DE10028201A1 - Verfahren und Vorrichtung zum optischen Prüfen von Oberflächen bewegter Gegenstände - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum optischen Prüfen von Oberflächen bewegter Gegenstände, insbesondere der bedruckten Oberfläche von CDs, DVDs oder CD-Rs, die auf einem Fördermittel relativ zu einer Abtastvorrichtung mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Kamera bewegt werden. Die Oberfläche wird mit wenigstens einer Hellfeldbeleuchtung und wenigstens einer Dunkelfeldbeleuchtung beleuchtet, und die erste Kamera wird im wesentlichen nur von dem von der Oberfläche reflektierten Licht und die zweite Kamera wird im wesentlichen nur von dem an der Oberfläche gestreuten Licht belichtet. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß beide Kameras die Oberfläche zeilenförmig abtasten und beide Kameras in bezug auf die Belichtungszeit und Auslösezeit zueinander und/oder relativ zu der Bewegung oder dem Bewegungsablauf des Gegenstandes und/oder deren Bilder synchronisiert sind, um jeweils zwei korrespondierende Bilder zumindest eines Teils der Oberfläche des Gegenstandes bei unterschiedlicher Beleuchtung zu erhalten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum optischen Prüfen von Oberflächen bewegter Gegenstände, insbesondere der bedruckten Oberfläche von CDs, DVDs oder CD-Rs, die auf einem Fördermittel relativ zu einer Abtastvorrichtung mit wenigstens einer Kamera, vorzugsweise einer ersten und einer zweiten Kamera bewegt werden, wobei die Oberfläche durch wenigstens eine Lichtquelle beleuchtet wird und die erste Kamera im wesentlichen nur von dem an der Oberfläche reflektierten Licht und die zweite Kamera im wesentlichen nur von dem von der Oberfläche gestreuten Licht belichtet wird.

Es ist allgemein bekannt, Oberflächen, beispielsweise bedruckte Oberflächen von optischen Datenträgern, optisch abzutasten und einer Fehlerinspektion zu unterziehen. Dazu ist es erforderlich, wenigstens ein Bild der bedruckten Oberfläche zu erzeugen, das mit wenigstens einem Sollbild verglichen wird. Das Sollbild kann die Abbildung einer einwandfreien Oberfläche oder aber eine digitale Bildvorlage sein. Die Oberfläche, beispielsweise einer CD oder DVD, ist im allgemeinen beliebig bedruckt. Es können Farbflächen, Bilder, Schriften oder dergleichen mit den unterschiedlichsten Farbauftragsverfahren aufgebracht sein. Auch ist es möglich, daß die CD oder die DVD teilweise nicht bedruckt ist, so daß von oben die Metallschicht erkennbar ist. Weiterhin ist die CD oder die DVD häufig am inneren und äußeren Randbereich weder bedruckt noch mit einer Metallschicht versehen und somit dort durchsichtig.

Es ist beispielsweise aus der DE 195 11 197 A1 bekannt, die Oberfläche eines derartigen Datenträgers mit einer Hellfeld- und einer Dunkelfeldbeleuchtung zu beleuchten derart, daß ein Bild der Oberfläche durch Belichtung der Kamera mit reflektiertem Licht und ein Bild der Oberfläche durch Belichtung der Kamera mit gestreutem Licht erhalten werden. Dadurch ist es möglich, zum einen die Farbe und die Farbsättigung im Dunkelfeld zu prüfen. Zum anderen werden die metallischen Flächen im Hellfeld erkannt, die bei der Beleuchtung im Dunkelfeld zu unerwünschten Farbeffekten führen. Durch Verknüpfung der Bilder ist es dann möglich, den tatsächlichen Farbaufdruck zu prüfen. Bei dem vorbekannten Verfahren werden diese beiden Bilder nacheinander mit der gleichen Kamera erzeugt. Dazu ist es erforderlich, daß der Gegenstand zumindest für die Belichtungszeit dieser beiden Bilder stillsteht, um bezüglich der Lage und Ausrichtung übereinstimmende Abbildungen zu erhalten. Ein Stillstand des Fördermittels ist jedoch im Zuge der immer kürzer werdenden Zykluszeiten häufig nicht mehr möglich oder unerwünscht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß ein Prüfen der Oberflächen auch von bewegten Gegenständen möglich ist.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kameras die Oberfläche zeilenförmig abtasten und die Kameras in Bezug auf die Belichtungszeit und Auslösezeit zueinander und/oder relativ zu der Bewegung oder dem Bewegungsauflauf des Gegenstandes und/oder deren Bilder synchronisiert sind, um jeweils zwei korrespondierende Bilder zumindest eines Teils der Oberfläche des Gegenstandes bei unterschiedlicher Beleuchtung zu erhalten. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die abgetasteten Punkte der Oberflächen auf die gleichen Punkte der Bilder sowohl bei der Hellfeldbeleuchtung als auch bei der Dunkelfeldbeleuchtung abgebildet werden. Die beiden Bilder können ohne weiteres verknüpft und/oder übereinandergelegt werden, um die Bildauswertung zu optimieren und beispielsweise die Einflüsse der metallischen Flächen bei der Inspektion von optischen Datenträger zu eliminieren.

Die Synchronisation kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Lage des Gegenstandes auf dem Fördermittel erfaßt und zur Synchronisation der Kameras oder deren Bilder herangezogen wird. Im einzelnen kann dabei so vorgegangen werden, daß die Kameras einen Teil des Fördermittels mit abtasten, um die relative Lage des Gegenstandes auf dem Fördermittel oder dessen Bewegung oder Bewegungsablauf zu erfassen. Dazu können Markierungen auf dem Fördermittel vorgesehen werden, um die eindeutige Zuordnung zu ermöglichen.

Es ist bei den Herstellungsverfahren und bei den Prüfverfahren von taktweise hergestellten Gegenständen zu beachten, daß die Fördergeschwindigkeit nicht immer konstant ist. Auch hängt die Geschwindigkeit von dem Farbauftragsverfahren ab. Es ist offensichtlich, daß bei einer gegebenen Belichtungszeit der Kameras das erzeugte Bild des Gegenstandes in Abhängigkeit der Geschwindigkeit verzerrt dargestellt wird. So wird ein kreisrunder Gegenstand bei sehr hoher Geschwindigkeit in bezug auf die Belichtungszeit langgezogen abgebildet, während bei relativ langsamer Geschwindigkeit des Gegenstandes dieser gestaucht abgebildet wird. Ein Vergleich mit einem Sollbild, daß bei einer gegebenen Geschwindigkeit oder im Stillstand aufgenommen worden ist, wird hierdurch erschwert.

Dieses Problem wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst werden, daß ein aufgrund der Bewegung verzerrtes Bild des Gegenstands auf die bekannte Kontur des Gegenstands oder eine bekannte Abbildung der Kontur des Gegenstands umgerechnet wird. Hier wird die ursprüngliche Gestalt des Gegenstands oder ein aufgrund einer gekrümmten und/oder bekannten Bewegung bekannt verzerrtes Bild ausgenutzt, um eine beliebig verzerrte Abbildung in eine mit der Sollabbildung wieder vergleichbare Abbildung zu erhalten. Auch ist es bei mehreren Abbildungen möglich, die einzelnen Bilder wieder zusammenzulegen, um ein Prüfbild zu erhalten. Hierzu kann eine Markierung auf dem Gegenstand und/oder dem Fördermittel zweckmäßig sein, anhand welcher die Ausrichtung und Entzerrung der Abbildungen erfolgen kann. Eine Erfassung der Geschwindigkeit des Gegenstand ist hier nicht zwingend erforderlich.

Es ist gemäß einer weitergehenden Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Geschwindigkeit oder der Bewegungsablauf des Gegenstandes relativ zu wenigstens einer Kamera erfaßt und deren Bild zugeordnet wird. Es kann auch vorgesehen werden, jedes Bild auf ein normiertes Bild bei einer normierten Geschwindigkeit zu transformieren. Diese normierte Geschwindigkeit kann beispielsweise diejenige Geschwindigkeit sein, mit der das Sollbild aufgenommen worden ist. Auch kann die Normgeschwindigkeit diejenige Geschwindigkeit sein, bei der keine Verzerrung der Abbildung erfolgt, also wenn bei einer linearer Bewegung ein kreisrunder Datenträger wieder kreisrund abgebildet wird. Grundsätzlich kann auch damit ein langgezogenes beziehungsweise gestauchtes Bild in die Ursprungsform des aufgenommenen Gegenstandes umgerechnet und transformiert werden. Die Ursprungsform des Gegenstandes ist allgemein bekannt, so daß diese Transformierung ohne weiteres möglich ist.

Häufig ist das Fördermittel jedoch nicht linear, sondern als Drehtisch ausgebildet. Auch hier können Verzerrungen durch den gekrümmten Bewegungsverlauf relativ zur geraden Zeile der Kamera auftreten. Es ist daher in jedem Fall zweckmäßig und gegebenenfalls auch erforderlich, wenn das Sollbild mit der gleichen Anordnung der Abtastvorrichtung bei gleicher relativer Anordnung zum Fördermittel und normalen Lage des Gegenstandes auf dem Fördermittel erzeugt wird. Grundsätzlich kann eine beliebig verzerrte Abbildung auf die Ursprungs- oder eine normierte Form umgerechnet und transformiert werden, da sowohl der Abbildungsmaßstab und die Belichtungszeit der Kameras als auch die Geschwindigkeit und gegebenenfalls der Krümmungsradius der Bewegung des Gegenstandes bekannt sind oder erfaßt werden.

Die Kameras können dieselbe Linie der Oberfläche gleichzeitig abtasten. Eine Zuordnung ist dann leicht möglich. Auch ist es möglich, daß die Kameras beabstandete Zeilen zur gleichen Zeit abtasten. Durch die erfaßte Geschwindigkeit und Zeit kann eine Zuordnung der jeweiligen zeitlich aufeinanderfolgenden Zeilen erfolgen, so daß wieder korrespondierende Bilder erzeugt werden können. Hierbei kann dann vorgesehen werden, daß die Hellfeldbeleuchtung der Oberfläche abgeschirmt von der Dunkelfeldbeleuchtung erfolgt. Dadurch wird erreicht, daß gegenseitige Beeinflussungen der Beleuchtungen vermieden werden.

Es ist kann vorgesehen werden, daß für jede Kamera jeder Bildzeile des zeilenförmig aufgebauten Bildes eine Geschwindigkeit des Gegenstandes und/oder eine Lage des Gegenstandes auf dem Fördermittel zugeordnet wird. Dadurch kann ein eindeutige Zuordnung der Bilder oder Bildzeilen der einzelnen Kameras untereinander erfolgen. Weiterhin kann vorgesehen werden, die Kameras über die erfaßte Bewegung so zu synchronisieren, daß stets der gleiche geometrische Bereich pro Zeile, vorzugsweise äquidistant, aufgenommen wird. Damit werden unmittelbar ein mit dem Sollbild vergleichbares Bild oder zueinander passende Einzelbilder, die zu einem Prüfbild zusammengelegt werden können, erzeugt. Bei einer linearen, jedoch nicht gleichmäßigen Bewegung kann beispielsweise die Kamera so angesteuert werden, daß stets ein runde Abbildung eines runden Gegenstands erzeugt wird. Der Vergleich, die Überlagerung und dergleichen sind dann einfach möglich.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Gegenstand ein kreisrunder Datenträger ist und sich die Beleuchtung über den gesamten Durchmesser erstreckt, und daß die zeilenförmige Abtastung sowohl durch die erste als auch durch die zweite Kamera über den gesamten Durchmesser erfolgt. Dies hat den Vorteil, daß der gesamte Gegenstand ohne weiteres aufgrund der Bewegung des Fördermittels abgetastet, erfaßt und abgebildet werden kann.

Die entsprechende Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß der Erfindung weist Synchronisationsmittel auf, die die Bilder der Kameras und/oder die Auslösezeit und/oder die Belichtungszeit der beiden Kameras zueinander und/oder zu der Bewegung oder des Bewegungsablaufes des Gegenstandes synchronisieren. Die Synchronisationsmittel können wenigstens einen Geschwindigkeitsgeber umfassen, der die Geschwindigkeit des Gegenstandes erfaßt. Dieser Geschwindigkeitsgeber kann beispielsweise mit dem Fördermittel zusammenwirken, auf dem der Gegenstand relativ zu den Kameras bewegt wird. Der Geschwindigkeitsgeber kann beispielsweise als Impulsgeber oder Inkrementalgeber mit einem Reibrad, das die Geschwindigkeit des Fördermittels unmittelbar erfaßt, ausgebildet sein. Auch ist eine induktive Erfassung der Geschwindigkeit insbesondere des Fördermittels möglich. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, die Geschwindigkeit des Fördermittels optisch zu erfassen. Dazu kann eine Oberflächenstruktur des Fördermittels oder aber eine andere Kennzeichnung des Fördermittels erfaßt werden. Grundsätzlich kann dies durch einen separaten optischen Sensor oder aber mittels der vorhandenen Kameras erfolgen.

Sofern die Geschwindigkeit des Fördermittels erfaßt wird, ist es vorteilhaft, wenn die Geschwindigkeit des Fördermittels im Bereich des Gegenstandes erfaßt wird. Dadurch können Einflüsse durch Schlupf vermieden werden.

Es kann zweckmäßig sein, wenn das Fördermittel wenigstens eine Markierung im Bereich des Gegenstandes aufweist, die von einer separaten Abtasteinrichtung und/oder von wenigstens einer der Kameras erfaßt wird. Dadurch kann eine Orientierung der aufgenommenen Bilder erfolgen derart, daß ein Punkt der Oberfläche sowohl bei der Hellfeldbeleuchtung als auch bei der Dunkelfeldbeleuchtung auf denselben Punkt des erzeugten Bildes abgebildet wird.

Es kann vorgesehen werden, daß wenigstens eine, insbesondere beide Kameras Zeilenkameras sind. Derartige Zeilenkameras weisen bei einem relativ einfachen und robusten Aufbau eine hohe Auflösung auf. Zur Prüfung eines Farbaufdruckes ist es weiterhin vorgesehen, daß zumindest die zweite Kamera eine Farbbildkamera ist, wobei in manchen Fällen eine Schwarz-Weiß-Kamera ausreichend sein kann. Die erste Kamera kann als Schwarz- Weiß-Bild-Kamera ausgebildet sein, da es hier tatsächlich nur auf einen Hell-Dunkelkontrast ankommt. Grundsätzlich ist es möglich, daß wenigstens eine Kamera eine Matrixkamera ist. Auch ist es möglich, wenigstens ein Bild des Gegenstands durch eine Belichtung mit Blitzlicht zu erhalten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht eines Aufbaus einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 die Seitenansicht eines Aufbaus einer Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zum optischen Prüfen von Oberflächen bewegter Gegenstände 12, insbesondere der bedruckten Oberfläche 11 von CDs, DVDs und CD-Rs, weist eine erste Kamera 13 und eine zweite Kamera 14 auf, die jeweils die Oberfläche 11 des Gegenstandes optisch abtasten. Es ist eine elektronische Datenverarbeitungsanlage 15 vorgesehen, die die von den Kameras 13, 14 erzeugten Bilder auswertet, analysiert und prüft. Die erzeugten Bilder und die Prüfergebnisse können dazu auf einem Monitor 16 dargestellt werden. Insofern entspricht der gezeigte Aufbau dem allgemein bekannten Aufbau einer optischen Abtastvorrichtung mit zwei Kameras und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.

Weiterhin ist die Anordnung im einzelnen so getroffen, daß eine Hellfeldbeleuchtung 17 die Oberfläche des Gegenstandes derart beleuchtet, daß das von der Oberfläche reflektierte Licht dieser Beleuchtung im wesentlichen nur die erste Kamera 13 belichtet. Das Licht wird in bekannter Weise über einen Strahlteiler 27 eingebracht. Ferner ist eine Dunkelfeldbeleuchtung 18 vorgesehen, die die Oberfläche im wesentlichen seitlich beleuchtet derart, daß das an der Oberfläche gestreute Licht dieser Beleuchtung zumindest die zweite Kamera 14 beleuchtet. Dadurch können die Farbsättigung und auch Strukturfehler, wie Rauhigkeiten, gut erkannt werden. Es können Abschirmelemente 24 vorgesehen werden, die eine gegenseitige Beeinflussung der Beleuchtungen verhindern.

Der abzutastende Gegenstand 12 liegt auf einem nicht näher dargestellten Fördermittel 19, das sich in Richtung des Pfeiles 20 bewegt. Die Kameras 13, 14 tasten die Oberfläche 11 des Gegenstandes 12 zeilenförmig ab und sind beispielsweise als Zeilenkameras ausgebildet. Selbstverständlich können die Kameras auch als Matrixkameras ausgebildet sein und mehr als eine Linie des Gegenstandes bis hin zur vollständigen Erfassung des zu prüfenden Bereichs der Oberfläche abtasten. Zur Erzeugung eines vollständigen Bildes der Oberfläche 11 ist es erforderlich, in der Zeit, in der der Gegenstand unter den Kameras hindurch bewegt wird, mehrere Bildzeilen aufzunehmen, die zusammengesetzt das vollständige Bild ergeben. Es ist offensichtlich, daß die Belichtungszeit und die Geschwindigkeit des Fördermittels 19 sich maßgeblich auf das erzeugte Bild auswirken.

Für Prüfzwecke ist es erforderlich, Bilder sowohl im Hellfeld als auch im Dunkelfeld zu erzeugen. Weiterhin ist es erforderlich, diese bei unterschiedlicher Beleuchtung erzeugten Bilder zu verknüpfen. Es muß daher eine Zuordnung der einzelnen Bilder möglich sein derart, daß derselbe Punkt des Gegenstands auf übereinstimmende oder korrelierbare Punkte der jeweiligen Bilder abgebildet wird. Dazu werden die Kameras 13, 14 oder deren Bilder durch Synchronisationsmittel 21 synchronisiert, so daß derselbe Punkt der Oberfläche 11 auf denselben Punkt des Bildes sowohl auf der Hellfeldbeleuchtung als auch der Dunkelfeldbeleuchtung abgebildet wird.

Die Synchronisationsmittel 21 wirken zum einen mit den Kameras 13, 14 zusammen. Zum anderen wirken die Synchronisationsmittel 21 mit einem Geschwindigkeitsgeber 22 zusammen, um die Geschwindigkeit des gerade aufgenommenen Gegenstandes 12 zu erfassen. Im einzelnen kann die Anordnung so getroffen sein, daß die Geschwindigkeit des Fördermittels 19 optisch, mechanisch oder induktiv erfaßt wird. Die hierzu erforderlichen Mittel sind allgemein bekannt. Dadurch ist es möglich, die Belichtungszeit und/oder Auslösezeit relativ zu der Geschwindigkeit zu synchronisieren. Es ist demnach bekannt, bei welcher Geschwindigkeit das Bild aufgenommen worden ist, so daß ein Vergleich mit einem Sollbild, das mit einer beliebigen anderen Geschwindigkeit aufgenommen worden ist, möglich ist.

Es kann auch vorgesehen werden, daß das Fördermittel Markierungen 23 im Bereich des Gegenstandes 12 aufweist, so daß die erzeugten Bilder anhand der Markierung synchronisiert und ausgerichtet werden können. Zweckmäßig kann es hierbei sein, wenn die Synchronisation sowohl anhand der Geschwindigkeit als auch anhand der Markierungen 23 erfolgt. Dadurch kann eine noch bessere Ausrichtung der beiden durch die einzelnen Kameras 13, 14 erzeugten Einzelbilder erfolgen.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel fokussieren die Kameras 13, 14 beabstandete Linien 25, 26 auf der Oberfläche. Die Zuordnung der einzelnen Bildzeilen der Hellfeldbeleuchtung einerseits und der Dunkelfeldbeleuchtung anderseits kann dann entweder mittels der erfaßten Geschwindigkeit oder der erfaßten Markierung und somit relativen Lage des Gegenstandes auf dem Fördermittel erfolgen. Insbesondere wenn eine eindeutige Markierung auf dem Gegenstand vorhanden und erfaßt wird, kann diese zur Ausrichtung der einzelnen Bilder zueinander herangezogen werden, um einen Vergleich zu ermöglichen.

Grundsätzlich wird es zweckmäßig sein, zunächst ein vollständiges Bild des Gegenstandes zu erzeugen, das mit einem entsprechenden Sollbild verglichen wird. Bei der optischen Abtastung einer kreisrunden CD wird bei einer relativ schnellen Bewegung die kreisrunde Form als langgezogene Ellipse dargestellt. Bei relativ langsamer Bewegung der CD wird eine gestauchte Abbildung erzeugt. Dies gilt sowohl für die Generierung des aktuellen Bildes als auch für die Erzeugung des Sollbildes. Ein Vergleich zwischen Sollbild und Istbild ist nur dann möglich, wenn die Abbildungen gleichartig sind oder bei einer gleichen Geschwindigkeit aufgenommen worden sind. Dies ist jedoch nicht immer möglich. Es ist daher vorgesehen, daß die Synchronisationsmittel 21 und Datenverarbeitungsanlage 15 derart ausgelegt sind, daß das aufgenommene Bild oder dessen Bildzeilen mit einer Geschwindigkeit derart verknüpft wird, daß ein normiertes Bild bei einer normierten Geschwindigkeit erzeugt werden kann. Diese normierte Geschwindigkeit kann beispielsweise die Geschwindigkeit sein, mit der das Sollbild aufgenommen worden ist. Dadurch ist es mit einfachen Mitteln möglich, unabhängig von der tatsächlichen Geschwindigkeit oder Geschwindigkeitsverlauf vergleichbare Abbildungen der Oberfläche zu schaffen. Sofern nicht nur dem gesamten Bild eine Durchschnittsgeschwindigkeit zugeordnet wird, sondern jeder Bildzeile eine Geschwindigkeit oder eine Lage relativ zum Fördermittel kann ein Vergleich auch bei schwankender Geschwindigkeit des Gegenstandes erfolgen.

In Fig. 3 ist eine andere Anordnung der Beleuchtung und der Kameras dargestellt. Hier wird die Oberfläche 11 des Gegenstandes von nur einer Lichtquelle 30 über eine Linsenanordnung 31 und einen Spiegel 32 in einem flachen Winkel beleuchtet. Die Linsenanordnung 31 kann als Achromat ausgebildet sein, der die Oberfläche 11 mit parallelem Licht linien-, streifen- oder flächenförmig. Das reflektierte Licht wird durch zwei Spiegel 33, 34 auf die beiden Kameras 13, 14 gelenkt. Im einzelnen ist die Anordnung so getroffen, daß der der Hellfeldkamera 13 zugeordnete Spiegel 33 von dem an der Oberfläche reflektierten Licht 35 beleuchtet wird. Der der Dunkelfeldkamera 14 zugeordnet Spiegel 34 ist im Streulichtbereich angeordnet und wird von dem an der Oberfläche 11 gestreuten Licht 36 beleuchtet. Selbstverständlich können die Kameras 13, 14 auch unmittelbar von dem reflektierten Licht 35 beziehungsweise gestreuten Licht 36 belichtet werden. Das Vorsehen der Spiegel ergibt jedoch einen relativ kompakten Aufbau. Beide Kameras 13, 14 sind so ausgerichtet und deren Objektive so eingestellt, daß durch beide Kameras die gleiche Zeile 37 oder der gleichen Bereich abgebildet wird. Dies hat den Vorteil, daß bei einer synchronisierten Auslöse- und Belichtungszeit jeweils eine übereinstimmende Bildzeile erzeugt wird.

Bei dieser Anordnung wird es nicht immer zu vermeiden sein, daß die Hellfeldkamera 13 auch durch gestreutes Licht belichtet wird. Das gestreute Licht bewirkt jedoch in der Regel keine so starke Belichtung wie das reflektierte Licht, so daß eine zu starke Beeinflussung nicht zu befürchten ist.

Weiterhin wird es aufgrund der Struktur der optischen Datenträger häufig nicht zu vermeiden sein, daß das gestreute Licht durch gebeugtes Licht an der inneren Pitstruktur beeinflußt wird. Hier kann vorgesehen werden, daß im Strahlenverlauf hinter der Lichtquelle und vor der Dunkelfeldkamera auslöschende, insbesondere gekreuzte Polfilter 38, 39 angeordnet sind. Durch die Polfilter wird vermieden, daß gebeugtes Licht zur Kamera gelangt. Das Polfilter bzw. Analysator 39 vor der Kamera 14 läßt nur diffuses Licht in einer anderen Polarisationsrichtung durch, so daß tatsächlich nur das an der Oberfläche gestreute Licht die Kamera belichtet. Dies gilt auch für Ausführungsform in gemäß Fig. 1.

Weiterhin kann insbesondere bei der Inspektion von mehrschichtigen Gegenständen, wie optischen Datenträgern, beispielsweise von CDs oder DVDs, vorgesehen werden, daß der Einfallswinkel der Beleuchtung 30 und/oder der Dunkelfeldbeleuchtung 18 so gewählt ist, daß an einer Grenzfläche eine Totalreflexion derart stattfindet, daß in die äußere Schicht, im Falle einer DVD oder CD die Polycabonatschicht, durch Brechung gelangendes Licht nach der Reflexion an einer inneren reflektierenden Fläche oder Schicht an dieser Grenzfläche reflektiert wird und nicht mehr nach außen gelangt. Auch dadurch lassen sich Beeinflussungen der Pitstuktur und der Metallschicht auf die Oberflächeninspektion vermeiden.

Mit den beschriebenen Vorrichtungen ist eine optische Prüfung der Gegenstände auch bei einer Bewegung relativ zu den Kameras möglich. Insbesondere ist es jedoch möglich, anstelle der üblichen Matrix-Kameras Zeilenkameras einzusetzen, die eine höhere Auflösung bei geringerem Aufwand und Kosten ermöglichen. Weiterhin es ist nicht mehr erforderlich, den laufenden Produktionsprozeß anzuhalten, um ein Istbild des zu prüfenden Gegenstandes zu erzeugen. Vielmehr arbeitet das Prüfsystem vollkommen unabhängig von der Geschwindigkeit des Gegenstandes relativ zu den Kameras. Auch schwankende Geschwindigkeiten haben keinen Einfluß auf den Prüfvorgang. Ein flexibler Einsatz eines derartigen Inspektionssystems ist daher möglich.

Claims (27)

1. Verfahren zum optischen Prüfen von Oberflächen (11) bewegter Gegenstände (12) mit einer Kontur, insbesondere der bedruckten Oberfläche von CDs, DVDs oder CD-Rs, die auf einem Fördermittel (19) relativ zu einer Abtastvorrichtung mit wenigstens einer Kamera (13, 14) bewegt werden, bei welchem Verfahren die Oberfläche durch wenigstens eine Lichtquelle beleuchtet wird und die Kamera von dem an der Oberfläche reflektierten und/oder gestreuten Licht belichtet wird und die Oberfläche (11) zumindest zeilenförmig abtastet, dadurch gekennzeichnet, daß ein aufgrund der Bewegung verzerrtes Bild des Gegenstands auf die bekannte Kontur des Gegenstands oder eine bekannte Abbildung der Kontur des Gegenstands umgerechnet wird.

2. Verfahren zum optischen Prüfen von Oberflächen (11) bewegter Gegenstände (12), insbesondere der bedruckten Oberfläche von CDs, DVDs oder CD-Rs, die auf einem Fördermittel (19) relativ zu einer Abtastvorrichtung mit wenigstens einer Kamera (13, 14) bewegt werden, bei welchem Verfahren die Oberfläche durch wenigstens eine Lichtquelle beleuchtet wird und die Kamera von dem an der Oberfläche reflektierten und/oder gestreuten Licht belichtet wird und die Kamera (13, 14) die Oberfläche (11) zumindest zeilenförmig abtastet, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera in bezug auf die Belichtungszeit und/oder Auslösezeit relativ zu der Bewegung und/oder dem Bewegungsablauf, insbesondere der Geschwindigkeit, des Gegenstandes synchronisiert sind.

3. Verfahren zum optischen Prüfen von Oberflächen (11) bewegter Gegenstände (12), insbesondere der bedruckten Oberfläche von CDs, DVDs oder CD-Rs, die auf einem Fördermittel (19) relativ zu einer Abtastvorrichtung mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Kamera (13, 14) bewegt werden, bei welchem Verfahren die Oberfläche durch wenigstens eine Lichtquelle beleuchtet wird und die erste Kamera im wesentlichen nur von dem von der Oberfläche reflektierten Licht und die zweite Kamera im wesentlichen nur von dem an der Oberfläche gestreuten Licht belichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kameras (13, 14) die Oberfläche (11) zumindest zeilenförmig abtasten und beide Kameras in bezug auf die Belichtungszeit und/oder Auslösezeit zueinander und/oder relativ zu der Bewegung und/oder oder dem Bewegungsablauf, insbesondere der Geschwindigkeit, des Gegenstandes und/oder deren Bilder synchronisiert sind, um jeweils zwei korrespondierende Bilder zumindest eines Teils der Oberfläche des Gegenstandes bei unterschiedlicher Beleuchtung zu erhalten.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Gegenstandes relativ zu wenigstens einer Kamera erfaßt und deren Bild zugeordnet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bild auf ein normiertes Bild bei einer normierten Geschwindigkeit transformiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die normierte Geschwindigkeit die Geschwindigkeit ist, mit der ein Sollbild aufgenommen worden ist oder bei welcher keine Verzerrung der Abbildung des Gegenstandes zumindest in Förderrichtung erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage des Gegenstandes (12) auf dem Fördermittel (19) erfaßt und zur Synchronisation der Kameras (13, 14) oder deren Bilder herangezogen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kameras (13, 14) einen Teil des Fördermittels (19) mit abtasten, um die relative Lage des Gegenstandes auf dem Fördermittel oder dessen Bewegung jeweils zu erfassen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bildzeile des zeilenförmig aufgebauten Bildes eine Geschwindigkeit des Gegenstands und eine Lage des Gegenstandes auf dem Fördermittel zugeordnet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kameras dieselbe Linie der Oberfläche abtasten.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kameras beabstandete Zeilen zur gleichen Zeit abtasten.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtung der Oberfläche durch eine Hellfeldbeleuchtung (17) der Oberfläche und einer Dunkelfeldbeleuchtung (18) erfolgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prüfbild der Oberfläche durch eine Überlagerung der Bilder der einzelnen Kameras erzeugt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bild und/oder das Prüfbild mit einem entsprechenden Sollbild verglichen werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (12) ein kreisrunder Datenträger ist und sich die Beleuchtung über den gesamten Durchmesser erstreckt, und daß die zeilenförmige Abtastung sowohl durch die erste als auch durch die zweite Kamera über den gesamten Durchmesser erfolgt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß daß bei der Inspektion von mehrschichtigen Gegenständen oder optischen Datenträgern, wie von CDs oder DVDs, der Einfallswinkel der Beleuchtung (30) und/oder der Dunkelfeldbeleuchtung (18) so gewählt ist, daß an einer Grenzfläche einer Schicht eine Totalreflexion derart stattfindet, daß in die Schicht durch Brechung gelangendes Licht nach der Reflexion an einer inneren reflektierenden Schicht des Gegenstands an dieser Grenzfläche reflektiert wird.

17. Vorrichtung zum optischen Prüfen von Oberflächen bewegter Gegenstände (12), insbesondere der bedruckten Oberfläche (11) von CDs, DVDs oder CD-Rs, die auf einem Fördermittel (19) relativ zu einer Abtastvorrichtung mit wenigstens einer Kamera (13, 14) bewegt werden, welche Kamera (13) von dem an der Oberfläche reflektierten und/oder gestreuten Licht wenigstens einer Lichtquelle (17, 18, 30) belichtet wird und die Oberfläche zumindest zeilenförmig abtastet, dadurch gekennzeichnet, daß Umrechnungsmittel vorhanden sind, die die aufgrund der Bewegung verzerrt aufgenommenen Bilder des Gegenstands auf die bekannte Kontur des Gegenstands oder eine bekannte Abbildung der Kontur des Gegenstands umrechnen.

18. Vorrichtung zum optischen Prüfen von Oberflächen bewegter Gegenstände (12), insbesondere der bedruckten Oberfläche (11) von CDs, DVDs oder CD-Rs, die auf einem Fördermittel (19) relativ zu einer Abtastvorrichtung mit wenigstens einer Kamera (13, 14) bewegt werden, welche Kamera (13) von dem an der Oberfläche reflektierten und/oder gestreuten Licht wenigstens einer Lichtquelle (17, 18, 30) belichtet wird und die Oberfläche zumindest zeilenförmig abtastet, dadurch gekennzeichnet, daß Synchronisationsmittel (21) vorhanden sind, die die Bilder der Kamera und/oder die Auslösezeit und/oder die Belichtungszeit der Kamera zu der Bewegung und/oder des Bewegungsablaufs, insbesondere der Geschwindigkeit, des Gegenstandes synchronisieren.

19. Vorrichtung zum optischen Prüfen von Oberflächen bewegter Gegenstände (12), insbesondere der bedruckten Oberfläche (11) von CDs, DVDs oder CD-Rs, die auf einem Fördermittel (19) relativ zu einer Abtastvorrichtung mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Kamera (13, 14) bewegt werden, welche erste Kamera (13) im wesentlichen von dem an der Oberfläche reflektierten Licht und welche zweite Kamera (14) im wesentlichen von dem an der Oberfläche gestreuten Licht wenigstens einer Lichtquelle (17, 18, 30) belichtet werden, und welche Kameras die Oberfläche zumindest zeilenförmig abtasten, dadurch gekennzeichnet, daß Synchronisationsmittel (21) vorhanden sind, die die Bilder der Kameras und/oder die Auslösezeit und/oder die Belichtungszeit der beiden Kameras zueinander und/oder zu der Bewegung und/oder des Bewegungsablaufs, insbesondere der Geschwindigkeit, des Gegenstandes synchronisieren.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisationsmittel (21) wenigstens einen Geschwindigkeitsgeber (22) umfassen, der die Geschwindigkeit des Gegenstands erfaßt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsgeber (22) mit dem Fördermittel (19) zusammenwirkt und dessen Geschwindigkeit erfaßt, auf dem der Gegenstand relativ zu den Kameras bewegt wird.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsgeber im Bereich des gerade abgetasteten Gegenstands angeordnet wird.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22 dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel (19) wenigstens eine Markierung (23) im Bereich des Gegenstandes (24) aufweist, die von einer Abtasteinrichtung und/oder wenigstens einer der Kameras (13, 14) erfaßt wird.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine, insbesondere beide Kameras Zeilenkameras sind.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest die zweite Kamera eine Farbbildkamera ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Inspektion von mehrschichtigen Gegenständen oder optischen Datenträgern, wie von CDs oder DVDs, der Einfallswinkel der Beleuchtung (30) und/oder der Dunkelfeldbeleuchtung (18) so gewählt ist, daß an einer Grenzfläche einer Schicht eine Totalreflexion derart stattfindet, daß in die Schicht durch Brechung gelangendes Licht nach der Reflexion an einer inneren reflektierenden Fläche oder Schicht des Gegenstands an dieser Grenzfläche reflektiert wird.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Lichtquelle (18, 30) zumindest für die Dunkelfeldbeleuchtung ein Polfilter (38) und vor der von dem an der Oberfläche gestreuten Licht belichteten Kamera (14) ein auslöschendes Polfilter oder Analysator (39) angeordnet sind.