DE102018213601B3 - Abbildungsvorrichtung mit passivem Durchlicht - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abbildungsvorrichtung zur Abbildung eines Prüfobjekts (4) im Durchlicht-Strahlengang, welche eine aktive Beleuchtungsvorrichtung (3) und eine passive Leuchtfläche (5, 105) sowie eine Haltevorrichtung (6), die zur Fixierung des Prüfobjekts (4) zwischen der Beleuchtungsvorrichtung (3) und der Leuchtfläche (5, 105) eingerichtet ist, umfasst. Die Leuchtfläche (5, 105) ist mittels von der Beleuchtungsvorrichtung (3) entlang einer Auflichtrichtung (A) emittiertem Auflicht (P) zur Abgabe von Durchlicht (S) entlang einer entgegen der Auflichtrichtung (A) gerichteten Durchlichtrichtung (D) anregbar und so eingerichtet ist, dass das Durchlicht (S) vom Auflicht (P) optisch unterscheidbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abbildungsvorrichtung zur Abbildung von Prüfobjekten in einem Durchlicht-Strahlengang.
  • In der Qualitätssicherung werden zu prüfende oder zu vermessende Objekte, die im Folgenden als Prüfobjekte bezeichnet werden, oft in einem Durchlicht-Strahlengang abgebildet, bei welchem das bilderzeugende optische System und eine Durchlichtquelle auf entlang einer optischen Achse gegenüberliegenden Seiten des Prüfobjekts angeordnet sind. Das Prüfobjekt wird hierbei mittels einer Haltevorrichtung relativ zum bilderzeugenden optischen System fixiert.
  • Hierbei darf die Haltevorrichtung den Strahlengang von der Durchlichtquelle zum Prüfobjekt nicht verdecken. Es steht daher zwischen der Haltevorrichtung und dem Prüfobjekt nur ein begrenzter Bauraum zur Verfügung, in welchen sich keine zusätzliche Durchlichtquelle anordnen lässt.
  • Das Dokument DE 102 46 483 A1 beschreibt ein Linsenprüfgerät zur Messung der geometrischen Eigenschaften optischer Linsen, das aus einer Messoptik, einer Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme eines Linsenprüflings sowie einer Datenerfassungs- und Auswerteeinheit besteht. Mittels eines Kamerasystems wird der gesamte Umfangsbereich einer auf einem Präzisionsdrehtisch angeordneten optischen Linse erfasst, wobei durch Auswertung der Bilder des Kamerasystems in einer computergesteuerten Auswerteeinheit gleichzeitig mit der Erfassung der geometrischen Eigenschaften der optischen Linse eine automatische Klassifizierung in Toleranzklassen erfolgt und wobei anschließend eine klassengesteuerte Linsenablage vorgesehen ist.
  • Das Dokument WO 2009/156027 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung des Kantenprofils von Flaschen oder dergleichen Behältern, die an einem Mess- und/oder Aufnahmebereich eines Mess- und/oder Aufnahmesystems vorbei bewegt werden, unter Verwendung wenigstens eines opto-elektrischen Empfängers an einer Seite des Mess- und/oder Aufnahmebereichs und unter Verwendung wenigstens einer, dem Empfänger an dem Mess- und/oder Aufnahmebereich gegenüberliegenden Licht aussendenden Einrichtung.
  • Das Dokument WO 2008/043383 A1 beschreibt eine Anordnung zur Bildaufnahme von Partikeln mit einer Kamera zur Aufnahme der Partikel und einer Beleuchtungsvorrichtung zur Beleuchtung der Partikel, bei der die Beleuchtungsvorrichtung als Licht emittierende Diode ausgebildet ist.
  • Das Dokument AT 40 28 60 B beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung von Gegenständen aus transparentem Material, vorzugsweise zur Prüfung von Scheinwerfergläsern, dessen wesentliche Merkmale darin bestehen, dass ein jeweils zu untersuchender Bereich des transparenten Materials des Gegenstandes mit einem geringe Querschnittsfläche aufweisenden Prüf-Laserstrahl durchstrahlend abgescannt wird, dass der primäre Prüf-Laserstrahl nach Durchsetzen des transparenten Materials mittels durchstrahlungspositionssynchroner Opakisierung entsprechender Einzel-Kristallelemente (Pixel) mindestens eines Transmissions-Flüssigkristallschirmes zur Gänze ausgeblendet wird, dass von Materialinhomogenitäten generiertes, im Wesentlichen in Richtung des Laserstrahles abgestrahltes, sekundäres Streulicht auf einen Fotodetektor kondensiert wird und dass das jeweils vom Detektor empfangene Streulicht-Signal mittels, bevorzugt rechnergestützten, Bildauswertungsverfahrens unter strenger örtlicher Zuordnung zwischen dem vom Prüf-Lichtstrahl jeweils durchsetzten Materialbereich des Gegenstandes und dem empfangenen Streulicht durchstrahlungs-positions-synchron ausgewertet wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Abbildungsvorrichtung anzugeben, die leichter und kostengünstiger herzustellen ist als Abbildungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik, und die eine besonders platzsparende Bauweise ermöglicht. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Abbildung eines Prüfobjekts mit einer solchen Abbildungsvorrichtung anzugeben.
  • Die Aufgabe wird hinsichtlich der Abbildungsvorrichtung erfindungsgemäß durch eine Abbildungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Abbildungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Abbildungsvorrichtung zur Abbildung eines Prüfobjekts im Durchlicht-Strahlengang eine aktive Beleuchtungsvorrichtung und eine passive Leuchtfläche sowie eine Haltevorrichtung. Die aktive Beleuchtungsvorrichtung wird von einer Energiequelle gespeist, die beispielhaft als Stromversorgung oder als Batterie ausgeführt sein kann. Die passive Leuchtfläche wird nicht von einer Energiequelle gespeist, sondern durch das von der aktiven Beleuchtungsvorrichtung aufprojizierte Auflicht zur Abgabe von Licht angeregt.
  • Die Haltevorrichtung ist zur Fixierung eines Prüfobjekts zwischen der Beleuchtungsvorrichtung und der Leuchtfläche eingerichtet. Die Haltevorrichtung kann als Greifer mit Backen ausgebildet sein, zwischen denen ein Prüfobjekt festklemmbar ist.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung ist so eingerichtet, dass sie Auflicht entlang einer Auflichtrichtung auf die Leuchtfläche abgeben kann. Erfindungsgemäß wird die Leuchtfläche von auftreffendem Auflicht zur Abgabe von Durchlicht angeregt, das von dem Auflicht optisch unterscheidbar und trennbar ist. Die Leuchtfläche ist so angeordnet, dass das Durchlicht mindestens teilweise in eine zur Auflichtrichtung entgegengesetzte Durchlichtrichtung abgegeben wird.
  • Bevorzugt sind Auflicht und Durchlicht mittels eines optischen Durchlichtfilters, das das Durchlicht transmittiert und das Auflicht blockiert, trennbar. Dadurch wirkt die Leuchtfläche als eine von der aktiven Beleuchtungsvorrichtung unabhängige Durchlichtquelle, welche jedoch nicht aktiv gespeist werden muss.
  • Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Abbildungsvorrichtung besteht darin, dass die aktive Beleuchtungsvorrichtung und optional ein abbildendes optisches System gemeinsam auf einer, relativ zum Prüfobjekt der Leuchtfläche gegenüberliegenden Seite angeordnet werden können und daher nicht der Platzbeschränkung des Bauraums zwischen dem Prüfobjekt und der Durchlichtquelle unterliegen. Insbesondere ist es möglich, die Leuchtfläche auf bereits vorhandenen Bauteilen anzuordnen, da eine besondere elektrische Versorgung nicht erforderlich ist. Es ist auch möglich, die Leuchtfläche auf bewegbaren Bauteilen anzuordnen. Durch die mögliche geringe Beabstandung zwischen der Leuchtfläche und dem Prüfobjekt ist eine gute, insbesondere eine kontraststarke und scharfe Abbildung des Prüfobjekts möglich.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist das von der aktiven Beleuchtungsvorrichtung abgegebene Auflicht spektral trennbar von dem Durchlicht, welches von der Leuchtfläche abgegeben wird. Bevorzugt umfasst das Auflicht Wellenlängen nur unterhalb einer Grenzwellenlänge und das Durchlicht nur Wellenlängen oberhalb dieser Grenzwellenlänge. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass das Auflicht und das Durchlicht mittels absorbierender oder dichroitischer Filter besonders leicht trennbar sind.
  • Bei einer Ausführungsform umfasst die Leuchtfläche fluoreszierendes und/oder phosphoreszierendes Material, welches Durchlicht in einem Emissionswellenlängenbereich emittiert, wenn es von Auflicht in einem Anregungswellenlängenbereich angeregt wird, wobei sich der Emissionswellenlängenbereich und der Anregungswellenlängenbereich nicht überlappen. Bevorzugt liegen der Emissionswellenlängenbereich und der Anregungswellenlängenbereich mindestens 50 Nanometer, besonders bevorzugt mindestens 100 Nanometer, auseinander. Derartige Materialien sind kostengünstig und in leicht zu verarbeitender Form verfügbar und erlauben eine Trennung des Durchlichts vom Auflicht durch einfach herstellbare und kostengünstige optische Filter.
  • Bei einer Ausführungsform ist die Beleuchtungsvorrichtung zur Abgabe von polarisiertem Auflicht eingerichtet und die Leuchtfläche zur Reflexion von polarisiertem Durchlicht mit einem gegenüber dem Auflicht verändertem Polarisationszustand eingerichtet. Bevorzugt ist die Beleuchtungsvorrichtung zur Abgabe von linear polarisiertem Auflicht eingerichtet und die Leuchtfläche zur Reflexion von linear polarisiertem Durchlicht mit einer gegenüber dem Auflicht gedrehten Polarisationsrichtung eingerichtet.
  • Bei einer derartigen Ausführungsform weist das an der passiven Leuchtfläche reflektierte Licht einen anderen Polarisationszustand auf als das auf die Leuchtfläche aufprojizierte Auflicht und ist von diesem durch einen Polarisationsfilter trennbar.
  • Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass Licht mit unterschiedlichen Polarisationszuständen, insbesondere linear polarisiertes Licht mit zueinander orthogonalen Polarisationsrichtungen, durch herkömmliche, kostengünstige Polarisationsfilter leicht trennbar ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Leuchtfläche, die einen hohen Reflexionsgrad aufweist und eine Änderung des Polarisationszustands von reflektiertem Licht, beispielsweise eine Drehung der Polarisationsrichtung von linear polarisiertem Licht um 90° oder π/2, erzeugt, leicht und kostengünstig herstellbar ist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst die Abbildungsvorrichtung zusätzlich ein Objektiv und ein optisches Filter, welche entlang der Durchlichtrichtung hinter der Haltevorrichtung angeordnet sind. Das Durchlichtfilter ist so eingerichtet, dass das Durchlicht das Durchlichtfilter passiert und das Auflicht das Durchlichtfilter nicht passiert.
  • Beispielsweise kann das Durchlichtfilter für den Fall, dass die Leuchtfläche fluoreszierendes oder phosphoreszierendes Material umfasst, als dichroitisches oder als Absorptionsfilter eingerichtet sein, wobei die Emissionswellenlänge des fluoreszierenden oder phosphoreszierenden Materials im Transmissionsband des Durchlichtfilters liegt, der von der aktiven Beleuchtungsvorrichtung emittierte Anregungswellenlängenbereich jedoch im Sperrband des Durchlichtfilters liegt.
  • In einer Ausführungsform ist die aktive Beleuchtungsquelle zur Abgabe von linear parallel-polarisiertem (p-polarisiertem) Licht eingerichtet und die passive Leuchtfläche reflektierend ausgebildet und mit einer polarisationsdrehenden Beschichtung versehen, welche einfallendes p-polarisiertes Licht in linear senkrecht-polarisiertes (s-polarisiertes) Licht umwandelt. Bei einer solchen Ausführungsform ist das Durchlichtfilter als Polarisationsfilter ausgebildet, das nur s-polarisiertes Licht passieren lässt.
  • In vorteilhafter Weise gelangt bei Ausführungsformen gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung nur Licht in das Objektiv, das entlang der Durchlichtrichtung von der passiven Leuchtfläche abgegeben wird, die in Auflichtrichtung hinter dem Prüfobjekt angeordnet ist. Direkt am Prüfobjekt reflektiertes Auflicht wird hingegen durch das Durchlichtfilter gesperrt und gelangt nicht in das Objektiv. Somit ist mit dem Objektiv eine Durchlichtabbildung des Prüfobjekts möglich, wobei die Leuchtfläche nicht über eine Energiequelle versorgt werden muss, sondern nur von dem auftreffenden Auflicht zum Leuchten angeregt wird.
  • Bei einer Ausführungsform ist die Leuchtfläche als Folie ausgebildet und auf mindestens einer Teilfläche der Haltevorrichtung angeordnet, die in Beleuchtungsrichtung hinter dem Prüfobjekt liegt. Derartige Folien, beispielsweise fluoreszierende oder phosphoreszierende Folien, sind kostengünstig verfügbar und lassen sich sehr leicht auf ebenen Flächen befestigen, beispielsweise mit solchen Flächen verkleben. Dadurch ist eine einfache Herstellung von Abbildungsvorrichtungen möglich. Derartige Folien können auch als selbstklebende Folien einseitig mit einer Klebeschicht versehen sein.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Leuchtfläche als Belag auf mindestens einer Teilfläche der Haltevorrichtung aufgebracht, die in Beleuchtungsrichtung hinter dem Prüfobjekt liegt. Streichfähige oder spritzfähige adhäsive Materialien, die beispielsweise fluoreszierende oder phosphoreszierende Stoffe enthalten, sind kostengünstig verfügbar und können leicht auf ebene oder gewölbte Flächen aufgebracht werden. Dadurch ist eine einfache Nachrüstung vorhandener Haltevorrichtungen möglich, welche dann ohne weitere Maßnahmen zur Hintergrundbeleuchtung sehr einfach in eine Abbildungsvorrichtung zur Durchlichtabbildung integriert werden können.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Haltevorrichtung als Greifer mit Backen ausgebildet, die mindestens teilweise aus fluoreszierendem und/oder phosphoreszierendem Material bestehen. Beispielsweise kann eine äußere Materialschicht solcher Backen fluoreszierend oder phosphoreszierend ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform entfallen zusätzliche Bearbeitungsschritte zur Beschichtung der Haltevorrichtung sowie die Anordnung einer besonderen, von der Haltevorrichtung unabhängigen Leuchtfläche.
  • Bei einem Verfahren zur Abbildung eines Prüfobjekts mit einer Abbildungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird das Prüfobjekt in die Haltevorrichtung gespannt. Die Leuchtfläche wird mit Auflicht beleuchtet, das von der Beleuchtungsvorrichtung abgegeben wird und dadurch zur Emission von Durchlicht angeregt. Das von der Leuchtfläche abgegebene Durchlicht wird durch das Durchlichtfilter und das Objektiv geleitet und auf einer Auffangebene abgebildet.
  • Das auf der Auffangebene aufgefangene Bild zeigt das Prüfobjekt im Durchlicht, also von einer in Beobachtungsrichtung hinter dem Prüfobjekt angeordneten Lichtquelle beleuchtet. Auflicht, das direkt ab Prüfobjekt reflektiert wird, wird im Durchlichtfilter blockiert und gelangt nicht in das Objektiv.
  • Mittels derartiger Durchlichtabbildungen können Konturen von Prüfobjekten besonders leicht geprüft oder vermessen werden. Ein Vorteil des Verfahrens besteht in der erleichterten Einspannung des Prüfobjekts in der Haltevorrichtung, da auf eine Energieversorgung und auf eine Entwärmung einer bei Verfahren nach dem Stand der Technik hinter dem Prüfobjekt angeordneten aktiven Leuchtfläche keine Rücksicht genommen zu werden braucht. Ein weiterer Vorteil besteht in der verringerten thermischen Belastung des Prüfobjekts, da die aktive Beleuchtungsvorrichtung so weit vom Prüfobjekt entfernt angeordnet werden kann, dass dieses von Strahlungs- oder Konvektionswärme nicht oder nur geringfügig betroffen ist.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
  • Darin zeigen:
    • 1 schematisch den Strahlengang durch ein Abbildungssystem für die Durchleuchtung eines Prüfobjekts,
    • 2 schematisch eine Draufsicht auf einen Greifer zur Fixierung eines Prüfobjekts sowie
    • 3 schematisch den Strahlengang durch ein Abbildungssystem mit polarisierendem Reflektor.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch ein Abbildungssystem. Das Abbildungssystem umfasst ein Objektiv 1 mit einer optischen Achse O. Das Objektiv 1 ist zwischen einer Kamera 7 und einem Prüfobjekt 4 angeordnet und so eingerichtet, dass das Prüfobjekt 4 scharf auf die Auffangebene 7.1 der Kamera 7 abgebildet wird.
  • Das Prüfobjekt 4 wird durch einen Greifer 6 fixiert. Wie in 2 genauer dargestellt, ist das Prüfobjekt 4 zwischen zwei Backen 6.1 des Greifers 6 eingespannt. Die dem Prüfobjekt 4 zugewandten Frontflächen dieser Backen 6.1 sind mit einer fluoreszierenden Folie 5 bespannt, welche die Leuchtfläche 5 bildet.
  • Entlang der optischen Achse O sind zwischen dem Objektiv 1 und dem Prüfobjekt 4 ein optisches Filter 2 und eine Ringbeleuchtung 3 angeordnet, wie von 1 gezeigt. Die Ringbeleuchtung 3 beleuchtet entlang einer Auflichtrichtung A das Prüfobjekt 4 und die fluoreszierende Folie 5 mit Auflicht P. Die Ringbeleuchtung 3 ist auf einer dem Prüfobjekt 4 zugewandten Ringfläche mit Leuchtdioden 3.1 besetzt, die das Auflicht P emittieren. Die Leuchtdioden 3.1 sind so ausgerichtet, dass sie auf dem und hinter dem Prüfobjekt 4 eine näherungsweise homogene Beleuchtung erzeugen. Zur Verbesserung der Beleuchtungshomogenität kann ein Homogenisator, beispielsweise ein ringförmiger Diffusor, in Auflichtrichtung A vor den Leuchtdioden 3.1 angeordnet sein.
  • Die Ringbeleuchtung 3 weist eine Ringöffnung 3.2 auf, die den freien Durchtritt von Durchlicht S ermöglicht, das von der fluoreszierenden Folie 5 in der Durchlichtrichtung D emittiert wird. Die Durchlichtrichtung D ist entgegen der Auflichtrichtung A gerichtet.
  • Auch Auflicht P, das am Prüfobjekt 4 oder an der fluoreszierenden Folie 5 reflektiert und in der Durchlichtrichtung D zurückgeworfen wird, durchtritt die Ringöffnung 3.2. Das Durchlichtfilter 2 überdeckt die Eintrittspupille des Objektivs 1 vollständig. Es kann, wie in 1 dargestellt, zwischen der Eintrittsöffnung des Objektivs 1 und der Ringbeleuchtung 3 angeordnet sein. Es ist alternativ auch möglich, das Durchlichtfilter 2 austrittsseitig vom Objektiv 1 zwischen dem Objektiv 1 und der Auffangebene 7.1 der Kamera 7 anzuordnen.
  • Das von der Ringbeleuchtung 3 emittierte Auflicht P ist von dem von der Leuchtfläche 5 emittierten Durchlicht S optisch durch unterschiedliche Wellenlängen oder unterschiedliche Wellenlängenbereiche unterscheidbar.
  • In einem ersten Ausführungsbeispiel sind die Leuchtdioden 3.1 so ausgebildet, dass sie ultraviolettes Licht im Wellenlängenbereich von 365 Nanometer bis 415 Nanometer (UV-A - Licht) emittieren. Lichtstarke Leuchtdioden mit einem schmalen Emissionsspektrum im UV - A sind aus dem Stand der Technik bekannt und kostengünstig verfügbar.
  • Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel ist die Leuchtfläche 5 als Folie ausgebildet, die bei Anregung mit Auflicht P im UV - A Spektrum blau fluoresziert. Derartige Folien sind ebenfalls aus dem Stand der Technik verfügbar und werden im Handel beispielsweise unter der Bezeichnung Hostaphan® vertrieben.
  • Somit unterscheiden sich in diesem Ausführungsbeispiel das Auflicht P und das Durchlicht S durch unterschiedliche Wellenlängenbereiche. Zur Abtrennung des von der blau fluoreszierenden Folie 5 emittierten Durchlichts S von den reflektierten Strahlungsanteilen des Auflichts P im UV - A Spektrum ist das Durchlichtfilter 2 so eingerichtet, dass blaues Licht näherungsweise verlustfrei transmittiert und UV - A Licht näherungsweise vollständig blockiert wird. Derartige Filter sind sowohl als Absorptionsfilter als auch als dichroitische Filter aus dem Stand der Technik bekannt.
  • Dadurch wird erreicht, dass in der Auffangebene 7.1 der Kamera 7 das Prüfobjekt 4 im Durchlicht S abgebildet wird, ohne dass es hierzu einer besonderen aktiven, mit Energie zu versorgenden und Bauraum erfordernden Durchlichtquelle bedarf.
  • In einer Variante dieses ersten Ausführungsbeispiels kann die Ringbeleuchtung 3 als breitbandige Lichtquelle ausgebildet sein, bei welcher die Leuchtdioden 3.1 beispielsweise durch Halogenlampen ersetzt sind. Bei dieser Variante ist in Auflichtrichtung A hinter der Ringbeleuchtung 3 zusätzlich ein in 1 nicht eingezeichnetes Beleuchtungsfilter anzuordnen, welches das Spektrum der Ringbeleuchtung 3 so begrenzt, dass es überlappungsfrei zu dem Emissionsspektrum des von der fluoreszierenden Folie 5 emittierten Fluoreszenzlichts oder Durchlichts S ist.
  • In einer zur Fluoreszenz analogen Funktionsweise kann die Leuchtfläche 5 auch als eine phosphoreszierende Folie ausgebildet sein.
  • 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abbildungsvorrichtung. Zusätzlich zu dem ersten, in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein als Polarisationfilter ausgebildetes Auflichtfilter 8 in den Strahlengang zwischen der Ringbeleuchtung 3 und dem Prüfobjekt 4 eingefügt. Die Ringbeleuchtung 3 emittiert schmalbandig Licht, welches keine besonders bevorzugte Polarisationsrichtung aufweist. Das Auflichtfilter 8 ist so eingerichtet, dass austrittsseitig nur linear polarisiertes Licht mit einem Auflicht-Polarisationswinkel von 0° als Auflicht P austritt und das Prüfobjekt 4 sowie die dahinter liegende Leuchtfläche 5 beleuchtet.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Leuchtfläche als reflektierende Folie 105 ausgebildet, welche mit einer polarisationsdrehenden Beschichtung versehen ist. Die polarisationsdrehende Beschichtung bewirkt eine Drehung der Polarisationsrichtung von auf die reflektierende Folie 105 auftreffendem linear polarisiertem Auflicht P um 90°, so dass das zurückgeworfene Durchlicht S einen Durchlicht-Polarisationswinkel von 90° aufweist.
  • Das Durchlichtfilter 2 ist in diesem zweiten Ausführungsbeispiel ebenfalls als Polarisationsfilter ausgebildet, das nur linear polarisiertes Licht passieren lässt. Das Durchlichtfilter 2 ist so ausgerichtet, dass es nur linear polarisiertes Licht mit dem Durchlicht-Polarisationswinkel von 90° passieren lässt. Somit wird das von der reflektierenden Folie 105 reflektierte, in der Polarisationsrichtung relativ zum Auflicht P gedrehte Durchlicht S in das Objektiv 1 geleitet, während direkt am Prüfobjekt 4 reflektiertes Auflicht P weitestgehend blockiert wird.
  • Ein Vorteil dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass eine reflektierende Folie 105 eine gegenüber einer fluoreszierenden Folie 5 verbesserte Lichtausbeute erlaubt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Objektiv
    2
    optisches Durchlichtfilter
    3
    Ringbeleuchtung, Beleuchtungsvorrichtung
    3.1
    Leuchtdiode
    3.2
    Ringöffnung
    4
    Prüfobj ekt
    5
    fluoreszierende Folie, Leuchtfläche
    6
    Greifer, Haltevorrichtung
    6.1
    Backe
    7
    Kamera
    7.1
    Auffangebene
    8
    Auflichtfilter
    105
    reflektierende Folie, Leuchtfläche
    A
    Auflichtrichtung
    D
    Durchlichtrichtung
    O
    optische Achse
    P
    Auflicht
    S
    Durchlicht

Claims (9)

  1. Abbildungsvorrichtung zur Abbildung eines Prüfobjekts (4) im Durchlicht-Strahlengang, umfassend eine aktive Beleuchtungsvorrichtung (3) und eine passive Leuchtfläche (5, 105) sowie eine Haltevorrichtung (6), die zur Fixierung des Prüfobjekts (4) zwischen der Beleuchtungsvorrichtung (3) und der Leuchtfläche (5, 105) eingerichtet ist, wobei die Leuchtfläche (5, 105) mittels von der Beleuchtungsvorrichtung (3) entlang einer Auflichtrichtung (A) emittiertem Auflicht (P) zur Abgabe von Durchlicht (S) entlang einer entgegen der Auflichtrichtung (A) gerichteten Durchlichtrichtung (D) anregbar ist, wobei die Leuchtfläche (5, 105) so eingerichtet ist, dass das Durchlicht (S) vom Auflicht (P) optisch unterscheidbar ist.
  2. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtfläche (5, 105) so eingerichtet ist, dass das Durchlicht (S) vom Auflicht (P) spektral unterscheidbar ist.
  3. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtfläche (5) fluoreszierendes und/oder phosphoreszierendes Material umfasst.
  4. Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtfläche (105) so eingerichtet ist, dass das Durchlicht (S) vom Auflicht (P) anhand des Polarisationszustands unterscheidbar ist.
  5. Abbildungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zusätzlich umfassend ein Objektiv (1) und ein optisches Durchlichtfilter (2), die entlang der Durchlichtrichtung (D) hinter der Haltevorrichtung (6) angeordnet sind, wobei das Durchlichtfilter (2) so eingerichtet ist, dass das Durchlicht (S) das Durchlichtfilter (2) passiert und das Auflicht (P) das Durchlichtfilter (2) nicht passiert.
  6. Abbildungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtfläche (5, 105) als Folie ausgebildet und auf mindestens einer Teilfläche der Haltevorrichtung (6) angeordnet ist, die in Auflichtrichtung (A) hinter dem Prüfobjekt (4) liegt.
  7. Abbildungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtfläche (5, 105) als Belag auf mindestens einer Teilfläche der Haltevorrichtung (6) aufgebracht ist, die in Auflichtrichtung (A) hinter dem Prüfobjekt (4) liegt.
  8. Abbildungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (6) als Greifer (6) mit Backen (6.1) ausgebildet ist, wobei die Backen (6.1) mindestens teilweise aus fluoreszierendem und/oder phosphoreszierendem Material bestehen.
  9. Verfahren zur Abbildung eines Prüfobjekts (4) mit einer Abbildungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das Prüfobjekt (4) in die Haltevorrichtung (6) gespannt wird, die Leuchtfläche (5, 105) mit von der Beleuchtungsvorrichtung (3) emittiertem Auflicht (P) beleuchtet wird und das von der Leuchtfläche (5, 105) emittierte Durchlicht (S) durch das Durchlichtfilter (2) und das Objektiv (1) geleitet und auf einer Auffangebene (7.1) abgebildet wird.
DE102018213601.7A 2018-08-13 2018-08-13 Abbildungsvorrichtung mit passivem Durchlicht Active DE102018213601B3 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022179906A1 (de) * 2021-02-25 2022-09-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches system, montagevorrichtung und verfahren zur positionsmessung eines messobjekts

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT402860B (de) 1993-06-22 1997-09-25 Oesterr Forsch Seibersdorf Verfahren und vorrichtung zur prüfung von transparenten gegenständen
DE10246483A1 (de) 2002-09-30 2004-04-08 Carl Zeiss Jena Gmbh Linsenprüfgerät
WO2008043383A1 (de) 2006-10-12 2008-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zur bildaufnahme von partikeln für die automatische erkennung
WO2009156027A1 (de) 2008-06-25 2009-12-30 Khs Ag Verfahren sowie vorrichtung zur erfassung des kantenprofils von flaschen oder dergleichen behältern

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT402860B (de) 1993-06-22 1997-09-25 Oesterr Forsch Seibersdorf Verfahren und vorrichtung zur prüfung von transparenten gegenständen
DE10246483A1 (de) 2002-09-30 2004-04-08 Carl Zeiss Jena Gmbh Linsenprüfgerät
WO2008043383A1 (de) 2006-10-12 2008-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zur bildaufnahme von partikeln für die automatische erkennung
WO2009156027A1 (de) 2008-06-25 2009-12-30 Khs Ag Verfahren sowie vorrichtung zur erfassung des kantenprofils von flaschen oder dergleichen behältern
EP2294368A1 (de) * 2008-06-25 2011-03-16 KHS GmbH Verfahren sowie vorrichtung zur erfassung des kantenprofils von flaschen oder dergleichen behältern

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022179906A1 (de) * 2021-02-25 2022-09-01 Carl Zeiss Smt Gmbh Optisches system, montagevorrichtung und verfahren zur positionsmessung eines messobjekts

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