DE19720665A1

DE19720665A1 - Device for inspecting and testing glass bodies and surfaces

Info

Publication number: DE19720665A1
Application number: DE1997120665
Authority: DE
Inventors: Thomas Huhn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-11-19

Abstract

The device includes a lighting device (2), which is moved in a straight-line raster pattern over a glass body (B) or surface (F) in at least one direction (S1,S2). An imaging system comprises a camera (3), and at least one primary optics (4), as well as a mirror (5), for the rastered imaging of at least part of the glass body using light reflected from the mirror into the camera. A controller device (7) controls the lighting and imaging. A movement device (6,8) enables a straight-line movement of the primary optics relative to the glass body, for imaging the surface. The whole surface can be scanned in conjunction with a horizontal swivelling of the primary optics and a rotation of the mirror, about an axis (6a) parallel to its surface. For a defect-free surface, all the reflected light beams should lie within a predetermined solid angle region.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen und Inspizieren eines Glaskörpers und insbesondere einer zu gehörigen Glaswand gemäß Anspruch 1.The invention relates to a device for testing and Inspect a vitreous body and especially one too associated glass wall according to claim 1.

In der Optik- und Elektronikbranche werden sehr hohe Anfor derungen an die Qualität der einzelnen optischen Einrich tungen oder Anzeigeelemente zum Abbilden oder zum Darstel len von Informationen gestellt. Dies hat seine Ursache ins besondere im gestiegenen Wettbewerb am Markt auf der Grund lage eines wachsenden Kundenbewußtseins.There are very high demands in the optics and electronics industry changes in the quality of the individual optical equipment tion or display elements for imaging or for presentation len of information. This has its cause in especially in the increased competition on the market was a growing customer awareness.

Aus diesem Grunde besteht bei der Produktion derartiger Komponenten eine erhöhte Notwendigkeit, die entsprechenden optischen Anzeigeelemente, insbesondere aber die im wesent lichen transparenten Teile davon, vor der Endproduktion und vor Inverkehrbringen auf Verunreinigungen oder Materialfeh ler hin zu prüfen.For this reason, there is such in production Components an increased need, the corresponding optical display elements, but especially the essential transparent parts of it, before final production and before placing on the market for contamination or material mistake to check.

Dies betrifft zum Beispiel Linsen oder Spiegel für optische Systeme wie Objektive oder dergleichen und insbesondere auch deren Rohlinge, aber auch die Grundkomponenten für An zeigegeräte oder Displays wie Bildröhren und insbesondere deren Front- oder Mattscheibe, welche in Monitoren oder Da ten-Display-Geräten Anwendung finden. Insbesondere im letz teren Fall ist der Wettbewerb auf dem Markt wegen der stei genden Kundennachfrage an hochauflösenden und farbtreuen Monitoren für den Einsatz in Computersystemen sehr stark angestiegen.This applies, for example, to lenses or mirrors for optical purposes Systems such as lenses or the like and in particular also their blanks, but also the basic components for An pointing devices or displays such as picture tubes and in particular their front or screen, which in monitors or Da ten display devices. Especially in the last In the latter case, competition in the market is due to the steep customer demand for high-resolution and true-to-color Very strong monitors for use in computer systems increased.

Demzufolge wurden dazu verschiedene Verfahren, insbesondere für den Fließbandbetrieb, beschrieben, welche die optischen oder akustischen Eigenschaften der zu prüfenden Objekte aus nutzen. Es ist zum Beispiel bekannt, Monitor-Frontflächen oder Mattscheiben einer optischen Kontrolle zu unterziehen, um Produktionsrückstände, Verunreinigungen oder Material fehler, die insbesondere in diesem, das Bild darstellenden Bereich, sehr problematisch sind, detektieren zu können. Oft geschieht das durch eine einfache Inaugenscheinnahme durch eine prüfende Person direkt am Fließband oder der verarbeitenden Anlage, oder aber es wird eine optische Fernkontrolle über eine Kamera-Monitor-Einheit durchge führt.As a result, various methods have been used, in particular for assembly line operation, which described the optical or acoustic properties of the objects to be tested use. For example, it is known to monitor front surfaces or subject the focusing screen to a visual inspection, production residues, impurities or material errors, in particular in this, the image representing Area that are very problematic to be able to detect. Often this is done by a simple inspection by a test person directly on the assembly line or the processing plant, or else it becomes an optical Remote control via a camera monitor unit leads.

Bei all diesen Verfahren besteht die Schwierigkeit, daß die jeweilige Inaugenscheinnahme ein personalintensiver und aufgrund der Anstrengung, die mit dieser Tätigkeit verbunden ist, fehlerbehafteter Arbeitsgang ist. Ferner können be stimmte Fehler oder auch Verunreinigungen, wie zum Beispiel sehr kleine Mikro-Einschlüsse oder -blasen, oder auch Schlieren, welche im Inneren der Glaswandung einer Monitor mattscheibe ausgebildet sein können und welche zu erhebli chen Bildfehlern bei der Verwendung einer entsprechenden Monitoreinheit Anlaß geben können, nicht erkannt werden. Dies betrifft ebenfalls die unter Umständen sehr kleinen Oberflächendefekte, nämlich die sogenannten "movable pits", an der Innenseite der in weiteren Arbeitsgängen zu be schichtenden Innenflächen einer Monitor-Frontscheibe oder -mattscheibe. Hier ist insbesondere im Hinblick auf eine weitere Verbesserung und Erhöhung der Produktivität im Hin blick auf hochauflösende Monitore eine sichere Detektion derartiger Defekte zwingend erforderlich.The difficulty with all of these methods is that the respective inspection a personnel-intensive and due to the effort associated with this activity is a faulty operation. Furthermore, be agreed errors or impurities, such as very small micro-inclusions or bubbles, or too Schlieren, which is inside the glass wall of a monitor matt screen can be formed and which to erhebli Chen image errors when using a corresponding Monitor unit can give cause, can not be recognized. This also applies to those that may be very small Surface defects, namely the so-called "movable pits", on the inside of the be in further operations layered inner surfaces of a monitor windscreen or - focusing screen. Here is especially with regard to one further improvement and increase in productivity in the outward direction view of high-resolution monitors for reliable detection such defects are imperative.

Ferner erscheint aufgrund des hohen Personalbedarfs für herkömmliche Testsysteme die Automatisierung dieses Pro zesses wünschenswert.Furthermore appears due to the high personnel requirements for conventional test systems automate this pro desirable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Inspizieren und Prüfen von Glaskör pern, insbesondere von zugehörigen Glaswänden zu schaf fen, mit welcher die Glaskörper zeitsparend, mit hoher räumlicher Auflösung und also mit niedriger Fehlerquote auf Verunreinigungen und Fehler, insbesondere auf Oberflächen defekte und sogenannte "movable pits", geprüft werden können.The invention is based on the object a device for inspecting and checking glass body pern, especially from associated glass walls with which the vitreous bodies save time, with high spatial resolution and therefore with a low error rate Contamination and defects, especially on surfaces defective and so-called "movable pits" are checked can.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Prüfen und Inspizieren eines Glaskörpers und insbesondere einer zugehörigen Glaswand gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrich tung sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by a device for Checking and inspecting a vitreous and in particular an associated glass wall according to claim 1 solved. Advantageous further developments of the device according to the invention are subject of the subclaims.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, an der Vorrichtung zum Prüfen und Inspizieren eine Belich tungseinrichtung zum im wesentlichen gerichteten und ra sternden Belichten des Glaskörpers aus mindestens einer Be lichtungsrichtung und eine Abbildungseinrichtung zum ra sternden optischen Abbilden zumindest eines Teils des Glaskörpers vorzusehen. Die Abbildungseinrichtung weist mindestens eine Kameraeinrichtung und mindestens eine Primäroptik auf. Die Primäroptik ihrerseits weist minde stens ein Spiegelsegment auf, und das optische Abbilden ge schieht mittels Teilabbildungen durch vom Glaskörper re flektiertes Licht über das mindestens eine Spiegelsegment, wobei die Teilabbildungen im wesentlichen in eine Beobach tungsrichtung in die Kameraeinrichtung hinein erfolgen. Es ist ferner eine Steuereinrichtung zum Steuern mindestens des Belichtens und/oder des optischen Abbildens vorgesehen. Ferner besteht die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe dar in, daß mindestens eine Bewegungseinrichtung zum Ausbilden einer im wesentlichen geradlinigen Relativbewegung minde stens zwischen der Primäroptik und dem Glaskörper vorgese hen ist. Alternativ oder gleichzeitig kann die mindestens eine Bewegungseinrichtung auch zum Ausbilden einer im we sentlichen verschwenkenden Bewegung zumindest des Spiegel segments um mindestens eine Schwenkachse ausgebildet sein. Es ist bei der erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe vorge sehen, daß bei defektfreier Glasoberfläche des Glaskörpers ein von dieser aus einem belichtenden Strahlenbündel er zeugbares primäres reflektiertes Strahlenbündel über ein abbildendes Spiegelsegment als sekundäres reflektiertes Strahlenbündel in eine Abbildungsrichtung reflektierbar ist. Ferner wird die im wesentlichen geradlinige Bewegung und/oder die im wesentlichen verschwenkende Bewegung dazu benutzt, das rasternde Belichten und/oder Teilabbilden zu realisieren. Die Abbildungseinrichtung ist derart ausgebil det, daß die Gesamtheit aller Abbildungsrichtungen der ra sternden Abbildungen in einem begrenzten Raumwinkelbereich und insbesondere in winkelmäßiger etwa konstanter Relation zur jeweiligen Belichtungsrichtung liegt.The object of the invention is to the device for checking and inspecting an exposure device for essentially directed and ra staring exposure of the vitreous body from at least one Be direction of illumination and an imaging device for ra staring optical imaging of at least part of the To provide vitreous. The imaging device points at least one camera device and at least one Primary optics on. The primary optics for their part show minde least a mirror segment, and the optical imaging ge shoots through the vitreous by means of partial images reflected light over the at least one mirror segment, the partial images essentially in an observer direction into the camera device. It is also a control device for controlling at least of exposure and / or optical imaging provided. Furthermore, the solution according to the invention is the object in that at least one moving device for training an essentially rectilinear relative movement at least between the primary optics and the vitreous hen is. Alternatively or simultaneously, the at least a movement device for forming an in the we considerable pivoting movement at least of the mirror segments around at least one pivot axis. It is featured in the solution of the task see that with a defect-free glass surface of the vitreous one of these from an illuminating bundle of rays testable primary reflected beam of rays over a imaging mirror segment as a secondary reflected Beams reflectable in one imaging direction is. Furthermore, the essentially rectilinear movement and / or the essentially pivoting movement thereto used, the rastering exposure and / or partial imaging realize. The imaging device is designed in this way det that the totality of all imaging directions of the ra staring images in a limited solid angle range and in particular in an approximately constant angular relation to the respective exposure direction.

Durch diese Anordnung wird im wesentlichen erreicht, daß der zu inspizierende Glaskörer und insbesondere die dazu gehörige Glaswand in bezug auf die Vorrichtung zur Prüfen und Inspizieren derart bewegt wird, daß die Teilabbildun gen, welche durch Reflexion belichtender Strahlenbündel an der Oberfläche des Glaskörpers als primäre und sekundäre reflektierte Strahlenbündel erzeugt werden, im wesentlichen in einem begrenzten Raumwinkelbereich, also insbesondere in eine im wesentlichen feste Richtung derart abgebildet wer den, daß die Kameraeinrichtungen zum Einfangen der Teilab bildungen nicht nachgeführt werden müssen, sondern im we sentlichen fest installiert werden können. Dabei kommt es insbesondere darauf an, daß die Bewegungseinrichtung den zu inspizierenden Glaskörper bzw. das Spiegelsegment bewegt. Je nach Krümmung der Oberfläche des Glaskörpers kann es ausreichend sein, den zu inspizierenden Glaskörper auf ei ner im wesentlichen geradlinigen Bewegung zu führen oder aber auch den Glaskörper in Relation zur Primäroptik in Ru he zu halten und dabei allein das Spiegelsegment zu ver schwenken, um eine rasternde Belichtung und eine rasternde Abbildung zu erzielen.This arrangement essentially achieves that the glass body to be inspected and in particular the one proper glass wall in relation to the device for testing and inspecting is moved so that the partial image gene, which by exposure illuminating beams the surface of the vitreous as primary and secondary reflected beams are generated, essentially in a limited solid angle range, in particular in a substantially fixed direction mapped in such a way that the camera devices for capturing the parts education does not have to be updated, but rather in the we can be installed permanently. It happens in particular, that the movement device to the inspecting vitreous or the mirror segment moves. Depending on the curvature of the surface of the vitreous, it can be sufficient to inspect the vitreous on egg to carry out essentially linear movement or but also the vitreous in relation to the primary optics in Ru hey to hold and only the mirror segment ver pan around a halftone exposure and a halftone Achieve illustration.

Im allgemeinen, z. B. bei der Inspektion der Innenfläche von Monitor-Frontscheiben oder Bildröhrenvorderflächen, kommt es aber auf eine gleichzeitige geradlinige Relativbewegung zwischen der Primäroptik und dem Glaskörper einerseits und auf das Verschwenken des Spiegelsegments um eine Schwenk achse andererseits an, um die Krümmung der Glasoberfläche des Glaskörpers quasi zu kompensieren, damit tatsächlich eine im wesentlichen konstante Abbildungsrichtung erreicht werden kann.In general, e.g. B. when inspecting the inner surface of Monitor windscreens or picture tube front surfaces but it is a simultaneous rectilinear relative movement between the primary optics and the vitreous body on the one hand and on the pivoting of the mirror segment by a pivot axis on the other hand, around the curvature of the glass surface to compensate for the vitreous, so to speak achieved a substantially constant imaging direction can be.

Insgesamt gesehen, ist mit der erfindungsgemäßen Vorrich tung zum Prüfen und Inspizieren die Möglichkeit geschaf fen worden, die Belichtungseinrichtung und die Abbildungs einrichtung mit ihren Kameras im wesentlichen ortsfest an zuordnen, so daß das rasternde Belichten und das rasternde Abbilden durch die relative geradlinige Bewegung und/oder die relative Verschwenkbewegung realisiert wird, ohne daß eine Bewegung der Belichtungseinrichtung oder der Kamera einrichtung selbst notwendig wäre.Seen overall, the device according to the invention opportunity to test and inspect the exposure device and the imaging with their cameras essentially stationary assign so that the rasterizing exposure and the rasterizing Imaging by the relative linear movement and / or the relative pivoting movement is realized without a movement of the exposure device or the camera establishment itself would be necessary.

Besonders einfach gestaltet sich das rasternde Belichten, wenn an der Primäroptik mindestens ein belichtendes Spie gelsegment vorgesehen ist, durch welches mindestens ein primäres belichtendes Strahlenbündel aus einer Belichtungs richtung heraus als sekundäres belichtendes Strahlenbündel zum Glaskörper hin reflektierbar und somit zum Glaskörper hin umlenkbar ist. Dann nämlich kann die Belichtungsein richtung gerade an einem besonders günstigen Ort angebracht werden, ohne daß bei der Positionierung der eigentlichen Belichtungseinrichtung auf die Geometrie des zu inspizie renden Glaskörpers Rücksicht genommen werden müßte, solange nur sichergestellt ist, daß das Licht zur Primäroptik ge langt und von dieser dann in eine sekundäre Belichtungs richtung als sekundäres belichtendes Strahlenbündel zum Glaskörper hin umgelenkt wird.Screening exposure is particularly easy, if there is at least one illuminating lens on the primary optics Gel segment is provided, through which at least one primary illuminating beam from one exposure Direction out as a secondary illuminating beam reflectable towards the vitreous and thus towards the vitreous is deflectable. Then the exposure can be Direction in a particularly convenient place without positioning the actual Exposure device to inspizie on the geometry glass body should be taken into account for as long as it is only ensured that the light to the primary optics ge reaches and from this then into a secondary exposure direction as a secondary illuminating beam to Vitreous body is redirected.

Eine weitere Vereinfachung der Anordnung ergibt sich, wenn in der Primäroptik genau ein Spiegelsegment vorgesehen ist, welches gleichzeitig das rasternde Belichten und das ra sternde Abbilden übernimmt. Dann ist der Aufwand zum An steuern und Bewegen der Primäroptik zum Rastern der zu in spizierenden Oberfläche besonders gering. Ferner können dann die Belichtungseinrichtung und die Kameraeinrichtung im wesentlichen auf einer gemeinsamen optischen Achse leicht versetzt nebeneinander angebracht werden.The arrangement is further simplified if exactly one mirror segment is provided in the primary optics, which simultaneously the rasterizing exposure and the ra staring mapping takes over. Then the effort is a must control and move the primary optics to rasterize the in spic surface particularly low. Can also then the exposure device and the camera device essentially on a common optical axis can be attached next to each other with a slight offset.

Um eine verzerrungsfreie Abbildung bzw. eine gleichmäßige Belichtung zu erreichen, ist es vorteilhaft, das mindestens eine Spiegelsegment als Planspiegel auszulegen. Um Bildver zerrungen zu vermeiden bzw. auszugleichen, insbesondere bei stark gewölbten oder ihrerseits verzerrenden zu inspi zierenden Glasflächen, kann es aber auch vorteilhaft sein, bestimmte, dieser Geometrie angepaßte Spiegelsegmente, mit von der Planarität abweichenden Oberflächenform auszubil den.For a distortion-free image or an even one To achieve exposure, it is advantageous that at least to design a mirror segment as a plane mirror. To image ver to avoid or compensate for strains, especially to inspi in the case of strongly curved or distorting ones decorative glass surfaces, but it can also be advantageous certain mirror segments adapted to this geometry, with to train surface form deviating from the planarity the.

Wird die primäre Belichtungsrichtung der primären belich tenden Strahlenbündel im wesentlichen konstant gewählt, so kann die Belichtungseinrichtung ortsfest angebracht werden. Allgemein sind aber verschiedene Belichtungseinrichtungen möglich, die aus verschiedenen primären Belichtungsrichtun gen den zu inspizierenden Glaskörper über die Primäroptik vermittelt belichten.The primary exposure direction becomes the primary exposure tendency beam is chosen essentially constant, so the exposure device can be fixed. In general, however, there are various exposure devices possible from different primary exposure directions against the vitreous to be inspected via the primary optics conveys exposure.

Da die Oberflächenstruktur und insbesondere die Krümmung der zu inspizierenden Glasfläche in bezug auf die Geometrie der Belichtungseinrichtung und der Kameras kompliziert aus gebildet sein kann, ist es vorgesehen, daß die Steuerein richtung zusätzlich das Steuern der Bewegungseinrichtungen übernimmt. Dabei ist es von Vorteil, wenn zur Positionie rung des Glaskörpers und/oder des Spiegelsegments minde stens ein Sensor zur Abgabe eines Positionssignals an die Steuereinrichtung in bezug auf die Bewegung des Glaskör pers und/oder des Spiegelsegments vorgesehen ist.Because the surface structure and especially the curvature the glass surface to be inspected in relation to the geometry the exposure device and the cameras complicated can be formed, it is provided that the Steuerein direction additionally controlling the movement devices takes over. It is an advantage if the position glass body and / or the mirror segment least a sensor for emitting a position signal to the Control device relating to the movement of the glass body pers and / or the mirror segment is provided.

Um Bildverluste in den Randbereichen der Teilabbildungen zu vermeiden, ist es vorgesehen, daß die Abbildungseinrichtung zum teilweise überlappenden rasternden Teilabbilden ausge legt ist. Um einen Gesamtbereich abzudecken, kann die Ab bildungseinrichtung dabei zum zeilenweisen und/oder zum spaltenweisen rasternden Teilabbilden, insbesondere in Form einer Matrix oder Teilmatrix, ausgebildet sein. Sollen da gegen bestimmte Teilaspekte singulärer Positionen auf der zu inspizierenden Oberfläche betrachtet werden, so ist es auch vorgesehen, isolierte, insbesondere nicht miteinander in Verbindung stehende, sich also nicht überlappende Teil abbildungen über die Abbildungseinrichtung zu realisieren, wobei das Rastern des Belichtens und/oder des Abbildens dann eben keine Zeilen-, Spalten- oder Matrixform aufweist.To avoid image loss in the marginal areas of the partial images avoid, it is provided that the imaging device for partially overlapping rastering partial imaging sets is. To cover an entire area, the Ab educational facility for line by line and / or for Column-wise rastering partial images, especially in form a matrix or partial matrix. Should be there against certain aspects of singular positions on the surface to be inspected, so it is also provided, insulated, especially not with each other related, not overlapping part to implement images via the imaging device, wherein the rastering of the exposure and / or the imaging then has no row, column or matrix shape.

Die Belichtungseinrichtung kann zum kontinuierlichen und/oder zum blitzartigen Belichten ausgelegt sein. Da es hier bei in der Regel auf das an der Oberfläche gestreute Licht ankommt, kann zum Aufsuchen kleinster Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche auch eine Laserlichtquelle vorgesehen sein.The exposure device can be used for continuous and / or be designed for flash-like exposure. Since it is here usually on the light scattered on the surface arrives, it can be used to find the smallest irregularities a laser light source can also be provided on the surface.

Zur automatischen Auswertung der Teilabbildungen empfiehlt es sich, als Kameraeinrichtung eine Speicherkamera oder eine CCD-Kamera vorzusehen. Diese ist insbesondere mit der Steuereinrichtung verbindbar und/oder mit dieser steuerbar.Recommended for automatic evaluation of the partial images it as a camera device, a storage camera or to provide a CCD camera. This is particularly with the Control device connectable and / or controllable with it.

Zur Analyse der von der Abbildungseinrichtung zur Verfügung gestellten Bilddaten ist es vorgesehen, daß die Steuerein richtung zum Speichern und/oder zum Analysieren der Abbil dungen des Glaskörpers und insbesondere der Glaswand eine Speichereinrichtung aufweist, in welcher insbesondere auch Auswertkriterien und -regeln zur Bildanalyse abgelegt sind.Available for analysis by the imaging facility It is provided that the control data Direction for saving and / or analyzing the image the glass body and especially the glass wall Has storage device, in which in particular Evaluation criteria and rules for image analysis are stored.

Zur gesteuerten Bewegung kann als Bewegungseinrichtung je weils ein steuerbarer Schrittmotor vorgesehen sein.For controlled movement, each can be used as a movement device because a controllable stepper motor can be provided.

Zur Realisierung unabhängiger Translationen und Verschwenk bewegungen ist es vorteilhaft, daß eine erste Bewegungsein richtung zum Verschwenken des mindestens einen Spiegelseg ments um eine ortsfeste Schwenkachse ausgebildet ist, wäh rend die zweite Bewegungseinrichtung zur Translation des Glaskörpers dient.For the realization of independent translations and swiveling movements, it is advantageous that a first movement direction for pivoting the at least one mirror sail is formed around a fixed pivot axis, wäh rend the second movement device for translating the Vitreous serves.

Statt eines Schrittmotors, kann als zweite Bewegungsein richtung zur Realisierung der Translation des Glaskörpers auch eine Fließbandeinrichtung oder dergleichen vorgesehen sein, so daß eine Inspektion des Glaskörpers bereits ohne großen Aufwand innerhalb der Produktionskolonne möglich ist.Instead of a stepper motor, it can be used as a second movement Direction for translating the vitreous an assembly line device or the like is also provided be so that an inspection of the vitreous already without great effort possible within the production column is.

Die Analyse der Bilddaten wird innerhalb der Steuerein richtung, vorzugsweise durch Untersuchung der Teilabbil dungen auf der Grundlage der Helligkeits- und/oder Kon trastverteilung durchgeführt. Dabei kann es sich um eine integrale oder differentielle Auswertemethode handeln. Ins besondere zur Erzielung einer möglichst hohen räumlichen Auflösung bietet sich die differentielle Auswertung an, wo bei jeder einzelne Bildpunkt in bezug auf seine Helligkeit relativ zu seiner Umgebung untersucht wird.The analysis of the image data is within the tax direction, preferably by examining the partial image based on the brightness and / or con traffic distribution carried out. It can be a act integral or differential evaluation method. Ins especially to achieve the highest possible spatial Differential evaluation offers itself where at each individual pixel in terms of its brightness is examined relative to its surroundings.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorzugsweise zur Ana lyse gekrümmter, zumindest teilweise reflektierender Glas flächen eingesetzt. Insbesondere bietet sich die Anwendung für Innenflächen von Monitor- und/oder Bildröhren-Front scheiben an. Generell ist diese Vorrichtung aber für alle zumindest teilweise reflektierenden Körper aus Glas oder dergleichen einsetzbar.The device of the invention is preferably Ana lysis curved, at least partially reflective glass areas used. The application is particularly useful for inner surfaces of monitor and / or picture tube front slice on. Generally, this device is for everyone at least partially reflective body made of glass or the same can be used.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung auf der Grundlage bevorzugter Ausführungsbeispie le näher erläutert. In dieser zeigenThe invention is based on a schematic Drawing based on preferred execution examples le explained in more detail. In this show

Fig. 1 und 2 eine schematische Darstellung des Funktions prinzips der erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine defektfreie Glasoberfläche bzw. für eine Glasoberfläche mit Defekt, und Fig. 1 and 2, a schematic representation of the functional principle of the inventive device for a defect-free glass surface or a glass surface with a defect, and

Fig. 3 und 4 jeweils eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß eines be vorzugten Ausführungsbeispiels, wobei sich der Glaskörper und die Abbildungseinrichtung in verschiedenen relativen Positionen zuein ander befinden. FIGS. 3 and 4 are each a schematic side view of a device according to the invention are according to a preferred exemplary embodiment be, wherein the glass body and the imaging means in different relative positions zuein other.

Die Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Seitenansicht das Funktionsprinzip der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Prü fen und Inspizieren von Glaskörpern. Figs. 1 and 2 show in diagrammatic side view the operating principle of the device for Che fen and inspecting glass bodies.

Der Glaskörper B weist hierbei eine zu prüfende Fläche F auf, welche in den Glaskörper B konkav eingearbeitet ist. Man kann sich hier z. B. die Innenfläche einer Monitor- oder Bildröhren-Frontscheibe vorstellen.The glass body B has a surface F to be tested on, which is incorporated into the glass body B concave. You can z. B. the inner surface of a monitor or Introduce picture tube windshield.

Über ein Spiegelsegment 5 der Primäroptik, welcher hier als Umlenkspiegel dient, wird ein primäres belichtendes Strah lenbündel 51 aus einer Belichtungsrichtung S1 kommend in Form eines sekundären belichtenden Strahlenbündels S2 auf die zu inspizierende Fläche F des Glaskörpers B umgelenkt.About a mirror segment 5 of the primary optics, which serves here as a deflecting mirror, a primary illuminating ray bundle 51 coming from an exposure direction S1 in the form of a secondary illuminating beam S2 is deflected onto the surface F of the vitreous body B to be inspected.

Das sekundäre belichtende Strahlenbündel S2 trifft auf die zu inspizierende Fläche F des Glaskörpers B auf und je nach dem, ob ein Defekt D, insbesondere in Form eines sogenann ten "movable pit", vorliegt oder nicht, wird der sekundäre belichtende Strahl S2 von der Oberfläche F des Glaskörpers B gerichtet in ein primäres reflektiertes Strahlenbündel R1 oder ungerichtet und diffus in eine Vielzahl reflektierter Teilstrahlen R reflektiert.The secondary illuminating beam S2 strikes the surface F of the vitreous body B to be inspected and depending on whether a defect D, especially in the form of a so-called The "movable pit", whether present or not, becomes the secondary illuminating beam S2 from the surface F of the vitreous B directed into a primary reflected beam R1 or omnidirectional and diffuse reflected in a variety Partial rays R reflected.

Die Fig. 1 zeigt einen Glaskörper B mit defektfreier Ober fläche F. Die Position des Glaskörpers B und die Neigung des Spiegelsegments 5 sind erfindungsgemäß so eingestellt, daß der primäre reflektierte Strahl R1 wieder das Spie gelsegment 5 erreicht und dieses dann als sekundäres re flektiertes Strahlenbündel R2 wieder verläßt, und zwar in eine Beobachtungsrichtung R2, in welcher sich die Kamera einrichtung befindet. Fig. 1 shows a vitreous body B with a defect-free upper surface F. The position of the vitreous body B and the inclination of the mirror segment 5 are set according to the invention so that the primary reflected beam R1 again reaches the mirror segment 5 and this then as a secondary reflected beam R2 leaves again, namely in an observation direction R2, in which the camera device is located.

Liegt nun, wie das in Fig. 2 gezeigt ist, an der Stelle, wo der sekundäre belichtende Strahl S2 auf die Oberfläche F des Glaskörpers B auftrifft, ein Defekt D vor, so wird der sekundäre belichtende Strahl S2 in eine Vielzahl diffus re flektierter Teilstrahlen R zerlegt und reflektiert, welche das Spiegelsegment 5 im allgemeinen nicht mehr oder in ei nem nicht vorgesehenen Einfallswinkel erreichen. Dies führt dazu, daß, wenn überhaupt, ein nur geringer Anteil des ein gestrahlten Lichts die Kameraeinrichtungen erreichen kann, so daß im Vergleich zu einer defektfreien Stelle der Ober fläche F des Glaskörpers B eine mit einem Defekt behaftete Stelle dunkler erscheint. Aus einer entsprechenden Hellig keits- oder Kontrastanalyse kann dann mittels einer Steuer einrichtung ein Warnsignal, welches auf einen möglichen De fekt des zu inspizierenden Glaskörpers B hinweist, erzeugt und z. B. an eine Sortiereinrichtung abgegeben werden.If, as shown in FIG. 2, there is a defect D at the point where the secondary illuminating beam S2 impinges on the surface F of the glass body B, the secondary illuminating beam S2 is converted into a plurality of diffusely reflected partial beams R disassembled and reflected, which generally no longer reach the mirror segment 5 or at an angle of incidence not provided. This leads to the fact that, if at all, only a small proportion of the light emitted can reach the camera devices, so that, compared to a defect-free area of the upper surface F of the vitreous body B, a defect-bearing area appears darker. From a corresponding brightness or contrast analysis can then by means of a control device, a warning signal, which indicates a possible de fect of the glass body B to be inspected, generated and z. B. be given to a sorting device.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Inspizieren eines Glaskörpers im Detail. FIGS. 3 and 4 show a preferred embodiment of the inventive apparatus for inspecting a glass body in detail.

Der Glaskörper B weist auch hier wieder eine in ihn konkav eingearbeitete zu inspizierende Oberfläche F auf. Der Glas körper B wird mittels einer Bewegungseinrichtung 8, die hier in Form eines Fließbandes dargestellt ist, entlang ei ner linearen Bewegungsrichtung 10 kontinuierlich relativ zu einem ortsfest verschwenkbar angeordneten Spiegelsegment 5 bewegt. The glass body B again has a surface F to be inspected which is machined concavely into it. The glass body B is moved by means of a movement device 8 , which is shown here in the form of an assembly line, continuously along egg ner linear movement direction 10 relative to a mirror segment 5 arranged so as to be stationary.

Ebenfalls ortsfest angeordnet sind die Belichtungseinrich tung 2 und die Kameraeinrichtung 3. Das Spiegelsegment 5 weist ebenfalls eine Bewegungseinrichtung 6 zum Verschwen ken des Spiegelsegments um eine raumfeste Drehachse 6a auf. Zum Detektieren der Position des Glaskörpers B und der Nei gung des Spiegelsegments 5 sind entsprechende Sensoren 9a und 9b ausgebildet. Des weiteren ist eine mit einem Spei cher 7a ausgestatte Steuereinrichtung 7 vorgesehen, welche sowohl mit der Belichtungseinrichtung 2 und mit der Kamera einrichtung 3 als auch mit den Bewegungseinrichtungen 6, 8 und den Sensoren 9a, 9b verbunden ist.The exposure device 2 and the camera device 3 are also arranged in a stationary manner. The mirror segment 5 also has a movement device 6 for pivoting the mirror segment about a fixed axis of rotation 6 a. Corresponding sensors 9 a and 9 b are designed to detect the position of the glass body B and the inclination of the mirror segment 5 . Furthermore, a cher with a SpeI 7 a-equipped control means 7 is provided, which with both the exposure means 2, and with the camera device 3 and the moving means 6, 8 and the sensors 9 a, 9 b, respectively.

In der Fig. 1 befindet sich der Glaskörper B in einer er sten, vom Spiegelsegment 5 weiter entfernten Position. Die se Position ist hier in Form des Streckenparameters a, wel cher den Abstand a der linken Seitenkante des Glaskörpers B vom Lot zur Spiegelschwenkachse 6a hin repräsentiert und welcher mittels des Sensors 9b gemessen und bereitgestellt wird. Dieser Parameter wird über die entsprechenden Steuer leitungen an die Steuereinrichtung 7 übermittelt, und diese Steuereinrichtung 7 stellt über die steuerbare Bewegungs einrichtung 6 am Spiegelsegment 5 den Neigungswinkel α des Spiegelsegments 5 gerade so ein, daß das von der Be lichtungseinrichtung 2 ausgesandte primäre belichtende Strahlenbündel S1 über die Spiegelfläche des Spiegelseg ments als sekundäres belichtendes Strahlenbündel S2 reflek tiert an einen vordefinierten Ort der Oberfläche F umge lenkt wird und daß zum anderen das von Oberfläche F des Glaskörpers B primär reflektierte Strahlenbündel R1 im de fektfreien Fall zum Spiegelsegment 5 zurückgelangt, von wo aus es im wesentlichen in die zur Richtung R2 umgekehrten Richtung in die Kameraeinrichtung 3 hinein umgelenkt wird. In Fig. 1, the vitreous B is in a he most, from the mirror segment 5 further away position. This position is here in the form of the distance parameter a, which represents the distance a between the left side edge of the glass body B from the plumb line to the mirror pivot axis 6 a and which is measured and provided by means of the sensor 9 b. This parameter is transmitted via the respective control lines to the control device 7 transmits, and this control device 7 provides through the controllable movement means 6 on the mirror segment 5 the inclination angle α of the mirror segment 5 is straight so that the clearing device of the Be 2 emitted primary exposed radiation beam S1 Reflected on the mirror surface of the mirror segment as a secondary illuminating beam bundle S2 is deflected to a predefined location of the surface F and that, on the other hand, the beam bundle R1 primarily reflected by surface F of the glass body B in the defect-free case returns to the mirror segment 5 , from where it is essentially deflected into the camera device 3 in the direction opposite to the direction R2.

Die Fig. 4 zeigt nun, daß der Glaskörper B in bezug auf das Spiegelsegment 5 mittels der Bewegungseinrichtung 8 entlang der Richtung 10 nach links weiterbewegt wurde. Der vom Ortssensor 9b detektierte Abstandsparameter b wird wiederum an die Steuereinrichtung 7 übertragen, welche mittels der Bewegungseinrichtung 6 das Spiegelsegment 5 neu positio niert. Es wird von der Steuereinrichtung 7 also gerade ein Kippwinkel β ermittelt, welcher derart zum Abstandspara meter b paßt, daß die oben bereits beschriebene Abbildungs bedingung erfüllt werden kann. FIG. 4 now shows that the vitreous body B has been moved to the left with respect to the mirror segment 5 by means of the movement device 8 along the direction 10 . B detected by the location sensor 9 spacing parameter b is in turn transmitted to the control device 7, which newly defined positio means of moving means 6, the mirror segment. 5 It is just determined by the control device 7 , a tilt angle β, which fits the distance pair meter b such that the imaging condition already described above can be met.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht also darin, eine gekrümmte reflektierende Fläche rasternd zu belichten und abzubilden und dabei die Krümmung der Fläche durch eine entsprechende Überlagerung einer Translation der Fläche und einer Verschwenkung eines abbildenden Primärspiegels derart zu kompensieren, daß aus einer ortsfesten Belichtungsein richtung rasternd jede Stelle der zu inspizierenden Fläche belichtet und in eine ortsfest angebrachte Kameraeinricht ung hinein rasternd abgebildet werden kann. Dabei ermittelt die vorgesehene Steuereinrichtung zu jedem Abstandparameter in Abhängigkeit von der Form der Fläche einen passenden Kippwinkel des Spiegelelements.The basic idea of the invention is therefore one to illuminate curved reflecting surface and map and thereby the curvature of the surface by a corresponding superimposition of a translation of the surface and a pivoting of an imaging primary mirror in this way to compensate that from a fixed exposure every location of the area to be inspected exposed and in a fixed camera device can be mapped into it. Determined the control device provided for each distance parameter a suitable one depending on the shape of the surface Tilt angle of the mirror element.

Bei unbekannten Oberflächenformen der zu inspizierenden Fläche kann es sinnvoll sein, eine Mehrzahl von Sensoren, die auch lichtempfindlich ausgebildet sein können, vor zusehen, um unter Verwendung einer Feedback- oder Rück kopplungselektronik oder eines entsprechenden in der Steu ereinrichtung vorgesehenen Algorithmus ein korrigierendes Nach führen des Spiegelsegments zur Anpassung an die unbe kannte Oberflächenkrümmung vorzusehen.If the surface shapes of the ones to be inspected are unknown Surface, it may be useful to have a plurality of sensors, which can also be designed to be light-sensitive watch to using a feedback or feedback Coupling electronics or a corresponding one in the tax provide the corrective algorithm provided After leading the mirror segment to adapt to the unbe to provide known surface curvature.

Claims

1. Device for checking and inspecting a glass body (B) and in particular an associated glass wall (F),
with an exposure device ( 2 ) for essentially exposing and scanning the glass body (B) from at least one exposure direction (S1, S2),
with an imaging device ( 3 , 4 , 5 , 6 ), which has at least one camera device ( 3 ) and at least one primary optics ( 4 ) with at least one mirror segment ( 5 ), for rastering optical imaging of at least part of the vitreous body (B) by means of Partial images by light reflected from the vitreous body (B) via the at least one mirror segment ( 5 ) essentially in one direction of observation into the camera device ( 3 ),
with a control device ( 7 ) for controlling at least the exposure and / or the optical image and dens
with at least one movement device ( 6 , 8 ) for forming an essentially rectilinear relative movement ( 10 ) at least between the primary optics ( 4 ) and the glass body (B) and / or for forming an essentially pivoting movement of at least the mirror segment ( 5 ) at least one swivel axis ( 6 a)
whereby in the case of a defect-free glass surface (F) of the glass body (B), a primary reflective ray bundle (R1) that can be generated by this from an exposing ray bundle (S2) via an imaging mirror segment ( 5 ) as a secondary reflected ray bundle (R2) into a Imaging direction (R2) is reflective,
wherein the rastering exposure and / or Teilab form can be generated via the substantially rectilinear movement ( 10 ) and / or via the substantially pivoting movement, and
wherein the entirety of all imaging directions (R2) of the rastering partial images lie in a limited solid angle range (Ω) and in particular in an approximately moderately angular relation to the respective illumination direction (S1, S2).

2. Device according to claim 1, characterized in that at the primary optics ( 4 ) at least one exposure of the mirror segment ( 5 ) is provided, through which at least one primary illuminating radiation beam (S1) from an exposure direction (S1) as a secondary exposure radiation beam ( S2) is reflectable towards the vitreous body (B).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that exactly one illuminating and imaging mirror segment ( 5 ) is provided.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one mirror segment ( 5 ) is designed as a plan mirror.

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized, that the primary exposure direction (S1) of the primary illuminating bundle of rays (S1) essentially con is constant.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 7 ) for controlling the min least one movement device ( 6 , 8 ) is formed.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one sensor ( 9 a, 9 b) for emitting a position signal to the control device ( 7 ) with respect to the movement of at least the glass body (B) and / or the mirror segment ( 5 ) is provided.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the imaging device ( 3 , 4 , 5 , 6 ) forms out partially overlapping rastering partial images.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the imaging device ( 3 , 4 , 5 , 6 ) is designed to image row by row and / or column by row.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the exposure device ( 2 ) for continuous and / or flash-like exposure and in particular is designed as a laser light source.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the camera device ( 3 ) has a memory camera or a CCD camera, which can be connected to the control device ( 7 ) and / or can be controlled with it.

12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 7 ) for storing and / or for analyzing the images of the glass body (B) and in particular the glass wall (F), in particular after stored in a memory device ( 7 a) Is designed from value criteria and rules.

13. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a controllable stepper motor is provided as the movement device ( 6 , 8 ).

14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a first movement device for pivoting the at least one mirror segment ( 5 ) is formed about a fixed pivot axis ( 6 a) and that a second movement device for translating the vitreous body (B) is formed.

15. The apparatus according to claim 15, characterized in that the second movement device ( 8 ) is designed as a conveyor belt device or the like.

16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 7 ) is designed for evaluating the partial images on the basis of the brightness and / or contrast distribution.

17. Use of the device according to one of the claims 1 to 16 for the analysis of curved, at least partially reflect animal glass surfaces, especially the inner surface of monitor and / or picture tube windscreens.