DE3813662A1

DE3813662A1 - Oberflaechenpruefgeraet

Info

Publication number: DE3813662A1
Application number: DE3813662A
Authority: DE
Inventors: Hajime Yoshida
Original assignee: Hajime Industries Ltd
Current assignee: Hajime Industries Ltd
Priority date: 1987-04-23
Filing date: 1988-04-22
Publication date: 1988-11-17
Also published as: CA1283964C; AU595107B2; GB8809128D0; GB2204125A; AU1459388A; FR2614418A1; DE3813662C2; US4868404A; GB2204125B

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit Oberflä chenprüfgeräten und ist speziell auf ein Ober flächenprüfgerät gerichtet, das prüft, ob Feh ler, wie z. B. defekte Stellen, Schmutz, Stoß stellen usw., auf der Oberfläche eines Gegen standes, bei dem es sich beispielsweise um eine Flaschenkapsel oder ein Bierdosenende (Boden oder Deckel oder dergleichen) handeln kann, vorhanden sind oder nicht.

Eine Verschlußkapsel für eine Flasche oder ein En de für eine Bierdose oder dergleichen ist im all gemeinen aus Kunststoffmaterial oder Metall her gestellt, wobei deren flache Oberfläche (Deckel- oder Boden-Oberseite) eine runde Form besitzt. An einer solchen Verschlußkapsel oder an einem sol chen Verschlußende ist es üblich, daß eine Viel zahl von konzentrischen, kreisförmigen (ringför migen) oder spiralförmigen Unebenheiten oder Nu ten eingeformt sind, damit die Kapsel oder der gleichen den Druckänderungen ausreichend wider stehen kann, wie sie durch Flüssigkeit innerhalb eines solchen Behälters hervorgerufen werden, oder, in anderen Worten, um die Festigkeit der oder dergleichen zu erhöhen.

Fig. 1A zeigt eine Aufsicht auf eine aus Metall hergestellte Verschlußkapsel 1 für eine Flasche, als ein Beispiel eines zu prüfenden Gegenstandes, und Fig. 1B ist ein schematischer Querschnitt ent lang der Linie B-B in Fig. 1A. In diesen Fig. sind a, b und c konzentrische, kreisförmige Unebenhei ten, wobei a eine ringförmige Herausragung ist, die von der Oberfläche der Kapsel 1 nach oben vor steht, während b und c entsprechende ringförmige Kanten von Stufen sind, die in die Oberfläche der Kapsel 1 an den innerhalb der ringförmigen Heraus ragung a befindlichen Teil eingeformt sind.

Fig. 2 zeigt eine Schemadarstellung eines Beispie les von einem Oberflächenprüfgerät herkömmlicher Bauart, das das Vorhandensein oder Nichtvorhanden sein von defekten Stellen, wie z. B. Oberflächen kratzer und dergleichen auf der Oberfläche der Flaschenkapsel 1 als den zu prüfenden Gegenstand gemäß Fig. 1 prüft. In Fig. 2 ist eine Lichtquel le 2, z. B. eine Lampe, vorgesehen, die die Ober fläche der Kapsel 1 bestrahlt. Da in diesem Falle die Kapsel 1 auf ihrer Oberfläche Unebenheiten auf weist, und um die vertikalen Oberflächen oder Wän de dieser Kapsel ebenfalls zu bestrahlen, ist die Lichtquelle 2 an einem oberen winkligen Platz der Kapsel 1 versetzt angeordnet. Es ist ein photo elektrischer Umwandlungssensor 3, z. B. eine Video kamera, vorgesehen, der ein Videosignal erzeugt, nachdem er das Reflexionslicht von der Oberflä che der Kapsel 1 aufgenommen hat, wenn das Licht darauf von der Lichtquelle 2 ausgestrahlt ist. Die se Videokamera 3 ist oberhalb der Kapsel 1 in der Weise angeordnet, daß ihre optische Lichtachse mit der Mittelachse X der Kapsel 1 zusammenfällt, die senkrecht zur Oberfläche der Kapsel 1 verläuft und gleichzeitig durch den Mittelpunkt O dieser Kapsel 1 hindurchgeht. Eine elektronische Verar beitungs- bzw. Zentraleinheit (Prozessor) wird durch einen Rechner oder dergleichen gebildet und analysiert und verarbeitet das Videosignal von der Videokamera 3 und beurteilt dann die Oberflä che der Kapsel 1 als gut oder schlecht.

Ferner zeigt Fig. 3 in einer Aufsicht das Verhält nis zwischen Kapsel 1 und der Lichtquelle 2 gemäß Fig. 2.

Wenn nun das Licht von der Lichtquelle 2, die sich an ihrem oberen winklig versetzten Platz von der Kapsel 1 befindet, irregulär von der Oberfläche der Kapsel 1 reflektiert und ein Teil dieses ir regulär reflektierten Lichtes durch den photo elektrischen Umwandlungssensor (Videokamera 3) aufgenonmen wird, dann erzeugt dieser Umwandlungs sensor das Videosignal vom Bild der Oberfläche der Kapsel 1. Dieses Videosignal wird dann durch die elektronische Zentraleinheit 4 verarbeitet, so daß defekte Stellen, wie z. B. Kratzer oder Schmutz stellen, die als abnormales Dunkel oder als extrem leuchtende (helle) Flecken auf der Oberfläche der Kapsel 1 erscheinen, für eine Beurteilung erfaßt werden, ob die Oberfläche der Kapsel 1 gut ist oder schlecht. Wie in Fig. 3 veranschaulicht ist, wird hierbei unter den Lichtstrahlen von der Licht quelle 2 Licht im Mittelteil ausgesendet, d. h. dieses Licht verläuft im wesentlichen entlang der optischen Achse A der Lichtquelle 2, wobei sich Teile a′, b′ und c′ der ringförmigen Herausragun gen a sowie der ringförmigen Ränder b und c an der Oberfläche der Kapsel 1, bei Positionierung dieser Teile a′, b′ und c′ auf der Seite zur Licht quelle 2 in bezug auf die Mitte O der Kapsel 1 (durch dicke Linien dargestellt), und ein Teil a′′ der ringförmigen Herausragung a ergeben, der auf der gegenüberliegenden Seite des Teiles a′ mit Be zug auf die Mitte O angeordnet ist, wobei diese Teile wie Wände nach oben stehen, wie aus den Fig. 1B und 2 deutlich wird. Das Licht von der Lichtquelle 2 wird auf diesen Teilen a′, b′, c′ und a′′ drastisch übermäßig irregulär reflektiert, verglichen mit den anderen Teilen, und diese irre gulär reflektierten Lichtstrahlen an den Teilen a′, b′, c′ und a′′ werden tatsächlich direkt durch die Videokamera 3 aufgenommen. Auf der anderen Seite breitet sich die Mehrheit der Lichtstrahlen, die irregulär an den Teilen derselben ringförmigen Herausragung a sowie der Ränder b, c, die wie eine Wand nach oben vorstehen, mit Ausnahme der Teile a′, b′, c′ und a′′, in Richtungen aus, wie sie durch Pfeilmarkierungen d in Fig. 3 angedeutet sind, und sie erreichen nicht direkt die Video kamera 3. Es steht außer Frage, daß ein Teil des Lichts, das unter normalen Bedingungen vom flachen Oberflächenteil der Kapsel 1 irregulär reflektiert wird, durch die Videokamera 3 aufgenommen wird, die dann ein Videosignal der Kapsel 1 erzeugt. Das Videosignal von der Videokamera 3 wird dann der elektronischen Zentraleinheit 4 zugeführt, die ein Videosignal in gleicher Weise wie zuvor er wähnt erzeugt, um das Vorhandensein oder Nicht vorhandensein von Fehlern an der Kapsel 1 zu be urteilen, oder ob die Kapsel 1 gut oder schlecht ist. Ferner ist der Winkelbereich ARC der Bogen teile a′, a′′, b′ und c′ kleiner als 90°, wobei er gegenüber der optischen Achse A zentriert ist.

Wie oben erwähnt worden ist, enthalten bei den herkömmlichen Geräten die Lichtstrahlen, die an den Teilen a′, b′, c′ und a′′ an der Oberfläche der Kapsel 1 reflektiert werden, drastisch übermäßige irreguläre Reflexionslichtstrahlen im Vergleich zu jenen der anderen Teile, und da diese irregulär reflektierten Lichtstrahlen die Videokamera 3 direkt erreichen, scheinen die oben erwähnten Teile a′, b′, c′ und a′′ in der Videokamera 3 deutlich leuchtender zu sein als die anderen Teile. Somit macht dies die Inspektion auf ein Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Feh lern an diesen Teilen a′, b′, c′ und a′′ nicht nur unmöglich, sondern es werden auch schlech te Einflüsse auf die Prüfung der anderen Teile hervorgerufen. Als Versuche, diese Probleme zu lösen, ist eine Prüfung nur auf andere Teile ge richtet, unter Ausschluß dieser Teile, was extre me irreguläre Reflexionen an der Oberfläche einer Kapsel 1 oder dergleichen hervorruft, wäh rend versucht wird, verschiedene Bestrahlungs winkel von der Lichtquelle 2 auf die Oberfläche der Kapsel 1 dadurch auszuwählen, daß die Ober fläche derselben Kapsel 1 in eine Vielzahl von Abschnitten unterteilt und dadurch die Prüfung mehrmals wiederholt wird, was eine besonders sorgfältige Handhabung und einen großen Zeit verlust erfordert.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, ein neues Prüfgerät für die Oberfläche eines Gegenstandes zu schaffen, das frei von den Nachteilen ist, die den bekannten Geräten anhaf ten.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird dies durch die Maßnahmen gemäß Anspruch 1 erreicht.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist Gegenstand des Anspruches 4.

Weitere Merkmale sowie Vorteile dieser Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschrei bung im Zusammenhang mit der beigefügten Zeich nung, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Ele mente und Teile angeben. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1A und 1B Aufsicht- bzw. Querschnittsan sicht eines zu prüfenden Gegen standes;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Oberflächenprüfgerätes bekannter Ausführung;

Fig. 3 eine schematische Ansicht zur Er läuterung der Betriebsweise des Gerätes;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Hauptteiles einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 und 6 Vorderansichten der Ausführung von optischen Masken, wie sie ge mäß Fig. 4 verwendet werden;

Fig. 7, 8 und 9 schematische Darstellungen von Hauptbestandteilen anderer Ausfüh rungsformen der vorliegenden Er findung.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 erläutert. Es sei festgestellt, daß in der Ausfüh rungsform gemäß Fig. 4 der photoelektrische Umwand lungssensor (Videokamera 3) und die elektronische Zentraleinheit (Prozessor) 4 genau die gleichen sind, wie sie im bekannten Beispiel gemäß Fig. 2 benutzt sind, wobei die Position der Videokamera 3 gegenüber dem zu prüfenden Gegenstand, d. h. einer Verschlußkapsel 1, generell die gleiche ist wie beim Beispiel gemäß Fig. 2, so daß der Einfachheit halber diese nicht in Fig. 4 veranschaulicht sind. In anderen Worten: Fig. 4 zeigt lediglich den Hauptteil der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 4 bezeichnen 2 A und 2 B Lichtquellen, die jeweils Licht auf die Oberfläche der Kapsel 1 aus einer oberen, winklig versetzten Richtung ausstrah len. In diesem Beispiel sind die Lichtquellen 2 A und 2 B in einer oberen, winklig versetzten Rich tung positioniert, so daß ihre entsprechenden opti schen Achsen 5 A und 5 B sich in der Mitte O der Kapsel 1 kreuzen. Ferner bezeichnen 6 A und 6 B optische Masken, die vor der lichtausstrahlenden Oberfläche der entsprechenden Lichtquellen 2 A und 2 B plaziert sind.

Falls nun die optische Maske 6 A nicht benutzt wird, wird das Licht von der Lichtquelle 2 A irregulär von den Teilen a′ oder a′′ des ringförmig herausragenden Teiles (Herausragung) a sowie von den Teilen b′ und c′ der Ränder b und c an der Oberfläche der Kapsel 1 mit einem Bogenbereich ARC irregulär reflektiert, der kleiner ist als 90°, verglichen mit den anderen Teilen der Oberfläche der Kapsel 1, wie es in Ver bindung mit den Fig. 2 und 3 erläutert worden ist. Die irregulär reflektierten Lichtstrahlen werden direkt von der Videokamera 3 aufgenommen, so daß die Inspektion ermöglicht wird, wie es zuvor er wähnt ist. Im Beispiel der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 4 ist daher eine optische Maske 6 A vor der lichtausstrahlenden Oberfläche der Lichtquelle 2 A vorgesehen, so daß das Licht von der Lichtquel le 2 A zumindest die Teile a′, a′′, b′ und c′ nicht erreicht. Es erübrigt sich zu sagen, daß das Licht von der Lichtquelle 2 A auf die Oberfläche der Kap sel 1 an anderen Teilen als den Teilen a′, a′′, b′ und c′ einfällt.

Als nächster Schritt sei ein Beispiel der opti schen Maske 6 A (oder 6 B) der vorliegenden Erfin dung unter Bezugnahme auf deren Vorderansicht in Fig. 5 erläutert.

Die optische Maske 6 A, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, ist in der Weise gebildet, daß z. B. eine transparente, ungefähr quadratisch geformte Glas platte oder dergleichen durch zwei diagonale Li nien in vier Dreieckabschnitte 6 A ₁, 6 A ₂, 6 A ₃ und 6 A ₄ unterteilt ist und daß zwei gegenüberliegende Dreieckabschnitte, wie in diesem Beispiel 6 A ₂ und 6 A ₄, opak (undurchsichtig) gemacht sind, indem beispielsweise eine schwarze Beschichtung oder dergleichen (vgl. schraffierte Abschnitte in Fig. 5) auf die transparente Glasplatte aufgebracht ist.

Eine solche optische Maske 6 A wird parallel zu und vor der lichtausstrahlenden Oberfläche der Licht quelle 2 A derart angeordnet, daß die opaken Ab schnitte 6 A ₂ und 6 A ₄ in vertikaler Richtung aus gerichtet sind, wie in Fig. 4 bzw. 5 gezeigt ist. In diesem Falle ist die Mitte OA der optischen Maske 6 A so angeordnet, daß sie im wesentlichen mit der optischen Achse 5 A der Lichtquelle 2 A zu sammenfällt. Daher wird das Licht von der Licht quelle 2 A teilweise durch die optische Maske 6 A abgeschirmt, so daß es wenigstens den etwa annähernd x-förmigen bzw. bikonkav geformten Teil, der die Teile a′, a′′, b′ und c′ von der Oberfläche der Kapsel 1 enthält, nicht erreicht und mit Bezug auf die optische Achse 5 A im wesentlichen symmetrisch ist, es je doch die anderen Teile als die zuvor erwähnten der Oberfläche der Kapsel 1 erreicht. Das Licht wird dann auf den anderen Teilen irregulär reflektiert, wenn es benutzt wird, und die Teile der irregulär reflektierten Lichtstrahlen treten in die Videoka mera 3 ein, die oberhalb der Kapsel 1 plaziert ist. Das Videosignal von der Videokamera 3 wird durch die elektronische Zentraleinheit 4 verarbei tet, so daß die Prüfung auf der Oberfläche der Kapsel 1 durchgeführt werden kann. Diese Prüfung ist, wie zuvor erwähnt, dieselbe wie bei den be kannten Geräten. Wie oben erwähnt worden ist, er reicht bei der Verwendung der optischen Maske 6 A das Licht von der Lichtquelle 2 A nicht den genann ten etwa x-förmigen Teil der Kapsel 1 einschließ lich seiner Teile a′, a′′, b′ und c′, so daß die Prüfung dieser Bereiche nicht durchgeführt wer den kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, wird daher eine ande re Kombination als die der Lichtquelle 2 A und der optischen Maske 6 A, und zwar eine gleichar tige Kombination aus der Lichtquelle 2 B und der optischen Maske 6 B mit einem vorbestimmten Winkel abstand, nämlich wenigstens mehr als ½ des Winkelbereichs ARC der bogenförmigen Teile a′, a′′ . . . und weniger als (180°-½ ARC) entfernt von der früheren Kombination angeordnet, um die Oberfläche der Kapsel 1 in gleicher Weise wie die frühe re Kombination zu bestrahlen. Infolgedessen be strahlt die Kombination aus der Lichtquelle 2 B und der optischen Maske 6 B den erwähnten etwa x- förmigen Bereich , der die Teile a′, a′′, b′ und c′ von der Oberfläche der Kapsel 1 enthält, ge genüber dem das Licht aus der Kombination der Lichtquelle 2 A und der optischen Maske 6 A abge schirmt war. Aufgrund der Existenz der optischen Maske 6 B erreicht ferner das Licht von der Licht quelle 2 B nicht die Bereiche auf der Oberfläche der Kapsel 1, die den Teilen a′, a′′, b′ und c′ für die Lichtquelle 2 A entsprechen (diese Bereiche sind bereits durch die Kombination aus der Licht quelle 2 A und der optischen Maske 6 A bestrahlt); aber das Licht von der Lichtquelle 2 A erreicht die anderen Teile, die überlagert sind von Licht aus der Lichtquelle 2 A.

Erfindungsgemäß werden, wie oben erwähnt, solche Teile, wie die vorstehenden Teile a′, a′′, b′ und c′ auf der Oberfläche der Kapsel 1, die verglichen mit dem anderen Teil das Licht von einer einzigen Lichtquelle ganz besonders irregulär reflektieren und die Prüfung unmöglich machen, nicht von dem Licht aus der einzigen Lichtquelle mittels der optischen Maske bestrahlt, sondern sie werden durch die andere Lichtquelle bestrahlt, die eben falls die optische Maske besitzt. Daher kann die Oberfläche der Kapsel 1, die auf ihrer Oberfläche solche ringförmigen oder bogenförmigen Unebenhei ten aufweist, positiv und leicht bei einer Prüf zeit geprüft werden. Für die optischen Masken 6 A und 6 B ist es ferner nicht erforderlich, sie auf die in Fig. 5 gezeigten Muster einzuschränken, und im wesentlichen kann es irgend eine Form sein, so lange die Bestrahlung des Lichtes auf die Oberflä chenteile des geprüften Gegenstandes, die unnötige extreme irreguläre Lichtreflexionen hervorruft, abgeschirmt wird; so können sie beispielsweise, wie Fig. 6 zeigt, abschirmende opake (undurchsichti ge) Teile 6 a ₁ und 6 a ₂ (bei transparenten anderen Teilen 6 a ₃ und 6 a ₄) eines etwa x- oder mehr bikon kav-förmigen Teils sein, der symmetrisch ist in bezug auf die Mitte OA, wie es schraffiert gezeigt ist.

Fig. 7 ist eine Aufsicht auf den Hauptteil einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise wie Fig. 4. In diesem Beispiel werden Lichtquellen, die im wesentlichen paralle les Licht bzw. parallele Lichtstrahlen aussenden, als Lichtquellen 2 A und 2 B benutzt, die so plaziert werden, daß ihre optischen Achsen 5 A und 5 B sich im wesentlichen rechtwinklig in der Mitte O der Kapsel 1 miteinander kreuzen. Ferner werden optische Mas ken 6 A und 6 B, die z. B. die Muster gemäß Fig. 5 enthalten, in derselben Weise plaziert, wie es im Beispiel der Fig. 4 dargestellt ist.

Gemäß dem in Fig. 7 gezeigten Beispiel werden durch die Kombination der Lichtquelle 2 A und der opti schen Maske 6 A bei der Kreisoberfläche der Kapsel 1 fächerförmige Teile (Abschnitte) 1 A und 1 A′ mit einem etwa 90°-Winkelbereich, die in bezug auf ih re Mitte O und die optische Achse 5 A der Lichtquel le 2 A symmetrisch angeordnet sind, bestrahlt, wäh rend die anderen Teile der Oberfläche von der Kap sel 1, bei denen es sich um die fächerförmigen Tei le 1 B und 1 B′ mit ungefähr 90°-Winkelbereich han delt, die relativ zur Mitte O und zur optischen Achse 5 B der anderen Lichtquelle 2 B symmetrisch angeordnet sind, von der Bestrahlung desselben Lichtes abgeschirmt. Da in solchem Falle die wand artigen aufrechtstehenden Teile oder die bogenför migen Teile a′, b′, c′ und a′′, die sich auf der Oberfläche der Kapsel 1 befinden und die die ex tremen irregulären Lichtreflexionen hervorrufen, entsprechend innerhalb der nicht bestrahlten fä cherförmigen Teile 1 B und 1 B′ von der Lichtquelle 2 A vorhanden sind, gibt es keine Unmöglichkeit für die Prüfung der Oberfläche der Kapsel 1. In gleich artiger Weise werden durch die Kombination aus der Lichtquelle 2 B und der optischen Maske 6 B dagegen die fächerförmigen Teile 1 B und 1 B′, die durch die Kombination aus der Lichtquelle 2 A und der opti schen Maske 6 A nicht bestrahlt worden sind, be strahlt, während die übrigen fächerförmigen Teile 1 A und 1 A′ nicht bestrahlt werden. Es erübrigt sich zu sagen, daß die Teile a′, b′, c′ und a′′, die extreme irreguläre Lichtreflexionen für die Kombination aus Lichtquelle 2 B und optischer Maske 6 B hervorrufen, in den nicht bestrahlten Teilen 1 A′ und 1 A durch diese Kombination enthalten sind, so daß sie keine Unmöglichkeit einer Prüfung für die Oberfläche der Kapsel 1 verursachen.

Wie oben festgestellt worden ist, wird gemäß die sem Beispiel der Erfindung, wie in Fig. 7 gezeigt, die ganze Oberfläche der Kapsel 1 gleichförmig bestrahlt durch die Kombination der Lichtquelle 2 A und der optischen Maske 6 A sowie durch die Kombination der Lichtquelle 2 B und der optischen Maske 6 B, ohne eine Überlappung von Lichtstrahlen, so daß die normale irreguläre Reflexion des Lichts an der Oberfläche der Kapsel 1 gleichförmig ist und somit die Überprüfung der Oberfläche von der Kap sel 1 genauer durchgeführt werden kann.

Während die Beispiele der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 4 und 7 veranschaulicht sind, nun zwei Lichtquellen 2 A und 2 B verwenden, kann die vorliegende Erfindung dadurch in eine praktische Ausführung gebracht werden, daß eine einzige Licht quelle verwendet wird, mit geeigneten Anordnungen für eine geeignete Lichtaufteilungseinrichtung (Splitting-Einrichtung) und Lichtreflexionsein richtung, wobei diese Aufteilung eher Verwendung findet als zwei Lichtquellen.

Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Anordnung sei nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 8 er läutert.

Fig. 8A ist eine Aufsicht auf die Hauptteile eines solchen Beispieles, während Fig. 8B eine Perspek tivansicht davon ist. In diesem Beispiel ist eine optische Maske 6 C, die die gleiche ist wie die optische Maske 6 A oder 6 B, vor einer Lichtquelle 2 C plaziert, und Lichtaufteileinrichtungen, sowie z. B. ein Halbspiegel 7 A, und zwei Lichtrefle xionseinrichtungen, z. B. Spiegel 7 B und 7 C, wer den verwendet, um die Oberseite der Kapsel 1 etwa in gleicher Weise wie beim Beispiel der Fig. 7 zu bestrahlen. Ferner sendet die Lichtquelle 2 C im wesentlichen paralleles Licht aus.

Dieses Beispiel der vorliegenden Erfindung sei nachfolgend im einzelnen erläutert. Die Lichtquel le 2 C wird oberhalb der Kapsel 1 in der Weise an geordnet, daß ihre optische Achse 5 C im wesentli chen parallel zur Oberseite der Kapsel 1 liegt, und gleichzeitig die Mittelachse X der Kapsel 1 rechtwinklig kreuzt. Der Halbspiegel 7 A wird der art plaziert, daß seine Spiegelfläche 7 A ₁ etwa vertikal verläuft und auf der Mittelachse X der Kapsel 1 vorgesehen ist, während sein Zentrum 7 A ₂ die optische Achse 5 C mit einem Winkel von etwa 45° kreuzt. Der Spiegel 7 B kreuzt die optische Achse 5 C der Lichtquelle 2 C unter rechtem Winkel und ist in der Weise abwärts gekippt, daß sein Zentrum 7 B ₂ die optische Achse 5 C der Lichtquelle 2 C auf der entgegengesetzten Seite mit Bezug auf die Lichtquelle 2 C kreuzt, und ihre Spiegelfläche 7 B ₂ reflektiert das ganze Licht von der Lichtquel le 2 C, wenn es durch den Halbspiegel 7 A hindurch geht, und führt das reflektierte Licht der Ober seite der Kapsel 1 in einer Weise zu, durch die das Licht von der Lichtquelle 2 A gleichartig die Kapsel 1 erreicht, wie es im Beispiel der Fig. 7 gezeigt ist.

Gleichzeitig ist der andere Halbspiegel 7 C in der Weise angeordnet, daß sein Zentrum 7 C ₂ unter rech tem Winkel die Verlängerung einer Linie 7 C ₃ kreuzt, die rechtwinklig zur optischen Achse 5 C der Lichtquelle 2 C am Zentrum 7 A ₂ des Halbspie gels 7 A verläuft, während seine Spiegelfläche 7 C ₁ gegenüber der Linie 7 C ₃ nach unten gekippt ist, um wiederum das Licht von der Lichtquelle 2 C, das vom Halbspiegel 7 A reflektiert wird, zu reflektieren und um das zweite reflektierte Licht der Obersei te der Kapsel 1 zuzuführen, genau wie das Licht von der Lichtquelle 2 B im Beispiel gemäß Fig. 7.

Infolgedessen wird das Beispiel gemäß Fig. 8, ob wohl nur eine einzige Lichtquelle vorhanden ist, durch die Funktionen des Halbspiegels 7 A und der Spiegel 7 B und 7 C in derselben Weise funktionie ren wie die beiden Lichtquellen 2 A und 2 B im Bei spiel gemäß Fig. 7. Daher sind die Funktion und Wirkungen die gleichen wie jene in dem Beispiel, das in Fig. veranschaulicht ist.

Zusätzlich ist im Beispiel der Fig. 8 gezeigt, daß dort der photoelektrische Umwandlungssensor 3 un ter dem Halbspiegel 7 A plaziert ist.

Fig. 9A und 9B veranschaulichen eine Aufsicht und eine Perspektivansicht des Hauptteiles einer wei teren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Bauelemente des Beispieles in Fig. 9 sind im wesentlichen die gleichen wie die Bauelemente ge mäß Fig. 8. Daher beziehen sich die Bezugszeichen in Fig. 9 auf die gleichen Elemente wie in Fig. 8.

Der Hauptunterschied zwischen den Ausführungsfor men in Fig. 9 und Fig. 10 besteht im Unterschied des Kippwinkels der Spiegel 7 B und 7 C sowie darin, daß die Lichtachse 5 C der Lichtquelle 2 C gegenüber der optischen Achse des photoelektrischen Umwand lungssensors 3 oder der Mittelachse X der Kapsel 1 versetzt ist.

In anderen Worten und wie in Fig. 9A dargestellt ist, ist die Spiegelfläche 7 B ₁ des Spiegels 7 B um etwa 45° gegenüber der Lichtachse 5 C der Lichtquel le 2 C gekippt, während die Spiegelfläche 7 C ₁ des Spiegels 7 C ebenfalls um etwa 45° gegenüber der Verlängerung der Linie 7 C ₃ gekippt ist. Sieht man somit von der Tatsache ab, daß die Spiegelfläche 7 B ₁ und 7 C ₁ der Spiegel 7 B und 7 C entsprechend nach unten gekippt sind, so liegen sie parallel zueinander. Es ist ferner überflüssig zu sagen, daß beide Spiegelflächen 7 B ₁ und 7 C ₁ gegenüber der Lichtachse 5 C und der Linie 7 C ₃ in der in Fig. 9B gezeigten Weise nach unten gekippt sind, so daß die reflektierten Lichtstrahlen davon die Kapsel 1 bestrahlen, die darunter plaziert ist. In diesem Falle wird das von der Lichtquelle 2 C ausgesandte Licht durch den Halbspiegel 7 A eben falls in zwei Richtungen aufgeteilt, die entspre chend an beiden Spiegelflächen 7 B ₁ und 7 C ₁ reflek tiert werden, und die reflektierten Lichter be strahlen die Oberfläche der Kapsel 1, um sich un ter im wesentlichen rechtem Winkel in der Mitte der Kapsel 1 in gleichartiger Weise zu kreuzen, wie bei den Beispielen gemäß Fig. 7 und 8. Ferner ist der photoelektrische Umwandlungssensor 3 so plaziert, daß seine optische Achse mit der Mit telachse X der Kapsel 1 über dem Halbspiegel 7 A zusammenfällt. Dementsprechend sind die Funktio nen und Wirkungen gemäß Fig. 9 im wesentlichen die gleichen wie bei den Beispielen der Fig. 7 und 8.

Es sei festgestellt, daß bei den in den Fig. 8 und 9 gezeigten Beispielen, obwohl es nicht näher ver anschaulicht ist, der Halbspiegel 7 A und die Spie gel 7 B und 7 C durch einen angepaßten, einstellba ren Halter in entsprechender Weise gehaltert wer den und daß ihre Winkel eingestellt werden können.

Was die optische Maske anbelangt, so kann diese ferner, anstatt daß sie vor der Lichtquelle ange ordnet wird, entweder vor der Spiegelfläche des Spiegels 7 A oder vor jedem der Spiegel 7 B bzw. 7 C plaziert werden. Es versteht sich von selbst, daß in gleicher Weise in den in den Fig. 8 und 9 ge zeigten Beispielen der Ausgang (Ausgangssignal) vom photoelektrischen Umwandlungssensor 3 durch die elektronische Zentraleinheit 4 verarbeitet wird, so daß die Prüfung von Fehlern an der Ober fläche des zu prüfenden Gegenstandes durchgeführt werden kann.

Wie oben erwähnt worden ist, wird erfindungsgemäß die unebene Oberfläche des zu prüfenden Gegenstan des durch Verwendung einer besonderen optischen Maske bestrahlt, die der Lichtquelle so zugeord net wird, daß eine irreguläre Lichtreflexion auf der unebenen Oberfläche gleichförmig wird, so daß diese Art der Prüfung von Gegenständen die gesamte Oberfläche auf einmal (bei derselben Prüfung) wirklich und einfach überprüfen kann.

Gemäß den Beispielen, wie sie in den Fig. 8 und 9 veranschaulicht sind, ist zusätzlich zu den Wirkungen der Beispiele gemäß Fig. 4 und 7 eine einzige Kombination einer teuren Lichtquelle und optischen Maske ausreichend.

Claims

1. Oberflächenprüfgerät, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) eine Lichtquelle zur Bestrahlung einer un ebenen Oberfläche eines zu prüfenden Gegen standes;
b) ein photoelektrischer Umwandlungssensor zum Aufnehmen der unebenen Oberfläche des Ge genstandes und zum Erzeugen eines Videosig nales davon;
c) eine elektronische Zentraleinheit zur Ver arbeitung des Videosignales, um die Oberflä che des Gegenstandes zu prüfen;
d) eine vor der Lichtquelle angeordnete opti sche Maske zur Begrenzung des Durchganges von Licht aus der Lichtquelle mit einem vor bestimmten Muster;
e) Lichtaufteilungseinrichtungen zur Aufteilung des durch die optische Maske hindurchgehen den Lichtes in zwei Richtungen;
f) Lichtreflexionseinrichtungen zur entspre chenden Reflexion von Licht in die beiden Richtungen und für die darauf reflektierten Lichter, um die unebene Oberfläche des Ge genstandes derart zu bestrahlen, daß eine irreguläre Lichtreflexion an der unebenen Oberfläche im wesentlichen gleichförmig wird.

2. Oberflächenprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle im wesent lichen paralleles Licht aussendet.

3. Oberflächenprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichter in zwei Rich tungen sich unter einem rechten Winkel kreu zen.

4. Oberflächenmeßgerät, gekennzeichnet durch fol gende Merkmale:

a) zwei Lichtquellen zum Bestrahlen einer un ebenen Oberfläche eines zu prüfenden Ge genstandes;
b) ein photoelektrischer Umwandlungssensor zur Aufnahme der unebenen Oberfläche des Gegen standes und zur Erzeugung eines Videosigna les davon;
c) eine elektronische Zentraleinheit zur Ver arbeitung des Videosignales, um die Ober fläche des Gegenstandes zu prüfen;
d) eine vor jeder der beiden Lichtquellen an geordnete optische Maske zur Begrenzung des Durchganges des Lichtes von der Lichtquelle mit einem vorbestimmten Muster, wobei eine irreguläre Lichtreflexion auf der unebenen Oberfläche im wesentlichen gleichförmig wird.

5. Oberflächenmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Lichtquellen im wesentlichen paralleles Licht aussendet.

6. Oberflächenmeßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lichtquellen in der Weise angeordnet sind, daß ihre optischen Achsen sich im wesentlichen rechtwinklig in der Mitte der Oberfläche des Gegenstandes einander kreuzen.

7. Oberflächenprüfgerät nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Maske im wesentlichen durch eine quadratische transpa rente Platte gebildet ist, auf der ein opaker Teil mit einem vorbestimmten Muster geformt ist.

8. Oberflächenprüfgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der opake Teil in der Wei se geformt ist, daß die Oberfläche der transpa renten Platte durch zwei diagonale Linien in vier Dreieckabschnitte unterteilt ist und zwei gegenüberliegende Dreieckabschnitte opak ge macht sind.

9. Oberflächenprüfgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das vorbestimmte Muster des opaken Teiles ein etwa x- oder etwa bikonkaves Muster aufweist.

10. Oberflächenprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtaufteilungsein richtung ein Halbspiegel ist.