AT507121B1

AT507121B1 - METHOD OF QUALITY CHECKING OF SURFACES

Info

Publication number: AT507121B1
Application number: AT11312008A
Authority: AT
Inventors: Volkmar Dipl Ing Wieser; Bernhard Mag Dr Moser
Original assignee: Software Competence Center Hagenberg Gmbh
Priority date: 2008-07-22
Filing date: 2008-07-22
Publication date: 2012-04-15
Also published as: AT507121A1; DE102009034466A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Güteprüfung von Oberflächen (5) mit einer Lichtquelle (1) und einer optischen Bilderfassungsvorrichtung (2), wobei zwischen der Bilderfassungsvorrichtung (2) und einer zu prüfenden Oberfläche (5) eine Relativbewegung (24) stattfindet. Ein divergentes Strahlenbündel (3) wird von der Lichtquelle (1) auf einen Abschnitt (4) der zu prüfenden Oberfläche (5) gerichtet und durch die Bilderfassungsvorrichtung (2), in zeitlicher Abfolge, zumindest zwei Abbilder der beleuchteten Oberfläche (8) erfasst. Die erfassten Abbilder werden von einer Auswertevorrichtung verglichen und daraus eine Abweichung ermittelt. Die Erfindung betrifft ferner eine divergente Lichtquelle (1), umfassend eine optische Strahlungsquelle (9) und einen Reflektor (10), wobei der Reflektor (10) eine zumindest abschnittsweise reflektierende Mantelfläche (14) aufweist. Die Mantelfläche (14) ist konvex ausgebildet und reflektiert ein aus einer ersten Richtung (29) einfallendes Strahlenbündel (11) der Strahlungsquelle (9), in ein divergentes Strahlenbündel (3) in eine zweite Richtung (30).The invention relates to a method for the quality inspection of surfaces (5) with a light source (1) and an optical image acquisition device (2), wherein a relative movement (24) takes place between the image acquisition device (2) and a surface (5) to be tested. A divergent beam (3) is directed by the light source (1) onto a section (4) of the surface (5) to be inspected and detected by the image acquisition device (2), in chronological order, at least two images of the illuminated surface (8). The detected images are compared by an evaluation device and used to determine a deviation. The invention further relates to a divergent light source (1), comprising an optical radiation source (9) and a reflector (10), wherein the reflector (10) has an at least partially reflective lateral surface (14). The lateral surface (14) is convex and reflects a radiation beam (11) of the radiation source (9) incident from a first direction (29) into a divergent beam (3) in a second direction (30).

Description

österreichisches Patentamt AT 507 121 B1 2012-04-15Austrian Patent Office AT 507 121 B1 2012-04-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Güteprüfung von Oberflächen, mit einer Lichtquelle und einer optischen Bilderfassungsvorrichtung, wobei zwischen der Bilderfassungsvorrichtung und einer zu prüfenden Oberfläche eine Relativbewegung stattfindet. Ferner betrifft die Erfindung eine divergente Lichtquelle, umfassend eine optische Strahlungsquelle und einen Reflektor, wobei der Reflektor eine zumindest abschnittsweise reflektierende Mantelfläche aufweist.Description: [0001] The invention relates to a method for the quality inspection of surfaces, comprising a light source and an optical image acquisition device, wherein a relative movement takes place between the image acquisition device and a surface to be tested. Furthermore, the invention relates to a divergent light source, comprising an optical radiation source and a reflector, wherein the reflector has an at least partially reflective lateral surface.

[0002] Abhängig vom technischen Einsatzgebiet und gegebenenfalls durchzuführender weiterer Verfahrensschritte, werden an Oberflächen von Bauteilen zumeist bestimmte Grenzwerte hinsichtlich der Beschaffenheit der Oberfläche gestellt, insbesondere im Hinblick auf die optische Wirkung. Eine Oberfläche muss beispielsweise konstruktiven Anforderungen genügen, um in einem weiteren Verfahrensschritt einsetzbar zu sein, beispielsweise um Materialschichten auftragen zu können. Eine Oberfläche kann jedoch auch als optisch dekoratives Element eines technischen Gerätes eingesetzt werden und so das Erscheinungsbild des technischen Gerätes positiv beeinflussen. Zumeist weist ein technisches Gerät ein Bedienfeld mit einer Mehrzahl von Bedienelementen und/oder Anzeigelementen auf, wobei das Bedienfeld zumeist eine Frontplatte mit Öffnungen zur Aufnahme bzw. Anordnung der Bedienelemente bzw. der Anzeigeelemente umfasst. Eine derartige Frontplatte ist zumeist aus einem metallischen Material gebildet, wobei die dem Anwender zugewandte Oberfläche derart behandelt wurde, beispielsweise durch mechanische und/oder chemische Verfahren, dass ein möglichst gleichmäßiger Reflexionsgrad erreicht wird. Beispielsweise kann eine Oberfläche fein poliert werden, wodurch eine matt scheinende Oberflächenstruktur erreicht wird. Aufgrund einer derartigen Oberflächenbehandlung wird bei Beleuchtung eine zumeist starke Reflexion erreicht, wobei die Reflexion sowohl gerichtet, als auch ungerichtet sein kann.Depending on the technical field of application and, where appropriate, further process steps to be carried out, the surface of components is usually subject to certain limit values with regard to the nature of the surface, in particular with regard to the optical effect. For example, a surface must satisfy structural requirements in order to be usable in a further process step, for example in order to be able to apply material layers. However, a surface can also be used as a visually decorative element of a technical device and thus positively influence the appearance of the technical device. In most cases, a technical device has a control panel with a plurality of control elements and / or display elements, wherein the control panel usually comprises a front panel with openings for receiving or arranging the controls or the display elements. Such a front panel is usually formed of a metallic material, wherein the surface facing the user has been treated in such a way, for example by mechanical and / or chemical methods, that the most uniform possible degree of reflection is achieved. For example, a surface can be finely polished, whereby a matt-seeming surface structure is achieved. Due to such a surface treatment a mostly strong reflection is achieved when lighting, the reflection can be both directional, as well as undirected.

[0003] Im Zuge der Herstellung eines derartigen Oberflächenelementes kann es aufgrund der erforderlichen Bearbeitungsschritte dazu kommen, dass es neben erwünschten Durchbrüchen und Strukturierungen, auch zu unerwünschten Deformationen der Oberfläche kommt. Beispielsweise muss das Oberflächenelement zwischen einzelnen Verfahrensschritten bewegt bzw. transportiert werden, was immer wieder die Gefahr einer mechanischen Beschädigung mit sich bringt. Auch bei der Anordnung von Einbauteilen kann es durch übermäßige Krafteinwirkung zu einer Deformation der Oberfläche kommen. Aufgrund des hohen Reflexionsgrads treten derartige Beschädigungen bzw. Unregelmäßigkeiten sehr stark in Erscheinung und werden daher von einer Bedienperson verstärkt wahrgenommen. Insbesondere wenn die Oberfläche eine gestalterische bzw. dekorative Funktion erfüllt, muss also auf eine hohe Oberflächengüte besonders Wert gelegt werden.In the course of the production of such a surface element, it may happen due to the required processing steps that it comes next to desired breakthroughs and structuring, even to undesirable deformation of the surface. For example, the surface element must be moved or transported between individual process steps, which always brings with it the risk of mechanical damage. Even with the arrangement of built-in components, excessive deformation of the surface may result in deformation of the surface. Due to the high reflectivity such damage or irregularities occur very strongly in appearance and are therefore perceived reinforced by an operator. In particular, if the surface fulfills a creative or decorative function, so particular value must be placed on a high surface quality.

[0004] Zur Güteprüfung von Oberflächen werden zumeist optische Verfahren eingesetzt, insbesondere werden beispielsweise Bedienfelder und Frontplatten im Zuge einer optischen Qualitätskontrolle von einer Person kontrolliert. Da eine derartige optische Qualitätskontrolle eine sehr genaue Fokussierung auf eine zumeist hell beleuchtete und gegebenenfalls stark reflektierende Oberfläche erforderlich macht, ist sie für das menschliche Auge sehr ermüdend, so dass eine Person die Kontrolle nur eine begrenzte Zeit lang durchführen kann, bevor eine Pause zwingend notwendig ist. Auch weist eine optische Kontrolle mit freiem Auge ein hohes Fehlerpotential auf, da es aufgrund der Beleuchtungs- und Reflexionssituation Vorkommen kann, dass eine Deformation unter den durchgeführten Betrachtungswinkeln nicht erkannt wird. Insbesondere müsste eine Kontrollperson die Bedientafel aus jeder möglichen Blinkrichtung kontrollieren, um so eine Beschädigung zuverlässig feststellen zu können.For quality inspection of surfaces optical methods are mostly used, in particular control panels and front panels in the course of optical quality control of a person. Since such an optical quality control requires a very precise focus on a mostly brightly lit and possibly highly reflective surface, it is very tiring for the human eye, so that a person can only carry out the control for a limited time before a break is absolutely necessary is. Also, an optical control with the naked eye has a high potential for errors, since it may occur due to the lighting and reflection situation that a deformation is not detected under the viewing angles performed. In particular, a control person would have to control the control panel from every possible flashing direction in order to reliably detect damage.

[0005] Bekannte automatisierte Prüfsysteme erfassen das Abbild einer beleuchteten Oberfläche und ermitteln daraus eine Abweichung von einem Referenzbild. Die Beleuchtung der Oberfläche erfolgt dabei zumeist mittels einer so genannten Dunkelfeldbeleuchtung, wobei eine Lichtquelle einen Lichtstrahl weitestgehend parallel zur betrachteten Oberfläche aussendet, wodurch Deformationen und Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche in Erscheinung treten. Ein 1 /21 österreichisches Patentamt AT 507 121 B1 2012-04-15 wesentlicher Nachteil einer Dunkelfeldbeleuchtung liegt jedoch darin, dass kleine Staubpartikel und Fingerabdrücke übermäßig in Erscheinung treten und somit von Deformationen in einer ähnlichen Größenordnung kaum unterscheidbar sind. Des Weiteren sind Scan-Verfahren bekannt, bei denen ein konzentrierter Lichtstrahl, beispielsweise der eines Lasers, über die Oberfläche gelenkt wird und das reflektierte Ergebnis ausgewertet wird. Nachteilig an diesem Verfahren ist der hohe technische Aufwand für die Scan-Vorrichtung.Known automated test systems capture the image of an illuminated surface and determine a deviation from a reference image. The illumination of the surface is usually done by means of a so-called dark field illumination, wherein a light source emits a light beam largely parallel to the surface in question, whereby deformations and irregularities in the surface appear in appearance. A major disadvantage of a dark field illumination, however, is that small dust particles and fingerprints appear excessively and thus are hardly distinguishable from deformations of a similar magnitude. SUMMARY OF THE INVENTION Furthermore, scanning methods are known in which a concentrated light beam, for example that of a laser, is directed across the surface and the reflected result is evaluated. A disadvantage of this method is the high technical complexity for the scanning device.

[0006] Beispielsweise offenbart das Dokument US 2002/0039187 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Oberflächenform eines Objekts. Dabei wird eine optische Strahlung auf einen Oberflächenbereich ausgesandt, der von einem Bilderfassungsmittel erfasstwird, wobei die Erfassungsrichtung von der Beleuchtungsrichtung abweicht und wobei die optische Strahlung ein über der beleuchteten Fläche variierendes Intensitätsprofil aufweist. Das Verhältnis der auf eine Oberfläche eines Objekts eingestrahlten und von dieser reflektierten optische Strahlung variiert aufgrund der Oberflächenstruktur des Objekts, wobei eine so genannte Triangulation verwendet werden kann, um die Höhe der Oberfläche des Objekts zu bestimmen. Zur Erzielung einer hohen Auflösegenauigkeit wird ein bewegtes Objekt von einem feststehenden Beleuchtungsmuster beleuchtet, insbesondere einem sinusförmigen Beleuchtungsmuster und die Reflexion dieses Beleuchtungsmusters durch das Objekt wird von drei Kameras aufgenommen. Die Kameras sind dabei derart angeordnet, dass in Bezug auf das Sinus-Beleuchtungsmuster eine Phasenverschiebung von 120° zwischen den Kameras besteht, sodass jeder Punkt der Oberfläche insgesamt dreimal mit der entsprechenden Phasenverschiebung aufgenommen wird, wobei ferner die Bewegung des zu erfassenden Objekts gemessen und mit der Bilderfassung synchronisiert wird. Durch die festgesetzte Phasenbeziehung der Bilderfassungsmittel und durch das Sinus-Beleuchtungsmuster ist sichergestellt, dass das Erfassungsergebnis nicht durch die Intensität des Sinus-Beleuchtungsmusters, die Reflektion-seigenschaft des Oberflächenpunkts oder den Versatz der Kameras beeinflusst wird. Insbesondere hat eine Beleuchtung mit einem Sinusmuster den Vorteil, dass eine Summation aller drei Abbilder, welche zu unterschiedlichen Phasen des Sinus-Beleuchtungsmusters erfasst wurden, einer Beleuchtung des Punkts mit einer konstanten Beleuchtungsstärke entspricht, da mathematisch gesehen die Summe der drei Komponenten zu jedem Zeitpunkt 1 ergibt. Der von der Lichtquelle ausgesandte Lichtstrahl ist durch parallele Lichtstrahlen gebildet, wobei ferner das Intensitätsprofil zumindest zwei ausgezeichnete Intensitätswerte aufweist. Neben einem sinusförmigen Intensitätsprofil sind weitere Intensitätsprofile möglich. Ein sinusförmiges Intensitätsprofil wird beispielsweise dadurch erzeugt, dass ein von einer Lichtquelle ausgehender Lichtstrahl von einer ersten Linse gebrochen und über eine Lichtmaske auf eine zweite Linse gelenkt wird, welche den Lichtstrahl kollimiert, d.h. einen parallelen Lichtstrahl formt. Durch Änderung der Lichtmaske kann somit das gewünschte Intensitätsprofil gebildet werden. Mittels Triangulation wird aus einem auf die Oberfläche des Objekts gerichteten parallelen Lichtstrahl, durch phasenverschobene Erfassung der beleuchteten Oberfläche, ein Höhenpunkt des Objekts ermittelt. Zur Kalibrierung des Verfahrens wird ein Objekt bekannter Abmessungen durch die Vorrichtung geschickt und erfasst, um daraus die Kalibrationsdaten ableiten zu können. Die höchste zu erfassende Erhebung eines Objekts ist durch die Berücksichtigung der Einfallswinkel und die Breite des parallelen Lichtstrahls, der auf die Oberfläche bzw. das Objekt gerichtet wird, gegeben.For example, document US 2002/0039187 A1 discloses a method and apparatus for determining the surface shape of an object. In this case, an optical radiation is emitted to a surface area which is detected by an image acquisition means, wherein the detection direction deviates from the illumination direction and wherein the optical radiation has a varying intensity profile over the illuminated area. The ratio of the optical radiation irradiated to and reflected from a surface of an object varies due to the surface structure of the object, so-called triangulation can be used to determine the height of the surface of the object. To achieve a high resolution accuracy, a moving object is illuminated by a fixed illumination pattern, in particular a sinusoidal illumination pattern, and the reflection of this illumination pattern by the object is recorded by three cameras. The cameras are arranged in such a way that there is a phase shift of 120 ° between the cameras with respect to the sine illumination pattern, so that each point of the surface is taken a total of three times with the corresponding phase shift, and further measures the movement of the object to be detected and with the image capture is synchronized. The fixed phase relationship of the image capture means and the sine illumination pattern ensures that the detection result is not affected by the intensity of the sine illumination pattern, the reflection property of the surface point, or the displacement of the cameras. In particular, illumination with a sine pattern has the advantage that a summation of all three images, which were acquired at different phases of the sine illumination pattern, corresponds to illumination of the point with a constant illumination intensity, since, mathematically, the sum of the three components at each time point 1 results. The light beam emitted by the light source is formed by parallel light beams, and further the intensity profile has at least two excellent intensity values. In addition to a sinusoidal intensity profile, further intensity profiles are possible. A sinusoidal intensity profile is generated, for example, by refracting a light beam emanating from a light source from a first lens and directing it via a light mask to a second lens which collimates the light beam, i. forms a parallel beam of light. By changing the light mask, the desired intensity profile can thus be formed. By means of triangulation, a height point of the object is determined from a parallel light beam directed onto the surface of the object by phase-shifted detection of the illuminated surface. To calibrate the method, an object of known dimensions is sent through the device and detected in order to derive the calibration data from it. The highest elevation of an object to be detected is given by taking into account the angles of incidence and the width of the parallel beam of light directed at the surface or object.

[0007] Aus dem Dokument JP 53-12379 A ist ein Prüfsystem zur Ermittlung von Mängeln in der Oberfläche von gerollten Stahlplatten bekannt. Dabei wird die Oberfläche der Stahlplatte periodisch mittels eines Stroboskops beleuchtet, wobei die Intensitätsverteilung des Lichtstrahls über der beleuchteten Oberfläche gleichverteilt ist. Aufgrund des winkeligen Lichteinfalls wird ohne die offenbarte Ausbildung der Abschnitt der Oberfläche der der Lichtquelle nahe liegt, mit einer größeren Intensität beleuchtet, als der Abschnitt der der Lichtquelle fern ist. Daher sind im Strahlengang der Lichtquelle reflektierende Platten angeordnet, welche Streulicht der Lichtquelle, welches nicht auf die Oberfläche gerichtet ist, derart umlenken, dass im Abschnitt der der Lichtquelle am weitest entfernt ist, zusätzliche Lichtstrahlen auftreffen und somit eine gleichmäßige Lichtverteilung gewährleistet ist. Anstelle der Spiegel kann beispielsweise eine reflektierende Oberfläche mit hervortretenden und zurückversetzten Oberflächenabschnitten im Strah- 2/21 österreichisches Patentamt AT 507 121 B1 2012-04-15 lengang angeordnet sein, um so wiederum auf der zu beleuchtenden Oberfläche eine gleichmäßige Lichtverteilung zu gewährleisten.From the document JP 53-12379 A a test system for detecting defects in the surface of rolled steel plates is known. In this case, the surface of the steel plate is periodically illuminated by means of a stroboscope, wherein the intensity distribution of the light beam is uniformly distributed over the illuminated surface. Due to the angular incidence of light, without the disclosed embodiment, the portion of the surface that is close to the light source will be illuminated with a greater intensity than the portion away from the light source. Therefore, reflective plates are arranged in the beam path of the light source, which deflect the scattered light of the light source, which is not directed to the surface, such that in the section of the light source is the farthest, additional light rays impinge and thus a uniform light distribution is ensured. Instead of the mirrors, for example, a reflective surface with protruding and recessed surface sections may be arranged in the beam in order to ensure a uniform light distribution on the surface to be illuminated.

[0008] Die Aufgabe der Erfindung liegt nun darin, ein Verfahren zur kontinuierlichen Güteprüfung von Oberflächen zu schaffen, insbesondere zur Erkennung von Beschädigungen und Deformationen in reflektierenden Oberflächen, wobei die Nachteile bekannter Verfahren, insbesondere im Hinblick auf die Empfindlichkeit bezüglich Staub und Fingerabdrücke, vermieden werden. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lichtquelle zu schaffen, die für das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbar ist.The object of the invention is therefore to provide a method for the continuous quality inspection of surfaces, in particular for the detection of damage and deformations in reflective surfaces, the disadvantages of known methods, in particular with regard to the sensitivity to dust and fingerprints avoided become. It is another object of the invention to provide a light source which can be used for the inventive method.

[0009] Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass ein divergentes Strahlenbündel einer Lichtquelle auf einen Abschnitt der zu prüfenden Oberfläche gerichtet wird. Ein divergentes Strahlenbündel ist dadurch gekennzeichnet, dass es idealerweise keine parallelen Lichtstrahlen im Strahlenbündel gibt. Richtet man ein divergentes Strahlenbündel auf eine Oberfläche, kommt es dort zu einer Reflexion, wobei es durch die, aus jeweils geringfügig unterschiedlichen Richtungen einfallenden Lichtstrahlen, zu einer Auffächerung des reflektierten Strahlenbündels kommt. In Vereinfachung lässt sich dies als Änderung des Abbildmaßstabes darstellen, insbesondere kommt es zu einer Auflösungsvergrößerung, da der beleuchtete Abschnitt der Oberfläche nach der Reflexion in einen vergrößerten Abschnitt projiziert wird. Eine Oberflächendeformation kann beispielsweise eine Vertiefung sein, wobei die infinitesimale Ausrichtung der Flanken der Vertiefung, von der Ausrichtung der umgebenden Oberfläche abweichen wird. Trifft ein divergentes Strahlenbündel auf eine derartige Vertiefung, kommt es zu einer stark ungleichmäßigen Reflexion der Lichtstrahlen des Strahlenbündels, was sich im Reflexionsbild deutlich abzeichnen wird. Da zwischen der Bilderfassungsvorrichtung und der zu prüfenden Oberfläche eine Relativbewegung statt findet und da die Bilderfassungsvorrichtung in zeitlicher Abfolge zumindest zwei Abbilder der beleuchteten Oberfläche erfasst, wird sich die Störung des Reflexionsbildes in den erfassten Abbildern fortpflanzen. Somit lässt sich bei Vergleich der erfassten Abbilder durch eine Auswertungsvorrichtung eine Abweichung der Abbilder voneinander ermitteln. Bei einer Oberfläche ohne Deformationen werden die erfassten Abbilder auch in zeitlicher Abfolge gleichartig aussehen, da jeder Abschnitt der Oberfläche gleichartig und insbesondere gerichtet reflektieren wird. Durch die zeitlich versetzte Erfassung von zumindest zwei Abbildern und durch den anschließenden Vergleich der erfassten Abbilder, kann beispielsweise mittels eines Bildanalyseverfahren der sich fortpflanzende Fehler, insbesondere die unterschiedlichen Reflexionsmuster, deutlich dargestellt werden.The object of the invention is achieved in that a divergent beam of a light source is directed to a portion of the surface to be tested. A divergent beam is characterized in that ideally there are no parallel beams of light in the beam. If a divergent bundle of rays is directed onto a surface, reflection occurs, whereby the light rays incident from slightly different directions cause a fanning out of the reflected bundle of rays. In simplification, this can be represented as a change in the image scale, in particular there is an increase in resolution, since the illuminated portion of the surface is projected into an enlarged section after the reflection. For example, a surface deformation may be a depression, wherein the infinitesimal orientation of the flanks of the depression will differ from the orientation of the surrounding surface. If a divergent beam strikes such a depression, the light beams of the beam will be highly unevenly reflected, as will be clearly reflected in the reflection image. Since a relative movement takes place between the image acquisition device and the surface to be tested, and since the image acquisition device detects at least two images of the illuminated surface in chronological order, the interference of the reflection image in the acquired images will propagate. Thus, a comparison of the captured images by an evaluation device can determine a deviation of the images from each other. In the case of a surface without deformations, the detected images will also look similar in chronological order, since each section of the surface will reflect identically and in particular directionally. By the time-delayed detection of at least two images and by the subsequent comparison of the acquired images, the reproducing error, in particular the different reflection patterns, can be clearly represented, for example by means of an image analysis method.

[0010] Im Vergleich zu einem gerichteten Lichtstrahl lassen sich mit einem divergenten Strahlenbündel deutlich höhere Auflösungen erreichen, insbesondere eignet sich das Verfahren somit zur Erkennung von Erhöhungen und Vertiefungen in einer Oberfläche. Gegenüber einer bekannten Dunkelfeldbeleuchtung hat das erfindungsgemäße Verfahren den ganz besonderen Vorteil, dass Fingerabdrücke und Staubteilchen, sowie auf der Oberfläche aufgebrachte Abdrücke, die Güteprüfung der Oberfläche nicht negativ beeinträchtigen.Compared to a directed light beam can be achieved with a divergent beam significantly higher resolutions, in particular, the method is thus suitable for detecting elevations and depressions in a surface. In contrast to a known dark field illumination, the method according to the invention has the very particular advantage that fingerprints and dust particles, as well as impressions applied to the surface, do not adversely affect the quality inspection of the surface.

[0011] Die Beleuchtung der Oberfläche mit einem divergenten Strahlenbündel hat den weiteren ganz besonderen Vorteil, dass durch die, aus unterschiedlichen Richtungen auf die Oberfläche treffenden Lichtstrahlen, beliebig ausgerichtete Deformationen erfasst werden können, ohne die Oberfläche aus unterschiedlichen Richtungen beleuchten zu müssen. Durch die Relativbewegung zwischen Bilderfassungsvorrichtung und der zu prüfenden Oberfläche, sowie durch die Erfassung von zumindest zwei Abbildern, wird der zu prüfende Oberflächenabschnitt hinreichend erfasst, um daraus zuverlässig eine Abweichung im Abbild und damit eine zugrunde liegende Deformation feststellen zu können.The illumination of the surface with a divergent beam has the further very special advantage that by the, from different directions on the surface striking light rays, arbitrarily aligned deformations can be detected without having to illuminate the surface from different directions. Due to the relative movement between the image acquisition device and the surface to be tested, as well as the detection of at least two images, the surface section to be tested is sufficiently detected to reliably detect a deviation in the image and thus an underlying deformation.

[0012] Neben einem Vergleich der erfassten Abbilder und einer Ermittlung einer Abweichung daraus, kann gemäß einer Weiterbildung auch eine Abweichung von einem Referenzbild ermittelt werden. Beispielsweise kann es durch die Mikrostrukturierung der Oberfläche aufgrund der Oberflächenbehandlung, zu einer deutlichen Abweichung beim Vergleich der erfassten Abbilder kommen. Diese Abweichung rührt jedoch nicht von einer Deformation der Oberfläche her, sondern lässt sich durch ein Helligkeitsrauschen beschreiben, welches von der mikrostrukturierten 3/21 österreichisches Patentamt AT 507 121 B1 2012-04-15In addition to a comparison of the detected images and a determination of a deviation thereof, a deviation from a reference image can be determined according to a development. For example, the microstructuring of the surface due to the surface treatment can lead to a significant deviation in the comparison of the detected images. However, this deviation does not derive from a deformation of the surface, but can be described by a brightness noise, which of the microstructured Austrian Patent Office AT 507 121 B1 2012-04-15

Oberfläche hervorgerufen wird. Wird nun anspruchsgemäß die Abweichung von einem Referenzmuster ermittelt, lassen sich Störeffekte aufgrund der Oberflächenstruktur weitestgehend eliminieren. Auf einer Oberfläche, beispielsweise einer Oberfläche einer Frontplatte eines Bedienfeldes, können jedoch auch gewollte Deformationen vorhanden sein, beispielsweise Öffnungen für Bedienelemente und/oder optische Gestaltungselemente. Diese würden bei der Erfassung der Abbilder und dem anschließenden Vergleich ggf. als Abweichung erkannt werden. Das Referenzmuster könnte nun beispielsweise derartige bekannte Abbilder hinterlegt haben, so dass diese vom erfindungsgemäßen Verfahren nicht als Fehler ermittelt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann nun für eine Vielzahl von Oberflächen eingesetzt werden, wobei für jede Oberfläche ein definierter Sollzustand festlegbar ist. Dieser Sollzustand könnte beispielsweise als Referenzmuster hinterlegt sein, ein Wechsel der zu prüfenden Oberflächenstruktur ist somit ganz einfach möglich, indem ein neues Referenzmuster zur Ermittlung der Abweichung angewendet wird.Surface is caused. If the deviation from a reference pattern is now determined according to the requirements, it is possible to largely eliminate interference effects due to the surface structure. On a surface, for example a surface of a front panel of a control panel, but also intentional deformations may be present, for example, openings for controls and / or optical design elements. These would possibly be recognized as a deviation when capturing the images and the subsequent comparison. The reference pattern could now, for example, have deposited such known images, so that they are not determined by the method according to the invention as errors. The inventive method can now be used for a variety of surfaces, wherein for each surface a defined desired state can be determined. This desired state could be stored, for example, as a reference pattern, a change of the surface structure to be tested is thus easily possible by applying a new reference pattern for determining the deviation.

[0013] Zur Ermittlung der Abweichung zwischen den erfassten Abbildern eigenen sich all jene Verfahren, mit denen Unterschiede in optischen Abbildern ermittelt werden können. Beispielsweise kann eine Differenzbildanalyseverfahren verwendet werden, bei der vereinfacht dargestellt, von einem ersten erfassten Abbild ein zweites erfasstes Abbild subtrahiert wird. Im Ergebnisbild scheinen nur noch jene Abschnitte auf, in denen zwischen den beiden Abbildern ein Unterschied bestand.To determine the deviation between the captured images are all those methods that can be used to determine differences in optical images. For example, a differential image analysis method may be used in which, in simplified terms, a second acquired image is subtracted from a first acquired image. In the result image, only those sections appear in which a difference between the two images existed.

[0014] Ein weiteres mögliches Verfahren verwendet eine Histogrammanalyse. Dabei wird das Histogramm des ersten Abbilds ermittelt und dieses mit dem zweiten Abbild verknüpft, beispielsweise ebenfalls substraktiv, so dass auch hier wiederum die Abweichungen in der Helligkeitsverteilung im Abbild deutlich in Erscheinung treten. Gegebenenfalls kann zusätzlich noch eine Histogrammspreizung durchgeführt werden, um somit eine Erhöhung des Kontraste und damit eine deutlichere Darstellung der Abweichung zu erreichen.Another possible method uses histogram analysis. In this case, the histogram of the first image is determined and this linked to the second image, for example, also subtractive, so that here again the deviations in the brightness distribution in the image clearly appear. Optionally, in addition, a histogram spread can be performed in order to achieve an increase of the contrasts and thus a clearer representation of the deviation.

[0015] Ein weiteres mögliches Verfahren zur Ermittlung der Abweichung basiert auf einer Schwellwertanalyse, bei der ähnlich wie bei der Histogrammanalyse, ein Mittelwert der Helligkeitsverteilung in einem ersten Abbild ermittelt wird, dieser Mittelwert mit dem zweiten Abbild verknüpft wird, wobei jene Abschnitte mit dem größten Abweichungen vom Mittelwert durch die Störungen der Oberfläche, also die Deformationen hervorgerufen werden. Von besonderem Vorteil sind all jene Verfahren, mit denen mittels Schwellwerten die Empfindlichkeit des Verfahrens beeinflusst werden kann. Da aufgrund der mikrostrukturierten Oberfläche immer geringfügige Unterschiede zwischen den erfassten Abbilder bestehen werden, diese jedoch vom Strukturrauschen und nicht von tatsächlichen Deformationen herrühren, kann durch entsprechende Wahl des Schwellwerts die Empfindlichkeit und somit die erzielbare Auflösung einstellbar ist. Bei entsprechend hoch eingestellten Schwellwerten werden nur starke Störungen der Oberfläche erkannt, während bei niedrigen Schwellwerten auch kleinste Störungen erfasst werden können, die sich oft nur geringfügig von den strukturbedingten Unregelmäßigkeiten der Oberfläche unterscheiden.Another possible method for determining the deviation is based on a threshold value analysis, in which similar to the histogram analysis, an average of the brightness distribution is determined in a first image, this average value is linked to the second image, wherein those sections with the largest Deviations from the mean are caused by the disturbances of the surface, ie the deformations. Of particular advantage are all those methods with which the sensitivity of the method can be influenced by means of threshold values. Since due to the microstructured surface there will always be slight differences between the detected images, but these are due to the structure noise and not to actual deformations, the sensitivity and thus the achievable resolution can be adjusted by appropriate selection of the threshold value. If the thresholds are set correspondingly high, only severe disturbances of the surface are detected, while at low threshold values even the smallest disturbances can be detected, which often differ only slightly from the structural irregularities of the surface.

[0016] In einer Weiterbildung kann das Schwellwertanalyseverfahren eine adaptive Anpassung der Schwellwerte durchführen, um so unmittelbar auf sich ändernde Oberflächenbeschaffenheiten reagieren zu können. Dies ist bspw. dann von besonderem Vorteil, wenn aufeinander folgend Oberflächen zu prüfen sind, die nicht gleichartig zur Relativbewegung ausgerichtet sind. Aufgrund der mikrostrukturierten Oberfläche wird das Reflexionsbild der unbeschädigten Oberfläche blickrichtungsabhängig sein, so dass der Anteil des strukturbedingten Helligkeitsrauschens zwischen zwei zu prüfenden Oberflächen schwanken kann. Durch eine adaptive Anpassung der Schwellwerte kann das erfindungsgemäße Verfahren sofort auf die geänderte Grundreflexion reagieren.In a further development, the threshold value analysis method can perform an adaptive adaptation of the threshold values so as to be able to react directly to changing surface textures. This is, for example, particularly advantageous if successive surfaces are to be checked which are not aligned identically to the relative movement. Due to the microstructured surface, the reflection image of the undamaged surface will be dependent on the direction of view, so that the proportion of the structurally induced brightness noise can fluctuate between two surfaces to be tested. By an adaptive adaptation of the threshold values, the method according to the invention can react immediately to the changed basic reflection.

[0017] Ein weiteres Verfahren zur Eliminierung des unvermeidlichen Strukturrauschens basiert auf einer spektralen Analyse, da sich die Reflexionen aufgrund von Mikrostrukturen der Oberfläche, in zeitlicher Abfolge der erfassten Abbilder sehr stark ändern, also im Frequenzspektrum der Abweichung zu hohen Frequenzkomponenten führen. Durch Wahl entsprechender Fre- 4/21 österreichisches Patentamt AT 507 121 B1 2012-04-15 quenz-Schwellwerte lassen sich die hohen Frequenzkomponenten und damit das Strukturrauschen unterdrücken, wobei auch hier eine adaptive Anpassung der Schwellwerte möglich ist.Another method for eliminating the inevitable structure noise based on a spectral analysis, since the reflections due to microstructures of the surface, change in time sequence of the detected images very strong, so lead in the frequency spectrum of the deviation to high frequency components. By selecting appropriate quench thresholds, the high frequency components and thus the structural noise can be suppressed, whereby an adaptive adaptation of the threshold values is also possible here.

[0018] Im Hinblick auf eine automatisierte Qualitätsprüfung von Oberflächen ist eine Weiterbildung von besonderem Vorteil, nach der kontinuierlich Abbilder erfasst werden. Als Bilderfassungsvorrichtung kann beispielsweise eine bekannte CCD- oder CMOS-Kamera verwendet werden, die das erfasste Abbild in digitaler Form bereitstellt. Durch eine entsprechend hohe Erfassungsfrequenz kann auch direkt der Betrag der Geschwindigkeit der Relativbewegung beeinflusst werden, denn je schneller die Abbilder erfasst werden können, desto größer kann die Relativbewegung sein und trotzdem noch kleine Deformationen erfassen zu können.With regard to an automated quality inspection of surfaces is a development of particular advantage, according to the continuously images are detected. As an image capture device, for example, a known CCD or CMOS camera can be used, which provides the captured image in digital form. By a correspondingly high detection frequency can also be directly influenced the amount of speed of the relative movement, because the faster the images can be detected, the greater the relative movement and still be able to detect small deformations.

[0019] Erfindungsgemäß werden in zeitlicher Abfolge zumindest zwei Abbilder der zu prüfenden Oberfläche erfasst, wobei nach einer anspruchsgemäßen Weiterbildung auch die Relativbewegung als kontinuierliche Bewegung erfolgt. Das Bauteil mit der zu prüfenden Oberfläche kann somit kontinuierlich an der Bilderfassungseinrichtung vorbei bewegt werden, ohne dass ein schrittweiser Transport erforderlich ist. Für den Aufbau und den Betrieb der Prüfeinrichtung hat diese Weiterbildung den Vorteil, dass eine kontinuierliche Transportvorrichtung einfacher aufgebaut ist, einen höheren Durchsatz ermöglicht und eine geringere mechanische Belastung für das zu prüfende Bauteil bringt. Von besonderem Vorteil ist ferner, dass die Güteprüfung quasi in Echtzeit durchgeführt werden kann, wobei insbesondere nach Durchlauf des zu prüfenden Bauteils durch die Prüfeinrichtung, das Ergebnis der Güteprüfung zur Verfügung steht.According to the invention, at least two images of the surface to be tested are detected in chronological sequence, with the relative movement also taking place as a continuous movement after a development according to the claims. The component with the surface to be tested can thus be continuously moved past the image capture device without a stepwise transport is required. For the construction and operation of the testing device, this development has the advantage that a continuous transport device is simpler, allows a higher throughput and brings a lower mechanical load for the component to be tested. It is also of particular advantage that the quality test can be carried out virtually in real time, with the result of the quality inspection being available, in particular after the component to be tested has passed through the test device.

[0020] Zur Erreichung eines möglichst hohen Auflösungsvermögens und zur Abdeckung eines möglichst großen Bereichs der zu prüfenden Oberfläche ist eine Weiterbildung von Vorteil, wonach das divergente Strahlenbündel einen streifenförmigen Abschnitt der Oberfläche beleuchtet. In einer bevorzugten Ausbildung weist dieser streifenförmige Abschnitt beispielsweise eine Breite im Bereich von 3 mm bis 15 mm auf, insbesondere ist der Abschnitt 10 mm breit. In diesem Abschnitt konzentriert sich ein Großteil der Helligkeit der Lichtquelle, wobei es im Querschnitt des beleuchteten Abschnitts bevorzugt zu einer gaußschen Helligkeitsverteilung kommt. Die anspruchsgemäße Weiterbildung hat jedoch auch noch den Vorteil, dass im Wesentlichen nur der streifenförmige Abschnitt mit hoher Intensität beleuchtet wird, währenddessen die verbleibenden Oberflächenabschnitte weitestgehend unbeleuchtet bleiben und es somit zu keinen unerwünschten Reflexionen bzw. Lichteinstrahlungen in die Bilderfassungsvorrichtung kommen kann. Für die Ermittlung der Abweichung hat diese Weiterbildung insbesondere den Vorteil, dass der Vergleich bzw. die Abweichungsanalyse nur in einem begrenzten Abschnitt des erfassten Abbilds durchgeführt werden muss, was die zu analysierende Informationsmenge wesentlich reduziert und somit eine deutlich erhöhte Verarbeitungsgeschwindigkeit ermöglicht. Diese Abmessungen hängen im Wesentlichen von der Ausbildung der divergenten Lichtquelle ab. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf diese Detailausbildung beschränkt, die Abmessungen des beleuchteten Abschnitts ergeben sich insbesondere aus den minimal zu detektierenden Deformationen. Gilt es Deformationen im sub-Millimeterbereich zu erkennen, wird der beleuchtete Abschnitt deutlich schmäler sein. Auch sind von der Geraden abweichende Linienformen denkbar. Beispielsweise kann eine Oberfläche eine gewollte Verformung aufweisen, die zu einer permanenten Verzerrung des auftreffenden Strahlenbündels und damit zur Abweichung von der Geraden führt. Unter Kenntnis der Oberflächengeometrie könnte die divergente Lichtquelle das Strahlenbündel bereits entsprechend verzerrt auf die Oberfläche leiten, so dass im Abbild der Oberfläche wiederum ein gerader Lichtstreifen erfasst wird.To achieve the highest possible resolution and to cover the largest possible area of the surface to be tested is a development of advantage, after which the divergent beam illuminates a strip-shaped portion of the surface. In a preferred embodiment, this strip-shaped portion, for example, a width in the range of 3 mm to 15 mm, in particular, the section is 10 mm wide. In this section, much of the brightness of the light source concentrates, with a Gaussian distribution of brightness preferably occurring in the cross section of the illuminated section. However, the further development according to the invention also has the advantage that substantially only the strip-shaped section is illuminated with high intensity, during which the remaining surface sections remain largely unlighted and thus no unwanted reflections or light incursions can occur in the image acquisition device. For the determination of the deviation, this development has the particular advantage that the comparison or the deviation analysis must be performed only in a limited portion of the acquired image, which significantly reduces the amount of information to be analyzed and thus allows a significantly increased processing speed. These dimensions depend essentially on the design of the divergent light source. In particular, the inventive method is not limited to this detail training, the dimensions of the illuminated section arise in particular from the minimal deformations to be detected. If it detects deformations in the sub-millimeter range, the illuminated section will be significantly narrower. Also deviating from the line lines are conceivable. For example, a surface may have a desired deformation, which leads to a permanent distortion of the impinging beam and thus to the deviation from the straight line. With knowledge of the surface geometry, the divergent light source could already direct the beam accordingly distorted on the surface, so that in turn a straight strip of light is detected in the image of the surface.

[0021] Nach einer Weiterbildung wird aus der Änderung der Helligkeitsverteilung im erfassten Abbild, die Position der Abweichung ermittelt, wobei die lokale Änderung der Helligkeitsverteilung im Abbild, durch eine Deformation in der Oberfläche des zu prüfenden Gegenstandes herrührt. Von besonderem Vorteil ist dabei, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Deformation in der Oberfläche, auf eine Änderung einer erfassten Helligkeitsverteilung übergeführt werden kann, wobei aus dieser Helligkeitsänderung mittels Bildanalyseverfahren die Position der Änderung ermittelt werden kann. Somit ist eine kontaktlose und in ihrer Auflösung einstellbare Möglichkeit geschaffen, strukturelle Störungen in einer Oberfläche zu erfassen. 5/21 österreichisches Patentamt AT 507 121 B1 2012-04-15 [0022] Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt auch darin, dass ein Defekt in der Oberfläche in einer zeitlichen Abfolge der ermittelten Abweichungen, zu einem eindeutigen und klar erkennbaren Muster, insbesondere einem streifenförmigen Muster fuhrt, wobei dieses streifenförmige Muster parallel zur Richtung der Relativbewegung ausgerichtet ist. Durch die Erfassung der Abbilder in zeitlicher Abfolge und Ermitteln der Abweichung daraus, lässt sich eine Bewegungsspur der Abweichung darstellen. Die ermittelte Abweichung zwischen zwei hintereinander erfassten Abbildern ist dabei um jenen Weg in Richtung der Relativbewegung gewandert, der durch die Zeit zwischen den erfassten Abbildern, in Relation zur Relativgeschwindigkeit gegeben ist. Bei der Analyse der Abweichung zur Bestimmung der Fehlerposition, können nun in vorteilhafter Weise all jene Suchalgorithmen eingesetzt werden, die besonders für streifen bzw. linienartige Muster optimiert sind. Auch eine quer bzw. schräg zur Relativbewegung orientierte Deformation, wird in der Bildfolge der ermittelten Abweichungen in einem Streifen entsprechender Breite resultieren.According to a development, the position of the deviation is determined from the change in the brightness distribution in the captured image, wherein the local change in the brightness distribution in the image, due to a deformation in the surface of the object to be tested. It is particularly advantageous that a deformation in the surface, can be converted to a change in a detected brightness distribution by the inventive method, from this brightness change by image analysis method, the position of the change can be determined. Thus, a contactless and adjustable in their resolution possibility is created to detect structural disturbances in a surface. An advantage of the method according to the invention is also that a defect in the surface in a temporal sequence of the determined deviations, to a clear and clearly recognizable pattern, in particular a strip-shaped pattern leads, this strip-shaped pattern is aligned parallel to the direction of relative movement. By capturing the images in chronological order and determining the deviation from them, a trace of the deviation can be represented. The determined deviation between two consecutively recorded images has migrated around that path in the direction of the relative movement, which is given by the time between the acquired images, in relation to the relative velocity. In the analysis of the deviation for the determination of the error position, all those search algorithms can now be used in an advantageous manner, which are optimized especially for stripes or line-like patterns. A deformation oriented transversely or obliquely relative to the relative movement will also result in the image sequence of the deviations determined in a strip of corresponding width.

[0023] Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine divergente Lichtquelle gelöst, bei der eine abschnittsweise reflektierende Mantelfläche eines Reflektors konvex ausgebildet ist und ein aus einer ersten Richtung einfallendes Strahlenbündel einer Strahlungsquelle in ein divergentes Strahlenbündel in eine zweite Richtung reflektiert, wodurch der Reflektor eine quasi punktförmige Lichtquelle ausbildet und somit das reflektierte Strahlenbündel divergent ist. Bekannte Strahlungsquellen sind zur Erzeugung eines divergenten Strahlenbündel weitestgehend nicht geeignet, da das geformte Strahlenbündel bspw. aufgrund der endlichen Größe der Strahlungsquelle, sowie durch gegebenenfalls im Strahlengang angeordnete optische Elemente, zwar gegebenenfalls divergente Lichtstrahlen aufweist, die Strahlungsintensität im Strahlenbündel jedoch nicht den gewünschten Verlauf aufweist. Insbesondere ist gefordert, dass von der divergenten Lichtquelle nur ein sehr schmales Strahlenbündel mit hoher Strahlungsintensität abgegeben wird, wobei außerhalb des Strahlenbündels nur eine sehr geringe bzw. keine Lichtintensität vorhanden sein darf. Mit bekannten Strahlungsquellen wird dies beispielsweise durch Zwischenschalten bzw. Vorschalten von Blenden erreicht, wobei es an derartigen Vorrichtungen wiederum zu Beugungseffekten kommen kann, welche die gewünschte Strahlformung beeinträchtigen. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer divergenten Lichtquelle wird sichergestellt, dass das einfallende Strahlenbündel der Strahlungsquelle mittels des konvexen Reflektors derart in eine zweite Richtung umgelenkt wird, dass ein divergentes Strahlenbündel abgegeben wird, wobei durch die bauliche Ausbildung der reflektierenden Mantelfläche, der Reflektor quasi eine punktförmige Lichtquelle darstellt und somit einoptimal divergentes Strahlenbündel abzugeben vermag.The object of the invention is also achieved by a divergent light source, in which a partially reflective surface of a reflector is convex and reflects a incident from a first direction beam of a radiation source in a divergent beam in a second direction, whereby the reflector a quasi point-shaped light source forms and thus the reflected beam is divergent. Known radiation sources are for the generation of a divergent beam largely not suitable because the shaped beam, for example, due to the finite size of the radiation source, and optionally arranged in the beam path optical elements, although possibly divergent light rays, the radiation intensity in the beam, however, does not have the desired course , In particular, it is required that only a very narrow beam of high radiation intensity be emitted from the divergent light source, wherein only a very small or no light intensity may be present outside of the beam. With known radiation sources, this is achieved, for example, by interposing or switching on diaphragms, in which case it is possible for such devices to produce diffraction effects which impair the desired beam shaping. The inventive design of a divergent light source ensures that the incident beam of the radiation source is deflected by means of the convex reflector in such a way in a second direction that a divergent beam is delivered, whereby by the structural design of the reflective surface, the reflector quasi a point light source represents and thus can deliver an optimal divergent beam.

[0024] Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung erhält man, wenn der Reflektor einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, da der Reflektor somit besonders einfach aufgebaut ist, durch eine Vielzahl technologisch gut beherrschbarer Verfahrensschritte herstellbar ist und durch entsprechende Ausbildung der reflektierenden Mantelfläche ferner sichergestellt ist, dass es aufgrund des Reflexionsgesetzes für jeden aus der ersten Richtung einfallenden Lichtstrahl genau einen, in die zweite Richtung reflektierten Lichtstrahl gibt, wodurch eine im Wesentlichen ideale punktförmige Lichtquelle gebildet wird, die insbesondere im Wesentlichen von der Strahlungscharakteristik der optischen Strahlungsquelle unabhängig ist.A particularly advantageous development is obtained when the reflector has a circular cross section, since the reflector is thus constructed particularly simple, can be produced by a variety of technologically well manageable process steps and is further ensured by appropriate design of the reflective surface that it due of the law of reflection, for each light beam incident from the first direction, there is exactly one light beam reflected in the second direction, thereby forming a substantially ideal punctiform light source which is, in particular, substantially independent of the radiation characteristic of the optical radiation source.

[0025] Im Hinblick auf die Ausbildung unterschiedlicher zu beleuchtender Abschnitte ist eine Weiterbildung von Vorteil, nach der der Reflektor einen zumindest stückweise konvexen Querschnitt aufweist. Die Ablenkung des Lichtstrahls bzw. des Strahlenbündels in die zweite Richtung und damit die Aufweitung auf den beleuchteten Bereich, wird durch den Krümmungsradius der konvexen Mantelfläche festgelegt. Der Reflektor könnte beispielsweise drehbar gelagert sein, wobei jeweils ein Abschnitt der stückweise konvexen Mantelfläche in Richtung der ersten Einfallsrichtung angeordnet ist, wodurch sich die Aufweitung der reflektierten Strahlen in die zweite Richtung gezielt festlegen lässt. Beispielsweise könnte der Reflektor auch eine kombinierte konvex-konkave Mantelfläche aufweisen, wodurch sich beispielsweise ein spezifisches Helligkeitsverteilungsprofil im reflektierten Strahlenbündel ausbilden lässt.With regard to the formation of different sections to be illuminated is a development of advantage, after which the reflector has an at least piecewise convex cross-section. The deflection of the light beam or the beam in the second direction and thus the expansion to the illuminated area is determined by the radius of curvature of the convex lateral surface. The reflector could be rotatably mounted, for example, wherein in each case a portion of the piecewise convex lateral surface is arranged in the direction of the first direction of incidence, whereby the expansion of the reflected rays can be selectively set in the second direction. For example, the reflector could also have a combined convex-concave lateral surface, whereby, for example, a specific brightness distribution profile can be formed in the reflected beam.

[0026] Die vorteilhafte Umlenkung in ein divergentes Strahlenbündel in eine zweite Richtung 6/21 österreichisches Patentamt AT 507 121 B1 2012-04-15 wird insbesondere dadurch erreicht, dass die erste und zweite Richtung einen Winkel im Bereich von 10° bis 80° einschließen. Durch diese Weiterbildung ist sichergestellt, dass die Strahlungsquelle ihr Strahlenbündel überwiegend in Richtung des Reflektors abgibt, so dass ein indirekter Lichteinfall von der Strahlungsquelle auf das zu beleuchtende Objekt verhindert wird. Bevorzugt wird die Hauptstrahlungsrichtung des ersten einfallenden Strahlenbündels bezüglich einer Horizontalen durch den Auftreffpunkt am Reflektor, einen Winkel von 45° einschließen, wobei dieser Winkel in einem Bereich von +/- 30° um den angegebenen Wert variieren kann. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Strahlungsquelle, gesehen in normaler Richtung zur prüfenden Oberfläche, zwischen dem Reflektor und der Oberfläche angeordnet ist, wobei insbesondere der Lichtaustritt der Strahlungsquelle in Richtung des Reflektors orientiert ist, so dass auch gegebenenfalls vorhandenes Streulicht nicht auf die zu prüfende Oberfläche gelangt. Auch ist durch diese Weiterbildung sicher gestellt, dass der Reflektor quasi eine punktförmige Lichtquelle darstellt, was für ein divergentes Strahlenbündel von ganz besonderem Vorteil ist. Die Bildung des divergenten Strahlenbündels hängt jedoch ganz wesentlich vom Auftreffpunkt des einfallenden Strahlenbündels auf die Mantelfläche des Reflektors ab. Trifft das erste Strahlenbündel beinahe tangential auf den Reflektor, kommt es zu einer starken Aufweitung des reflektierten Strahlenbündels. Durch Wahl des Auftreffpunkts und durch die Ausbildung der konvexen bzw. konvex-konkaven Mantelfläche, lassen sich die Aufweitung und die Intensitätsverteilung im reflektierten Strahlenbündel festlegen.The advantageous deflection into a divergent beam in a second direction 6/21 Austrian Patent Office AT 507 121 B1 2012-04-15 is achieved in particular by the fact that the first and second directions include an angle in the range of 10 ° to 80 ° , This development ensures that the radiation source emits its beam mainly in the direction of the reflector, so that an indirect light from the radiation source is prevented from the object to be illuminated. Preferably, the main radiation direction of the first incident beam with respect to a horizontal through the impact point on the reflector, an angle of 45 °, which angle can vary in a range of +/- 30 ° to the specified value. This has the particular advantage that the radiation source, as seen in the normal direction to the test surface, between the reflector and the surface is arranged, in particular, the light exit of the radiation source is oriented in the direction of the reflector, so that any existing scattered light is not on the testing surface passes. It is also ensured by this development that the reflector is quasi a punctiform light source, which is for a divergent beam of very particular advantage. However, the formation of the divergent beam depends very substantially on the impact point of the incident beam on the lateral surface of the reflector. If the first bundle of rays strikes the reflector almost tangentially, the reflected bundle of radiation is greatly expanded. By selecting the point of impingement and by the formation of the convex or convex-concave lateral surface, the widening and the intensity distribution in the reflected beam can be determined.

[0027] Gemäß einer Weiterbildung ist die reflektierende Mantelfläche verspiegelt und/oder hochglanzpoliert, was den Vorteil hat, dass derartige mechanische Bearbeitungsverfahren weit verbreitet sind, eine besonders hohe Oberflächengüte erreichen lassen und dennoch kostengünstig anwendbar sind. Abhängig vom Material des Tragkörpers wird die entsprechende Oberflächenvergütung gewählt, wobei beispielsweise eine Ausbildung des Tragkörpers als hochglanzpolierter metallischer Zylinder bevorzugt ist.According to one embodiment, the reflective jacket surface is mirrored and / or highly polished, which has the advantage that such mechanical processing methods are widely used, can achieve a particularly high surface quality and yet are inexpensive to apply. Depending on the material of the support body, the corresponding surface finish is selected, for example, a design of the support body is preferred as a highly polished metallic cylinder.

[0028] Bei den zu prüfenden Bauteilen handelt es sich beispielsweise um Frontplatten bzw. Bedientafeln technischer Vorrichtungen, die zumeist eine begrenzte endliche Flächenausdehnung aufweisen. Beispielsweise haben Frontplatten technischer Haushaltsgeräte zumeist eine Breite von einigen cm, wodurch eine Weiterbildung des Reflektors von Vorteil ist, nach der dieser eine Längserstreckung im Bereich von 10 cm bis 30 cm und einen Durchmesser im Bereich von 0,5 cm bis 3 cm aufweist. In einer bevorzugten Ausbildung ist der Reflektor 20 cm lang und hat einen Durchmesser von 1 cm. Diese Ausbildung stellt sicher, dass mit einem Reflektor die gesamte Breite eines zu prüfenden Bauteils beleuchtet werden kann und somit eine Güteprüfung der Oberfläche unter Einsatz des erfindungsgemäßen divergenten Leuchtmittels in einem Vorgang erfolgen kann. Durch spezifische Wahl des Durchmessers des Reflektors bzw. durch Festlegung der Krümmung der konvexen Mantelfläche, lässt sich die Aufweitung des divergenten Lichtstrahls gezielt einstellen. So wird mit einem geringen Durchmesser eine große Aufweitung erreicht, während dessen ein großer Durchmesser des Reflektors ein sehr schmales Strahlenbündel in die zweite Richtung reflektiert. Die angegebenen Abmessungen des Reflektors zeigen nur eine bevorzugte Ausbildung. Im Wesentlichen sind die Abmessungen des Reflektors nicht begrenzt, da die erfindungsgemäße Lichtquelle in einem Verfahren zur Güteprüfung von deutlich größeren bzw. kleineren Bauteilen als hier angegeben, verwendet werden kann.The components to be tested are, for example, front panels or control panels of technical devices, which usually have a limited finite surface area. For example, front panels of technical household appliances usually have a width of a few cm, whereby a refinement of the reflector is advantageous, after this has a longitudinal extension in the range of 10 cm to 30 cm and a diameter in the range of 0.5 cm to 3 cm. In a preferred embodiment, the reflector is 20 cm long and has a diameter of 1 cm. This design ensures that the entire width of a component to be tested can be illuminated with a reflector and thus a quality check of the surface using the divergent luminous means according to the invention can be carried out in one operation. By specific choice of the diameter of the reflector or by determining the curvature of the convex lateral surface, the expansion of the divergent light beam can be adjusted specifically. Thus, with a small diameter, a large expansion is achieved during which a large diameter of the reflector reflects a very narrow beam in the second direction. The specified dimensions of the reflector show only a preferred embodiment. In essence, the dimensions of the reflector are not limited, since the light source according to the invention can be used in a method for GQ testing of significantly larger or smaller components than specified here.

[0029] Die optische Strahlungsquelle kann nun durch eine Vorrichtung der Gruppe umfassend Glühwendellampe, Punktstrahler, Flächenstrahler, kohärente und nicht kohärente Halbleiterstrahlungsquelle gebildet sein. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Reflektors mit einer konvexen Mantelfläche ist sichergestellt, dass unabhängig von der verwendeten optischen Strahlungsquelle und der damit zusammenhängenden Richtcharakteristik des aus der ersten Richtung einfallenden Strahlenbündels, ein divergentes Strahlenbündel in die zweite Richtung reflektiert wird. Insbesondere ist als optische Strahlungsquelle sowohl eine Glühwendellampe mit einer weitestgehend kugelförmigen Abstrahlcharakteristik möglich, ebenso ist auch ein Punktstrahler wie beispielsweise eine Lichtbogenlampe ersetzbar. Beispielsweise kann eine Halogenglühlampe mit hochfrequenter Energieversorgung verwendet werden, was den Vorteil 7/21 österreichisches Patentamt AT 507 121 B1 2012-04-15 hat, dass es zu keinen Interferenzen mit der Wiederholfrequenz der Bilderfassungsvorrichtung kommt. In einer bevorzugten Ausbildung wird eine flächenhafte Halbleiterstrahlungsquelle verwendet, bei der eine Mehrzahl von Leuchtdioden derart angeordnet sind, dass eine gleichmäßige Intensitätsverteilung über die Fläche der Strahlungsquelle sichergestellt ist. Die optische Strahlungsquelle ist jedenfalls derart ausgebildet, dass das erzeugte Licht überwiegend nur in eine Richtung, insbesondere in Richtung des Reflektors abgegeben wird. Allfällige Streukomponenten, wie sie beispielsweise bei einem Kugelstrahler zwangsläufig auftreten, werden durch eine entsprechende bauliche Ausbildung der Strahlungsquelle unterdrückt. Von Bedeutung ist jedenfalls, dass die Strahlungsquelle den Reflektor entlang dessen Längserstreckung homogen beleuchtet.The optical radiation source can now be formed by a device of the group comprising incandescent lamp, spot radiator, surface radiator, coherent and non-coherent semiconductor radiation source. The inventive design of the reflector with a convex lateral surface ensures that, regardless of the optical radiation source used and the associated directional characteristic of the incident beam from the first direction, a divergent beam is reflected in the second direction. In particular, both an incandescent lamp with a largely spherical radiation characteristic is possible as an optical radiation source, as well as a spotlight such as an arc lamp is replaceable. For example, a halogen incandescent lamp with a high-frequency power supply can be used, which has the advantage that it does not interfere with the repetition frequency of the image acquisition device. SUMMARY OF THE INVENTION In a preferred embodiment, a planar semiconductor radiation source is used in which a plurality of light-emitting diodes are arranged such that a uniform intensity distribution over the surface of the radiation source is ensured. In any case, the optical radiation source is designed in such a way that the generated light is emitted predominantly only in one direction, in particular in the direction of the reflector. Any scattering components, as inevitably occur, for example, in a spherical radiator are suppressed by a corresponding structural design of the radiation source. In any case, it is important that the radiation source illuminates the reflector homogeneously along its longitudinal extent.

[0030] Bevorzugt ist die optische Strahlungsquelle, insbesondere der Richtungsvektor der höchsten Strahlungsintensität, normal zur Achse der Längserstreckung des Reflektors ausgerichtet. In einer Weiterbildung kann die Lichtquelle verschwenkbar ausgebildet sein, so dass der Richtungsvektor der Hauptintensität des abgegebenen Strahlenbündels der Strahlungsquelle und eine Längsachse des Reflektors, einen Winkel im Bereich von 0 bis +/- 50° zueinander einschließen. Diese Ausbildung hat den besonderen Vorteil, dass auch Oberflächen mit Hinterschneidungen geprüft werden können, also dass das reflektierte Strahlenbündel beispielsweise auch eine Oberfläche hinter einer, auf der Oberfläche angebrachten Abdeckung beleuchten kann. Beispielsweise würde bei einem, zur Ausrichtung der Oberfläche normalen LichteinfallO ein auf der Oberfläche angeordnetes Element mit einer Hinterschneidung, den eintreffenden Lichtstrahl abschatten und so eine Oberflächenprüfung verhindern. Durch die verschwenkbare Ausbildung kann das reflektierte Strahlenbündel bzw. die zweite Richtung gezielt geändert werden, um beispielsweise auch nicht plane Oberflächen bzw. strukturierte Oberflächen prüfen zu können. In einer Weiterbildung könnte auch die Bilderfassungsvorrichtung zur Aufnahme des beleuchteten Abschnitts der Oberfläche verschwenkbar ausgebildet sein und insbesondere der Schwenkbewegung der Lichtquelle entsprechend folgen.Preferably, the optical radiation source, in particular the direction vector of the highest radiation intensity, is aligned normal to the axis of the longitudinal extension of the reflector. In a development, the light source can be designed to be pivotable, so that the direction vector of the main intensity of the emitted radiation beam of the radiation source and a longitudinal axis of the reflector, an angle in the range of 0 to +/- 50 ° to each other. This design has the particular advantage that surfaces with undercuts can be tested, so that the reflected beam, for example, can illuminate a surface behind a mounted on the surface cover. For example, with a light incidence O normal to the alignment of the surface, an element with an undercut disposed on the surface would shade the incoming light beam and thus prevent a surface inspection. As a result of the pivotable design, the reflected beam or the second direction can be changed in a targeted manner in order, for example, to be able to check non-planar surfaces or structured surfaces. In a further development, the image capture device for receiving the illuminated portion of the surface could be designed to be pivotable and in particular follow the pivoting movement of the light source accordingly.

[0031] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.

[0032] Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung: [0033] eine Vorrichtung zur Güteprüfung von Oberflächen; [0034] Fig. 1 a) und b) zwei mögliche Ausbildungen einer divergenten Lichtquelle; [0035] Fig. 2 [0036] Fig. 3 [0037] Fig. 4 a) bis e [0038] Fig. 5 [0039] Fig. 6 a) und b) großflächige Verformungen unter divergenter Beleuchtung. eine mögliche Ausbildung des Reflektors zur Bildung unterschiedlicher divergenter Strahlenbündel; die Reflexionssituation beim Auftreffen eines divergenten Strahlenbündels auf eine Deformation in einer Oberfläche; eine Folge von erfassten Abbilder bei der Bewegung einer Deformation durch einen, von einer divergenten Lichtquelle beleuchteten Abschnitt; ein divergent beleuchteter Abschnitt auf einer Oberfläche mit angeordneten Bedien- und Anzeigeelementen; [0040] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.In a highly simplified schematic representation: [0033] FIG. 2 shows a device for the quality inspection of surfaces; Fig. 1 a) and b) two possible embodiments of a divergent light source; Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 a) to e Fig. 5 Fig. 6 a) and b) large-scale deformations under divergent illumination. a possible design of the reflector to form different divergent beams; the reflection situation when a divergent beam strikes a deformation in a surface; a sequence of captured images in the movement of a deformation through a portion illuminated by a divergent light source; a divergently illuminated section on a surface with arranged operating and display elements; By way of introduction, it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts are provided with the same reference numerals or the same component names, wherein the disclosures contained in the entire description can be mutatis mutandis transferred to like parts with the same reference numerals or identical component names. Also, the location information chosen in the description, such as top, bottom, side, etc. related to the immediately described and illustrated figure and are to be transferred to the new situation mutatis mutandis when a change in position.

[0041] Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 8/21 österreichisches Patentamt AT 507 121 B1 2012-04-15 I bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.All statements on ranges of values in the present description should be understood to include any and all sub-ranges thereof, e.g. is the statement 8/21 Austrian Patent Office AT 507 121 B1 2012-04-15 I to 10 understood that all sub-areas, starting from the lower limit 1 and the upper limit 10 are included, i. all subregions begin with a lower limit of 1 or greater and end at an upper limit of 10 or less, e.g. 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1 or 5.5 to 10.

[0042] Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Güteprüfung von Oberflächen. Die Vorrichtung umfasst eine divergente Lichtquelle 1 und eine Bilderfassungsvorrichtung 2, wobei die Lichtquelle 1 ein divergentes Strahlenbündel 3 auf einen Abschnitt 4 der Oberfläche 5 eines Bauteils 6 lenkt. Die Bilderfassungsvorrichtung 2 ist auf die Oberfläche 5 ausgerichtet und erfasst in zeitlicher Abfolge zumindest zwei Abbilder des beleuchteten Abschnitts 4 der Oberfläche 5.Fig. 1 shows an apparatus for carrying out the method according to the invention for the quality inspection of surfaces. The device comprises a divergent light source 1 and an image capture device 2, wherein the light source 1 directs a divergent beam 3 onto a section 4 of the surface 5 of a component 6. The image capture device 2 is aligned with the surface 5 and detects in chronological order at least two images of the illuminated portion 4 of the surface 5.

[0043] Die Bilderfassungsvorrichtung 2 ist bspw. durch eine CCD oder CMOS-Kamera gebildet, weist bspw. eine Auflösung von 1024 x 256 Pixel auf und ist zur Erfassung von 50 Bilder je Sekunde ausgebildet. In einer bevorzugten Ausbildung ist die Kamera, insbesondere der Bildwandler bzw. die Optik, mit einem Abstand 7 von 38 cm von der Oberfläche 5 entfernt angeordnet und erfasst einen Bereich 8 der Oberfläche von 15 cm. Es liegt jedoch im Wissen des Fachmanns, aus den optischen Kenndaten einer Bilderfassungsvorrichtung den Erfassungsbereich zu ermitteln bzw. aus dem gewünschten Erfassungsbereich die erforderliche Bilderfassungsvorrichtung und deren Anordnung relativ zur Erfassungsoberfläche zu ermitteln.The image acquisition device 2 is formed, for example, by a CCD or CMOS camera, has, for example, a resolution of 1024 × 256 pixels and is designed to acquire 50 images per second. In a preferred embodiment, the camera, in particular the image converter or the optics, is arranged at a distance 7 of 38 cm from the surface 5 and detects an area 8 of the surface of 15 cm. However, it is within the knowledge of the skilled person to determine the detection range from the optical characteristics of an image capture device or to determine the required image capture device and its arrangement relative to the capture surface from the desired capture range.

[0044] Die divergente Lichtquelle 1 umfasst eine Strahlungsquelle 9 und einen Reflektor 10, wobei der Reflektor derart ausgebildet ist, dass ein aus einer ersten Richtung einfallendes erstes Strahlenbündel 11 in eine zweite Richtung umgelenkt wird, wobei durch die Umlenkung ein divergenter Lichtstrahl bzw. ein divergentes Strahlenbündel 3 abgegeben wird. Trifft das divergente Strahlenbündel 3 auf die Oberfläche 5 des Bauteils 6, kommt es zu einer Reflexion der einfallenden Lichtstrahlen gemäß dem Reflexionsgesetz, wobei durch die Divergenz des einfallenden Strahlenbündels 3 im Falle einer fehler- bzw. deformationsfreien Oberfläche 5 gleichmäßig reflektiert wird 12. Aufgrund des auch hier anzuwendenden Reflexionsgesetzes kommt es zu einer deutlichen Aufweitung 13 des reflektierten Strahlenbündels.The divergent light source 1 comprises a radiation source 9 and a reflector 10, wherein the reflector is designed such that a incident from a first direction of the first beam 11 is deflected in a second direction, wherein by the deflection of a divergent light beam or a divergent beam 3 is delivered. If the divergent beam 3 impinges on the surface 5 of the component 6, there is a reflection of the incident light beams according to the law of reflection, being uniformly reflected by the divergence of the incident beam 3 in the case of a fault- or deformation-free surface Here, too, to be applied reflection law, there is a significant widening 13 of the reflected beam.

[0045] Die Bilderfassungsvorrichtung 2 erfasst in zeitlicher Abfolge und bevorzugt kontinuierlich Abbilder des Erfassungsbereichs 8, der jedenfalls den divergent beleuchteten Abschnitt 4 umfasst. Insbesondere besteht zwischen dem Bauteil 6 und der Bilderfassungsvorrichtung 2 eine Relativbewegung, bevorzugt wird das Bauteil von einer Transportvorrichtung kontinuierlich unter der Bilderfassungsvorrichtung 2 vorbeibewegt, sodass kontinuierlich Abbilder des Erfassungsbereichs 8 erfasst werden, die von einer Auswertevorrichtung verglichen werden und eine Abweichung zwischen den erfassten Abbildern bzw. zwischen den Abbildern und einem Referenzabbild ermittelt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren hat nun insbesondere den Vorteil, dass eine automatische und insbesondere kontinuierliche Güteprüfung der Oberfläche 5 eines Bauteils 6 möglich ist und somit die ermüdende und belastende manuelle optische Kontrolle durch eine Person vermieden wird. Insbesondere ist durch das erfindungsgemäße Verfahren sichergestellt, dass stets eine gleich bleibende Qualität der Oberflächenanalyse gegeben ist, wobei durch entsprechende Einstellung von Schwellwerten bei der Vergleichs- und/oder Analyseoperation, die erreichbare Auflösung, also die Größe der erkennbaren Oberflächenfehler festgelegt werden kann.The image acquisition device 2 detects temporally and preferably continuously images of the detection area 8, which in any case includes the divergently illuminated section 4. In particular, there is a relative movement between the component 6 and the image acquisition device 2, the component is preferably moved continuously below the image acquisition device 2 by a transport device, so that images of the coverage area 8 are continuously recorded, which are compared by an evaluation device and a deviation between the acquired images or images . between the images and a reference image. The method according to the invention now has the particular advantage that an automatic and, in particular, continuous quality inspection of the surface 5 of a component 6 is possible, and thus the tiresome and stressful manual visual inspection by a person is avoided. In particular, it is ensured by the method according to the invention that there is always a constant quality of the surface analysis, whereby the achievable resolution, ie the size of the recognizable surface defects, can be determined by appropriate setting of threshold values in the comparison and / or analysis operation.

[0046] Fig. 2a und 2b zeigen zwei Möglichkeiten, wie ein erstes Strahlenbündel in ein divergentes zweites Strahlenbündel umgelenkt werden kann. Die in den Figuren dargestellten Größenverhältnisse wurden zur verdeutlichten Darstellung der Strahlformung nicht maßstäblich verzerrt.Fig. 2a and 2b show two ways in which a first beam can be deflected into a divergent second beam. The size ratios shown in the figures were not distorted to scale for clarification of the beam shaping.

[0047] Fig. 2a zeigt eine Ausbildung bei der die Strahlungsquelle 9 ein erstes Strahlenbündel II abgibt, bei dem die einzelnen Lichtstrahlen weitestgehend parallel zueinander verlaufen. Eine derartige Strahlungsquelle 9 kann bspw. durch einen Laser oder einen Raumstrahler mit im Strahlengang angeordneter Richtoptik gebildet sein. Die Lichtstrahlen des ersten Strahlenbündels 11 treffen auf die reflektierende Mantelfläche 14 des Reflektors 10 auf und werden von diesem als divergentes Strahlenbündels 3 in die zweite Richtung, insbesondere in Richtung der 9/21 österreichisches Patentamt AT 507 121 B1 2012-04-15Fig. 2a shows an embodiment in which the radiation source 9 emits a first beam II, in which the individual light rays extend as far as possible parallel to each other. Such a radiation source 9 may, for example, be formed by a laser or a space radiator with a directional optical arrangement arranged in the beam path. The light beams of the first beam 11 impinge on the reflective outer surface 14 of the reflector 10 and are from this as a divergent beam 3 in the second direction, in particular in the direction of the 9/21 Austrian Patent Office AT 507 121 B1 2012-04-15

Oberfläche 5 des Bauteils reflektiert. Der Reflektor ist bspw. durch einen Tragkörper gebildet, dessen Mantelfläche 14 mittels mechanischer Bearbeitungsverfahren wie bspw. Feinpolieren und/oder elektrochemischer sowie Aufdampfverfahren bearbeitet bzw. behandelt wurde, sodass ein sehr hoher Reflexionsgrad erreicht wird. Bevorzugt ist der Reflektor 10 durch einen hochglanzpolierten Metallstab gebildet.Surface 5 of the component reflected. The reflector is formed, for example, by a support body, whose lateral surface 14 has been processed or treated by means of mechanical processing methods such as. Fine polishing and / or electrochemical and vapor deposition, so that a very high reflectance is achieved. Preferably, the reflector 10 is formed by a highly polished metal rod.

[0048] Entsprechend dem Reflexionsgesetz wird jeder einfallende Lichtstrahl des ersten Strahlenbündels 11 im gleichen Winkel zum Lot auf die Mantelfläche im Auftreffpunkt reflektiert. Durch den konvexen Querschnitt der Mantelfläche ist der Winkel zwischen eintreffendem Lichtstrahl und Lot auf die Mantelfläche, für jeden einzelnen Lichtstrahl unterschiedlich, insbesondere wird sich dieser Winkel vom ersten Reflexionspunkt 15 bis zum zweiten Reflexionspunkt 16 vergrößern, sodass es zu einer entsprechenden divergenten Aufweitung kommt. Insbesondere wird dadurch eine Licht abstrahlende Breite 17 der Strahlungsquelle 9 auf einen beleuchteten Abschnitt 4 aufgeweitet. Von besonderem Vorteil der erfindungsgemäßen divergenten Lichtquelle 1 ist nun, dass jeder auf die Oberfläche 5 auftreffenden Lichtstrahl 3 in einem unterschiedlichen Winkel auftrifft. Der von der Oberfläche reflektierte Strahl wird daher wiederum aufgeweitet, wodurch es zu einer Erhöhung der Auflösung im Sinne einer optischen Vergrößerung kommt.In accordance with the law of reflection, each incident light beam of the first beam 11 is reflected at the same angle to the solder on the lateral surface at the point of impact. Due to the convex cross section of the lateral surface, the angle between incoming light beam and solder on the lateral surface, different for each individual light beam, in particular, this angle will increase from the first reflection point 15 to the second reflection point 16, so that there is a corresponding divergent expansion. In particular, this widens a light-emitting width 17 of the radiation source 9 to an illuminated section 4. Of particular advantage of the divergent light source 1 according to the invention is now that each impinging on the surface 5 light beam 3 impinges at a different angle. The reflected beam from the surface is therefore again widened, which leads to an increase in resolution in the sense of optical magnification.

[0049] Durch die erfindungsgemäße Beleuchtung einer Oberfläche mit einem divergenten Lichtstrahl wird eine deutliche Steigerung der Auflösung erreicht, was bei bekannten Vorrichtungen zur Oberflächenprüfung nur mit wesentlich erhöhtem technischen Aufwand bei der Bilderfassungsvorrichtung und/oder bei der Lichtquelle möglich wäre.The inventive illumination of a surface with a divergent light beam a significant increase in the resolution is achieved, which would be possible in known devices for surface inspection only with significantly increased technical complexity in the image capture device and / or at the light source.

[0050] Fig. 2b zeigt eine weitere mögliche Ausbildung der divergenten Lichtquelle 1, wobei in diesem Fall eine weitestgehend punktförmige Strahlungsquelle 9 zum Einsatz kommt. Weitestgehend punktförmige Strahlungsquellen wie bspw. Lichtbogenlampen, haben in der Optik den Vorteil, dass sie dem Idealfall eines ideal kleinen punktförmigen Kugelstrahlers sehr nahe kommen. Technologisch sind punktförmige Strahlungsquellen jedoch schwierig herstellbar, gilt es jedoch, in einem sehr kleinen Volumen eine sehr hohe Strahlungsdichte zu erzeugen. Bei einer punktförmigen Strahlungsquelle bewegen sich die Lichtstrahlen des ersten Strahlenbündels 11 im Idealfall kugelförmig in alle Richtungen von der Strahlungsquelle weg. Gegebenenfalls weist die Strahlungsquelle 9 daher bereits einen Strahlbegrenzer auf bzw. ist im Strahlengang 11 eine Blende 17 angeordnet. Die weiteren Verhältnisse an dieser Ausbildung des Reflektors entsprechen denen aus Fig. 2a, sodass hier auf obige Beschreibung verwiesen wird.2b shows a further possible embodiment of the divergent light source 1, in which case a largely punctiform radiation source 9 is used. Largely point-like radiation sources such as arc lamps, have the advantage in optics that they are very close to the ideal case of an ideal small point-shaped spherical radiator. Technologically, however, punctiform radiation sources are difficult to produce, but it is necessary to produce a very high radiation density in a very small volume. In a point-shaped radiation source, the light beams of the first beam 11 move in an ideal case in all directions away from the radiation source in all directions. If necessary, therefore, the radiation source 9 already has a beam limiter or is arranged in the beam path 11, a diaphragm 17. The other conditions in this design of the reflector correspond to those of Fig. 2a, so that reference is made to the above description.

[0051] Fig. 3 zeigt eine weitere mögliche Ausbildung des Reflektors 10, bei dem die Mantelfläche 14 aus mehreren stückweise konvexen Abschnitten 18 gebildet ist, wobei jeder Abschnitt 18 bspw. als Kreisbogen mit einem unterschiedlichen Radius 19 gebildet sein kann. Zur Verdeutlichung sind in Fig. 3 die Grenzen der Abschnitte dargestellt. Durch die unterschiedlich konvexen Mantelflächen lässt sich das Reflexionsverhalten, insbesondere die Aufweitung des reflektierten Strahls und damit die Breite des beleuchteten Abschnitts verändern. Beispielsweise wird durch einen konvexen Abschnitt mit kleinem Radius 19a das reflektierte Strahlenbündel auf einen kleinen Abschnitt gelenkt, während dessen eine konvexe Mantelfläche mit großem Radius 19b eine große Aufweitung des reflektierten Strahls bewirkt und somit auch der beleuchtete Abschnitt auf der zu prüfenden Oberfläche vergrößert sein wird.Fig. 3 shows a further possible embodiment of the reflector 10, wherein the lateral surface 14 is formed of a plurality of piecewise convex portions 18, wherein each section 18 may, for example. As a circular arc with a different radius 19 may be formed. For clarity, the boundaries of the sections are shown in FIG. Due to the different convex lateral surfaces, the reflection behavior, in particular the widening of the reflected beam and thus the width of the illuminated section can be changed. For example, a small radius convex portion 19a directs the reflected beam to a small portion, during which a large radius convex surface 19b will cause a large expansion of the reflected beam and hence the illuminated portion on the surface to be inspected will be enlarged.

[0052] In einer Weiterbildung kann ein Abschnitt der Mantelfläche auch kombiniert konvexkonkav ausgebildet sein, um so bspw. eine spezifische Helligkeitsverteilung im beleuchteten Abschnitt zu erreichen. Durch Verschwenken des Reflektors 10 um eine Drehachse 20 kann der jeweils erforderliche konvexe Abschnitt 18 in den Strahlengang des ersten einfallenden Strahlenbündels geschwenkt werden, um somit das gewünschte divergente Strahlenbündel zu formen.In a further development, a portion of the lateral surface may also be combined konvexkonkav formed so as to achieve, for example, a specific brightness distribution in the illuminated section. By pivoting the reflector 10 about an axis of rotation 20 of each required convex portion 18 can be pivoted in the beam path of the first incident beam, thus forming the desired divergent beam.

[0053] Fig. 4 zeigt eine Detaildarstellung der Reflexionsverhältnisse eines einfallenden divergenten Strahlenbündels 3 auf eine reflektierende Oberfläche 5, im Bereich einer Beschädigung bzw. Deformation 21. In den deformationsfreien Abschnitten 22 der Oberfläche 5 werden die Lichtstrahlen des einfallenden Strahlenbündels 3 entsprechend dem Reflexionsgesetz reflektiert 10/21 österreichisches Patentamt AT 507 121 B1 2012-04-15 12, wobei es aufgrund der Divergenz des einfallenden Strahlenbündels 11 zu einer Aufweitung 13 des reflektierten Strahlenbündels kommt. Im Bereich einer Deformation 21 der Oberfläche werden die einfallenden Lichtstrahlen des divergenten Strahlenbündels 3 ebenfalls wiederum nach dem Reflektionsgesetz zurückgeworfen, aufgrund der Orientierung der reflektierenden infinitesimalen Teilflächen der Deformation 21, welche insbesondere von der Ausrichtung der Oberfläche 5 abweichen, kommt es zu einer weitestgehend ungerichteten Reflexion in verschiedene Raumrichtungen 23. In der Fig. 4 ist dies beispielhaft für einige Lichtstrahlen 23 dargestellt.Fig. 4 shows a detailed representation of the reflection ratios of an incident divergent beam 3 on a reflective surface 5, in the region of damage or deformation 21. In the deformation-free sections 22 of the surface 5, the light rays of the incident beam 3 are reflected in accordance with the law of reflection 10/21 Austrian Patent Office AT, an expansion 13 of the reflected radiation beam occurs due to the divergence of the incident beam 11. In the region of a deformation 21 of the surface, the incident light beams of the divergent beam 3 are also reflected back according to the law of reflection, due to the orientation of the reflective infinitesimal faces of the deformation 21, which differ in particular from the orientation of the surface 5, there is a largely non-directional reflection in different spatial directions 23. In FIG. 4, this is shown by way of example for some light beams 23.

[0054] Das Reflexionsmuster wird von einer über der Oberfläche angeordneten Bilderfassungseinrichtung erfasst, aufgrund der nicht gleichförmigen Reflexion wird es im erfassten Abbild zu deutlich erkennbaren Helligkeitsunterschieden kommen.The reflection pattern is detected by an image capture device arranged above the surface. Due to the non-uniform reflection, clearly recognizable brightness differences will occur in the acquired image.

[0055] Erfindungsgemäß findet zwischen der Bilderfassungsvorrichtung und dem Bauteil, insbesondere also der Oberfläche 5, eine Relativbewegung 24 statt, des weiteren werden in zeitlicher Abfolge von der Bilderfassungsvorrichtung zumindest zwei Abbilder des beleuchteten Abschnitts 4 erfasst, miteinander verglichen und daraus eine Abweichung ermittelt. Durch die Relativbewegung 24 wandert auch der beleuchtete Abschnitt 4 relativ zur Deformation 21 über die Oberfläche 5, wodurch sich die ungerichtete Reflexion 23 und somit auch die Helligkeitsverteilung des erfassten Abbilds des reflektierten Strahlenbündels 12 deutlich ändern wird. Durch Vergleich der erfassten Abbilder und ermitteln einer Abweichung daraus, werden nur die sich ändernden Abschnitte im erfassten Abbild aufscheinen. Insbesondere kann durch entsprechende Wahl der Vergleichs- und Analyseoperation festgelegt werden, welche Strukturgrößen nach dem Vergleich und der Ermittlung der Abweichung berücksichtigt werden. Aufgrund der unvermeidlichen Oberflächenrauhigkeit der Oberfläche 5 wird es immer zu einem gewissen Anteil an nicht gerichteter Reflexion kommen, der sich im erfassten Abbild als Helligkeitsrauschen wieder spiegelt, wodurch dieser Rauschanteil nach dem Vergleich und Bildung der Abweichung als Fehler aufgezeigt werden würde. Durch Wahl eines Schwellwerts, dessen Helligkeit insbesondere über der durchschnittlichen Helligkeit dieses Reflexionsrauschens liegt, kann dieser Anteil im Bild der Abweichung weitestgehend eliminiert werden. Dieses Verfahren entspricht bspw. einer spektralen Mittelwertbildung, wobei im Abbild statistisch gleichartige Bildkomponenten für die weitere Verarbeitung zur Bildung einer Abweichung nicht berücksichtigt werden.According to the invention takes place between the image capture device and the component, in particular the surface 5, a relative movement 24, further recorded in time sequence of the image capture device at least two images of the illuminated portion 4, compared with each other and determined therefrom a deviation. Due to the relative movement 24, the illuminated section 4 also moves relative to the deformation 21 over the surface 5, as a result of which the non-directional reflection 23 and thus also the brightness distribution of the acquired image of the reflected radiation beam 12 will change markedly. By comparing the detected images and determining a deviation therefrom, only the changing sections in the captured image will appear. In particular, it can be determined by appropriate choice of the comparison and analysis operation, which feature sizes are considered after the comparison and the determination of the deviation. Due to the unavoidable surface roughness of the surface 5, there will always be a certain proportion of non-directed reflection, which is reflected in the acquired image as brightness noise, whereby this noise component would be shown as a defect after the comparison and formation of the deviation. By choosing a threshold whose brightness is in particular above the average brightness of this reflection noise, this proportion can be largely eliminated in the image of the deviation. This method corresponds to, for example, a spectral averaging, wherein in the image statistically similar image components for further processing to form a deviation are not taken into account.

[0056] Fig. 5 zeigt mehrere in zeitlicher Abfolge erfasste Abbilder der beleuchteten Oberfläche. Dargestellt ist hier eine Ausbildung, nach der von der divergenten Lichtquelle ein doppelter Lichtstreifen auf die Oberfläche reflektiert wird. Die Oberfläche weist einen Defekt in der Form einer Vertiefung auf, wobei das erfindungsgemäße Verfahren jedoch selbstverständlich auch für hervortretenden Verformungen, sowie allgemeine, von einer gleichförmigen Oberflächenausrichtung abweichende Verformungen geeignet ist; die erfassten Abbilder werden sich jedoch geringfügig von den dargestellten Abbildern unterscheiden. Von der Lichtquelle wird ein divergenter Strahl 3 auf die Oberfläche 5 gelenkt und beleuchtet auf dieser einen Abschnitt 4. In Fig. 5a befindet sich die Deformation außerhalb des beleuchteten Abschnitts und ist daher insbesondere mit freiem Auge nicht erkennbar. Erst durch die Relativbewegung der Oberfläche bzw. des Bauteils zur Bilderfassungsvorrichtung gelangt die Deformation 21 in den beleuchteten Abschnitt, wobei durch die Deformation die gerichtete Reflexion gestört wird und es zu einer Änderung der Beleuchtungslinie kommt, insbesondere weicht diese von der geraden Linienform ab und es wird weiters zu Einschnürungen der Linienbreite kommen, wie es in Fig. 5b dargestellt ist. Fig. 5c und 5d zeigen die erfassten Abbilder bei fortschreitender Relativbewegung, also bei Bewegung der Deformation durch den beleuchteten Abschnitt. Deutlich erkennbar sind die starken Helligkeitsschwankungen im erfassten Abbild, insbesondere wird die gerade Linienform des Lichtstreifens stark gestört. Bei Fig. 5d hat die Deformation den beleuchteten Abschnitt passiert, die Beleuchtungslinie nähert sich wieder der Geraden an. Wird nun aus den Abweichungen der einzelnen Abbilder ein Gesamtbild ermittelt, zeigt sich eine streifenförmige Störung, die in Richtung der Relativbewegung orientiert ist.FIG. 5 shows a plurality of images of the illuminated surface recorded in time sequence. Shown here is an education, after the divergent light source, a double light strip is reflected on the surface. The surface has a defect in the form of a depression, but the method according to the invention is of course also suitable for protruding deformations as well as general deformations deviating from a uniform surface orientation; however, the captured images will be slightly different from the images shown. From the light source, a divergent beam 3 is directed onto the surface 5 and illuminated on this one section 4. In Fig. 5a, the deformation is outside the illuminated portion and is therefore not visible in particular with the naked eye. Only by the relative movement of the surface or the component to the image capture device, the deformation 21 enters the illuminated section, which is disturbed by the deformation, the directed reflection and there is a change in the illumination line, in particular, this deviates from the straight line shape and it is further come to constrictions of the line width, as shown in Fig. 5b. FIGS. 5c and 5d show the detected images as the relative movement progresses, that is to say when the deformation is moved through the illuminated section. Clearly visible are the strong brightness fluctuations in the captured image, in particular, the straight line shape of the light strip is greatly disturbed. In FIG. 5d, the deformation has passed the illuminated section, the illumination line again approaches the straight line. If an overall picture is now determined from the deviations of the individual images, a strip-shaped disturbance, which is oriented in the direction of the relative movement, is shown.

[0057] In Fig. 6 ist ein weiterer besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, da auch Oberflächen mit bereits angeordneten bzw. integrierten Bedienelementen auf 11/21 österreichisches Patentamt AT 507 121 B1 2012-04-15In Fig. 6, a further particular advantage of the method according to the invention is shown, as well as surfaces with already arranged or integrated controls on 11/21 Austrian Patent Office AT 507 121 B1 2012-04-15

Ihre Güte geprüft werden können. Bedienelemente 25, Anzeigenelemente 26, sowie Gestaltungselemente 27 wie bspw. Aufdrucke, sind insbesondere dadurch charakterisiert, dass sie im Gegensatz zur Oberfläche 5 nicht oder nur unwesentlich reflektieren. Durch entsprechende Wahl der Schwellwerte kann beim Vergleich der erfassten Abbilder und der Ermittlung der Abweichung festgelegt werden, welches Mindestmaß an Reflexion, also welche Mindesthelligkeit des reflektierten Strahlenbündel erforderlich ist, um in einem Vergleich bzw. zur Ermittlung einer Abweichung herangezogen zu werden. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der divergenten Lichtquelle ist sichergestellt, dass die Lichtintensität im beleuchteten Abschnitt im Vergleich zur Umgebungshelligkeit sehr hoch ist, ferner ist auch sichergestellt, dass abseits des beleuchteten Abschnitts 4 nur sehr wenig bzw. kein Streulicht auf die Oberfläche auftrifft. Daher ist eine zuverlässige Unterscheidung zwischen einer Störung der Reflexion aufgrund eines Einbauteils bzw. aufgrund einer Deformation gegeben.Your kindness can be checked. Operating elements 25, display elements 26, as well as design elements 27, such as, for example, imprints, are characterized in particular by the fact that, in contrast to the surface 5, they do not reflect or only insignificantly reflect. By appropriate selection of the threshold values, when comparing the acquired images and determining the deviation, it can be determined which minimum level of reflection, ie which minimum brightness of the reflected radiation beam, is required in order to be used in a comparison or to determine a deviation. Due to the inventive design of the divergent light source ensures that the light intensity in the illuminated section compared to the ambient brightness is very high, it is also ensured that off the illuminated section 4 only very little or no scattered light impinges on the surface. Therefore, a reliable distinction is made between a disturbance of the reflection due to a fixture or due to a deformation.

[0058] Da jede Deformation in der Oberfläche zu einer Störung der Lichtlinie auf der Oberfläche führt, lassen sich neben dem zuvor beschriebenen kleinräumigen und zumeist örtlich begrenzten Deformationen bzw. Beschädigungen in der Oberfläche, auch großflächigere Deformationen erkennen, die bspw. von Verspannungen der Bauteiloberfläche bzw. von einer unsachgemäßen Druckverteilung auf die Oberfläche während der Produktion und/oder während der Montage herrühren. Insbesondere ist eine plane, nicht deformierte Oberfläche dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungslinie nicht von der geraden Linienform abweicht, also dass insbesondere über die gesamte Länge des beleuchteten Abschnitts, eine gleichmäßig breite und insbesondere weitestgehend gleichmäßig helle Linie reflektiert wird.Since any deformation in the surface leads to a disruption of the light line on the surface, can be in addition to the previously described small-scale and mostly localized deformations or damage in the surface, also larger-scale deformations detect, for example, of tension of the component surface or from an improper pressure distribution on the surface during production and / or during assembly. In particular, a flat, undeformed surface is characterized in that the illumination line does not deviate from the straight line shape, that is, in particular over the entire length of the illuminated section, a uniformly wide and in particular substantially uniformly bright line is reflected.

[0059] Fig. 7 zeigt derartige Störungen in einem erfassten Abbild, wobei in Fig. 7a eine Unebenheit in einer lackierten Oberfläche dargestellt ist. Gegebenenfalls kann zu Schutz- bzw. Dekorationszwecken auf einer glänzenden bzw. reflektierenden Oberfläche, insbesondere einer Metalloberfläche, ein Schutzüberzug in Form eines transparenten Lacks aufgebracht werden. Bei einem ungleichmäßigen Lackauftrag kann eine Unebenheit entstehen, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren festgestellt werden kann, da die Lichtlinie 28 von ihrer geraden Linienform abweicht. Ein ähnliches Abbild erhält man auch, wenn bei der Montage der Bedienelemente 25 ungleichmäßiger bzw. übermäßiger Druck auf die Oberfläche bzw. das Bauteil ausgeübt wurde, wodurch die Oberfläche im betroffenen Abschnitt geringfügig deformiert wurde, was mit freien Auge jedoch beinahe nicht erkennbar ist.Fig. 7 shows such disturbances in a captured image, wherein in Fig. 7a unevenness in a painted surface is shown. Optionally, for protective or decoration purposes on a glossy or reflective surface, in particular a metal surface, a protective coating can be applied in the form of a transparent lacquer. In the case of an uneven application of paint, unevenness can occur, which can be determined by the method according to the invention, since the light line 28 deviates from its straight line shape. A similar image is obtained even if 25 uneven or excessive pressure on the surface or the component was exercised during assembly of the controls, whereby the surface was slightly deformed in the affected section, but with the naked eye is almost not visible.

[0060] Fig. 7b zeigt ein weiteres mögliches Fehlerbild, welches bspw. von einer Delle herrühren kann, wie sie bspw. bei einem stoßartigen Kontakt mit einem länglichen Teil Vorkommen kann.Fig. 7b shows another possible defect image, which, for example, may result from a dent, as it may occur, for example, in a shock-like contact with an elongate part.

[0061] Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße divergente Lichtquelle haben nun den ganz besonderen Vorteil, dass sich glänzende bzw. stark reflektierende Oberflächen bspw. von Abdeckblechen und/oder Frontplatten auf Deformationen bzw. Schäden untersuchen lassen, ohne dass eine manuelle Kontrolle durch eine Person erforderlich wäre und wobei insbesondere Verschmutzungen wie Staubteilchen und Fingerabdrücke das Messergebnis nicht verfälschen. Durch die spezielle Art der Beleuchtung mit einer divergenten Lichtquelle lassen sich insbesondere stark reflektierende Oberflächen analysieren, ohne dass es aufgrund von Streureflexionen zu einer Störung des Erfassungsverfahren kommt. Mittels Bildanalyseverfahren lassen sich aus den erfassten Abbildern jene Abschnitte ermitteln, in denen zwischen den erfassten Abbildern ein großer Unterschied festgestellt werden kann, der durch die sich ändernden Reflexionsrichtungen der reflektierten Lichtstrahlen des reflektierten Strahlenbündels gegeben ist. Insbesondere wird es aufgrund der Relativbewegung zwischen Oberfläche und Bilderfassungseinrichtung, beim Relativbewegen des beleuchteten Abschnitts im Bezug zu einer Deformation, zu einer stetigen Änderung des erfassten Abbilds kommen, was sich eindeutig als Oberflächenfehler klassifizieren lässt. Durch Analyse dieser stetigen Änderungen lässt sich die Position, sowie die Form und Abmessungen der Störung eindeutig erkennen. Mit einer nachgeschalteten Auswertevorrichtung ist es bspw. möglich, aus diesen ermittelten charakteristischen Werten der Störung eine Klassifizierung zu erstellen, um darauf basierend eine Qualitätsklassifizierung durchzuführen und die geprüfte Oberfläche frei zu geben bzw. als fehlerhaft zu kennzeichnen und aus dem weiteren Verfahrensprozess auszuscheiden. 12/21 österreichisches Patentamt AT 507 121 B1 2012-04-15 [0062] Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten des Verfahrens zur Güteprüfung von Oberfläche, sowie der divergenten Lichtquelle, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.The inventive method or the divergent light source according to the invention now have the very special advantage that glossy or highly reflective surfaces, for example. Of cover plates and / or front panels can be examined for deformations or damage without manual control by a Person would be required and in particular contaminants such as dust particles and fingerprints do not distort the measurement result. Due to the special type of illumination with a divergent light source, it is possible in particular to analyze strongly reflecting surfaces without disturbing the detection method due to stray reflections. By means of image analysis methods, it is possible to determine those sections from the acquired images in which a large difference, which is given by the changing reflection directions of the reflected light beams of the reflected beam bundle, can be detected between the detected images. In particular, due to the relative movement between the surface and the image capture device, when the illuminated section is moved relative to a deformation, a continuous change of the acquired image will occur, which can be clearly classified as a surface defect. By analyzing these steady changes, the position, shape and dimensions of the disturbance can be clearly identified. With a downstream evaluation device, it is, for example, possible to create a classification from these determined characteristic values of the disturbance in order to perform a quality classification based thereon and to release the tested surface or identify it as defective and to exclude it from the further process process. The exemplary embodiments show possible embodiments of the method for quality inspection of surface, as well as the divergent light source, it being noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments the same is limited, but rather also various combinations of the individual variants are possible with each other and this possibility of variation due to the doctrine of technical action by objective invention in the skill of working in this technical field expert.

[0063] In der Fig. 3 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform eines Reflektors der divergenten Lichtquelle gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 und 2 hingewiesen bzw. Bezug genommen.FIG. 3 shows a further embodiment of a reflector of the divergent light source, which is possibly independent of itself, again using the same reference numerals or component designations for the same parts as in the preceding figures. In order to avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding Figs. 1 and 2 or reference.

[0064] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Verfahrens zur Güteprüfung von Oberfläche, sowie der divergenten Lichtquelle, diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.For the sake of order, it should finally be pointed out that in order to better understand the structure of the method for GQ testing of surface, as well as the divergent light source, these or their components have been shown partly uneven and / or enlarged and / or reduced.

BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Divergente Lichtquelle 2 Bilderfassungsvorrichtung 3 Divergenter Lichtstrahl, divergentes Strahlenbündel 4 Abschnitt 5 Oberfläche 6 Bauteil 7 Abstand 8 Erfassungsbereich 9 Optische Strahlungsquelle 10 Reflektor 11 Erster Lichtstrahl, erstes Strahlenbündel 12 Zweiter Lichtstrahl, zweites Strahlenbündel 13 Strahlaufweitung 14 Mantelfläche 15 Erster Reflexionspunkt 16 Zweiter Reflexionspunkt 17 Blende 18 Abschnitt 19 Radius 20 Drehachse 21 Deformation, Beschädigung 22 Abschnitt 23 Nicht gerichtete Reflexion 24 Relativbewegung 25 Bedienelement 26 Anzeigeelement 27 Gestaltungselement 28 Lichtlinie 29 Erste Richtung 30 Zweite Richtung 13/21REFERENCE MARKETING 1 Divergent Light Source 2 Image Acquisition Device 3 Divergent Light Beam, Divergent Beam 4 Section 5 Surface 6 Component 7 Spacing 8 Sensing Area 9 Optical Radiation Source 10 Reflector 11 First Light Beam, First Beam 12 Second Light Beam, Second Beam 13 Beam Expansion 14 Shell 15 First Reflection Point 16 Second Reflection Point 17 Aperture 18 Section 19 Radius 20 Rotational axis 21 Deformation, damage 22 Section 23 Non-directional reflection 24 Relative movement 25 Operating element 26 Indicating element 27 Design element 28 Light line 29 First direction 30 Second direction 13/21

Claims

Austrian Patent Office AT 507 121 B1 2012-04-15 Patentansprüche 1. A method for the quality inspection of surfaces (5) with a light source (1) and an optical image acquisition device (2), wherein between the image acquisition device (2) and a surface to be tested (5 a relative movement (24) takes place, comprising the steps of: - directing a divergent beam (3) from the light source (1) onto a section (4) of the surface (5) to be tested; In time sequence, capturing at least two images of the illuminated surface (8) by the image capture device (2); - Comparing the detected images and determining a deviation of the images by an evaluation device.

2. The method according to claim 1, characterized in that for the detected images, a deviation from a reference image is determined.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the deviation is determined by a method of the group comprising difference image analysis, histogram analysis, threshold value analysis or adaptive threshold value analysis and spectral analysis.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that images are continuously recorded.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the relative movement (24) takes place continuously.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the divergent light beam (3) a strip-shaped portion (4) of the surface (5) illuminated.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comes by a deformation (21) in the surface (5) to a local change (23) of the brightness distribution in the acquired image, from this change, the position of the deviation is determined.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that in a temporal sequence of the determined deviations, a defect in the surface leads to a strip-shaped pattern, which is aligned parallel to the direction of the relative movement.

9. divergent light source (1), in particular for use in a method according to one of claims 1 to 8, comprising an optical radiation source (9) and a reflector (10), wherein the reflector (10) has an at least partially reflective and convexly shaped lateral surface (14) and a radiation beam (11) of the radiation source (9) incident from a first direction (29) into a radiation beam (3) in a second direction (30), characterized in that the reflector (10) has a quasi-point-like radiation Light source forms and thus the reflected beam (3) is divergent.

10. Divergent light source according to claim 9, characterized in that the reflector (10) has a circular cross-section.

11. Divergent light source according to claim 9 or 10, characterized in that the reflector (10) has an at least piecewise (18) convex cross section.

12. Divergent light source according to one of claims 9 to 11, characterized in that the first (29) and second (30) direction enclose an angle in the range of 15 ° to 80 °.

13. Divergent light source according to one of claims 9 to 12, characterized in that the reflective jacket surface (14) is mirrored and / or highly polished. 14/21 Austrian Patent Office AT 507 121 B1 2012-04-15

14. Divergent light source according to one of claims 9 to 13, characterized in that the reflector (10) has a longitudinal extent in the range of 10 cm to 30 cm and a diameter in the range of 0.5 cm to 3 cm.

15. Divergent light source according to one of claims 9 to 14, characterized in that the optical radiation source (9) by a device of the group comprising incandescent lamp, spot radiator, surface radiator, coherent and non-coherent semiconductor radiation source is formed.

16 divergent light source according to one of claims 9 to 15, characterized in that the light source (1) is pivotable, so that direction vector of the main intensity of the first direction (29) incident light beam (11) and a longitudinal axis of the reflector at an angle in the range of 0 to +/- 50 ° to each other. For this 6 sheets drawings 15/21