that this relationship is denied, the video evaluation of two individual pulses takes place at the output 34 a. If the relationship is affirmed, this means that there is a double pulse. A corresponding YES signal is given to an assignment stage 33 , in which the assignment of the h value to the d value takes place according to the table. The assignment stage 33 represents a third evaluation stage. The h value for the error classification is evaluated at the output 34 .

Die Auswerteelektronik 50 besteht also im wesentlichen aus den drei hintereinandergeschalteten Auswertestufen 31, 32, 33.The evaluation electronics 50 thus essentially consist of the three evaluation stages 31 , 32 , 33 connected in series .

Fig. 15 zeigt eine Auswerteschaltung 50 für eine Ausführungs form der Erfindung, bei der sowohl eine in Reflexion als auch eine in Transmission arbeitende Diodenzeilenkamera 16 bzw. 16′ verwendet wird. Die Ausleseschaltung 20 der in Reflexion arbeitenden und die Ausleseschaltung 20′ der in Transmission arbeitenden Diodenzeilenkamera 16, 16′ sind nach Fig. 15 jeweils an ein Hochpaßfilter 35, 36 angeschlos sen, die an eine normale Videoauswertung 37, 38 angelegt sind. Weiter sind die Ausgänge der Hochpaßfilter 35, 36 an Bandpaßfilter 39, 40 angelegt. Fig. 15 shows an evaluation circuit 50 for an embodiment of the invention, in which both a reflection and a transmission diode diode camera 16 or 16 'is used. The read-out circuit 20 of the one operating in reflection and the read-out circuit 20 'of the diode line camera 16 , 16 ' working in transmission are each shown in FIG. 15 to a high-pass filter 35 , 36 , which are applied to a normal video evaluation 37 , 38 . Furthermore, the outputs of the high-pass filters 35 , 36 are applied to band-pass filters 39 , 40 .

Die Hochpaßfilter 35, 36 dienen der Extraktion von Fehler impulsen und der Datenreduktion. In den Bandpaßfiltern 39, 40 entspricht die größte zugelassene Frequenz einem kürzesten Fehlersignal, also einem von einer einzelnen Diode einer Diodenzeile 19 erzeugten Fehlersignal, und die kleinste zugelassene Frequenz dem längsten Fehlersignal, für das eine h-Bestimmung sinnvoll ist. Auf diese Weise wird die Anzahl der weitergeleiteten Daten erheblich reduziert.The high-pass filter 35 , 36 serve for the extraction of error pulses and the data reduction. In the bandpass filters 39 , 40 , the largest permitted frequency corresponds to a shortest error signal, that is to say an error signal generated by a single diode of a diode row 19 , and the smallest approved frequency corresponds to the longest error signal for which an h determination is useful. This significantly reduces the number of data forwarded.

Die Ausgänge der Bandpaßfilter 39, 40 sind an eine erste Auswertestufe 41 angelegt, der auch ein DA-Impuls zur Fest legung des Beginns jedes Auslesezyklus aus der Diodenzeile 19 zugeführt ist (line clock). In der ersten Auswertestufe erfolgt der Vergleich der Fehlerimpulse beider Empfänger und die Bestimmung der Größe (d′-b), wobei vom Auftreten zähl gleicher, also von demselben Ort zugeordneten Fehlerimpuls anfängen ausgegangen wird. Die Feststellung der Zählwerte der Impulsanfänge erfolgt mittels Amplitudenschwellen.The outputs of the band-pass filter 39 , 40 are applied to a first evaluation stage 41 , which is also supplied with a DA pulse for determining the beginning of each readout cycle from the diode row 19 (line clock). In the first evaluation stage, the error pulses of both receivers are compared and the size (d′-b) is determined, starting from the occurrence of the same number of error pulses that are assigned to the same location. The counting values of the pulse starts are determined by means of amplitude thresholds.

Sind zwei zählgleiche Impulsanfänge in den von den Auswerte elektroniken 20, 20′ aus den Diodenzeilen 19, 19′ ausgelese nen Signalen gefunden worden, so werden im Signal von der Diodenzeile 19 alle Fehlerereignisse bis zum nächsten zähl gleichen Impulsanfang als ein Fehlersignal betrachtet. Daraus wird dann der Wert (d′-b) gebildet.If two identical pulse starts in the electronics 20 , 20 'from the diode rows 19 , 19 ' read signals have been found, then in the signal from the diode row 19 all error events are counted as an error signal until the next counting of the same pulse start. The value (d′-b) is then formed from this.

Der Ausgang der ersten Auswertestufe 41 wird an eine zweite Auswertestufe 42 angelegt, in der die Zuordnung von h-Werten zu (d′-b)-Werten nach Tabelle erfolgt.The output of the first evaluation stage 41 is applied to a second evaluation stage 42 , in which the assignment of h values to (d′-b) values takes place according to the table.

Am Ausgang der zweiten Auswertestufe 42 erfolgt die Berück sichtigung des h-Wertes für die Fehler-Klassifikation.At the output of the second evaluation stage 42 , the h value is taken into account for the error classification.

Das Ausgangssignal der Ausführungsform nach Fig. 10 kann mittels eines Blockschaltbildes nach Fig. 16 ausgewertet werden.The output signal of the embodiment according to FIG. 10 can be evaluated by means of a block diagram according to FIG. 16.

Das Ausgangssignal der Ausleseschaltung 20 wird über ein rekursives Filter 43 zum einen der normalen Videoauswertung 44 und zum anderen einem Längskorrelator 45 mit Bandpaß charakter zugeführt, dem auch der DA-Impuls zur Festlegung des Beginns jedes Auslesezyklus zugeführt ist (line clock). Der Längskorrelator registriert und korreliert Fehlerimpul se, die bei nacheinander erfolgtem Auslesen, was nacheinan der erfolgten Abtastungen entspricht, mit demselben Zählwert bzw. zum selben Zeitpunkt während des Auslesens bzw. der Abtastung auftreten, die also von denselben Pixeln der CCD-Zeile erzeugt werden, also Fehlersignale von Defekten oder Fehlern in Materialvorschubrichtung. Die größte zugelassene Frequenz entspricht einem Fehlersignal während eines Auslesens. Die kleinste zugelassene Frequenz des Längskorrelators entspricht der Abtastlinienzahl eines möglichen Doppelsignals mit größtmöglichem Impulsabstand. Die Datenmenge wird durch den Längskorrelator 45 mit Bandpaß charakter wesentlich reduziert.The output signal of the readout circuit 20 is fed via a recursive filter 43 to the normal video evaluation 44 and to the other a longitudinal correlator 45 with bandpass character, which is also supplied with the DA pulse for determining the start of each readout cycle (line clock). The longitudinal correlator registers and correlates error pulses which occur when reading out successively, which corresponds to the successive scans, with the same count value or at the same time during reading out or scanning, which are therefore generated by the same pixels of the CCD line, So error signals from defects or errors in the material feed direction. The largest permitted frequency corresponds to an error signal during a readout. The smallest permitted frequency of the longitudinal correlator corresponds to the number of scanning lines of a possible double signal with the largest possible pulse spacing. The amount of data is significantly reduced by the longitudinal correlator 45 with bandpass character.

An den Längskorrelator 45 ist eine erste Auswertestufe 46 angeschlossen, in der mögliche Doppelimpulse erkannt und extrahiert werden. Es erfolgt die Bestimmung der Amplituden und die Kontrolle des Amplitudenverhältnisses. Die Bestim mung von d erfolgt nach Tabelle. Es erfolgt eine Entschei dung, ob die Beziehung d d_max erfüllt ist oder nicht. Ist die Bedingung nicht erfüllt, so erscheint an einem Ausgang 47 ein Signal, welches die Videoauswertung zweier Ein zelimpulse auslöst.A first evaluation stage 46 is connected to the longitudinal correlator 45 , in which possible double pulses are recognized and extracted. The amplitudes are determined and the amplitude ratio is checked. D is determined according to the table. A decision is made as to whether the relationship dd _{max is} fulfilled or not. If the condition is not met, a signal appears at an output 47 , which triggers the video evaluation of two individual pulses.

Ist die Bedingung erfüllt, so wird über einen Ausgang 48 ein JA-Signal abgegeben, und in einer zweiten Auswertestufe 49 erfolgt die Zuordnung von h-Werten zu d-Werten nach Tabelle.If the condition is met, a YES signal is emitted via an output 48 , and in a second evaluation stage 49 the assignment of h values to d values takes place according to the table.

Am Ausgang 50 der zweiten Auswertestufe erfolgt die Berück sichtigung des h-Wertes für die Fehler-Klassifikation. At the output 50 of the second evaluation stage, the h-value is taken into account for the error classification.

Die Auswertestufen 46, 49 bilden zusammen die Auswerteelek tronik 50.The evaluation stages 46 , 49 together form the evaluation electronics 50 .

Claims

1. Optical error inspection device for detecting defects present in a preferably flat transparent plate or sheet material of finite thickness and of their position between the two surfaces, with a light source, with an illumination optics that the light coming from the light source on a Be to be illuminated steers on the material to be examined, the individual illuminating rays including an angle of incidence different from 0 ° to the normal to the material surface, as well as with a light receiving arrangement that throws reflected illuminating rays emanating from an inspection area via optics onto a photo receiving arrangement, which received light corresponding electrical signals, each of which is assigned to a location on the material to be examined, to an electronic evaluation circuit in which these signals in relation to the signal height, width and spacing of the error pulses below r consideration of the angle of incidence is evaluated in order to determine the level of error in the material, characterized in that the illumination optics ( 13 ) illuminate an illumination pupil ( 10 ) stationary from the light source ( 11 ) via the material ( 14 ) to be examined into a lens ( 15 ) images a photo receiver camera ( 16 ), on the photo receiver arrangement ( 19 ) of which the inspection area is shown, and that the lighting area ( 17 ) is offset from the inspection area in the direction of a line of intersection of the plane of incidence and the material surface such that at least the underside of the Illumination rays reflecting material illuminate the inspection area.

2. Optical error inspection device according to claim 1, characterized in that the lens ( 15 ) of the photo receiver camera ( 16 ) has a large observation aperture, so that the imaging of the top of the material ( 14 ) lying inspection area takes place with a small depth of field.

3. Optical error inspection device according to claim 1 or 2, characterized in that the illumination aperture of the illumination optics ( 13 ) is very much smaller than the observation aperture of the objective lens ( 15 ) of the photo receiver camera ( 16 ).

4. Optical error inspection device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the lighting pupil ( 10 ) is arranged in the focal point of a first lighting lens ( 13 ') and that the outgoing from the lighting area ( 17 ), parallel lighting rays from one in the direction of light behind the lighting area ( 17 ) arranged second lighting lens ( 13 '') in the lens ( 15 ) of the photo receiver camera ( 16 ) are focused in order to obtain telecentric lighting.

5. Optical error inspection device according to claim 4, characterized in that the two lighting objectives ( 13 ', 13 '') have the same focal length.

6. Optical error inspection device according to one of the preceding claims, characterized in that the or the lighting objectives concave mirror ( 13 ; 13 ', 13 '').

7. Optical error inspection device according to one of the preceding claims, characterized in that the photo receiver arrangement ( 19 ) against the opti cal axis ( 22 ) of the lens ( 15 ) of the photo receiver camera ( 16 ) is inclined that the plane of the photo receiver arrangement ( 19 ), cut the central plane ( 23 ) of the lens ( 15 ) and the plane given by the top of the material ( 14 ) in a straight line.

8. Optical error inspection device according to one of the preceding claims, characterized in that a diode line camera ( 16 ) is used as the photo receiver camera, on the diode line of which an inspection line forming the inspection area is shown, that the inspection line transversely to a feed direction (F) of the material to be examined ( 14 ) is arranged and that the lighting area ( 17 ) offset from the inspection line is strip-shaped.

9. Optical error inspection device according to claim 8, characterized in that the plane of incidence of the center beam ( 18 ) of the lighting beam is arranged parallel to the inspection line.

10. Optical error inspection device according to claim 8, characterized in that the plane of incidence of the center beam ( 18 ) of the lighting beam is substantially perpendicular to the inspection line or to the lighting strip ( 17 ).

11. Optical error inspection device according to claim 10, characterized in that the width of the lighting strip ( 17 ) is substantially equal to the width of the inspection line.

12. Optical fault inspection device according to claim 10, characterized in that the width of the illuminated strip (17) is at least equal to the sum of the width of the inspection line and the size of the offset of the illumination strip (17) relative to the inspection line, and that the lighting strip (17) is so arranged to the inspection line that the inspection line is illuminated both by the reflected on the underside of the material ( 14 ) and by the incident on the top of the material ( 14 ) illuminating radiation beams.

13. Optical fault inspection device according to one of the previous claims, characterized, that the angle of incidence (α) is between 15 ° and 60 °, preferably between 30 ° and 50 °, in particular 40 ° is.

14. Optical error inspection device for detecting defects present in a preferably flat, transparent plate or sheet material of finite thickness and of their position between the two surfaces, where the material on the underside bears a diffraction grating, with a light source, with a lighting optics that directs the light coming from the light source onto an area to be illuminated on the material to be examined, as well as with a light receiving arrangement which reflects on the underside of the material to be examined and light beams diffracted in the direction of the first and / or second diffraction arrangement, which are from an inspection area go out, via optics on a photo receiving arrangement, the electric light corresponding to the received light, each of which is assigned to a location on the material to be examined, delivers to an electronic evaluation circuit in which these signals are related to the signal The height, width and spacing of the error pulses are evaluated taking into account the diffraction angle in order to determine the level of error in the material, characterized in that the illumination optics have a lighting pupil that is steadily illuminated by the light source via the material to be examined ( 14 ) Lens ( 15 ) of a photo receiver camera ( 16 ) images, on the photo receiver arrangement ( 19 ) of which the inspection area is shown, and that the lighting area ( 17 ) is offset from the inspection area in the diffraction direction so that it reflects on the underside of the material Illuminated and diffracted lighting beams illuminate the inspection area.

15. Optical error inspection device according to claim 14, characterized in that the lens ( 15 ) of the photoreceiver camera ( 16 ) has a large illumination aperture, so that the image of the top of the material ( 14 ) lying in inspection area with a small depth of field, where at preferably the lighting aperture of the lighting optics is very much smaller than the observation aperture of the lens ( 15 ) of the photo receiver camera ( 16 ).

16. Optical fault inspection device according to claim 14 or 15, characterized; that the lighting optics are designed so that they telecentric lighting causes.

17. Optical error inspection device according to one of claims 14 to 16, characterized in that the photo receiver arrangement ( 19 ) is inclined against the optical axis ( 22 ) of the lens ( 15 ) that the plane of the photo receiver arrangement ( 19 ), the center plane of the Cut the lens ( 15 ) and the plane given by the material above in a straight line.

18. Optical error inspection device according to one of claims 14 to 17, characterized in that a diode line camera ( 16 ) is provided as the photo receiver camera, the diode line ( 19 ) against the optical axis ( 22 ) of the lens ( 15 ) of the diode line camera ( 16 ) is inclined that the extension of the diode line ( 19 ) extending straight line with a strip-shaped illumination area lengthening line intersects at a point in the middle plane ( 23 ) of the lens ( 15 ) of the diode line camera ( 16 ).

19. Optical fault inspection device according to claim 18, characterized in that the inspection line or the parallel to the strip strips ( 17 ) is arranged in the diffraction direction.

20. Optical error inspection device according to one of claims 14 to 19, characterized in that the aperture ( 10 ) forming the illumination pupil is illuminated by a monochromatic light source ( 11 ).

21. Optical error inspection device according to claim 20, characterized in that the light source ( 11 ) is formed by a halogen lamp, which is assigned an optical color filter.

22. Optical error inspection device according to one of claims 14 to 19, characterized in that an optical color filter ( 60 ) is arranged in front of the lens ( 15 ) of the photo receiver camera ( 16 ).