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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen eines Rauheitsbereichs bzw. einer Homogenität einer Oberfläche, die insbesondere mindestens in einer Richtung eine geringe Ausdehnung aufweist. Insbesondere dient die Erfindung zur Ermittlung eines Rauheitsbereichs bzw. einer Oberflächenqualität von Kolbenringen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit Hilfe deren ein Rauheitsbereich bzw. eine Homogenität einer Oberfläche bestimmt werden können, ohne dass geometrische Einschränkungen berücksichtigt werden müssen. Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch die Ansprüche gelöst.
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In der Druckschrift
EP 1548401 ist eine Vorrichtung beschrieben, die zur Erfassung der Oberflächenbeschaffenheit von z. B. Stahl dient. Dabei werden digitale Bilder der Oberfläche hinsichtlich ihrer Farbintensität mit einer Standardaufnahme verglichen. Die Druckschrift
DE 4322870 offenbart ein Verfahren zur Beurteilung eines Säuberungsprozesses auf Oberflächen. Dabei wird eine Oberflächenaufnahme in einzelne Pixel aufgeteilt und die Farbwerte jedes Pixels werden über den Säuberungsprozess hinweg verglichen.
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, um insbesondere einen Rauheitsbereich bzw. eine Homogenität einer Oberfläche bewerten zu können, die eine Erfassungskomponente zum Erfassen einer digitalen Abbildung mindestens eines Bereichs einer Oberfläche eines zu untersuchenden Objekts und eine Auswertungskomponente zum Auswerten der digitalen Abbildung umfasst, Die Auswertungskomponente ist eingerichtet, einen Anteil von hellen Bildpunkten in der digitalen Abbildung und einen Anteil von dunklen Bildpunkten in der digitalen Abbildung zu bestimmen. Anhand von mindestens einem der bestimmten Anteile lässt sich die Rauheit bzw. Homogenität des abgebildeten Bereichs der Oberfläche des Objekts beurteilen. Daraus lässt sich ein Rauheitsbereich angeben.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Auswertungskomponente eingerichtet, die Rauheit des erfassten Bereichs der Oberfläche des Objekts zu beurteilen, indem bestimmt wird, ob der Anteil von hellen Bildpunkten in der digitalen Abbildung unterhalb eines vorbestimmten Schwellwertes für helle Bildpunkte liegt; und/oder ob der Anteil von dunklen Bildpunkten in der digitalen Abbildung oberhalb eines vorbestimmten Schwellwertes für dunkle Bildpunkte liegt.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Auswertungskomponente so eingerichtet, dass anhand der Änderung der Anteile von hellen Bildpunkten und/oder der Änderung der Anteile von dunklen Bildpunkten eine Änderung der Rauheit nachvollzogen werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist die Erfassungskomponente ein USB-Mikroskop, das bevorzugt eine CCD-Zelle umfasst, und ist die Auswertungskomponente auf einem Computer implementiert.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist die Oberfläche eine geschliffene Oberfläche oder eine gebürstete bzw. polierte Oberfläche. Ungeeignet sind Oberflächen, die für Bildverarbeitungs-Anwendungen aufgrund mangelnder Lichtreflexion nicht geeignet sind (z. B. stark mattierte Oberflächen, schwarze Oberflächen, phosphatierte Oberflächen etc.)
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, weist die Oberfläche in einer Richtung eine Abmessung auf, dass für die Messung in dieser Richtung die für die herkömmliche Rauheitsmessung erforderliche Weglänge zu gering ist, d. h. die Abmessung in dieser Richtung geringer ist als die erforderliche Weglänge.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist die Oberfläche eine Oberfläche eines Rings, dessen axiale Ausdehnung gering ist. Insbesondere ist die axiale Ausdehnung des Rings derart, dass für die Messung in axialer Richtung die für die herkömmliche Rauheitsmessung erforderliche Weglänge zu gering ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist die Oberfläche eine chromstrukturierte Oberfläche.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, umfasst die Komponente zum Erfassen einer Abbildung einer Oberfläche ein CCD-Modul.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, umfasst die Komponente zum Auswerten der Abbildung eine Bildverarbeitungskomponente, die sowohl in Hardware oder Software als auch in Hard- und Software ausgeführt sein kann, d. h., dass die Verarbeitung der Abbildung mit Hilfe von Softwarecode, der auf einem universell programmierbaren Prozessor, und/oder durch Zugriff auf spezifische Hardwarekomponenten wie zum Beispiel für Bildverarbeitung vorgesehene Prozessoren erfolgen kann.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren vorgeschlagen, um insbesondere die Rauheit einer Oberfläche bewerten zu können. Eine digitale Abbildung mindestens eines Bereichs einer Oberfläche eines zu untersuchenden Objekts wird erfasst. Ein Anteil von hellen Bildpunkten in einer digitalen Abbildung und ein Anteil von dunklen Bildpunkten in der digitalen Abbildung werden bestimmt. Anhand von mindestens einem der bestimmten Anteile lässt sich die Rauheit des abgebildeten Bereichs der Oberfläche des Objekts beurteilen.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird die Rauheit des erfassten Bereichs der Oberfläche des Objekts beurteilt, indem bestimmt wird, ob der Anteil von hellen Bildpunkten in der digitalen Abbildung unterhalb eines vorbestimmten Schwellwertes für helle Bildpunkte liegt; und/oder ob der Anteil von dunklen Bildpunkten in der digitalen Abbildung oberhalb eines vorbestimmten Schwellwertes für dunkle Bildpunkte liegt.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird die Rauheit des erfassten Bereichs der Oberfläche des Objekts beurteilt, durch Vergleichen des Anteils von hellen Bildpunkten in der digitalen Abbildung mit einem Anteil von hellen Bildpunkten in einer digitalen Abbildung, die zuvor von mindestens einem Bereich der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts erfasst wurde; und/oder Vergleichen des Anteils von dunklen Bildpunkten in der digitalen Abbildung mit einem Anteil von dunklen Bildpunkten in einer digitalen Abbildung, die zuvor von mindestens einem Bereich der Oberfläche des zu untersuchenden Objekts erfasst wurde.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, kann anhand der Änderung der Anteile von hellen Bildpunkten und/oder der Änderung der Anteile von dunklen Bildpunkten eine Änderung der Rauheit nachvollzogen werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen ausführlicher beschrieben, wobei
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1 ein Blockdiagramm einer Messanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ein Blockdiagramm zeigt, welches eine Beispielkonstruktion eines Personal-Computers illustriert;
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3a bis 3c erfindungsgemäß eine Abbildung eines Bereichs der Oberfläche eines mittels PVD (Physical Vapour Deposition) beschichteten, neuen Heavy-Duty-Rings, d. h. eines Rings der für Haltbarkeit unter hohen Belastungszuständen ausgelegt ist, sowie die Analyse der Anteile heller bzw. dunkler Bildpunkte/Pixel in der erfassten Abbildung zeigen;
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4a bis 4c erfindungsgemäß eine Abbildung eines Bereichs der Oberfläche eines mittels PVD (Physical Vapour Deposition) beschichteten, verschlissenen Heavy-Duty-Rings, d. h. eines Rings der für Haltbarkeit unter hohen Belastungszuständen ausgelegt ist, sowie die Analyse der Anteile heller bzw. dunkler Bildpunkte/Pixel in der erfassten Abbildung zeigen.
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Nun werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die in dieser Beschreibung beschriebenen Aspekte der vorliegenden Erfindung entsprechen beispielsweise den unten beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Beschreibung soll gewährleisten, dass die die Aspekte stützenden Ausführungsformen der in dieser Beschreibung beschriebenen Erfindung in dieser Beschreibung beschrieben sind. Wenn deshalb eine Ausführungsform in der folgenden Beschreibung nicht in Bezug auf einen Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, meint dies nicht notwendiger Weise, dass die Ausführungsform den Aspekt der vorliegenden Erfindung nicht betrifft. Wenn andererseits eine Ausführungsform in Bezug auf einen Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, bedeutet dies nicht notwendiger Weise, dass diese Ausführungsform nicht auch noch andere Aspekte der vorliegenden Erfindung betrifft.
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Zur Bestimmung der Rauheit eines Objekts, d. h. seiner Objektoberfläche, wird herkömmlicherweise die Oberfläche mechanisch abgetastet. Dieses Verfahren wird als Tastschnittverfahren bezeichnet. Bei der Rauheitsmessung nach dem mechanischen Tastschnittverfahren wird eine Tastspitze, zum Beispiel aus Diamant oder aus einem alternativen Werkstoff hoher Härte, mit konstanter Geschwindigkeit über die Oberfläche einer Probe (Werkstück) verfahren. Das Messprofil wird aus der vertikalen Auslenkung der Tastspitze erhalten. Zur messtechnischen Beschreibung der Oberfläche werden anschließend aus dem gemessenen Messprofil genormte und/oder weitere Rauheitskenngrößen gewonnen. Um diese Rauheitskenngrößen gewinnen zu können, muss das Messprofil für eine minimale Verfahrstrecke bzw. Weglänge bestimmt werden. Insbesondere bei Oberflächen, die in der gewünschten Verfahrrichtung eine nur geringe Abmessung aufweisen, d. h. deren Abmessung in Verfahrrichtung geringer ist als die minimal erforderliche Weglänge zum Auswerten des Messprofils, können die Rauheitskenngrößen nicht mit der notwendigen Repräsentanz ermittelt werden. Alternativ sind auch optische Verfahren bekannt wie zum Beispiel die konoskopische Holografie, die Fokusvariation oder die Weißlichtinterferometrie. Diese Verfahren sind jedoch als sowohl konstruktiv als auch messtechnisch sehr aufwändig und kostenintensiv zu bewerten.
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1 zeigt eine Bilderfassungsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar. Die Bilderfassungsvorrichtung 100 ist zum Beispiel eine Kamera, ein Fotoapparat oder eine mit einer Vergrößerungs-Optik oder Mikroskop-Optik versehene Kamera oder Fotoapparat, aber es ist offensichtlich, dass die Erfindung nicht nur auf solche Vorrichtungen beschränkt ist. Die Vorrichtung 100 umfasst Bildaufnahmemittel (nicht dargestellt), wie beispielsweise eine CCD-Zelle oder eine CMOS-Zelle. Die Bildaufnahmemittel umfassen vorzugsweise Bildelemente (nicht dargestellt), welche in Form einer Matrix angeordnet sind und in welchen vorzugsweise elektrische Signale, wie beispielsweise eine Ladung, proportional zur Lichtintensität erzeugt werden, die das erfasste Bild repräsentieren. Diese elektrischen Signale werden aus den Bildelementen ausgelesen und durch einen Analog-Digital-Wandler in ein digitales Bildformat umgewandelt. Folglich werden die Bildaufnahmemittel als ein fotoelektrischer Wandler verwendet. Die digitalen Bilddaten werden zur weiteren Verarbeitung in einem Speicher gespeichert. Zum Aufnehmen von Farbbildern umfassen die Bildaufnahmemittel normalerweise drei Bildelemente für jedes zu bildende Pixel des digitalen Bildes. Demnach wird jedes dieser drei Bildelemente verwendet, um die Informationen einer Farbe zu erzeugen. Diese Farben sind normalerweise Rot, Grün und Blau (RGB) und werden mit Hilfe geeigneter Filter realisiert. Folglich besteht jedes Pixel aus drei Farbinformationselementen.
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Die Bilderfassungsvorrichtung 100 ist vorzugsweise ferner mit einer Optik 105 ausgestattet, insbesondere mit einer Vergrößerungs-Optik oder Mikroskop-Optik, die es erlaubt, Objekte vergrößert abzubilden. Mit Hilfe der Vergrößerungs-Optik oder Mikroskop-Optik werden dabei bevorzugt Objekte bzw. Strukturen/Oberflächenstrukturen von Objekten, deren Größe unterhalb des Auflösungsvermögens des menschlichen Auges liegt, vergrößert abgebildet.
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Für das hier vorgeschlagene Verfahren können zum Beispiel USB-Mikroskope eingesetzt werden, die je nach Ausführung beispielsweise eine stufenlose Vergrößerung im Bereich von 10 bis 200-fach Auslösung ermöglichen. Mittels einer USB-Verbindung, Universal Serial Bus, werden die mittels eines Bildaufnahmemittels des USB-Mikroskops aufgenommenen Bilddaten (eine CCD-Zelle oder CMOS-Zelle wie vorstehend beschrieben) an einen Computer 200 wie zum Beispiel einen PC übertragen. Zugleich kann die USB-Verbindung die Stromversorgung für das USB-Mikroskop bereit stellen. Die Bilddaten können zum Beispiel eine Auflösung von 1280×1024 Pixel aufweisen. Ein USB-Mikroskop kann ferner mit Einzelbild- und/oder Video-Aufnahmefunktion eingerichtet sein. Für die Video-Aufnahmefunktion werden Einzelbilder mit einer vorgegebenen Bildfrequenz wie zum Beispiel 30 Bilder pro Sekunde übertragen.
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Zur Beleuchtung der mit Hilfe eines USB-Mikroskops ausgenommenen Objekts bzw. Strukturen/Oberflächenstrukturen eines Objekts kann eine ringförmig um die Öffnung der Mikroskop-Optik herum angeordnete Lichtquelle 110 verwendet werden. Eine derartig angeordnete ringförmige Lichtquelle beleuchtet lokal den abzubildenden Bereich des Objekts bzw. der Struktur/Oberflächenstruktur des Objekts, wobei die von dem Objekt bzw. der Struktur/Oberflächenstruktur des Objekts reflektierten Lichtstrahlen in einem möglichst kleinen Winkel bezüglich der optischen Achse der Mikroskop-Optik in diese einfallen. Alternativ und/oder zusätzlich kann eine punktuelle oder flächige Lichtquelle 120 verwendet werden, deren Lichtstrahlen unter einem bevorzugt vorgegebenen Winkel auf das Objekt bzw. die Strukturen/Oberflächenstrukturen des Objekts einfallen und nach Reflektion unter einem entsprechenden Winkel, d. h. im Wesentlichen dem Reflexionsgesetz entsprechenden Winkel, in die Mikroskop-Optik einfallen. Die Lichtquelle kann hierbei in der Ebene angeordnet sein, die durch die optische Achse der Mikroskop-Optik und der Richtung, in der das Mikroskop bzw. das Objekt bewegt wird oder alternativ außerhalb dieser Ebene. Als Lichtquelle kann hierbei eine Leuchtdiode (LED), eine Glühlichtquelle oder eine Gasentladungsquelle als Punktquelle, angeordnet in einem Feld von Punktquellen oder als Flächenquelle dienen.
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Eine erfindungsgemäße Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst einen Computer, der als Bildspeicher und zur Bildauswertung dient. Der in 1 beispielhaft illustrierte Computer 200 weist hierfür eine zentrale Verarbeitungseinheit/Recheneinheit (CPU) 220 auf, die über einen Bus mit einer Ein-/Ausgabe-Schnittstelle 212 verbunden ist. Die CPU 220 lädt nach Empfangen eines von einem Benutzer von einer Eingabeeinheit 211, einschließlich einer Tastatur 210 und einer Maus (nicht dargestellt), eingegebenen Befehls, ein Programm in einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM) 222, das zum Beispiel in einem Nur-Lesespeicher (ROM) 223, einer Festplatte 221, oder auf einem in ein Laufwerk geladenes Medium, wie eine Magnetplatte, eine optische Platte, eine magneto-optische Platte oder ein Halbleiterspeicher gespeichert ist. Auf diese Weise werden die nachfolgend beschriebenen verschiedenen Prozesse ausgeführt. Der Computer ist weiterhin mit einer Schnittstelle wie zum Beispiel eine USB, Universal Serial Bus, Schnittstelle 125, eine serielle, eine parallele oder irgendeine andere beispielsweise proprietäre Schnittstelle versehen, über die Daten von einer externen Vorrichtung empfangen und/oder Daten an die externe Vorrichtung gesendet werden können. Ferner gibt die CPU ein Verarbeitungsergebnis über die Ein-/Ausgabe-Schnittstelle 206 an eine Anzeigevorrichtung 205 aus, die zum Beispiel durch eine Flüssigkristallanzeige (LCD) implementiert ist.
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Das Programm kann im Voraus auf der Festplatte oder dem ROM gespeichert sein und dem Benutzer zusammen mit dem Computer geliefert werden. Alternativ kann das Programm in Form eines computerlesbaren Mediums, wie die magnetische Platte, die optische Platte, die magneto-optische Plätte oder der Halbleiterspeicher bereit gestellt werden. Weiter alternativ kann das Programm über eine Kommunikationseinheit 224 durch ein Netzwerk auf die Festplatte geliefert werden.
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Die Reihe von nachfolgend beschriebenen Prozessen kann in Hardware und/oder in Software implementiert werden. Wenn die Reihe von Prozessen in Software implementiert wird, wird ein Programm der Software auf einem Computer installiert, so dass das Programm durch den Computer ausgeführt werden kann.
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Die Oberflächenrauheit eines Objekts ist durch den(der) Bearbeitungsprozess(e) der Oberfläche bestimmt. So hängt zum Beispiel die Oberflächenrauheit eines Objekts von dem Erfolg eines Polierprozesses ab, der auf die Oberfläche des Objekts angewendet wurde. Zugleich kann anhand der resultierenden Rauheit der Erfolg eines Polierprozesses bewertet werden. Entsprechendes kann auch für weitere/andere Oberflächenbearbeitungsprozesse gefolgert werden.
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Um die Qualität bzw. Homogenität der Oberfläche eines Objekts zu ermitteln, kann eines der vorstehend beschriebenen Verfahren angewendet werden. Allerdings nur unter den vorstehend ebenfalls beschriebenen Voraussetzungen. D. h. bei Oberflächen, die in der gewünschten Verfahrrichtung eine nur geringe Abmessung aufweisen, d. h. deren Abmessung in Verfahrrichtung geringer ist als die minimal erforderliche Weglänge zum Auswerten des Messprofils, können die Rauheitskenngrößen nicht mit der notwendigen Repräsentanz ermittelt werden. Dies trifft insbesondere für Ringe zu, deren axiale Höhe gering ist, so dass nur in Umfangrichtung Rauheitsmessungen in der bekannten Weise durchgeführt werden können. Wenn jedoch quer zur Umfangsrichtung wie zum Beispiel in axialer Richtung die Rauheit der Oberfläche des betreffenden Rings gemessen werden soll, weisen die Auswertungsergebnisse der Rauheitsmessung nicht die notwendige Repräsentanz bzw. Zuverlässigkeit auf.
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Die vorliegende Erfindung schlägt nun vor, die Rauheit einer Oberfläche eines Objekts anhand deren Homogenität bzw. dem Glanz der Oberfläche zu bestimmen, die sich in einer Bildaufnahme zeigt, die mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Bilderfassungsvorrichtung 100 erfasst wurde. Bevorzugt wird der eine Bereich der Oberfläche, der von Interesse ist, unter Zuhilfenahme einer in der Bilderfassungsvorrichtung integrierten bzw. an der Bilderfassungsvorrichtung vorgesehenen Mikroskop-Optik vergrößert erfasst. Bevorzugt kann ein sogenanntes USB-Mikroskop verwendet werden, das eine feste oder variable Vergrößerung beispielsweise im Bereich von 0 bis 200 aufweist.
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Die mit Hilfe der Bilderfassungsvorrichtung erfasste Abbildung der betreffenden Oberfläche bzw. des Bereichs der Oberfläche wird einem Bildverarbeitungsprozess unterzogen. Durch den Bildverarbeitungsprozess werden der Anteil heller Bildpunkte und der Anteil dunkler Bildpunkte in der erfassten Abbildung bestimmt. Helle und dunkle Bildpunkte können anhand des Luminanz- bzw. des Luma-Wertes eines Bildpunkts bestimmt werden. Die Luminanz eines Bildpunkts kann zum Beispiel aus den RGB-Werten der Pixel eines Farbbildes bestimmt werden, indem die drei Einzelkomponenten mit unterschiedlicher Gewichtung addiert werden. Die Gewichtung der Komponenten ist erforderlich, da einige Aspekte des Farbensehens des menschlichen Auges berücksichtigt werden müssen.
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Vereinbarungsgemäß bedeutet ein hoher Luminanz-Wert hohe Helligkeit (d. h. heller Bildpunkt) und ein geringer Luminanz-Wert geringe Helligkeit (dunkler Bildpunkt). Um den Anteil heller bzw. dunkler Bildpunkte in einer Abbildung zu ermitteln, wird der Luminanz-Wert der Pixel ausgewertet, aus denen die Abbildung zusammengesetzt ist. Wenn der Luminanz-Wert eines Pixels größer oder größer-gleich eines Schwellwertes für helle Bildpunkte/Pixel liegt, wird der Bildpunkt/das Pixel als hell gewertet. Wenn der Luminanz-Wert eines Pixels kleiner oder kleiner-gleich eines Schwellwertes für dunkle Bildpunkte/Pixel liegt, wird der Bildpunkt/das Pixel als dunkel gewertet. Es können unterschiedliche Schwellwerte für helle bzw. dunkle Bildpunkte/Pixel oder ein gemeinsamer Schwellwert für helle bzw. dunkle Bildpunkte/Pixel eingesetzt werden.
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Die Zahl der hellen Bildpunkte/Pixel bzw. die Zahl der dunklen Bildpunkte/Pixel wird nun ins Verhältnis zu der Gesamtzahl der Bildpunkte/Pixel der erfassten Abbildung gesetzt.
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Unterschreitet der Anteil der hellen Bildpunkte/Pixel einen vorbestimmten Wert und/oder überschreitet der Anteil der dunklen Bildpunkte/Pixel einen vorbestimmten Wert, so liegt die Rauheit der erfassten Oberfläche bzw. des erfassten Bereichs der Oberfläche des untersuchten Objekts im gewünschten Rauhheitsbereich. Dies kann zum Beispiel in Zusammenhang mit einem Polierprozess, dem die Oberfläche des untersuchten Objekts unterzogen wurde, bedeuten, dass das Polieren nicht die gewünschte Qualität aufweist.
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3a bis 3c zeigen erfindungsgemäß eine Abbildung eines Bereichs der Oberfläche eines mittels PVD (Physical Vapour Deposition) beschichteten Heavy-Duty-Rings, d. h. eines Rings der für Haltbarkeit unter hohen Belastungszuständen ausgelegt ist, sowie die Analyse der Anteile heller bzw. dunkler Bildpunkte/Pixel in der erfassten Abbildung. Der in den Abbildungen 3a bis 3c gezeigte Oberflächenbereich zeigt die Oberfläche eines Rings in neuem Zustand, d. h. die Oberfläche weist die gewünschte Rauheit auf.
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4a bis 4c zeigen erfindungsgemäß eine Abbildung eines Bereichs der Oberfläche eines mittels PVD (Physical Vapour Deposition) beschichteten Heavy-Duty-Rings, d. h. eines Rings der für Haltbarkeit unter hohen Belastungszuständen ausgelegt ist, sowie die Analyse der Anteile heller bzw. dunkler Bildpunkte/Pixel in der erfassten Abbildung. Der in den Abbildungen 4a bis 4c gezeigte Oberflächenbereich zeigt die Oberfläche eines Rings in verschlissenem Zustand, d. h. die Oberfläche weist eine Rauheit auf, die höher ist als die des Rings in neuem Zustand.
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Das vorgeschlagene Verfahren ist mit vergleichsweise geringen Kosten zum Aufbau des Prüfsystems verbunden, der Messaufwand ist im Vergleich zu dem bekannten Rauheitsmessverfahren erheblich verringert, die Bedienung ist einfach und das vorgeschlagene Prüfverfahren ermöglicht ein einfach handhabbares Vergleichsverfahren von vorher/nachher Zuständen (z. B. vor dem Polieren, nach dem Polieren). Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich als schnelles und einfaches Verfahren zur Prozessüberwachung und als Prüfverfahren unabhängig von Maßstäben.
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Bei einer Vergleichsmessung können die Änderungsbeträge der Anteile der hellen bzw. dunklen Bildpunkte/Pixel ausgewertet werden. Legt einer oder liegen beide Änderungsbeträge oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes oder unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes ist dies ein Kennzeichen dafür, dass die Rauheit des erfassten Bereichs der Oberfläche des untersuchten Objekts oberhalb einer gewünschten Rauheit liegt bzw. sich die Rauheit nicht wie gewünscht verringert hat. Alternativ und/oder zusätzlich kann bestimmt werden, ob die Änderungsbeträge jeweils in einem vorbestimmten zulässigen Betragsbereich liegen.
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Wie ferner in 5a und 5b dargestellt, kann das vorstehend beschriebene Verfahren auch angewendet werden, um den Strukturchromanteil einer Oberfläche zu bestimmen. Der auf der Oberfläche aufgeschlossene Anteil von Strukturchrom weist eine andere Reflektivität als das umgebende Material auf. Das heißt, dass anhand der Anteile von hellen bzw. dunklen Bildpunkten/Pixel in einem erfassten Bereich der Oberfläche eines zu untersuchenden Objekts auf den Strukturchromanteil zurückgeschlossen werden kann.
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Die Funktionen, die zur Anwendung der vorliegenden Erfindung erforderlich sind, können zum Großteil durch Software, zum Beispiel als Programmcodes für die CPU, implementiert werden. Es ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht nur auf die zuvor dargelegten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern innerhalb des Rahmens der angehängten Ansprüche modifiziert werden kann.
