DE102016100361A1 - Method and device for scanning an object with an imaging method - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtasten eines Objektes mit einem bildgebenden Verfahren, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: – Gleichzeitiges Beleuchten eines Objektes mit zumindest zwei unterschiedlichen Lichtquellen, wobei die Lichtquellen unterschiedliche Lichtspektren aufweisen, – Abtasten des Objektes mittels zumindest zweier Sensoren, die eine unterschiedliche spektrale Empfindlichkeit aufweisen, und – Separieren der Intensitäten der Lichtspektren der zumindest zwei Lichtquellen in den mit den Sensoren erfassten Sensorsignalen mittels spezifischer Empfindlichkeiten der jeweiligen Sensoren für die unterschiedlichen Lichtspektren.The invention relates to a method for scanning an object with an imaging method, the method comprising the steps: Simultaneous illumination of an object with at least two different light sources, wherein the light sources have different light spectra, scanning the object by means of at least two sensors, the one have different spectral sensitivity, and - separating the intensities of the light spectra of the at least two light sources in the sensor signals detected by the sensors by means of specific sensitivities of the respective sensors for the different light spectra.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtasten eines Objekts mit einem bildgebenden Verfahren, wobei insbesondere mindestens zwei unterschiedliche Lichtquellen zum Beleuchten des abzutastenden Objekts verwendet werden. The present invention relates to a method and a device for scanning an object with an imaging method, wherein in particular at least two different light sources are used for illuminating the object to be scanned.

Bei der Kontrolle von Produkten mit bildgebenden Verfahren ist die Beleuchtung und insbesondere der Einfallswinkel, mit welchem das Licht auf ein abzutastendes Objekt strahlt, für die Erkennung von Fehlstellen von zentraler Bedeutung. In the inspection of products using imaging techniques, the illumination, and in particular the angle of incidence with which the light shines on an object to be scanned, is of central importance for the detection of defects.

Man unterscheidet grundsätzlich die drei Beleuchtungstypen:

  • 1. Dunkelfeldbeleuchtung
  • 2. Hellfeldbeleuchtung
  • 3. Durchlichtbeleuchtung
There are basically three types of lighting:
  • 1. Dark field illumination
  • 2. bright field illumination
  • 3. Transmitted light illumination

Bei der Dunkelfeldbeleuchtung wird das Licht mittels Lichtstrahllenkmitteln (Reflektor, Linse) von der Lichtquelle derart umgelenkt, dass eine direkte (spiegelnde) Reflektion des Lichtes vermieden wird.. Bei der Hellfeldbeleuchtung wird das von der Lichtquelle abgegebene Licht in einem
Winkel auf das Objekt geführt, sodass es in Richtung zu einer Kamera reflektiert wird.
In the dark field illumination, the light is deflected by means of Lichtstrahllenkmitteln (reflector, lens) of the light source such that a direct (specular) reflection of the light is avoided .. In bright field illumination, the light emitted from the light source in a
Angle on the object so that it is reflected towards a camera.

Die Durchlichtbeleuchtung wird bei transparenten abzutastenden Objekten eingesetzt, wobei sich auf einer Seite des Objekts die Lichtquelle und auf der anderen Seite des Objekts die Sensoren zum Erfassen des Lichts, das durch das transparente Objekt hindurchgeht, angeordnet sind. The transmitted light illumination is used for transparent objects to be scanned, the light source being arranged on one side of the object and the sensors for detecting the light passing through the transparent object on the other side of the object.

Bei Materialien, die sowohl diffuse und glänzende Reflektionseigenschaften haben und zudem transparent sind, können mit den drei Beleuchtungstypen gleichzeitig unterschiedliche Ausprägungen von möglichen Fehlern erkannt werden. So können z. B. mit einer Hellfeldbeleuchtung Fehler in einer Lackstruktur, mit einer Dunkelfeldbeleuchtung Fehler im Farbauftrag und mit der Durchlichtbeleuchtung Einschlüsse in einem transparenten Bereich erkannt werden. In the case of materials which have both diffuse and glossy reflection properties and are also transparent, the three types of illumination can simultaneously recognize different types of possible defects. So z. For example, with a bright field illumination error in a paint structure, with a dark field illumination error in the paint application and with the transmitted light illumination inclusions in a transparent area can be detected.

Diese Beleuchtungstypen und Abwandlungen hiervon sind bekannt, um unterschiedlichste Fehler an Produkten möglichst automatisch erkennen zu können. These types of lighting and modifications thereof are known to be able to detect different defects in products as automatically as possible.

Oftmals ist es zweckmäßig, zwei unterschiedliche Beleuchtungstypen gleichzeitig vorzusehen. Da bei gleichzeitiger Ausleuchtung das Licht des einen Beleuchtungstyps sich mit dem Licht des anderen Beleuchtungstyps überlagert, ist es nicht ohne weiteres möglich, zwei unterschiedliche Beleuchtungstypen gleichzeitig zu verwenden. Man verwendet deshalb die einzelnen Beleuchtungstypen oftmals im Zeitmultiplex, d. h., dass die einzelnen Beleuchtungstypen einzeln aufeinanderfolgend eingeschaltet werden. Hierdurch stören sich die einzelnen Beleuchtungstypen nicht gegenseitig. Jedoch wird der mögliche Durchsatz bei der Abtastung der Objekte reduziert, da das Objekt nicht gleichzeitig mit allen Beleuchtungstypen abgetastet werden kann. Often it is useful to provide two different types of lighting simultaneously. Since, with simultaneous illumination, the light of one illumination type is superimposed with the light of the other illumination type, it is not readily possible to use two different illumination types at the same time. Therefore, the individual lighting types are often used in a time division multiplex, i. h., That the individual lighting types are switched on one after the other in succession. As a result, the individual lighting types do not interfere with each other. However, the possible throughput in scanning the objects is reduced since the object can not be scanned simultaneously with all types of illumination.

Es ist auch bekannt, die einzelnen Beleuchtungstypen mit spektral unterschiedlichen Lichtquellen auszubilden und mehrere Kameras vorzusehen, die mit speziellen Filtern versehen sind, sodass eine jede Kamera nur das Licht eines bestimmten Beleuchtungstyps empfangen kann. Eine solche Vorrichtung hat den Vorteil, dass ein zu überwachendes Objekt mit mehreren Beleuchtungstypen gleichzeitig abgetastet werden kann. Nachteilig hieran ist, dass mehrere Kameras vorzusehen sind und die Güte der Filter hoch sein muss, um das Licht der unterschiedlichen Lichtquellenpräzise zu trennen. It is also known to design the individual lighting types with spectrally different light sources and to provide a plurality of cameras which are provided with special filters, so that each camera can only receive the light of a certain type of lighting. Such a device has the advantage that an object to be monitored with several types of lighting can be scanned simultaneously. The disadvantage of this is that several cameras must be provided and the quality of the filters must be high in order to separate the light of the different light source precision.

Grundsätzlich wäre es auch denkbar, eine Farbkamera zu verwenden, welche in der Regel unterschiedliche Sensoren aufweist, die jeweils für eine bestimmte Farbe bzw. einen bestimmten Spektralbereich empfindlich sind. Wenn man Lichtquellen verwenden würde, die jeweils von einem Sensortyp der Farbkamera erfasst werden würden, dann könnte man mit einer Farbkamera ohne zusätzliche Filter die einzelnen Beleuchtungstypen spektral separieren. Dies ist jedoch mit herkömmlichen, handelsüblichen Farbkameras nicht möglich, da sich die einzelnen spektralen Empfindlichkeitsbereiche unterschiedlichen Sensortypen überlappen, sodass die einzelnen Sensortypen jeweils Licht von Lichtquellen mit unterschiedlichen Lichtspektren detektieren. Hierdurch ist es nicht möglich die Sensorsignale eindeutig einer bestimmten Lichtquelle zuzuordnen. Dieser Effekt wird im Folgenden als spektrale Überkopplung bezeichnet. In principle, it would also be conceivable to use a color camera, which as a rule has different sensors which are each sensitive to a specific color or a specific spectral range. If one were to use light sources which would each be detected by one sensor type of the color camera, then one could spectrally separate the individual types of illumination with a color camera without additional filters. However, this is not possible with conventional, commercially available color cameras, since the individual spectral sensitivity ranges overlap different sensor types, so that the individual sensor types each detect light from light sources with different light spectra. As a result, it is not possible to assign the sensor signals clearly to a specific light source. This effect is referred to below as spectral overcoupling.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtasten eines Objekts mit einem bildgebenden Verfahren zu schaffen, bei dem das Objekt gleichzeitig mit unterschiedlichen Beleuchtungszyklen bestrahlt werden kann und mit einfachen und kostengünstigen Mitteln das Licht der jeweiligen Beleuchtungstypen zuverlässig detektiert werden kann. The invention has for its object to provide a method and apparatus for scanning an object with an imaging method in which the object simultaneously with different Lighting cycles can be irradiated and with simple and inexpensive means the light of the respective types of lighting can be reliably detected.

Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Gegenstände gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben. The object is achieved by the objects specified in the independent claims. Advantageous embodiments are specified in the respective subclaims.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Abtasten eines Objekts mit einem bildgebenden Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

  • – Gleichzeitiges Beleuchten eines Objekts mit zumindest zwei unterschiedlichen Lichtquellen, wobei die Lichtquellen unterschiedliche Lichtspektren aufweisen,
  • – Abtasten des Objekts mittels zumindest zweier Sensoren, die eine unterschiedliche spektrale Empfindlichkeit aufweisen, und
  • – Separieren der Lichtspektren der zumindest zwei Lichtquellen in den mit Sensoren erfassten Sensorsignalen mittels spezifischer Empfindlichkeiten der jeweiligen Sensoren für die unterschiedlichen Lichtspektren.
An inventive method for scanning an object with an imaging method comprises the following steps:
  • Simultaneous illumination of an object with at least two different light sources, wherein the light sources have different light spectra,
  • - Scanning of the object by means of at least two sensors having a different spectral sensitivity, and
  • Separating the light spectra of the at least two light sources in the sensor signals detected by sensors by means of specific sensitivities of the respective sensors for the different light spectra.

Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat erkannt, dass die eingangs erläuterte spektrale Überkopplung an den Sensoren zu Ausgangssignalen führt, die zwar nicht direkt verwertbar sind, jedoch anhand der spezifischen Empfindlichkeiten der jeweiligen Sensoren für die unterschiedlichen Lichtspektren der Lichtquellen die Lichtintensitäten, die durch diese Lichtspektren in den Sensorsignalen verursacht werden, separierbar sind. Jeder Sensortyp weist eine bestimmte spezifische Empfindlichkeit für das jeweilige von einer Lichtquelle abgestrahlte Lichtspektrum auf. Bei zwei Lichtquellen und zwei Sensoren ergeben sich hierdurch vier spezifische Empfindlichkeiten, die in einer 2×2-Matrix dargestellt werden können. Diese spezifischen Empfindlichkeiten können einfach vorab gemessen werden, indem Licht der einzelnen Lichtquellen unabhängig voneinander auf die Sensoren gelenkt wird und die Intensität der Sensorsignale erfasst wird. Wird die inverse Matrix der spezifischen Empfindlichkeiten, die im Folgenden als Separationsmatrix bezeichnet werden, mit dem Vektor der Sensorsignale multipliziert, dann erhält man einen Vektor, der die Intensitäten des Lichts der jeweiligen Lichtquellen an den Sensoren beschreibt. Man erhält somit für jede Lichtquelle einen Intensitätswert des Lichts, das von der Lichtquelle an den Sensoren angekommen ist. Die von den einzelnen Lichtquellen an den Sensoren verursachten Intensitäten sind somit separiert. The inventor of the present invention has recognized that the above-explained spectral coupling leads to the sensors to output signals that are not directly usable, but based on the specific sensitivities of the respective sensors for the different light spectra of the light sources, the light intensities by these light spectra in caused by the sensor signals are separable. Each sensor type has a certain specific sensitivity for the respective light spectrum emitted by a light source. With two light sources and two sensors, this results in four specific sensitivities that can be displayed in a 2 × 2 matrix. These specific sensitivities can be easily measured in advance by directing light from the individual light sources to the sensors independently and detecting the intensity of the sensor signals. If the inverse matrix of the specific sensitivities, which are referred to below as the separation matrix, is multiplied by the vector of the sensor signals, a vector is obtained which describes the intensities of the light of the respective light sources at the sensors. Thus one obtains for each light source an intensity value of the light which has arrived from the light source to the sensors. The intensities caused by the individual light sources at the sensors are thus separated.

Hierdurch ist es nicht notwendig, mehrere Kameras und spektrale Filter hoher Güte vorzusehen. Die Detektion des Lichts kann mit einer herkömmlichen Kamera, die mehrere unterschiedliche Sensoren, die eine unterschiedliche spektrale Empfindlichkeit aufweisen, detektiert werden. Derartige Kameras sind handelsübliche Massenartikel, die kostengünstig erhältlich sind. Die Sensorsignale müssen lediglich mittels einer Separationsmatrix in die einzelnen Lichtspektren separiert werden. As a result, it is not necessary to provide multiple cameras and high-quality spectral filters. The detection of the light can be detected with a conventional camera having a plurality of different sensors having a different spectral sensitivity. Such cameras are commercial mass-produced, which are available at low cost. The sensor signals need only be separated into the individual light spectra by means of a separation matrix.

Eine derartige Matrizenmultiplikation ist oftmals in Kameras integriert, um die Farbwiedergabe zu korrigieren. Anstelle einer herkömmlichen Korrekturmatrix zur Korrektur der Farbwiedergabe kann bei der Erfindung die Separationsmatrix verwendet werden, um die einzelnen Lichtspektren der unterschiedlichen Lichtquellen voneinander zu trennen. In einer einfachen Ausführungsform kann somit existierende Hardware verwendet werden, wobei jedoch durch den Einsatz der Separationsmatrix eine völlig andere Wirkung erzielt wird. Such matrix multiplication is often integrated into cameras to correct for color rendering. Instead of a conventional correction matrix for correcting the color reproduction, the separation matrix can be used in the invention to separate the individual light spectra of the different light sources. Thus, in a simple embodiment, existing hardware can be used, but with the use of the separation matrix a completely different effect is achieved.

Die unterschiedlichen Lichtquellen weisen vorzugsweise Lichtstrahllenkmittel mit unterschiedlicher Geometrie auf. Lichtstrahllenkmittel umfassen Reflektoren und Linsen. Eine Hellfeldbeleuchtung weist vorzugsweise einen Reflektor und/oder eine Linse auf, welche das Licht in einem möglichst geradlinigen Lichtstrahlbündel auf das abzutastende Objekt lenken. Bei einer Dunkelfeldbeleuchtung sind ein oder mehrere Reflektoren vorgesehen, welche das Licht aus möglichst unterschiedlichen Richtungen auf das abzutastende Objekt lenken. Dementsprechend unterscheiden sich die Geometrien zwischen den Reflektoren und Linsen einer Hellfeldbeleuchtung und einer Dunkelfeldbeleuchtung. The different light sources preferably have light beam steering means with different geometry. Light beam steering means include reflectors and lenses. A bright field illumination preferably has a reflector and / or a lens, which direct the light in a rectilinear bundle of light rays onto the object to be scanned. In a dark field illumination, one or more reflectors are provided which direct the light from as different directions as possible to the object to be scanned. Accordingly, the geometries differ between the reflectors and lenses of a bright field illumination and a dark field illumination.

Vorzugsweise wird das Objekt mit einer Farb-Kamera abgetastet, welche Sensoren mit zumindest drei spektral unterschiedlichen Lichtempfindlichkeiten aufweist. Die Sensoren sind in der Regel für die Farben Rot, Grün oder Blau empfindlich. Derartige Farb-Kameras sind als Zeilenkameras oder Flächenkameras in unterschiedlichsten Ausführungen am Markt verfügbar. Sie werden in großen Stückzahlen hergestellt, weshalb sie kostengünstig erhältlich sind. Diese Kameras weisen eine Vielzahl von Sensoren mit der gleichen spektralen Empfindlichkeit auf. Wenn sich ein solcher Kamera in ein oder in zwei Dimensionen erstreckt, dann können die einzelnen Sensoren aufgrund der Geometrie der Lichtstrahllenkmittel mit unterschiedlichen Lichtintensitäten bestrahlt werden. Meistens ergeben sich Beleuchtungsinhomogenitäten, bei denen die Lichtintensität im Randbereich geringer als im Zentrum ist. Die Sensorsignale können ortsabhängig mit entsprechenden Korrekturfaktoren korrigiert werden. Eine solche Korrektur wird als Shading-Korrektur bezeichnet. Preferably, the object is scanned with a color camera, which has sensors with at least three spectrally different light sensitivities. The sensors are usually sensitive to the colors red, green or blue. Such color cameras are available as line scan cameras or surface cameras in various designs on the market. They are produced in large quantities, which is why they are available at low cost. These cameras have a variety of sensors with the same spectral sensitivity. If such a camera extends in one or two dimensions, then the individual sensors can be irradiated with different light intensities due to the geometry of the light beam steering means. In most cases, illumination inhomogeneities result in which the light intensity in the edge region is lower than in the center. The sensor signals can be corrected locally with appropriate correction factors. Such a correction is called shading correction.

Weiterhin können die einzelnen Sensoren einer Kamera erhebliche Abweichungen in der jeweiligen Empfindlichkeit aufweisen. Die Unterschiede können bis zu 10 % betragen. Dieser Effekt wird oftmals als PRNU (photo response non uniformity) bezeichnet. Auch dieser Effekt kann mit entsprechenden Korrekturwerten korrigiert werden. Diese sind für jedes Sensorelement separat zu bestimmen. Da dieser PRNU-Korrekturwert für einen jeden Sensor unterschiedlich sein kann, ist er sensorabhängig und damit wiederum ortsabhängig. Furthermore, the individual sensors of a camera can have considerable deviations in the respective sensitivity. The differences can be up to 10%. This effect is often referred to as PRNU (photo response nonuniformity). This effect can also be corrected with appropriate correction values. These are to be determined separately for each sensor element. Since this PRNU correction value can be different for each sensor, it is sensor-dependent and thus again location-dependent.

Da die Abweichungen aufgrund des PRNU-Effekts durch die Sensoren selbst verursacht werden, können die gemessenen Sensorwerte (sr, sg, sb) zunächst mit den PRNU-Korrekturkoeffizienten korrigiert werden, danach mit der Separationsmatrix (MSEP) separiert werden und danach mit den Korrekturfaktoren für die Beleuchtungsinhomogenitäten korrigiert werden, um die Intensitäten des von den einzelnen Lichtquellen an den Sensoren angekommenen Lichts zu erhalten. Die Beleuchtungsinhomogenitäten verursachen eine unterschiedliche Verteilung der Lichtintensität an den einzelnen Sensoren. Da das spektrale Übersprechen von der Lichtintensität abhängig ist, kann diese Korrektur nur an den bereits separierten Intensitätswerten ausgeführt werden. Mathematisch gesprochen heißt dies, dass die Korrektur der Beleuchtungsinhomogenitäten, das Separieren mittels der Separationsmatrix und die PRNU-Korrektur nicht kommutativ sind. Die Reihenfolge dieser Operationen kann daher nicht vertauscht werden. Since the deviations due to the PRNU effect are caused by the sensors themselves, the measured sensor values (s r , s g , s b ) can first be corrected with the PRNU correction coefficients, then separated with the separation matrix (M SEP ) and afterwards corrected with the correction factors for the illumination inhomogeneities, to obtain the intensities of the light received from the individual light sources at the sensors. The illumination inhomogeneities cause a different distribution of the light intensity at the individual sensors. Since the spectral crosstalk depends on the light intensity, this correction can only be performed on the already separated intensity values. Mathematically speaking, this means that the correction of the illumination inhomogeneities, the separation by means of the separation matrix and the PRNU correction are not commutative. The order of these operations can not be swapped.

Bei herkömmlichen Kameras werden oftmals der Einfluss der Beleuchtung (Shading-Effekt) und die Empfindlichkeitsunterschiede (PRNU-Effekt) mit einem Satz gemeinsamer Korrekturkoeffizienten korrigiert. Dies ist hier nicht ohne Berücksichtigung der Separationsmatrix möglich. Conventional cameras often correct the influence of illumination (shading effect) and sensitivity differences (PRNU effect) with a set of common correction coefficients. This is not possible without consideration of the separation matrix.

Es ist jedoch möglich, für jeden Sensor einer Kamera jeweils eine ortsabhängige Separationsmatrix anzugeben, die bereits gemäß dem PRNU-Effekt und/oder Beleuchtungsinhomogenitäten korrigiert ist. However, it is possible to specify a location-dependent separation matrix for each sensor of a camera, which is already corrected in accordance with the PRNU effect and / or illumination inhomogeneities.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in: The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings. The drawing shows in:

1 schematisch eine Vorrichtung zum Abtasten von Objekten, welche entlang einer Förderrichtung bewegt werden in einer Seitenansicht, 1 schematically a device for scanning objects which are moved along a conveying direction in a side view,

2 die Vorrichtung aus 1 in einer Frontansicht, 2 the device off 1 in a front view,

3 die Vorrichtung aus 1 und 2 in einer Schnittansicht entlang der Linie A-A in 2, 3 the device off 1 and 2 in a sectional view along the line AA in 2 .

4 ein Diagramm, das Lichtspektren unterschiedlicher Lichtquellen und spektraler Empfindlichkeiten unterschiedlicher Sensoren zeigt, und 4 a diagram showing light spectra of different light sources and spectral sensitivities of different sensors, and

5 schematisch eine Vorrichtung zum Abtasten von Objekten mit mehreren Beleuchtungseinrichtungen in einer Seitenansicht. 5 schematically a device for scanning objects with multiple lighting devices in a side view.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Abtasten von Objekten ist benachbart zu einem Förderband 2 angeordnet, auf dem abzutastende Objekte 3 aufliegen und in eine Förderrichtung 4 befördert werden (1, 2). Das Förderband 2 ist aus zwei endlosen Transportriemen 5 ausgebildet, welche an den Enden des Förderbands 2 jeweils um Rollen 6 geführt sind, sodass die Transportriemen 5 jeweils einen oberen Trum 7 und einen unteren Trum 8 ausbilden. Die Transportriemen 5 sind parallel zueinander angeordnet und ein Stück voneinander beabstandet. Auf dem oberen Trum 7 der Transportriemen 5 liegen die abzutastenden Objekte 3 auf. An embodiment of a device according to the invention 1 for scanning objects is adjacent to a conveyor belt 2 arranged on the objects to be scanned 3 rest and in a conveying direction 4 to get promoted ( 1 . 2 ). The conveyor belt 2 is from two endless transport belts 5 formed, which at the ends of the conveyor belt 2 each about roles 6 are guided so that the transport belt 5 each an upper strand 7 and a bottom strand 8th form. The transport belts 5 are arranged parallel to each other and a distance from each other. On the upper run 7 the transport belt 5 are the objects to be scanned 3 on.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Abtastvorrichtung 1 eine obere Abtasteinheit 9 und eine untere Abtasteinheit 10. In the present embodiment, the scanning device comprises 1 an upper scanning unit 9 and a lower scanning unit 10 ,

Eine zur oberen Abtasteinheit 9 sehr ähnliche Beleuchtungsvorrichtung ist in der DE 10 2015 101 252.9 beschrieben, weshalb auf diese Patentanmeldung Bezug genommen wird. One to the upper scanning unit 9 very similar lighting device is in the DE 10 2015 101 252.9 why reference is made to this patent application.

Diese obere Abtasteinheit 9 weist zwei Reflektoranordnungen 11, 12 auf (3). Eine jede der Reflektoranordnungen 11, 12 ist aus einem rinnenförmigen Reflektor 13 und einem ebenflächigen Reflektor 14 ausgebildet. Der rinnenförmige Reflektor 13 weist eine im Querschnitt ellipsenabschnittsförmige verspiegelte Reflektorfläche 15 auf. This upper scanning unit 9 has two reflector arrangements 11 . 12 on ( 3 ). Each of the reflector arrangements 11 . 12 is from a channel-shaped reflector 13 and a planar reflector 14 educated. The trough-shaped reflector 13 has a cross-section ellipsenabschnittsförmige mirrored reflector surface 15 on.

An einem Randbereich des rinnenförmigen Reflektors 13 ist jeweils eine an der Seite der Reflektorfläche 15 vorstehende Lichtquellenhalterung 16 angeordnet. An der Lichtquellenhalterung 16 sind als Leuchtmittel Leuchtdioden 17 vorgesehen. Die Leuchtdioden 17 sind derart an der Lichtquellenhalterung 16 angeordnet, dass sie mit ihrer Abstrahlrichtung auf die Reflektorfläche 15 gerichtet sind. An dem zur Lichtquellenhalterung 16 gegenüberliegenden Rand des rinnenförmigen Reflektors 13 schließt sich der ebenflächige Reflektor 14 an. Der ebenflächige Reflektor 14 weist eine verspiegelte Reflektorfläche 18 auf, die an der gleichen Seite wie die Reflektorfläche 15 des rinnenförmigen Reflektors 13 angeordnet ist. At an edge region of the channel-shaped reflector 13 is one on the side of the reflector surface 15 protruding light source holder 16 arranged. At the light source holder 16 are light-emitting diodes as light sources 17 intended. The light-emitting diodes 17 are so on the light source mount 16 arranged them with their radiation direction on the reflector surface 15 are directed. On to the light source holder 16 opposite edge of the channel-shaped reflector 13 closes the planar reflector 14 at. The planar reflector 14 has a mirrored reflector surface 18 on, on the same side as the reflector surface 15 the channel-shaped reflector 13 is arranged.

Die beiden Reflektoranordnungen 11, 12 sind mit ihren Reflektorflächen 15, 18 einander gegenüberliegend angeordnet. Weiterhin sind die beiden Reflektoranordnungen 11, 12 symmetrisch zu einer Symmetrieebene 19 der Abtastvorrichtung 1 angeordnet. The two reflector arrangements 11 . 12 are with their reflector surfaces 15 . 18 arranged opposite each other. Furthermore, the two reflector arrangements 11 . 12 symmetrical to a plane of symmetry 19 the scanning device 1 arranged.

Die obere Abtasteinheit 9 weist ein Gehäuse 20 mit zwei Längsseitenwandungen 21, zwei diametral gegenüberliegende Stirnwandungen 22 und eine Bodenwandung 23 auf. Die ebenflächigen Reflektoren 14 sind senkrecht zur Bodenwandung 23 angeordnet. Die Bodenwandung 23 ist im Bereich zwischen den beiden Reflektoranordnungen 11, 12 ausgenommen und bildet eine Durchgangsöffnung 24, aus welcher Licht austreten kann. The upper scanning unit 9 has a housing 20 with two longitudinal side walls 21 , two diametrically opposite end walls 22 and a bottom wall 23 on. The planar reflectors 14 are perpendicular to the bottom wall 23 arranged. The bottom wall 23 is in the range between the two reflector arrangements 11 . 12 except and forms a passage opening 24 from which light can escape.

Benachbart zur Symmetrieebene 19 ist eine Halteschiene 25 angeordnet, die sich zwischen den gegenüberliegenden Stirnwandungen 22 erstreckt. Auf der Halteschiene 25 sind Leuchtdioden 26 zeilenförmig angeordnet. Die Leuchtdioden 26 sind mit ihrer Abstrahlrichtung in Richtung zur Durchgangsöffnung 24 gerichtet und bilden eine Hellfeldbeleuchtung. Adjacent to the plane of symmetry 19 is a retaining rail 25 arranged, extending between the opposite end walls 22 extends. On the retaining rail 25 are light emitting diodes 26 arranged in rows. The light-emitting diodes 26 are with their radiation direction towards the passage opening 24 directed and form a bright field illumination.

Das von den Leuchtdioden 17 ausgestrahlte Licht wird zunächst an dem jeweils benachbarten rinnenförmigen Reflektor 13 reflektiert. Von dem rinnenförmigen Reflektor 13 wird ein Großteil des Lichts auf den ebenflächigen Reflektor 14 der gegenüberliegenden Reflektoranordnung 11, 12 gelenkt. Ein geringer Teil des von den Leuchtdioden 17 abgestrahlten Lichts wird auch direkt von dem rinnenförmigen Reflektor 13 zur Durchgangsöffnung 24 gelenkt und tritt nach außen aus. That of the light-emitting diodes 17 emitted light is first at the respective adjacent channel-shaped reflector 13 reflected. From the channel-shaped reflector 13 Much of the light is on the planar reflector 14 the opposite reflector arrangement 11 . 12 directed. A small part of the light-emitting diodes 17 emitted light is also directly from the channel-shaped reflector 13 to the passage opening 24 steered and emerges outwards.

Das vom ebenflächigen Reflektor 14 reflektierte Licht wird zum Großteil durch die Durchgangsöffnung 24 gelenkt. Ein geringer Teil wird zurück zum gegenüberliegenden ebenflächigen Reflektor 14 gelenkt und dort nochmals reflektiert, bevor er durch die Durchgangsöffnung 24 austritt. Diese einfach, zweifach und dreifach reflektierten Lichtstrahlen bilden ein diffuses Licht mit homogener Beleuchtungsstärke. Ein vorbestimmter, streifenförmiger Bereich benachbart zur Durchgangsöffnung 24 wird gleichmäßig ausgeleuchtet. Dieser streifenförmige Bereich wird im Folgenden als Beleuchtungsbereich 27 bezeichnet. The plane reflector 14 Reflected light is mostly through the passage opening 24 directed. A small part is returned to the opposite planar reflector 14 steered and reflected there again before passing through the passage opening 24 exit. These single, double and triple reflected light beams form a diffused light with homogeneous illuminance. A predetermined, strip-shaped area adjacent to the passage opening 24 is illuminated evenly. This strip-shaped area is hereinafter referred to as lighting area 27 designated.

Die Leuchtdioden 17 bilden zusammen mit den Reflektoranordnungen 11, 12 eine Dunkelfeldbeleuchtung. The light-emitting diodes 17 form together with the reflector arrangements 11 . 12 a dark field illumination.

Diese Dunkelfeldbeleuchtung ist einerseits sehr kompakt ausgebildet und erzeugt andererseits eine sehr homogene Ausleuchtung im Beleuchtungsbereich 27. Im Rahmen der Erfindung können selbstverständlich andere Reflektoranordnungen vorgesehen sein, die auch eine diffuse Beleuchtung zur Ausbildung einer Dunkelfeldbeleuchtung erzeugen. This dark field illumination is on the one hand very compact and on the other hand produces a very homogeneous illumination in the lighting area 27 , In the context of the invention, of course, other reflector arrangements can be provided which also produce a diffuse illumination to form a dark field illumination.

Die Abtastvorrichtung 1 ist mit ihrer Symmetrieebene 19 quer zur Förderrichtung 4 angeordnet. The scanning device 1 is with its symmetry plane 19 transverse to the conveying direction 4 arranged.

Auf den beiden oberen Trumen 7 der Transportriemen 5 liegen die abzutastenden Objekte 3 auf. Die oberen Trume 7 definieren somit eine Transportebene 28. On the two upper dreams 7 the transport belt 5 are the objects to be scanned 3 on. The upper dreams 7 thus define a transport level 28 ,

Unterhalb der Transportebene 28 ist eine zeilenförmige Lichtquellenanordnung 29 in der untersten Abtasteinheit 10 angeordnet, welche sich über die gesamte Länge des Beleuchtungsbereichs 27, also im Bereich zwischen den gegenüberliegenden Stirnwandungen 22 der oberen Abtasteinheit 9 erstreckt. Die Lichtquellenanordnung 29 weist Leuchtdioden 30 auf, die zeilenförmig und mit ihrer Abstrahlrichtung in Richtung zur Durchgangsöffnung 24 ausgerichtet sind. Die Leuchtdioden 30 der unteren Abtasteinheit 10 stahlen somit Licht nach oben durch die Durchgangsöffnung 24 ab. Below the transport level 28 is a line-shaped light source arrangement 29 in the lowest scanning unit 10 arranged, which extends over the entire length of the lighting area 27 , ie in the area between the opposite end walls 22 the upper scanning unit 9 extends. The light source arrangement 29 has light emitting diodes 30 on, the line-shaped and with their emission direction towards the passage opening 24 are aligned. The light-emitting diodes 30 the lower scanning unit 10 thus stole light up through the through hole 24 from.

In der oberen Abtasteinheit 9 ist eine Halterung 31 zur Aufnahme einer Kamera 32 vorgesehen. Die Kamera 32 ist vorzugsweise eine Zeilenkamera, die sich insbesondere über die gesamte Länge der Abtastvorrichtung 1, also zwischen den gegenüberliegenden Stirnwandungen 22, erstreckt, um den gesamten Beleuchtungsbereich 27 abtasten zu können. Die Kamera 32 kann jedoch auch eine Flächenkamera sein. In the upper scanning unit 9 is a holder 31 to take a camera 32 intended. The camera 32 is preferably a line scan camera, which in particular over the entire length of the scanning device 1 that is, between the opposite end walls 22 , extends to the entire lighting area 27 to be able to feel. The camera 32 however, it can also be an area camera.

Die Kamera 32 kann mit einem Zoom-Objektiv versehen sein. Die Kamera 32 ist grundsätzlich mit Blickrichtung zur Durchgangsöffnung 24 ausgerichtet. The camera 32 can be equipped with a zoom lens. The camera 32 is basically with a view to the passage opening 24 aligned.

Ein sich unterhalb der Durchgangsöffnung 24 befindliches Objekt 3 wird mit den Leuchtdioden 17 mit Dunkelfeldlicht, mit den Leuchtdioden 26 mit Hellfeldlicht und mit den Leuchtdioden 30 mit Durchgangslicht bestrahlt. A below the passage opening 24 located object 3 is with the light emitting diodes 17 with dark field light, with the LEDs 26 with bright field light and with the LEDs 30 irradiated with transmitted light.

Die Lichtquellen der Dunkelfeldbeleuchtung (Leuchtdioden 17), der Hellefeldbeleuchtung (Leuchtdioden 26) und der Durchlichtbeleuchtung (Leuchtdioden 30) sind jeweils so ausgebildet, dass sie Licht mit einem unterschiedlichen Lichtspektrum abstrahlen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Leuchtdioden 17 für die Dunkelfeldbeleuchtung blau, die Leuchtdioden 26 für die Hellfeldbeleuchtung grün und die Leuchtdioden 30 für die Durchlichtbeleuchtung rot abstrahlende Leuchtdioden. In 4 sind das blaue Lichtspektrum 33, das grüne Lichtspektrum 34 und das rote Lichtspektrum 35 der unterschiedlichen Leuchtdioden eingezeichnet. The light sources of the dark field illumination (light emitting diodes 17 ), the field illumination (LEDs 26 ) and the transmitted light illumination (LEDs 30 ) are each designed to emit light having a different light spectrum. In the present embodiment, the light-emitting diodes 17 for the dark field illumination blue, the light emitting diodes 26 for the bright field illumination green and the light emitting diodes 30 for the transmitted light illumination red emitting light emitting diodes. In 4 are the blue light spectrum 33 , the green light spectrum 34 and the red light spectrum 35 drawn the different LEDs.

Die Kamera 32 ist eine Farb-Kamera, welche Sensoren mit unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit aufweist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Kamera 32 eine RGB-Kamera, welche Sensoren mit blauer, grüner und roter spektraler Empfindlichkeit aufweist. In 4 sind die blaue Spektralempfindlichkeit 36, die grüne spektrale Empfindlichkeit 37 und die rote spektrale Empfindlichkeit 38 eingezeichnet. Wie man dem Diagramm aus 4 entnehmen kann, überlappen die spektralen Empfindlichkeiten 36, 37 und 38 erheblich. Insbesondere die grüne spektrale Empfindlichkeit 37 überlappt stark mit der blauen spektralen Empfindlichkeit 36 und der roten spektralen Empfindlichkeit 38 und erstreckt sich bis in die Bereiche des blauen Lichtspektrums 33 und des roten Lichtspektrums 35. Aber auch die blaue spektrale Empfindlichkeit 36 und die rote spektrale Empfindlichkeit 38 erstrecken sich bis in die Bereiche der andersfarbigen Lichtspektren. Hierdurch wird die eingangs erläuterte spektrale Überkopplung verursacht. The camera 32 is a color camera that has sensors with different spectral sensitivity. In the present embodiment, the camera 32 an RGB camera with sensors with blue, green and red spectral sensitivity. In 4 are the blue spectral sensitivity 36 , the green spectral sensitivity 37 and the red spectral sensitivity 38 located. How to look out of the diagram 4 the spectral sensitivities overlap 36 . 37 and 38 considerably. In particular, the green spectral sensitivity 37 overlaps strongly with the blue spectral sensitivity 36 and the red spectral sensitivity 38 and extends into the areas of the blue light spectrum 33 and the red light spectrum 35 , But also the blue spectral sensitivity 36 and the red spectral sensitivity 38 extend into the areas of the differently colored light spectra. As a result, the above-described spectral overcoupling is caused.

Die spektrale Überkopplung kann mit folgender Formel ausgedrückt werden:

Figure DE102016100361A1_0002
wobei ein Vektor s mit den Koeffizienten sr, sg, sb die Sensorsignale für rot, grün und blau für einen Bildpunkt, der Vektor a mit den Koeffizienten ar, ag, ab die Antwort des abzutastenden Objekts 3 auf die Beleuchtung mit den drei Lichtspektren Rot, Blau und Grün und die Matrix MK mit den Koeffizienten k00 bis k22 die Kopplung der unterschiedlichen Lichtspektren darstellt. The spectral overcoupling can be expressed by the following formula:
Figure DE102016100361A1_0002
wherein a vector s with the coefficients s r , s g , s b, the sensor signals for red, green and blue for a pixel, the vector a with the coefficients a r , a g , a b, the response of the object to be scanned 3 on the illumination with the three light spectra red, blue and green and the matrix M K with the coefficients k00 to k22 represents the coupling of the different light spectra.

Die Antworten ar, ag, ab stellen physikalisch die Lichtintensitäten des vom abgetasteten Objekts reflektierten bzw. durchgelassenen Lichts der drei spektral unterschiedlichen Lichtquellen am jeweiligen Bildpunkt des Sensors dar. The responses a r , a g , a b represent physically the light intensities of the light reflected or transmitted by the scanned object of the three spectrally different light sources at the respective pixel of the sensor.

Die Koeffizienten k00 bis k22 der Kopplungsmatrix MK sind physikalisch die spezifischen Empfindlichkeiten des roten Sensors (k00, k01, k02) für das rote, blaue und grüne Lichtspektrum, des grünen Sensors (k10, k11, k12) für das rote, blaue und grüne Lichtspektrum und des blauen Sensors (k20, k21, k22) für das rote, blaue und grüne Lichtspektrum dar. Die Formel (1) kann somit auch folgendermaßen geschrieben werden: s = MK × α (2) The coefficients k00 to k22 of the coupling matrix M K are physically the specific sensitivities of the red sensor (k00, k01, k02) for the red, blue and green light spectrum, the green sensor (k10, k11, k12) for the red, blue and green Light spectrum and the blue sensor (k20, k21, k22) for the red, blue and green light spectrum. The formula (1) can thus also be written as follows: s = M K × α (2)

Eine Separationsmatrix MSEP wird als inverse Matrix der Kopplungsmatrix MK definiert: MSEP = M – / 1K (3) A separation matrix M SEP is defined as an inverse matrix of the coupling matrix M K : M SEP = M - / 1K (3)

Hiermit gilt: α = MSEP × s (4) wobei die Signalintensitäten (sr, sg, sb) in die Antworten bzw. Lichtintensitäten (ar, ag, ab) am jeweiligen Bildpunkt der Kamera umgesetzt bzw. separiert werden. Hereby applies: α = M SEP × s (4) wherein the signal intensities (s r , s g , s b ) are converted or separated into the responses or light intensities (a r , a g , a b ) at the respective pixel of the camera.

Die Kopplungskoeffizienten (k00–k22) können mit einem Kalibrierverfahren bestimmt werden. Bei dem Kalibrierverfahren werden die Hellfeldbeleuchtung, die Dunkelfeldbeleuchtung und die Durchlichtbeleuchtung unabhängig voneinander kalibriert. The coupling coefficients (k00-k22) can be determined using a calibration method. The calibration method calibrates the bright field illumination, the dark field illumination and the transmitted light illumination independently of each other.

Zum Kalibrieren der Hellfeldbeleuchtung wird ein ebenflächiges, verspiegeltes Objekt 3 verwendet, die Leuchtdioden 26 der Hellfeldbeleuchtung eingeschaltet und die Signale des roten, grünen und blauen Sensors erfasst. Diese Signalwerte bilden die entsprechenden Kopplungskoeffizienten. To calibrate the bright field illumination is a flat, mirrored object 3 used the light emitting diodes 26 the brightfield lighting is switched on and the signals of the red, green and blue sensor are detected. These signal values form the corresponding coupling coefficients.

Zum Kalibrieren der Dunkelfeldbeleuchtung wird ein Objekt 3 mit ebenflächiger, weißer Oberfläche verwendet. Dieses Objekt 3 wird mit Licht von den Leuchtdioden 17 bestrahlt und mit der Kamera werden die entsprechenden Signale für die Farben Rot, Grün und Blau erzeugt. Diese Signalwerte entsprechen den entsprechenden Kopplungskoeffizienten für die Dunkelfeldbeleuchtung. Calibrating the dark field illumination becomes an object 3 used with a flat, white surface. This object 3 is using light from the light emitting diodes 17 irradiated and with the camera the corresponding signals for the colors red, green and blue are generated. These signal values correspond to the corresponding coupling coefficients for the dark field illumination.

Beim Kalibrieren für die Durchlichtbeleuchtung wird kein Objekt im Beleuchtungsbereich 27 vorgesehen, sodass das Licht von der unteren Abtasteinheit 10 mit den Leuchtdioden 30 ungehindert zur Kamera 32 gelangen kann. Die von der Kamera erfassten Signale für die Farben Rot, Grün und Blau bilden die Kopplungskoeffizienten für die Durchlichtbeleuchtung. When calibrating for the transmitted light illumination, no object is in the illumination area 27 provided so that the light from the lower scanning unit 10 with the LEDs 30 unhindered to the camera 32 can get. The signals recorded by the camera for the colors red, green and blue form the coupling coefficients for the transmitted light illumination.

Beim Kalibrieren wird jeweils für einen jeden Bildpunkt ein Signalvektor s erzeugt. Vorzugsweise werden beim Kalibrieren alle Signale für die Hellfeldbeleuchtung, die Dunkelfeldbeleuchtung und die Durchlichtbeleuchtung jeweils für sich gemittelt und die Mittelwerte als Kopplungskoeffizienten verwendet. Die unterschiedliche Effizienz der Beleuchtungsarten wird durch die Wahl der Beleuchtungsstärke bzw. der Leuchtdichte berücksichtigt, sodass sie in etwa gleiche Signale an der Kamera erzeugen. Alternativ kann es zweckmäßig sein, die Kopplungskoeffizienten für die Hellfeldbeleuchtung, die Dunkelfeldbeleuchtung und die Durchlichtbeleuchtung mit jeweils spezifischen Normierungskoeffizienten für die Hellfeldbeleuchtung, die Dunkelfeldbeleuchtung und die Durchlichtbeleuchtung zu normieren, mit welchen die unterschiedlichen, prinzipbedingten Lichtintensitäten bei den drei Kalibriervorgängen berücksichtigt werden. During calibration, a signal vector s is generated for each pixel in each case. During calibration, all the signals for the bright field illumination, the dark field illumination and the transmitted light illumination are preferably averaged on their own and the average values are used as coupling coefficients. The different efficiency of the lighting types is taken into account by the choice of the illuminance or the luminance, so that they generate approximately the same signals on the camera. Alternatively, it may be expedient to normalize the coupling coefficients for the bright field illumination, the dark field illumination and the transmitted light illumination respectively with specific normalization coefficients for the bright field illumination, the dark field illumination and the transmitted light illumination, with which the different, principle-dependent light intensities are taken into account in the three calibration processes.

Sind die Kopplungskoeffizienten und damit die Kopplungsmatrix MK bekannt, so kann durch Berechnung der inversen Matrix die Separationsmatrix MSEP bestimmt werden. If the coupling coefficients and thus the coupling matrix M K are known, the separation matrix M SEP can be determined by calculating the inverse matrix.

Oftmals besitzen Kameras bereits ein Modul zur Multiplikation des Signalvektors s mit einer Matrix, um die Farbwiedergabe zu korrigieren. Bei der Erfindung wird in einem solchen Modul als Matrix die Separationsmatrix MSEP verwendet, wodurch die Sensorsignale (sr, sg, sb) in die Antworten bzw. Lichtintensitäten (ar, ag, ab) der einzelnen spektral unterschiedlichen Lichtquellen getrennt werden. Often cameras already have a module for multiplying the signal vector s with a matrix to correct the color reproduction. In the invention, the separation matrix M SEP is used in such a module as the matrix, whereby the sensor signals (s r , s g , s b ) into the responses or light intensities (a r , a g , a b ) of the individual spectrally different light sources be separated.

Optional kann eine Korrektur der Lichtintensitäten ausgeführt werden. Man unterscheidet grundsätzlich die Korrektur der Beleuchtungsinhomogenität und die Korrektur der unterschiedlichen Empfindlichkeiten der Sensoren (PRNU). Optionally, a correction of the light intensities can be performed. In principle, a distinction is made between the correction of the illumination inhomogeneity and the correction of the different sensitivities of the sensors (PRNU).

Die Beleuchtungsinhomogenitäten ergeben sich aus der Geometrie der Lichtquellen und der Lichtstrahllenkmittel, mit welchen ein Lichtstrahlbündel erzeugt wird, das in der Regel nicht exakt homogen ist. Hierdurch werden die unterschiedlichen Bildpunkte der Kamera 32 mit unterschiedlichen Lichtintensitäten beleuchtet. Zur Beschreibung der Lichtintensitäten aufgrund der Beleuchtungsinhomogenitäten wird ein Dämpfungsvektor sbx mit den Koeffizienten sbrx, sbgx und sbbx eingeführt. Diese Dämpfungskoeffizienten unterscheiden sich für die unterschiedlichen Lichtspektren der unterschiedlichen Lichtquellen und sind jeweils vom Ort abhängig. Die folgende Beschreibung gilt für eine eindimensionale Zeilenkamera, bei welcher mehrere Bildpunkte in X-Richtung nebeneinander angeordnet sind. Bei einer Flächenkamera sind die Bildpunkte in X- und Y-Richtung verteilt angeordnet, sodass dann die Dämpfungskoeffizienten sowohl von der X- als auch von der Y-Richtung abhängig sind. The illumination inhomogeneities result from the geometry of the light sources and the light beam steering means, with which a light beam is generated, which is not exactly homogeneous as a rule. This will cause the different pixels of the camera 32 illuminated with different light intensities. To describe the light intensities due to the illumination inhomogeneities, an attenuation vector sb x with the coefficients sbr x , sbg x and sbb x is introduced. These attenuation coefficients differ for the different light spectra of the different light sources and are each dependent on location. The following description applies to a one-dimensional line scan camera in which a plurality of pixels are arranged side by side in the X direction. In the case of an area camera, the pixels are distributed in the X and Y directions, so that the attenuation coefficients depend on both the X and Y directions.

Ein mittels der ortsabhängigen Dämpfungsfaktoren sbrx, sbgx, sbbx hinsichtlich der Beleuchtungsinhomogenitäten korrigierter Antwortsvektor abx ergibt sich folgendermaßen:

Figure DE102016100361A1_0003
A response vector a bx corrected for the illumination inhomogeneities by means of the location-dependent attenuation factors sbr x , sbg x , sbb x results as follows:
Figure DE102016100361A1_0003

Da bei dem Verfahren zum Abtasten der Objekte aus dem Signalvektor s der Antwortsvektor a berechnet wird, müssen die Komponenten des mit der Formel (4) berechneten Antwortsvektors a mit den Kehrwerten der Dämpfungsfaktoren multipliziert werden, um die entsprechend korrigierten Antworten aus den Signalen zu erhalten. In the method of sampling the objects from the signal vector s, since the response vector a is calculated, the components of the response vector a calculated by the formula (4) must be multiplied by the inverse of the attenuation factors to obtain the correspondingly corrected responses from the signals.

Dies wird mit folgender Formel beschrieben:

Figure DE102016100361A1_0004
This is described by the following formula:
Figure DE102016100361A1_0004

Die einzelnen Sensoren einer Kamera können unterschiedliche Empfindlichkeiten aufweisen. Diese Empfindlichkeiten können sich bis zu 10 % unterscheiden. Dies wird als PRNU (photo response non uniformity) bezeichnet. Die Sensorsignale werden dementsprechend verfälscht, was durch entsprechende Dämpfungsfaktoren serx, segx und sebx ausgedrückt werden kann. Die tatsächlich gemessenen Sensorsignale sex können mit Berücksichtigung der ortsabhängigen und für die jeweiligen Lichtspektren spezifischen Dämpfungskoeffizienten aus den eigentlichen Soll-Sensorsignalen s wie folgt berechnet werden:

Figure DE102016100361A1_0005
The individual sensors of a camera can have different sensitivities. These sensitivities can be up to 10% different. This is called PRNU (photo response nonuniformity). The sensor signals are correspondingly corrupted, which can be expressed by corresponding attenuation factors ser x , seg x and seb x . The actually measured sensor signals s ex can be calculated from the actual desired sensor signals s as follows, taking into account the location-dependent attenuation coefficients specific to the respective light spectra:
Figure DE102016100361A1_0005

Die Berechnung der Antworten a aus den tatsächlich gemessenen Signalen sex erfolgt unter Berücksichtigung beider Korrekturen gemäß folgender Formel:

Figure DE102016100361A1_0006
The calculation of the responses a from the actually measured signals s ex takes place taking into account both corrections according to the following formula:
Figure DE102016100361A1_0006

Da sich die Korrektur der Beleuchtungsinhomogenitäten auf das zu den Sensoren gelenkte Licht auswirkt und die Korrektur der unterschiedlichen Empfindlichkeiten (PRNU) auf die erfassten Sensorsignale auswirkt, sind bei der Berechnung der Antworten zunächst die Sensorsignale mit den Kehrwerten der Dämpfungswerte für die unterschiedlichen Empfindlichkeiten zu korrigieren, danach mit der Separationsmatrix in die entsprechenden Antworten zu separieren und dann mittels der Kehrwerte der Dämpfungswerte für die Beleuchtungsinhomogenitäten zu korrigieren. Diese Operationen sind nicht kommutativ, das heißt, dass sie nicht vertauscht werden dürfen. Im Rahmen der Erfindung kann es auch zweckmäßig sein, keine oder lediglich nur eine Korrektur, entweder die Korrektur der Beleuchtungsinhomogenitäten oder die Korrektur der unterschiedlichen Empfindlichkeiten, durchzuführen. Beide Korrekturen sind ortsabhängig. Die Separationsmatrix MSEP ist grundsätzlich nicht ortsabhängig. Since the correction of the illumination inhomogeneities has an effect on the light directed to the sensors and the correction of the different sensitivities (PRNU) affects the detected sensor signals, in the calculation of the responses the sensor signals with the reciprocal values of the attenuation values for the different sensitivities must first be corrected, then separate with the separation matrix into the corresponding responses and then correct by means of the inverse of the attenuation values for the illumination inhomogeneities. These operations are not commutative, that is, they must not be reversed. Within the scope of the invention it may also be expedient to carry out no or only one correction, either the correction of the illumination inhomogeneities or the correction of the different sensitivities. Both corrections are location dependent. The separation matrix M SEP is basically not location-dependent.

Die Ermittlung der Antworten (ar, ag, ab) kann als Hardware mittels mehrerer Multiplikationsstufen realisiert werden, wobei die Dämpfungsfaktoren ortsabhängig, d. h. für jeden Sensor separat in einer Look-up-Tabelle hinterlegt sind und zum Korrigieren der Sensorsignale des jeweiligen Sensors ausgelesen werden. Die Bestimmung des Antwortvektors kann auch mittels eines Softwaremoduls realisiert werden, das die entsprechenden Matrizen- und Vektormultiplikationen durchführt. The determination of the answers (a r , a g , a b ) can be realized as hardware by means of several multiplication stages, wherein the attenuation factors are location-dependent, ie stored separately for each sensor in a look-up table and for correcting the sensor signals of the respective sensor be read out. The determination of the response vector can also be realized by means of a software module which performs the corresponding matrix and vector multiplications.

Die Separationsmatrix MSEP weist die Matrixkoeffizienten m00, m01, ...m22 auf. Mit der Darstellung der Matrix durch ihre Koeffizienten kann die oben angegebene Formel (8) folgendermaßen dargestellt und ausmultipliziert werden:

Figure DE102016100361A1_0007
The separation matrix M SEP has the matrix coefficients m00, m01,... M22. By representing the matrix by its coefficients, the formula (8) given above can be represented and multiplied as follows:
Figure DE102016100361A1_0007

Bei Anwendung dieser Formel wird die Anzahl der auszuführenden Rechenoperationen minimiert. Für jeden Sensor ist jeweils eine bereits korrigierte Separationsmatrix in einer Look-up-Tabelle hinterlegt. Diese Separationsmatrizen sind aufgrund der ortsabhängigen Dämpfungsfaktoren selbst ortsabhängig, weshalb für einen jeden Sensor eine separate Separationsmatrix in der Look-up-Tabelle gespeichert ist. Using this formula minimizes the number of arithmetic operations to be performed. For each sensor, an already corrected separation matrix is stored in a look-up table. Due to the location-dependent attenuation factors, these separation matrices are themselves location-dependent, which is why a separate separation matrix is stored in the look-up table for each sensor.

Wie man der Formel (9) entnehmen kann, stehen die Dämpfungswerte im Nenner der Koeffizienten, weshalb sie als Verstärkungsfaktoren wirken und die tatsächlich gemessenen Signale entsprechend verstärken. As can be seen from the formula (9), the attenuation values are in the denominator of the coefficients, which is why they act as amplification factors and amplify the actually measured signals accordingly.

Mit den oben erläuterten Verfahren können somit Lichtquellen mit unterschiedlichen Lichtspektren verwendet werden und die Sensorsignale derart separiert werden, dass an einem jeden Sensor ein separates Signal für die Intensität bestimmt wird, das durch eine der Lichtquellen verursacht wird. Hiermit können auch Sensoren verwendet werden, bei welchen eine spektrale Überkopplung auftritt. Es sind keine zusätzlichen Farbfilter notwendig. Mit einer zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung können auch andere Abtastverfahren ausgeführt werden, insbesondere wenn weitere Lichtquellen verwendet werden, die weißes Licht abgeben, wobei dann anstelle einer Separationsmatrix eine Farbkorrekturmatrix verwendet wird, um annähernd farbechte Abbildungen zu erzeugen. With the methods explained above, light sources with different light spectra can thus be used and the sensor signals can be separated in such a way that a separate signal for the intensity caused by one of the light sources is determined at each sensor. This also sensors can be used, in which a spectral overcoupling occurs. There are no additional color filters necessary. With a device suitable for carrying out the method according to the invention, other scanning methods can also be carried out, in particular if further light sources emitting white light are used, in which case a color correction matrix is used instead of a separation matrix in order to produce approximately colourfast images.

Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel verwendet eine spezielle Beleuchtungsvorrichtung zum flächenförmigen Ausleuchten eines streifenförmigen Beleuchtungsbereichs. Die Erfindung kann auch mit anderen Beleuchtungsvorrichtungen ausgeführt werden. 5 zeigt schematisch in einer Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel, das vier Beleuchtungseinrichtungen 3942 aufweist, um jeweils einen gemeinsamen zeilenförmigen Bereich einer Objektebene 43 auszuleuchten. The embodiment explained above uses a special lighting device for illuminating a strip-shaped lighting area in a planar manner. The invention may also be practiced with other lighting devices. 5 schematically shows in a side view of another embodiment, the four lighting devices 39 - 42 each having a common line-shaped area of an object plane 43 illuminate.

Die Beleuchtungseinrichtungen 3942 sind zeilenförmig ausgebildet und weisen jeweils zeilenförmig angeordnete Lichtquellen, wie z. B. Leuchtdioden, und entsprechende Lichtlenkmittel auf, welche verspiegelte Reflektoren und/oder Linsen bzw. Objektive sein können. The lighting equipment 39 - 42 are line-shaped and each have line-shaped light sources such. As light-emitting diodes, and corresponding light-guiding means, which may be mirrored reflectors and / or lenses or lenses.

Diese Abtastvorrichtung 1 weist weiterhin eine Kamera 32 auf, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Zeilenkamera ist, mit welcher die Objektebene 43 linienförmig abgetastet wird. Die Zeilenkamera 32 ist mit ihrer optischen Ebene 44 senkrecht zur Objektebene 43 ausgerichtet. Grundsätzlich ist es auch möglich, die Zeilenkamera 32 derart anzuordnen, dass die optische Ebene 44 einen vom rechten Winkel abweichenden Winkel mit der Objektebene 43 einschließt. Im Bereich der optischen Ebene 44 zwischen der Objektebene 43 und der Zeilenkamera 32 ist ein halbdurchlässiger Spiegel 45 angeordnet. Eine erste der Beleuchtungseinrichtungen 39 ist derart angeordnet, dass das von ihr ausgesandte Licht auf den halbdurchlässigen Spiegel 45 gerichtet ist und von dem Spiegel zum zeilenförmigen Beleuchtungsbereich 46 in der Objektebene 43 gelenkt wird. Das entsprechende Lichtstrahlbündel vom halbdurchlässigen Spiegel 45 zum zeilenförmigen Beleuchtungsbereich 46 verläuft etwa parallel zur Objektebene 43. This scanning device 1 still has a camera 32 on, which is a line camera in the present embodiment, with which the object plane 43 is scanned linearly. The line scan camera 32 is with its optical plane 44 perpendicular to the object plane 43 aligned. Basically, it is also possible to use the line scan camera 32 to arrange such that the optical plane 44 an angle deviating from the right angle with the object plane 43 includes. In the field of optical level 44 between the object plane 43 and the line scan camera 32 is a semi-transparent mirror 45 arranged. A first of the lighting devices 39 is arranged such that the light emitted by it on the semi-transparent mirror 45 is directed and from the mirror to the line-shaped lighting area 46 in the object plane 43 is steered. The corresponding light beam from the semi-transparent mirror 45 to the line-shaped lighting area 46 runs approximately parallel to the object plane 43 ,

Die Beleuchtungseinrichtungen 40, 41 sind derart angeordnet, dass sie mit dem ausgesandten Lichtstrahlbündel den zeilenförmigen Beleuchtungsbereich 46 ausleuchten, wobei die Lichtstrahlbündel unter einem Winkel der Objektebene 43 zugeführt werden, der mit der optischen Ebene 44 der Kamera 32 keinen Einfalls- und Ausfallswinkel bildet, sodass das von den Beleuchtungseinrichtungen 40, 41 emittierte Licht an der Objektebene 43 nicht direkt in die Kamera 32 gelenkt wird. Die Beleuchtungseinrichtungen 40, 41 erzeugen somit ein Dunkelfeldlicht, wobei die Beleuchtungseinrichtung 40 das Licht unter einem flacheren Winkel als die Beleuchtungseinrichtung 41 auf die Objektebene 43 abstrahlt. The lighting equipment 40 . 41 are arranged so that they with the emitted light beam, the line-shaped illumination area 46 illuminate, wherein the light beam at an angle of the object plane 43 be fed to the optical plane 44 the camera 32 does not form an angle of incidence and projection, so that of the lighting devices 40 . 41 emitted light at the object plane 43 not directly into the camera 32 is steered. The lighting equipment 40 . 41 thus generate a dark field light, the illumination device 40 the light at a shallower angle than the lighting device 41 to the object level 43 radiates.

Die Beleuchtungseinrichtung 42 ist unterhalb der Objektebene 43 angeordnet und derart ausgerichtet, dass das von der Beleuchtungseinrichtung 42 ausgestrahlte Licht den zeilenförmigen Beleuchtungsbereich 46 ausleuchtet. The lighting device 42 is below the object plane 43 arranged and aligned such that the of the illumination device 42 radiated light the line-shaped illumination area 46 illuminates.

Die Beleuchtungseinrichtungen 3942 sind derart ausgebildet, dass zumindest zwei Beleuchtungseinrichtungen davon Licht mit unterschiedlichen Lichtspektren abgeben. Vorzugsweise erzeugen alle Beleuchtungseinrichtungen 3942 jeweils Licht mit einem unterschiedlichen Lichtspektrum. Durch Verwendung der unterschiedlichen Lichtspektren kann der Beleuchtungsbereich 46 gleichzeitig mit den verschiedenen Beleuchtungseinrichtungen 3942 ausgeleuchtet werden und die Intensitäten der Lichtspektren der unterschiedlichen Beleuchtungseinrichtungen 3942 separiert werden, wie es oben anhand des ersten Ausführungsbeispiels ausführlich erläutert ist. The lighting equipment 39 - 42 are designed such that at least two illumination devices emit light with different light spectra. Preferably, all generate lighting equipment 39 - 42 each light with a different light spectrum. By using the different light spectrums, the illumination area 46 simultaneously with the different lighting devices 39 - 42 be illuminated and the intensities of the light spectra of the different lighting devices 39 - 42 be separated, as explained in detail above with reference to the first embodiment.

Im Rahmen der Erfindung genügen zwei unterschiedliche Beleuchtungseinrichtungen bzw. Lichtquellen 3942, um gleichzeitig zwei unterschiedliche optische Untersuchungen an einem abzutastenden Objekt auszuführen. Das abzutastende Objekt wird hierzu in der Objektebene 43 im Beleuchtungsbereich 46 angeordnet. Within the scope of the invention, two different illumination devices or light sources suffice 39 - 42 to simultaneously perform two different optical examinations on an object to be scanned. The object to be scanned is in the object plane 43 in the lighting area 46 arranged.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtung  contraption
22
Förderband  conveyor belt
33
Objekt  object
44
Förderrichtung  conveying direction
55
Transportriemen  conveyor belts
66
Rolle  role
77
Trum  Trum
88th
Trum  Trum
99
obere Abtasteinheit  upper scanning unit
10 10
untere Abtasteinheit lower scanning unit
11 11
Reflektoranordnung reflector assembly
12 12
Reflektoranordnung reflector assembly
13 13
rinnenförmiger Reflektor channel-shaped reflector
14 14
ebenflächiger Reflektor planar reflector
15 15
verspiegelte Reflektorfläche mirrored reflector surface
16 16
Lichtquellenhalterung Light source support
17 17
Leuchtdiode led
18 18
verspiegelte Reflektorfläche mirrored reflector surface
19 19
Symmetrieebene plane of symmetry
20 20
Gehäuse casing
21 21
Längsseitenwandung longitudinal side
22 22
Stirnwandung end wall
23 23
Bodenwandung bottom wall
24 24
Durchgangsöffnung Through opening
25 25
Halteschiene retaining rail
26 26
Leuchtdiode led
27 27
Beleuchtungsbereich lighting area
28 28
Transportebene transport plane
29 29
Lichtquellenanordnung Light source arrangement
30 30
Leuchtdiode led
31 31
Halterung bracket
32 32
Kamera camera
33 33
blaues Lichtspektrum blue light spectrum
34 34
grünes Lichtspektrum green light spectrum
35 35
rotes Lichtspektrum red light spectrum
36 36
blaue spektrale Empfindlichkeit blue spectral sensitivity
37 37
grüne spektrale Empfindlichkeit green spectral sensitivity
38 38
rote spektrale Empfindlichkeit red spectral sensitivity
39 39
Beleuchtungseinrichtung lighting device
40 40
Beleuchtungseinrichtung lighting device
41 41
Beleuchtungseinrichtung lighting device
42 42
Beleuchtungseinrichtung lighting device
43 43
Objektebene object level
44 44
optische Ebene optical level
45 45
halbdurchlässiger Spiegel semi-transparent mirror
46 46
Beleuchtungsbereich lighting area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102015101252 [0031] DE 102015101252 [0031]

Claims (13)

Verfahren zum Abtasten eines Objektes (3) mit einem bildgebenden Verfahren, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: – Gleichzeitiges Beleuchten eines Objektes (3) mit zumindest zwei unterschiedlichen Lichtquellen (17, 26, 30), wobei die Lichtquellen (17, 26, 30) unterschiedliche Lichtspektren (33, 34, 35) aufweisen, – Abtasten des Objektes (3) mittels zumindest zweier Sensoren, die eine unterschiedliche spektrale Empfindlichkeit (36, 37, 38) aufweisen, und – Separieren der Intensitäten der Lichtspektren (33, 34, 35) der zumindest zwei Lichtquellen (17, 26, 30) in den mit den Sensoren erfassten Sensorsignalen mittels spezifischer Empfindlichkeiten der jeweiligen Sensoren für die unterschiedlichen Lichtspektren. Method for scanning an object ( 3 ) with an imaging method, the method comprising the steps of: - Simultaneously illuminating an object ( 3 ) with at least two different light sources ( 17 . 26 . 30 ), the light sources ( 17 . 26 . 30 ) different light spectra ( 33 . 34 . 35 ), - scanning the object ( 3 ) by means of at least two sensors which have a different spectral sensitivity ( 36 . 37 . 38 ), and - separating the intensities of the light spectra ( 33 . 34 . 35 ) of the at least two light sources ( 17 . 26 . 30 ) in the sensor signals detected by the sensors by means of specific sensitivities of the respective sensors for the different light spectra. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Separieren durch Multiplizieren der gleichzeitig erfassten Sensorsignale der zumindest zwei Sensoren mittels einer Separationsmatrix, wobei die Separationsmatrix die inverse Matrix einer die spezifischen Empfindlichkeiten beschreibenden Matrix ist. A method according to claim 1, characterized in that the separating is done by multiplying the simultaneously detected sensor signals of the at least two sensors by means of a separation matrix, wherein the separation matrix is the inverse matrix of a matrix describing the specific sensitivities. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (17, 26, 30) Lichtstrahllenkmittel (13, 14) mit unterschiedlichen Geometrien aufweisen. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the light sources ( 17 . 26 . 30 ) Light beam steering means ( 13 . 14 ) with different geometries. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt mit einer Farb-Kamera (32) abgetastet wird, welche Sensoren mit zumindest drei spektral unterschiedlichen Empfindlichkeiten (36, 37, 38) aufweist, die insbesondere jeweils für die Farben Rot, Grün und Blau empfindlich sind. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the object with a color camera ( 32 ) is sampled, which sensors with at least three spectrally different sensitivities ( 36 . 37 . 38 ), which are particularly sensitive to the colors red, green and blue. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die spektralen Empfindlichkeiten (36, 37, 38) der jeweiligen Sensoren sich spektral teilweise überlappen. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the spectral sensitivities ( 36 . 37 . 38 ) of the respective sensors partially overlap spectrally. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die spektralen Empfindlichkeiten (36, 37, 38) der jeweiligen Sensoren jeweils eines der Lichtspektren (33, 34, 35) der Lichtquellen (17, 26, 30) umfassen. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the spectral sensitivities ( 36 . 37 . 38 ) of the respective sensors each one of the light spectra ( 33 . 34 . 35 ) of the light sources ( 17 . 26 . 30 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere Sensoren der gleichen spektrale Empfindlichkeiten verwendet werden, wobei die mit den einzelnen Sensoren ermittelten Signale orts- oder sensorspezifisch korrigiert werden. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that in each case a plurality of sensors of the same spectral sensitivities are used, wherein the signals determined by the individual sensors are corrected location or sensor specific. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den einzelnen Sensoren ermittelten Signale bezüglich der unterschiedlichen Empfindlichkeiten der einzelnen Sensoren (PRNU) korrigiert werden. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the signals determined with the individual sensors with respect to the different sensitivities of the individual sensors (PRNU) are corrected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die separierten Intensitäten der Lichtspektren bezüglich der Beleuchtungsinhomogenitäten korrigiert werden. Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the separated intensities of the light spectra are corrected with respect to the illumination inhomogeneities. Vorrichtung zum Abtasten eines Objektes (3) mit einem bildgebenden Verfahren umfassend: – zumindest zwei unterschiedlichen Lichtquellen (17, 26, 30) zum gleichzeitigen Beleuchten eines Objektes (3) mit jeweils unterschiedlichen Lichtspektren (33, 34, 35), – zumindest zwei Sensoren zum Abtasten eines Objektes (3), die eine unterschiedliche spektrale Empfindlichkeit (36, 37, 38) aufweisen, und – Mittel zum Separieren der Lichtspektren (33, 34, 35) der zumindest zwei Lichtquellen (17, 26, 30) in den Sensorsignalen mittels spezifischer Empfindlichkeiten der jeweiligen Sensoren für die unterschiedlichen Lichtspektren (33, 34, 35). Device for scanning an object ( 3 ) with an imaging method comprising: - at least two different light sources ( 17 . 26 . 30 ) for simultaneously illuminating an object ( 3 ), each with different light spectra ( 33 . 34 . 35 ), - at least two sensors for scanning an object ( 3 ), which have a different spectral sensitivity ( 36 . 37 . 38 ), and - means for separating the light spectra ( 33 . 34 . 35 ) of the at least two light sources ( 17 . 26 . 30 ) in the sensor signals by means of specific sensitivities of the respective sensors for the different light spectra ( 33 . 34 . 35 ). Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist. Device according to claim 10, characterized in that the device ( 1 ) is designed to carry out a method according to one of claims 1 to 7. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen Leuchtdioden (17, 26, 30) umfassen. Apparatus according to claim 10 or 11, characterized in that the light sources light-emitting diodes ( 17 . 26 . 30 ). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Lichtquellen als zumindest zwei der drei folgenden Lichtquellen ausgebildet sind: Dunkelfeldlichtquelle, Hellfeldlichtquelle, Durchleuchtungslichtquelle Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the at least two light sources are formed as at least two of the following three light sources: dark field light source, bright field light source, fluoroscopic light source
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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