DE3926349A1 - Optical defect inspection arrangement for flat transparent material - passes light via mirror forming image of illumination pupil on camera lens of photoreceiver - Google Patents

Optical defect inspection arrangement for flat transparent material - passes light via mirror forming image of illumination pupil on camera lens of photoreceiver

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DE3926349A1
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Erwin Sick Optik-Elektronik 7808 Waldkirch De GmbH
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    • G01N21/896Optical defects in or on transparent materials, e.g. distortion, surface flaws in conveyed flat sheet or rod

Abstract

An optical defect inspection arrangement passes light from a source (11) via a mirror (13) perpendicularly to the inspected object. A receiver passes light reflected from a region of the object via a lens to a photoreceiver arrangement connected to an electronic defect analyser. The illumination mirror forms an image of an illumination pupil (10) via the object in the lens (15) of a photoreceiver camera (16) on whose photoreceiver arrangement (19) the image of the inspection region (17) is formed. USE/ADVANTAGE - Precise detection of defects in flat transparent plates or plate shaped material without mechanically and optically expensive illumination arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Fehlerinspektionsvor richtung für die Erkennung von in einem vorzugsweise ebenen transparenten Platten- oder blattförmigen Material endlicher Dicke vorhandenen Fehlstellen und von deren Lage zwischen den beiden Oberflächen, wie sie im Oberbegriff des Patent anspruchs 1 bzw. 14 beschrieben ist. The invention relates to an optical device for the detection of Fehlerinspektionsvor in a preferably planar transparent plate or sheet material of finite thickness existing flaws and their location between the two surfaces, as described in the preamble of claim 1 and 14 respectively.

Eine derartige Fehlerinspektionsvorrichtung ist aus der DE-OS 38 00 053 bekannt. Such a defect inspection apparatus is known from DE-OS 38 00 053rd Dort wird eine auf dem zu unter suchenden Material befindliche Abtastlinie mit einem paral lel zu sich selbst verschobenen Fahrstrahl abgetastet, der so gegen die Oberfläche des Materials geneigt ist, daß der Fahrstrahl in Abtastrichtung gesehen einen von 0° verschiede nen Einfallswinkel mit der Normalen zur Materialoberfläche einschließt. There, a scan line to be located on the material under test is scanned with a paral lel to itself shifted driving beam, which is inclined against the surface of the material, that the driving beam seen in the scanning an Various from 0 ° NEN incidence angle with the normal to the material surface includes. Die Erzeugung des Fahrstrahls erfolgt dabei mit tels einer Laserlichtquelle, deren Ausgangslichtstrahl von einem Spiegelrad über eine Beleuchtungsoptik auf das zu untersuchende Material geworfen wird. The generation of the scanning beam is effected by means of a laser light source whose output beam is reflected by a mirror wheel via an illumination optics onto the material to be examined.

Nachteilig bei einer derartigen Fehlerinspektionsvorrichtung ist das mit hoher Geschwindigkeit umlaufende Spiegelrad zur Erzeugung der Abtastbewegung des Fahrstrahls und das Erfor dernis einer Lichtquelle mit hoher Strahldichte, da jeder Punkt auf dem zu überwachenden Material nur kurzzeitig von dem Fahrstrahl beleuchtet wird. A disadvantage of such a defect inspecting apparatus which is a high speed rotating mirror wheel for producing the scanning movement of the scanning beam and the Erfor obstacle of a light source with high beam density, since each item is only momentarily illuminated on the monitored material of the driving beam.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zur Erzeugung eines möglichst genauen Abtastlichtflecks, durch dessen Verschie bung ein Beleuchtungs-Abtaststreifen erzeugt wird, eine sehr präzise und damit aufwendige Beleuchtungsoptik erforderlich ist. Another disadvantage is that for generating a scanning light as accurately as possible, through the displacement bung an illumination scan stripes is generated, a very precise and expensive illumination optics is required.

Aus der DE-OS 35 34 019 ist es nun bereits bekannt, für die Inspektion von Materialbahnen eine Diodenzeilenkamera zu ver wenden, wobei die auf dem Material befindliche Inspektions linie streifenförmig und stationär beleuchtet wird. From DE-OS 35 34 019, it is now already known to use to ver for the inspection of sheets of material, a diode line camera, wherein the material located on the inspection line is strip-shaped and stationary illuminated.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine optische Fehlerinspektionsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne eine mechanische und optisch aufwendige Beleuchtungsanordnung eine präzise Erfassung von Defekten in Platten- oder blattförmigen ebenen Material ermöglicht. The object of the present invention is to provide an optical defect inspection apparatus of the type mentioned above, which allows without a mechanical and optically complex lighting arrangement, a precise detection of defects in plate or sheet-like planar material.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des nebengeordneten Anspruchs 14 gelöst. This object is solved by the features of claim 1 and the independent claim 14.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Beleuchtungsoptik, die eine stationär beleuchtete Beleuchtungspupille so über das zu untersuchende Material in ein Objektiv einer Photoempfän gerkamera abbildet, daß der Beleuchtungsbereich gegen den Inspektionsbereich versetzt ist, wird erreicht, daß ein im Material befindlicher Fehler oder Defekt von zwei an ver schiedenen Stellen auf das Material auftreffenden Beleuch tungsstrahlen erfaßt wird, so daß die den Inspektionsbereich beobachtende Photoempfängerkamera ein doppeltes Bild vom je weiligen Fehler erfaßt. By inventively provided illumination optical system, so images a stationary lit illumination pupil on the investigated material in a lens of a Photoempfän gerkamera that the illumination area is offset from the inspection area, it is achieved that a properties under flaw or defect of two to ver different points is detected tung rays to the material impinging BL LEVEL, so that the inspection area observed photoreceptor camera detects a double image from each weiligen error. Aufgrund des doppelten oder zumin dest verbreiternden Fehlers läßt sich die Fehlerlage im Mate rial, also der Abstand des Fehlers von den Oberflächen des Materials bestimmen. Due to the double, or at least widening error, the error location in the mate rial, ie the distance of the fault can be determined from the surfaces of the material.

Um in einem Fehlerdoppelsignal das primäre Fehlersignal vom zugeordneten sekundären Fehlersignal besser unterscheiden zu können, sind die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 bzw. 15 vor gesehen. In order to distinguish the primary error signal from the error signal associated secondary better in a double error signal, the features of claims 2 and 3 or 15 are seen.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Abbildung des Inspek tionsbereiches mit kleiner Schärfentiefe wird insbesondere erreicht, daß das primäre Fehlersignal stets mit einer größe ren Schärfe oder Genauigkeit abgebildet wird, als das sekun däre Fehlersignal. By inventively provided illustration of inspec tion region with small depth is achieved in particular in that the primary error signal is always displayed with a size or sharpness ren accuracy than the seconding dary error signal. Auf diese Weise lassen sich auch bei dicht beieinanderliegenden Fehlern, die jeweils ein Fehler doppelsignal erzeugen, die einzelnen Fehlersignale einander sicher zuordnen. In this way it is possible even with closely spaced faults, each of which generates an error signal double, assign the individual error signals to each other safely.

Für die Zuordnung der einzelnen Fehlersignale zueinander ist es dabei von besonderem Vorteil, daß sich die Unschärfe der Fehlersignale nicht nur in Richtung der die Fehlerdoppel signale bewirkenden Signalverbreiterung, sondern auch quer dazu bemerkbar macht, so daß sich selbst bei einem sich überlagernden Fehlerdoppelsignal über die Erfassung der Unschärfe der Abbildung die Signale voneinander trennen las sen. For the assignment of the individual error signals to each other, it is of particular advantage that makes the blur of the error signals not only in the direction of the error double signals causing peak broadening, but also across it noticeable, so that even with an overlapping error double signal concerning the collection of the blur of the image signals separated las sen.

Eine Verbesserung der Auswertbarkeit der Fehlersignale er gibt sich bei den Ausführungsformen nach Anspruch 4 bis 6 bzw. Anspruch 16. An improvement of the readability of the error signals it is located in the embodiments according to claim 4 to 6 or claim sixteenth

Bei den Ausführungsformen nach Anspruch 7 bzw. 17 und 18 er gibt sich trotz der schrägen Beobachtung stets eine scharfe Abbildung des Inspektionsbereiches auf die Photoempfängeran ordnung der verwendeten Photoempfängerkamera. In the embodiments according to claim 7 or 17 and 18, it is in spite of oblique observation always a sharp image of the inspection area on the order of Photoempfängeran photoreceptor camera used.

Besonders einfache Ausführungsformen der Erfindung sind in Anspruch 8 und 9 bzw. 19 beschrieben. Particularly simple embodiments of the invention are described in claims 8 and 9 and 19 respectively.

Durch die Ausführungsformen nach Anspruch 10 und 11 läßt es sich erreichen, daß die beiden Fehlersignale eines Fehlerdop pelsignals im wesentlichen in gleicher Weise von den auf den Fehler auftreffenden Beleuchtungsstrahlen erfaßt werden, so daß die Unterschiede in den erfaßten Fehlersignalen aus schließlich von der unterschiedlich scharfen Abbildung der Fehler durch die Photoempfängerkamera hervorgerufen werden. By the embodiments according to claims 10 and 11, it can be achieved that the two error signals of a Fehlerdop be pelsignals detected in substantially the same manner of the light incident on the error illumination beam, so that the differences in the detected error signals from eventually of the differently sharp imaging the error caused by the photoreceiver camera.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 12 lassen sich hin gegen Fehler an der Oberseite des Materials besonders prä zise von im Material befindlichen Fehlern unterscheiden. In the embodiment according to claim 12 let down against errors on the upper side of the material particularly pre zise differ from present in the material defects.

Eine für die Bestimmung der Lage eines Fehlers im Material besonders günstige Signalverbreiterung erhält man bei der Ausführungsform nach Anspruch 13. A particularly favorable for determining the position of a fault in the signal broadening material is obtained in the embodiment according to claim. 13

Die Ausführungsformen nach den Ansprüchen 20 bis 22 sind vor gesehen, um bei der Untersuchung von auf seiner Unterseite mit einem Beugungsgitter versehenen Material den störenden Einfluß der wellenlängenabhängigen Lage der höheren Beugungs ordnungen zu beseitigen. The embodiments according to claims 20 to 22 are seen to eliminate orders of the disturbing influence of the wavelength-dependent location of the higher diffraction when investigating provided on its underside with a diffraction grating material.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; The invention will be described for example with reference to the drawing; in dieser zeigt: This shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer optischen Fehler inspektionsvorrichtung, Fig. Inspecting apparatus 1 is a schematic representation of an optical error,

Fig. 2 eine stark vereinfachte schematische Ansicht der Fehlerinspektionsvorrichtung nach Fig. 1 in Vorschub richtung des Materials, Fig. 2 is a highly simplified schematic view of the defect inspection apparatus of FIG. 1 in the feed direction of the material,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des von der Diodenzei lenkamera abgegebenen Videosignals im Falle verschie dener im Material befindlicher Fehler, und zwar als Amplituden-Ortsdiagramm, Fig. 3 is a schematic representation of the steering Diodenzei ou output video signal in the case of various Dener in the material befindlicher error, as a local-amplitude diagram,

Fig. 4 eine schematische Ansicht entsprechend Fig. 2, Fig. 4 is a schematic view corresponding to Fig. 2,

Fig. 5 eine Darstellung des Videosignals entsprechend Fig. 3 für einen in Fig. 4 dargestellten Oberflächenfehler, Fig. 5 is a representation of the video signal corresponding to FIG. 3 for a shown in Fig. 4 surface defects,

Fig. 6 eine schematische Ansicht der Fehlerinspektionsvor richtung entsprechend Fig. 2, Fig. 6 is a schematic view of the Fehlerinspektionsvor direction corresponding to Fig. 2,

Fig. 7 eine schematische Darstellung des Videosignals ent sprechend Fig. 3, im Falle eines in Fig. 6 darge stellten Fehlers im zu untersuchenden Material, Fig. 7 is a schematic representation of the video signal accordingly Fig. 3, in case of a presented in Fig. 6 Darge error in material to be examined,

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer anderen opti schen Fehlerinspektionsvorrichtung, Fig. 8 is a schematic illustration of another optical rule defect inspection device,

Fig. 9 eine weitere Darstellung einer optischen Fehler inspektionsvorrichtung mit telezentrischem Strahlen gang, Fig. 9 is a further illustration of an optical defect inspection apparatus with telecentric beam path,

Fig. 10 eine schematische Ansicht einer optischen Fehlerin spektionsvorrichtung nach Fig. 8 oder 9 quer zur Vor schubsrichtung des Materials, Fig. 10 is a schematic view of an optical errors in inspection apparatus of FIG. 8 or 9 transverse to the front of the thrust direction of the material,

Fig. 11 eine dreidimensionale perspektivische Darstellung der Videosignale der in Reflexion arbeitenden Diodenzeilenkamera der optischen Fehlerinspektionsvorrichtung nach Fig. 8 oder 9, Fig. 11 is a three-dimensional perspective view of the video signals of operating in reflection diode line camera of the optical defect inspection apparatus of FIG. 8 or 9,

Fig. 12 eine weitere Ausführungsform einer optischen Fehler inspektionsvorrichtung mit senkrecht auf die Ober fläche des Materials auftreffenden Beleuchtungsstrah len und einem an der Unterseite des Materials ange ordneten Beugungsgitter, Fig. 12 shows a further embodiment of an optical defect inspection apparatus with surface perpendicular to the top of the material impinging Beleuchtungsstrah len and attached to the underside of the material associated diffraction grating,

Fig. 13 das von einer Diodenzeilenkamera der Fehlerinspek tionsvorrichtung nach Fig. 12 gelieferte Fehler- Videosignal als Amplituden-Ortsdiagramm bei einem in Fig. 12 dargestellten Oberflächenfehler, Fig. 13, by a diode line camera 12 Fehlerinspek error supplied tion device according to Fig. Video signal as an amplitude-location diagram at a in Fig. 12 shown surface defects,

Fig. 14 ein Blockschaltbild für eine Auswerteelektronik, die bei der mit einer Diodenzeilenkamera in Reflexion arbeitenden Fehlerinspektionsvorrichtung nach Fig. 1 angewendet werden kann, Fig. 14 is a block diagram for a transmitter that can be used when having a diode line camera operating in reflection defect inspection apparatus of FIG. 1,

Fig. 15 ein Blockschaltbild einer Auswerteelektronik für eine in Reflexion und Transmission arbeitende opti sche Fehlerinspektionsvorrichtung, und Fig. 15 is a block diagram of a transmitter for operating in reflection and transmission opti cal defect inspection device, and

Fig. 16 ein Blockschaltbild einer Auswerteelektronik für eine optische Fehlerüberwachungsvorrichtung nach Fig. 8 oder 9. Fig. 16 is a block diagram of a transmitter for an optical fault monitoring apparatus of FIG. 8 or 9.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander ent sprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In the various figures of the drawing ent speaking components are each denoted by the same reference numerals.

Nach Fig. 1 wird eine Lichtquelle 11 mittels eines Konden sors 12 auf eine Blende 10 abgebildet, die die Eintritts pupille eines Beleuchtungsstrahlengangs bildet. According to Fig. 1, a light source 11 by means of a condensate is sors imaged on a screen 10 12 which forms the inlet pupil of an illumination beam path. Die Blende 10 wird von einem Hohlspiegelstreifen 13 in ein Objektiv 15 einer Diodenzeilenkamera 16 abgebildet. The aperture 10 is imaged by a concave mirror strip 13 in a lens 15 of a diode line camera sixteenth Bei dieser Abbildung wird der vom Hohlspiegelstreifen 13 kommende Beleuchtungs strahlengang an einem zu untersuchenden, ebenen transparen ten Material 14 endlicher Dicke unter Bildung eines Beleuch tungsstreifens 17 reflektiert, der in der Einfallsebene des Mittenstrahls 18 angeordnet ist und quer zur Vorschubs richtung F des Materials 14 verläuft. In this illustration, the coming from the concave mirror strip 13 illumination is tung strip 17 is reflected, which is arranged in the plane of incidence of the central beam 18 and extends transversely to the feed direction F of the material 14 beam path to a subject to be examined, planar transparen th material 14 of finite thickness to form a BL LEVEL , Die Diodenzeile 19 der Diodenzeilenkamera 16 ist über eine Ausleseelektronik 20 mit einem Ausgang 21 verbunden, an den eine Auswerteelektronik 50 ( Fig. 14-16) anschließbar ist. The diode array 19 of the diode line camera 16 is connected to readout electronics 20 with an output 21 to which a transmitter 50 (Fig. 14-16) is connectable.

Die Diodenzeilenkamera 16 ist so angeordnet, daß das Objek tiv 15 eine mit dem Beleuchtungsstreifen 17 im wesentlichen zusammenfallende Inspektionslinie auf die Diodenzeile 19 ab bildet. The diode line camera 16 is arranged so that the OBJEK forms a tiv 15 with the lighting strip 17 is substantially coincident inspection line on the diode row 19 from. Um dabei eine scharfe Abbildung zu erreichen, ist die Diodenzeile 19 so unter einem Winkel zur optischen Achse 22 des Objektivs 15 angeordnet, daß sich die Verlängerung der Diodenzeile 19 mit einer Verlängerung des Beleuchtungs streifens 17 bzw. der Inspektionslinie in einem Punkt P schneidet, der in der Objektivebene 23 des Objektivs 15 liegt. In order to achieve a sharp image, the diode array 19 is disposed at an angle to the optical axis 22 of the lens 15, that the extension of the diode array intersects 19 with an extension of the lighting strip 17 and the inspection line at a point P, the is located in the lens plane 23 of the objective 15 °. Die Objektivebene 23 steht dabei in Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene. The lens plane 23 is perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1. Die durch die Diodenzeile 19 und den Be leuchtungsstreifen 17 bzw. die Inspektionslinie gegebene Ebene fällt also mit der durch den Mittenstrahl 18 und eine auf dem Beleuchtungsstreifen 17 stehende Normale zum Mate rial 14 gegebenen Einfallsebene zusammen. The line through the diodes 19 and the Be leuchtungsstreifen 17 or the inspection line given plane thus coincides with the plane of incidence 14 given by the stationary center beam 18 and one on the lighting strip 17 normal to the mate rial.

Unterhalb des transparenten Materials 14 kann eine weitere in Transmission arbeitende Diodenzeilenkamera 16 ′ angeordnet sein, in deren Objektiv 15 ′ die Blende 10 ebenfalls abgebil det ist. Below the transparent material 14, a further working in transmission diode line camera 'may be arranged in the lens 15' 16, the diaphragm 10 also is abgebil det. Die Diodenzeile 19 ′, die über eine Ausleseschaltung 20 ′ mit einem Ausgang 21 ′ verbunden ist, ist so angeordnet, daß sich ihre Verlängerung mit der Verlängerung des Beleuch tungsstreifens 17 bzw. Inspektionslinie im Punkt P schnei det, der in der Objektivebene 23 ′ des Objektivs 15 ′ liegt. The diode array 19 ', which via a read-out circuit 20' to an output 21 'is connected is arranged so that its extension with the extension of the Ligh ting strip 17 and inspection line at the point P schnei det, in the lens plane 23' of the lens 15 'is located.

Die Funktionsweise der optischen Fehlerinspektionsvorrich tung nach Fig. 1 wird nun im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 7 näher beschrieben. The operation of the optical Fehlerinspektionsvorrich processing of FIG. 1 will now be described below with reference to FIGS. 2 to 7 in more detail. Da anstelle eines im Be reich des Beleuchtungsstreifens 17 konvergenten Beleuch tungsstrahlengangs auch mit einem telezentrischen Strahlen gang gearbeitet werden kann, ist der Übersichtlichkeit hal ber in den Fig. 2, 4 und 6 eine telezentrische Beleuchtung, also eine Beleuchtung mit parallel zueinander verlaufenden Beleuchtungsstrahlen 25 dargestellt. Since rich lighting strip 17 convergent BL LEVEL can be worked tung beam path gear with a telecentric beam instead of the loading of the clarity hal via a telecentric illumination, that is an illumination with mutually parallel illumination beam 25 is shown in FIGS. 2, 4 and 6 shown , Wie in den Fig. 2, 4 und 6 gezeigt, treffen die einzelnen Beleuchtungsstrahlen 25 jeweils unter einem Winkel α zur Normalen 24 auf die Ober fläche des Materials 14 auf und werden sowohl reflektiert als auch teilweise in das Material 14 hineingebrochen. As shown in FIGS. 2, 4 and 6, each illumination beam 25 are respectively incident at an angle α to the normal 24 to the upper surface of the material 14 and are reflected both partially refracted as in the material 14. Die in das Material eingedrungenen Beleuchtungsstrahlen treffen unter einem Winkel β auf die untere Oberfläche des Materials 14 auf, werden dort reflektiert und treten durch die obere Oberfläche des Materials 14 aus, wo sie unter dem Winkel α zur Diodenzeilenkamera 16 gelangen. The penetrated into the material of illumination beams are incident at an angle β to the lower surface of the material 14, where they are reflected and pass through the upper surface of the material 14 from where they enter at the angle α to the diode line camera sixteenth

Der Übersichtlichkeit halber wurden in den Fig. 2, 4 und 6 einige der reflektierten und transmittierten Strahlen wegge lassen. For clarity, been shown in FIGS. 2, 4 and 6 Wegge let some of the reflected and transmitted beams.

Befindet sich in der Oberfläche des Materials 14 ein Defekt oder Fehler, der absorbierend und/oder streuend sein kann, wie bei I dargestellt, so erfaßt der an der Unterseite des Materials 14 reflektierte Beleuchtungsstrahl 25 , der sich in Position 1 befindet, den Fehler I. Gleichzeitig erfaßt auch der in Position 2 befindliche Beleuchtungsstrahl 25 den Fehler I, so daß sowohl das an der Oberseite des Materials 14 reflektierte als auch das in das Material 14 hineinge brochene Licht des in Position 2 befindlichen Beleuchtungs strahls 25 vom Fehler I beeinflußt wird. A defect or error which may be absorbent and / or springy, such as at I is shown in the surface of the material 14, so detects the light reflected at the bottom of the material 14 illumination beam 25, which is in position 1, the error I . at the same time, the illumination beam 25 located in position 2 detects the error I, so that both the light reflected at the top of the material 14 and the hineinge in the material 14 brochene light of the illumination present in the 2-position beam is influenced 25 by the error I. Es ergibt sich somit ein Fehlersignal A 1 , das von der Diodenzeilenkamera 16 am Ort des Fehlers I erfaßt wird. This results in an error signal A 1, which is detected by the diode line camera 16 of the error I in place. Gleichzeitig sieht die Diodenzeilenkamera 16 am Ort I′ der Oberseite des Materials 14 ein vorzugsweise unscharfes Bild des Fehlers I, da der an dieser Stelle normalerweise austretende Beleuchtungsstrahl 25 von Position 2 durch den Fehler I geschwächt ist. At the same time diode line camera 16 looks at the location I 'of the top of the material 14 is a preferably blurred image of the fault I, since the normally exiting at this point illumination beam is weakened 25 from position 2 by the error I. Die Unschärfe des Bildes am Ort I′ ergibt sich aus der optischen Wegdifferenz zwischen dem Ort des Fehlers I und dem Ort I′, auf den die Diodenzeilenkamera 16 scharfgestellt ist. The blurring of the image at the location I 'resulting from the optical path difference between the location of the fault and the location I I', to which the diode line camera is in focus 16th Das Licht des in Position 3 befindlichen Beleuchtungsstrahls 25 , das am Ort I′ auf die Oberseite des Materials 14 auftrifft, wird dort ungestört reflektiert, so daß sich ein verringer tes Fehlersignal A 2 ergibt, das ebenfalls durch den Fehler I hervorgerufen ist. The light of the illumination beam 25 located in position 3 which is incident at the point I 'on the top of the material 14, is reflected there undisturbed, so that a verringer th error signal A 2 results, which is also caused by the error I.

Aufgrund der Unschärfe ergibt sich am Ort I′ ein verringer tes und verbreitertes Fehlersignal A 2 , das mit durchge zogener Linie dargestellt ist. Due to the uncertainty arises at the location I 'a verringer tes and widened error signal A 2, which is illustrated with solid line Runaway. Bei einer Abbildung der In spektionslinie mit großer Schärfentiefe ergibt sich das bei A 2 gestrichelt dargestellte Fehlersignal. In an illustration of the in inspection line with a large depth of field is error signal in phantom at A 2 shown the results. Es zeigt sich also, daß die Signalverringerungen infolge der Unschärfe und infolge der unterschiedlichen Lichtbeeinflussung durch den Fehler I in der gleichen Richtung wirken. It is thus apparent that the signal decreases due to blur and due to the different light influencing effect by the error I in the same direction.

Aus dem Abstand d I der Fehlersignale A 1 , A 2 läßt sich die Höhe h des Fehlers im Material nach der folgenden Formel bestimmen: From the distance d of the error signals I A 1, A 2, the height h of the fault in the material can be determined according to the following formula:

d = 2h · tanβ (1) d = 2h · tanβ (1)

β ergibt sich dabei aus dem Brechungsgesetz n 1 ×sinα=n 2 ×sinβ. β results from the law of refraction n 1 x sin .alpha = n × sinβ 2.

d ergibt sich dabei unter Berücksichtigung des Abbildungs maßstabs der Diodenzeilenkamera aus der Lage der Fehler signale A 1 , A 2 auf der Diodenzeile 19 . d is obtained while taking account of the imaging scale of the diode line camera from the position of the error signals A 1, A 2 on the diode row 19th Der Abstand d wird zu einem Maximum, wenn sich der Fehler, wie der Fehler I in Fig. 2 an der oberen Oberfläche des Materials 14 befindet. The distance d is a maximum when the error such as the error I is in Fig. 2 on the upper surface of material 14. In diesem Fall wird die Höhe h des Fehlers gleich der Material dicke s. In this case, the height h of the error is equal to the material thickness s.

Der Abstand d wird zu Null, wenn sich der Fehler, wie der Fehler III in Fig. 2, an der unteren Oberfläche des Mate rials 14 befindet. The distance d to zero when the error such as the error III in Fig. 2, located on the lower surface of the mate rials fourteenth In diesem Fall wird nur der in Position 4 befindliche Beleuchtungsstrahl 25 bei seiner Reflexion an der Unterseite des Materials 14 vom Fehler III beeinflußt. In this case, only the light beam 25 located in position 4 is affected as it is reflected at the bottom of the material 14 from the error III. Die Diodenzeile 16 erfaßt somit ein einziges Fehlersignal A 5 , das der Stelle III′ auf der Oberseite des Materials 14 zugeordnet wird. The diode array 16 thus detects a single error signal A 5, which is' mapped on top of the material 14 of the site III.

Befindet sich der Fehler zwischen den Oberflächen des Mate rials 14 , wie der Fehler II in Fig. 2, so werden die in Posi tion 3 und 5 befindlichen Beleuchtungsstrahlen 25 einmal vor ihrer Reflexion an der Unterseite des Materials 14 (Beleuch tungsstrahl 25 in Position 3 ) und einmal nach ihrer Reflexion an der Unterseite des Materials 14 (Beleuchtungs strahl 25 in Position 5 ) durch den Fehler II beeinflußt. The error between the surfaces of mate rials 14 as the error II is shown in FIG. 2, then the in Posi tion 3 and 5 located illumination beam 25 once before they are reflected at the bottom of the material 14 (Ligh ting beam 25 in position 3 affected) and once after being reflected at the bottom of the material 14 (illumination beam 25 in position 5) by the error II. Es ergeben sich somit zwei Fehlersignale A 3 und A 4 , die den Orten II′ und II′′ auf der Oberseite des Materials 14 zugeord net sind. Thus, there are two error signals A 3 and A 4, which are the places net zugeord II 'and II' 'on top of the material fourteenth Bei Abbildung mit großer Schärfentiefe sind die beiden Fehlersignale im wesentlichen gleich hoch, wie ge strichelt dargestellt. In figure with large depth of field, the two error signals are substantially the same height, as shown ge dashed lines.

Befindet sich ein relativ großflächiger Fehler IV im wesent lichen an der oberen Oberfläche des Materials 14 , so ergibt sich das in Fig. 5 schematisch dargestellte Fehlersignal A 6 , das unterschiedliche Signalamplituden aufweist. A relatively large surface area is in error IV Wesent union on the upper surface of the material 14, the result is shown in Fig. 5, shown schematically error signal A 6, having different signal amplitudes. Die zwischen Position 1 und im wesentlichen Position 3 befindlichen Be leuchtungsstrahlen 25 erfassen den Fehler IV von der Unter seite her, während die zwischen Position 2 und Position 4 befindlichen Beleuchtungsstrahlen 25 den Fehler von der Ober seite her feststellen. The Be located between position 1 and position 3 substantially leuchtungsstrahlen 25 detect the fault IV from the lower side, while the illuminating beam located between position 2 and position 4 25 detect the error from the upper side. Somit ergibt sich im Bereich iv des Fehlersignals A 6 , der mit dem Ort x des Fehlers IV im Mate rial 14 entspricht, ein höheres Fehlersignal als im Bereich iv′, wo der Fehler nur noch von den zwischen Position 3 und Position 4 befindlichen Beleuchtungsstrahlen von oben her erfaßt wird. Thus, the error signal A 6, corresponding with the location x of the error IV mate rial 14, a higher error signal than in the region iv ', results in the region IV where the error only by the between position 3 and located position 4 illumination beam of is detected above. Die Länge des zweiten Abschnitts iv′ des Fehler signals A 6 entspricht dabei dem Signalabstand d zwischen zwei Einzelfehlersignalen, wie sie bei kleinen Fehlern auf treten. The length of the second portion iv 'of the error signal A 6 corresponds to the signal distance d between two individual error signals, as they occur in small errors on. Somit lassen sich große Oberflächenfehler sowohl an einem gestuften Fehlersignal, entsprechend dem Fehlersignal A 6 , als auch aufgrund der Länge d des zweiten Signalab schnitts als solche erkennen. Thus, large surface errors can be both at a stepped error signal corresponding to the error signal A 6, as a section seen as such due to the length d of the second Signalab.

Erfindungsgemäß kann durch das Auftreten eines Fehlerdoppel impulses A 1 , A 2 bzw. A 3 , A 4 innerhalb des maximal möglichen Abstandes d auf einen Fehler oberhalb der unteren Oberfläche geschlossen werden. According to the invention can be closed on a fault above the lower surface by the occurrence of a fault double pulse A 1, A 2 or A 3, A 4 within the maximum possible distance d. Die Feststellung des Doppelimpulses wird erhärtet durch das charakteristische Amplitudenverhältnis A 1 zu A 2 bzw. A 3 zu A 4 . The determination of the double pulse is confirmed by the characteristic amplitude ratio A 1 to A 2 or A 3 to A fourth

Die Fehlerauswertung kann in einer an die Diodenzeilenkamera 16 angeschlossene Auswerteelektronik 50 (siehe Fig. 14 bis 16) erfindungsgemäß nach der oben angegebenen Formel ( 1 ) vor genommen werden, wobei durch eine einfache Rechenschaltung aus der Größe d und dem bekannten Winkel α (bzw. β) die Fehlerhöhe h bestimmt werden kann. The error evaluation can in a device connected to the diode line camera 16 transmitter 50 (see FIGS. 14 to 16) according to the invention according to the above formula (1) are taken before, wherein (by a simple arithmetic circuit from the size d and the known angle α and β) the error height h can be determined.

Mit der vergleichsweise einfachen Oberflächeninspektionsvor richtung können unter Umständen bei sehr großflächigen Feh lern und einem sehr geringen Abstand des Fehlers von der unteren Oberfläche Probleme auftreten. With the comparatively simple Oberflächeninspektionsvor direction may be able to learn at a very large Feh and occur a very small distance of the fault from the lower surface problems. Um dem entgegenzuwir ken, kann zweckmäßig auch noch unter dem Material 14 eine Diodenzeilenkamera 16 ′ angeordnet sein, wie dies in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist. To the entgegenzuwir ken may be a diode line camera 16 suitably arranged also under the material 14 ', as shown in phantom in FIG. 1.

In Fig. 6 ist ein Fehler V in einem relativ geringen Abstand h von der unteren Oberfläche des Materials 14 dargestellt. An error V in a relatively short distance H from the lower surface of the material 14 shown in Fig. 6. Die in Reflexion arbeitende Diodenzeilenkamera 16 erzeugt hierbei ein Fehlersignal A 7 , das möglicherweise nur eine geringe Abstufung aufweist, da die Unschärfeunterschiede relativ gering sein können. The operating in reflection diode line camera 16 in this case generates an error signal A 7, possibly having only a low gradation, because the blur differences can be relatively small. Die in Fig. 6 nicht dargestellte unterhalb des Materials 14 angeordnete, in Transmission arbeitende Diodenzeilenkamera 16 ′ erfaßt die durch das Material 14 hindurchgegangenen Beleuchtungsstrahlen 25 ′, wobei nur die zwischen den in Position 1 und Position 2 befindlichen Beleuchtungsstrahlen auf das Material 14 auftreffenden Beleuchtungsstrahlen 25 durch den Fehler V beeinflußt zur Diodenzeilenkamera 16 gelangen. . In Figure 6, not shown, disposed below the material 14, operating in transmission diode line camera 16 'detects the transmitted through the material 14 illumination beam 25', only the incident between the located at position 1 and position 2 the illumination beam on the material 14 the illumination beam 25 V influenced by the error to the diode line camera 16 pass. In Position 3 ist ein derartiger Beleuchtungsstrahl 25 dargestellt, der den Fehler V erfaßt, bevor er zur Unterseite des Materials 14 gelangt. In position 3, such an illumination beam 25 is shown, which detects the error V before it reaches the bottom of the material fourteenth Die in Transmission arbeitende Diodenzeilen kamera 16 erfaßt somit ein Fehlersignal A′ 7 , das in Fig. 7 zusammen mit dem Fehlersignal A 7 der Diodenzeilenkamera 16 dargestellt ist. The operating in transmission diode line camera 16 thus detects an error signal A '7, which is shown in Fig. 7 together with the error signal A 7 of the diode line camera 16.

Die Breite b des Fehlersignals A′ 7 der in Transmission arbeitenden Diodenzeilenkamera entspricht dabei im wesent lichen dem Fehlerdurchmesser entlang der Inspektionslinie. The width b of the error signal A '7 of working in transmission diode line camera corresponds to the union Wesent the error diameter along the inspection line.

Die Breite d′ V des Fehlersignals A 7 , das von der in Reflexion arbeitenden Diodenzeilenkamera 16 geliefert wird, entspricht der Summe aus dem Fehlerdurchmesser entlang der Inspektionslinie und der Länge zwischen den Austrittspunkten 3 ′ und 2 ′ der in Position 3 bzw. Position 2 befindlichen Beleuchtungsstrahlen 25 , die dem Abstand des in Position 2 befindlichen, an der Unterseite des Materials 14 reflektier ten Beleuchtungsstrahls 25 in der jeweiligen Fehlerhöhe h. The width d 'V of the error signal A 7, which is supplied from the operating in reflection diode line camera 16 corresponds to the sum of the error diameter along the inspection line, and the length between the exit points 3' and 2 'of the contained 3 or position 2 in position illumination beam 25, the distance of the located in position 2 on the underside of the material 14 reflektier th illumination beam 25 in the respective error height h.

Die Länge der Differenz der beiden Fehlersignale (d′ V -b) hängt also nur ab vom Einfallswinkel α (bzw. β) der Beleuch tungsstrahlen 25 und von der Fehlerhöhe h im Material 14 . Thus, the length of the difference between the two error signals (d 'V-b) depends only on the angle of incidence α (or β) of the rays 25 and h Ligh ting from the error amount in the material fourteenth

Die Differenz (d′-b) wird 0, wenn der Fehler sich an der unteren Oberfläche des Materials 14 befindet, wenn also h=0 ist. The difference (d-b) is 0 when the error is located on the lower surface of the material 14, that is, when h = 0th In diesem Fall haben die Fehlersignale A 7 und A 7 ′ der beiden Diodenzeilenkameras 16 , 16 ′ die gleiche Breite b. In this case, the error signals A 7 and A 7 'of the two diode-array cameras 16, 16' have the same width b. Die Differenz (d′-b) wird maximal, wenn sich der Fehler an der oberen Oberfläche des Materials 14 befindet, wenn also h=s ist. The difference (d-b) is a maximum when the error to the upper surface of the material 14 located in a so if s = h. Das Maximum der Differenz hängt von der Dicke s des Materials ab. The maximum of the difference depends on the thickness s of the material.

Durch die elektronische Berechnung der Differenz (d′-b) in der Rechenschaltung 31 der Auswerteelektronik 30 kann nun neben der Fehlerbreite b in Richtung der Inspektionslinie auch die Fehlerhöhe h eindeutig bestimmt werden, und zwar nach der Formel: By the electronic calculation of the difference (d-b) in the arithmetic circuit 31 of the transmitter 30 is now adjacent to the defect width b in the direction of the inspection line, the error height h can be uniquely determined, namely according to the formula:

d′-b = 2h · tanβ (2) d-b = 2h · tanβ (2)

Dabei läßt sich β wiederum mittels des Brechungsgesetzes aus dem Einfallswinkel α berechnen. In this case, β α can be calculated again by means of the law of refraction of the incident angle.

Erfaßt die in Reflexion arbeitende Diodenzeilenkamera 16 ein Fehlerdoppelsignal, so entspricht der Ort x des ersten Teils des Fehlerdoppelsignals im wesentlichen dem Ort eines Fehler signals, das von der in Transmission arbeitenden Diodenzei lenkamera 16 ′ erfaßt ist. Detects the operating in reflection diode line camera 16, an error double signal, the position x corresponds to the first part of the error double signal substantially to the location of an error signal which is' detected by the working in transmission Diodenzei steering ou 16th Damit ist auch beim Auftreten von Fehlerdoppelsignalen die Festlegung von d′-b auf ähnliche Weise eindeutig möglich. Thus the definition of d'-b in a similar manner is clearly possible in the event of error double signals.

Bei transparentem Material kann auch mit einer mit großer Schärfentiefe arbeitenden Diodenzeilenkamera untersucht werden, wenn gleichzeitig in Reflexion und Transmission gearbeitet wird. In transparent material may also be examined with an operating with large depth diode line camera, when operating simultaneously in reflection and transmission.

Bei unscharfer Beobachtung wird ein Fehler, zB der Fehler II in Fig. 2, der als streuender und/oder absorbierender Feh ler angenommen, erscheint also dann, wenn er von dem in Posi tion 5 befindlichen Beleuchtungsstrahl 25 beleuchtet wird, was dem Beobachtungsort II′ entspricht, nur relativ wenig unscharf, während er bei einer Beleuchtung mit dem in Posi tion 3 befindlichen Beleuchtungsstrahl 25 , was einem Beobach tungsort II′′ entspricht, deutlich unschärfer als vorher. In blurred observation is an error such as the error II in Fig. 2, the assumed ler as scattering and / or absorbing Def, that appears when it is located on the tion in Posi 5 illuminating beam 25 illuminates what the observation II ' corresponds to relatively little out of focus, while 'corresponds to an illumination with the Posi tion in 3 located illumination beam 25, representing a obser tungsort II', considerably less sharp than previously. Auf grund der mehr oder weniger scharfen Abbildung des Fehlers durch die Diodenzeilenkamera 16 ergibt sich eine Änderung in der Fehlersignalamplitude, aus der ebenfalls auf die Höhe des Fehlers innerhalb des zu untersuchenden Materials 14 ge schlossen werden kann. Due to the more or less sharp image of the defect by the diode line camera 16 there is a change in error signal amplitude, from the ge also on the amount of error within the material 14 to be examined can be closed. Mittels dieser Unschärfe bedingten Fehlersignal-Amplitudenänderungen läßt sich also ein Kriterium für die einander zuzuordnenden Fehlersignale finden. So using this blur caused error signal amplitude changes can find a criterion for each allocated error signals.

Bei zu untersuchenden Materialien, die auf der Unterseite nahezu lichtundurchlässig verspiegelt sind, so daß mit einer zusätzlichen, in Transmission arbeitenden Diodenzeilenkamera nicht gearbeitet werden kann, um die Fehlerlagen eindeutig zu bestimmen, läßt sich für einen im Material vorliegenden großen Fehler, der zB als Fehler V in Fig. 6 dargestellt ist, das gestufte Fehlersignal erzeugen. When to be examined materials that are mirrored nearly opaque at the bottom, so that it can not be used with an additional, working in transmission diode line camera to determine the error locations clear of, for example, can be for a present in the material of large error, an error V is shown in Fig. 6, generate the stepped error signal. Aus der Länge der Stufe läßt sich dann wiederum der Abstand d der beiden in unterschiedlichen Ebenen beobachteten Bildern des Fehlers ermitteln, um die Fehlerhöhe eindeutig zu bestimmen. From the length of the stage, the distance can then be determined again d the two observed in different planes pictures of the failure to determine the error level unique. Dabei liefert die Unschärfe bedingte Amplitudenänderung im Fehler signal ein weiteres Maß für die Höhe des Fehlers im Mate rial. Here, the blur induced amplitude variation in the error signal provides a further measure of the amount of error in the mate rial.

Ist das Verhältnis der beiden in einem Fehlersignal vorkom menden Signalamplituden gleich einem Maximalwert, so befin det sich der beobachtete Fehler an der oberen Oberfläche des Materials 14 und wird demzufolge einmal scharf und einmal völlig unscharf beobachtet. Is the ratio of the two in an error signal vorkom Menden signal amplitudes equal to a maximum value, det befin the error observed on the upper surface of the material 14 and is therefore once again completely sharp and unsharp observed. Tritt andererseits in einem unscharf beobachteten Fehlersignal keine Änderung der Fehler signalamplitude auf, so befindet sich der Fehler an der unte ren Oberfläche des Materials 14 und wird mit einer mittleren Unschärfe beobachtet. On the other hand occurs in a focus error signal observed no change in error signal amplitude, so there is the error in the unte ren surface of the material 14 and is observed with a mean blur.

Die in Fig. 8 gezeigte optische Fehlerinspektionsvorrichtung besitzt eine Lichtquelle 11 , die über einen als Kondensor 12 ′ dienenden Hohlspiegelstreifen auf eine Blende 10 abgebil det wird. The optical defect inspection apparatus shown in FIG. 8 has a light source 11 which is abgebil det a 'serving as a condenser 12 concave mirror strips on a diaphragm 10. Die Blende 10 wird von einem weiteren Hohlspiegel 13 über einen Umlenkspiegel 26 und das Material 14 in ein Objektiv 15 einer Diodenzeilenkamera 16 abgebildet, wobei die Beleuchtungsstrahlen 25 , die auf dem Material einen Beleuchtungsstreifen 17 bilden, vom Material 14 zum Objektiv 15 hin reflektiert werden. The aperture 10 is imaged by a further concave mirror 13 via a deflecting mirror 26 and the material 14 in a lens 15 of a diode line camera 16, the illumination beam 25, which form on the material a lighting strip 17, are reflected by the material 14 to the lens 15 side.

Unterhalb des Materials 14 kann wiederum eine zweite, in Transmission arbeitende Diodenzeilenkamera 16 ′ vorgesehen sein. Below the material 14, in turn, a second, working in transmission diode line camera 16 may be provided '.

Die von den einzelnen Beleuchtungsstrahlen 25 gebildete Be leuchtungsebene schließt mit einer Normalen 24 zur Material oberfläche einen Winkel α ein. The Be formed by each illumination beam 25 leuchtungsebene includes with a normal 24 to the surface of the material an angle α a. Die Beleuchtungsstrahlen 25 sind somit in einer senkrecht zum Beleuchtungsstreifen 17 stehenden Ebene geneigt. The illumination beam 25 are thus inclined in a direction perpendicular to the light strip 17 level.

Das Objektiv 15 der Diodenzeilenkamera 16 bildet wiederum den Beleuchtungsstreifen 17 bzw. eine in dessen Bereich lie gende Inspektionslinie auf die Diodenzeile 19 der Diodenzei lenkamera 16 ab. Turn the lens 15 of the diode line camera 16 images the light strip 17 and a lie in the range constricting inspection line on the diode row 19 of the steering Diodenzei ou 16th Dabei ist die Diodenzeile 19 parallel zum Beleuchtungsstreifen 17 und senkrecht zur optischen Achse des Objektivs 15 angeordnet. The diode array 19 is arranged parallel to the lighting strips 17 and perpendicular to the optical axis of the objective 15 °.

Die in Fig. 9 gezeigte Fehlerinspektionsvorrichtung weist eine lineare Lichtquelle 11 auf, die eine Blende 10 beleuch tet. The defect inspection apparatus shown in Fig. 9 has a linear light source 11, a diaphragm 10 tet BL LEVEL. Die Blende 10 wird von einem ersten Hohlspiegelstreifen 13 ′ nach Unendlich abgebildet, wobei der Beleuchtungsstrah lengang zwischen der Blende 10 und dem ersten Hohlspiegel streifen 13 durch zwei Umlenkspiegel 27 , 28 aufgefaltet ist. The aperture 10 is imaged by a first concave mirror strip 13 'to infinity, the Beleuchtungsstrah beam path between the diaphragm 10 and the first concave mirror strip 13 by two deflecting mirrors 27, is folded 28th

Die von dem ersten Hohlspiegelstreifen 13 ′ kommenden zuein ander parallelen Beleuchtungsstrahlen 25 treffen in einem Beleuchtungsstreifen 17 auf das zu inspizierende Material 14 auf und werden von diesem auf einen zweiten Hohlspiegelstrei fen 13 ′′ reflektiert, der die Blende 10 über einen weiteren Umlenkspiegel 28 ′ in ein Objektiv 15 einer Diodenzeilen kamera 16 abbildet. From the first concave mirror strip 13 'coming zuein other parallel illumination beam 25 meet in a lighting strip 17 of the material to be inspected 14 and from this to a second Hohlspiegelstrei fen 13' 'reflected, the diaphragm 10 via a further deflecting mirror 28' in a lens 15 of a diode line camera 16 maps. Die Diodenzeilenkamera ist wiederum so angeordnet, daß ihr Objektiv den Beleuchtungsstreifen 17 auf die Diodenzeile 19 abbildet, die senkrecht zur optischen Achse des Objektivs 15 steht. The diode line camera is in turn arranged so that its lens images the light strip 17 to the diode array 19 which is perpendicular to the optical axis of the objective 15 °.

Die Funktion der in Fig. 8 oder 9 dargestellten Fehlerinspek tionsvorrichtung wird anhand der Fig. 10 und 11 näher erläu tert. The function of the Fehlerinspek shown in Fig. 8 or 9 is tert tion device with reference to FIGS. 10 and 11 erläu detail.

Wie Fig. 10 zeigt, treffen die Beleuchtungsstrahlen 25 unter einem Winkel α auf die Oberseite des Materials 14 auf und bilden dort einen Beleuchtungsstreifen 17 , der senkrecht zur Vorschubsrichtung F des Materials 14 eine Breite B besitzt, die so gewählt ist, daß eine vom Objektiv 15 auf die Dioden zeile 19 abgebildete Inspektionslinie 29 auf der Oberseite des Materials 14 von einem Teil der Beleuchtungsstrahlen 25 im Auflicht, also von oben, und von einem anderen Teil der Beleuchtungsstrahlen 25 im Durchlicht, also von unten, be leuchtet ist. As shown in Fig. 10, 25 make the illumination beam at an angle α to the top of the material 14 and form a light strip 17, which has a width perpendicular to the feed direction F of the material 14 B, which is chosen so that a from the lens 15 line to the diodes 19 inspection line imaged 29 on the top of the material 14 from a part of the illumination beam 25 in incident light, that is from above, and from another part of the illumination beam 25 in transmitted light, that is from below, be is illuminated. Die Breite B I der Inspektionslinie 29 wird dabei durch die Größe der Dioden der Diodenzeile 19 und den Abbildungsmaßstab des Objektivs 15 der Diodenzeilenkamera 16 bestimmt. The width B I of the inspection line 29 is determined by the size of the diodes of the diode array 19 and the magnification of the lens 15 of the diode line camera sixteenth

Erreicht ein Fehler, der zB an der Oberseite des Materials 14 vorliegen kann und eine streuende und/oder absorbierende Charakteristik aufweist, die Position I 1 in Fig. 10, so wird der Fehler von dem Teil der Beleuchtungsstrahlen 25 erfaßt, die den Inspektionsstreifen 29 von unten her beleuchten. Achieved an error that for example at the top of the material 14 may be present, and having a scattering and / or absorbing characteristics, the position I 1 in Fig. 10, the error of the portion of the illumination beam is detected 25 that the inspection strip 29 of illuminate below. Da mit erfaßt die Diodenzeilenkamera den Fehler in zeitlich auf einanderfolgenden Schritten, in denen die Diodenzeile 19 je weils ausgelesen wird. As with the diode line camera detects the error in a temporally successive steps in which the diode array 19 is read out depending weils. Dies ist in Fig. 11 durch die Fehler signalverteilung A 1 dargestellt. This is shown in Fig. 11 by the error signal distribution A 1 is shown.

Erreicht der Fehler die Position I 2 , so werden die den Inspektionsstreifen beleuchtenden Beleuchtungsstrahlen 25 durch ihn nicht beeinflußt, so daß die Diodenzeilenkamera 16 kein Fehlersignal erfaßt. The error reaches the position I 2, the illuminated strip inspection the illumination beam are not influenced by it 25, so that the diode line camera 16 detects no error signal.

Sobald der Fehler die Position I 3 erreicht hat, in der der Fehler unmittelbar unter dem Inspektionsstreifen 29 liegt, wird sowohl der den Inspektionsstreifen 29 von vorne als auch der diesen von hinten beleuchtende Beleuchtungsstrahl 25 durch den Fehler beeinflußt, wodurch sich ein Fehler signal A 2 mit höherer Amplitude ergibt, wie in Fig. 11 darge stellt. Once the error has reached the position I 3, in which the fault is located immediately below the inspection strip 29, both the 29 from the front as well as the influence on the inspection strip this from behind illuminating light beam 25 by the error, resulting in an error signal A 2 yields higher amplitude, as shown in Fig. 11 represents Darge.

Die Bestimmung der Höhe des Fehlers im Material 14 erfolgt wiederum wie oben beschrieben. Determining the level of the fault in the material 14 is again as described above.

Wird bei den anhand von Fig. 8 und 9 beschriebenen Fehler inspektionsvorrichtungen mit einer Diodenzeilenkamera 16 gearbeitet, die eine große Schärfentiefe aufweist, so wird der Fehler beide Male scharf erfaßt, so daß das Amplituden verhältnis der beiden Teile des Fehlerdoppelsignals nur durch die unterschiedliche Beeinflussung der Beleuchtungs strahlen 25 in den Positionen I 1 und I 3 bestimmt ist. If inspection devices in the described based on FIGS. 8 and 9 Error worked with a diode line camera 16, which has a large depth of field, so the error in both cases is sharply detected so that the amplitude ratio of the two parts of the errors double signal only by the different influencing the illumination beam 25 in the positions I 1 and I 3 is determined. Wird jedoch eine Diodenzeilenkamera 16 mit geringer Tiefenschärfe verwendet, so wird der erste Teil A 1 des Fehlerdoppelimpul ses zusätzlich durch die unscharfe Beobachtung mit der Diodenzeilenkamera 16 in seiner Amplitude verringert. However, if a diode line camera 16 used with shallow depth of field, so the first part of the A 1 Fehlerdoppelimpul ses is additionally reduced by the fuzzy observation with the diode line camera 16 in its amplitude. Auch hierbei erfolgt die Auswertung wie oben beschrieben. Again, the evaluation is carried out as described above.

Anstelle des beschriebenen Beleuchtungsstreifens 17 mit rela tiv großer Breite kann auch ein Beleuchtungsstreifen verwen det werden, der eine relativ schmale Breite B′ aufweist, die im wesentlichen gleich der Breite BI des Inspektionsstrei fens ist. A lighting strip can USAGE Instead of the described lighting strip 17 with rela tively large width are det, which has a relatively narrow width B ', that of the BI Inspektionsstrei is substantially equal to the width fens. In diesem Fall muß der Beleuchtungsstreifen 17 so parallel zum Inspektionsstreifen 29 entgegen der Vorschub richtung F des Materials 14 versetzt sein, daß das in das Material hineingebrochene und an der Unterseite reflektierte Licht den Inspektionsstreifen 29 von hinten beleuchtet. In this case, the lighting strip 17 must be displaced so parallel to inspection strip 29 against the feed direction F of the material 14, that the in broken into the material and reflected on the underside of the inspection light strip 29 illuminated from behind. Bei einer derartigen Anordnung treten Änderungen in der Fehler signalamplitude eines Doppelfehlersignals nur bei unscharfer Beobachtung, also bei Beobachtung mit großer Apertur, auf. In such an arrangement, changes occur in the error signal amplitude of a double-error signal only blurred observation, that when observed with a large aperture, to.

Obwohl die Erfindung in bezug auf eine Fehlerinspektion mit einer Diodenzeilenkamera beschrieben wurde, kann auch eine Matrixkamera verwendet werden, mit der eine Inspektionsflä che auf dem zu inspizierenden Material 14 erfaßt werden kann. Although the invention has been described with respect to a defect inspection with a diode line camera, a matrix camera can be used, with a surface on the Inspektionsflä to be inspected material 14 can be detected. Anstelle eines Beleuchtungsstreifens muß dann ein ent sprechender Beleuchtungsbereich ausgeleuchtet werden. one ent speaking illumination area must then be illuminated in place of a lighting strip.

Wird eine Matrixkamera bei der erfindungsgemäßen Fehlerin spektionsvorrichtung verwendet, so muß bei der Auswertung berücksichtigt werden, daß eine Signalverdoppelung oder -ver breiterung nur in der Richtung auftreten kann, die durch die zueinander parallelen Schnittgeraden der Einfallsebenen der einzelnen Beleuchtungsstrahlen 25 mit der Materialebene ge geben ist. Is a matrix camera in the inventive error in use inspection device, it must be taken into account in the evaluation, that a signal doubling or -ver broadening can only occur in the direction which enter through the parallel intersection lines of the planes of incidence of each illumination beam 25 with the material level ge is , Hierbei muß stets die Photoempfängermatrix so gegen die optische Achse des Objektivs geneigt sein, daß die Ebene der Photoempfängermatrix, die Mittelebene des Objek tivs und die Ebene der Materialoberfläche sich in einer Geraden schneiden. Here, the photo receiver array must always be inclined against the optical axis of the lens, the plane of the photodetectors matrix, the center plane of OBJEK tivs and the plane of the material surface intersect in a straight line.

Fig. 12 zeigt rein schematisch die Anwendung der Erfindung bei einer Fehlerinspektionsvorrichtung, die für ein trans parentes Material 14 gedacht ist, auf dessen Unterseite ein Beugungsgitter 32 vorgesehen ist. Fig. 12 shows purely schematically the application of the invention to a defect inspecting apparatus which is intended for a trans parentes material 14, a diffraction grating 32 is provided on the underside thereof.

Die von einer in Fig. 12 nicht dargestellten Beleuchtungsan ordnung erzeugten Beleuchtungsstrahlen bilden einen zur Zei chenebene parallelen Beleuchtungsstreifen 17 , der quer zur Vorschubrichtung (senkrecht zur Zeichenebene) des Materials 14 verläuft. The illumination beam generated by a not-shown in Fig. 12 Beleuchtungsan order to form a chenebene Zei parallel illumination strip 17 which extends transversely to the direction (perpendicular to the plane of the drawing) of the material 14.

Die im wesentlichen senkrecht auf das Material 14 auftreffen den Beleuchtungsstrahlen 25 werden an der Unterseite des Materials 14 reflektiert und gleichzeitig vom Beugungsgitter 32 so gebeugt, daß die an der Unterseite reflektierten Be leuchtungsstrahlen im Material 14 mit den einfallenden Be leuchtungsstrahlen einen Winkel γ einschließen. Which is substantially perpendicular to the material 14 impinge the illumination beam 25 are reflected at the bottom of the material 14 and at the same time as diffracted by the diffraction grating 32, the light reflected at the bottom Be leuchtungsstrahlen in the material 14 with the incident Be leuchtungsstrahlen γ enclose an angle.

Die Diodenzeilenkamera 16 ist nun so angeordnet, daß sie nur das in eine Beugungsordnung, zB in die erste Beugungsord nung gebeugte Licht empfängt. The diode line camera 16 is now arranged so that it receives only the voltage in one diffraction order, for example, in the first Beugungsord diffracted light. Dabei ist wiederum darauf zu achten, daß sich die Verlängerung der Diodenzeile 19 mit der Verlängerung des Beleuchtungsstreifens 17 in einem Punkt schneidet, der in der Ebene des Objektivs 15 liegt. It is again important to ensure that the extension of the row of diodes 19 with the extension of the lighting strip 17 intersect in a point which lies in the plane of the objective 15 °.

Wie Fig. 12 zu entnehmen ist, wird ein Fehler I, der sich zB in der Höhe h nahe der Oberseite des Materials 14 be findet, sowohl von dem in Position 1 befindlichen als auch von dem in Position 2 befindlichen Beleuchtungsstrahl 25 er faßt, so daß die Diodenzeilenkamera 16 das in Fig. 13 sche matisch dargestellte Video-Fehlersignal liefert. As can be seen from Fig. 12, an error I, the example h in height near the top of the material 14 be place both from the located in position 1, as well as from the located in position 2 illumination beam 25 he construed, so that the diode line camera 16 provides the specific in Fig. 13 matically illustrated video error signal.

Da die Diodenzeilenkamera 16 nur zurückgebeugtes Licht empfängt, erscheinen beide Fehlersignale im Videosignal mit gleicher Amplitude. Since the diode line camera 16 receives only back diffracted light, both of the error signals appear in the video signal with the same amplitude. Auch die Breite der beiden Fehlersignale ist nahezu gleich, sie entspricht dabei im wesentlichen dem Durchmesser des Fehlers entlang der Inspektionslinie bzw. des Beleuchtungsstreifens 17 . Also, the width of the two error signals is nearly equal, it corresponds substantially to the diameter of the fault along the inspection line and the illuminated strip 17th

Der Abstand d der beiden Fehlersignale, also der Abstand der Fehlersignalmaxima hängt nur vom Beugungswinkel γ und von der Fehlerhöhe h im Material 14 ab. The distance d of the two error signals, ie the distance of the error signal maxima depends only on the angle of diffraction γ and h of the error amount from the material 14th Für den Winkel γ gilt dabei die Gleichung the equation it holds for the angle γ

a · sinγ = m · λ (3) a · sinγ = m · λ (3)

Darin bedeutet m die Nummer der empfangenen Beugungsordnung, λ die Wellenlänge des verwendeten Lichts und a den Gitterab stand. Therein m is the number of the received diffraction order, λ is the wavelength of the light used and a Gitterab the stand.

Aus dem Abstand d der Fehlersignale A 1 , A 2 in Fig. 13 läßt sich die Fehlerhöhe nach der folgenden Formel berechnen: From the distance of the error signals A 1, A 2 d in Figure 13, the error amount can be according to the following formula to calculate.:

d = h · tanγ (4) d = h · tanγ (4)

Der in in Fig. 12 und 13 dargestellte Abstand d führt zu einem Maximum für h=s. The distance d shown in in Fig. 12 and 13 results in a maximum for h = s. Dieser Abstand d wird zu 0 für h=0, also für Fehler, die an der Unterseite des Materials 14 vor liegen. This distance d to 0 for h = 0, so for errors that are located at the bottom of the material 14 before.

Die Feststellung des Fehlerdoppelsignals ist hier besonders deutlich durch die gleichen Amplituden beider Einzelsignale, durch die gemeinsame Fehlersignalbreite b und durch das Auf treten des Fehlerdoppelsignals innerhalb eines maximalen Ab standes, der durch die Dicke s des Materials 14 und den Beu gungswinkel γ gegeben ist. The determination of the error double signal is here particularly demonstrated by the equal amplitudes of the two individual signals, by the common error signal width b and by the on contact of the error double signal within a maximum Ab article which is given by the thickness s of the material 14 and the Beu supply angle γ.

Aus dem Abstand d kann auf die Höhe h des Fehlers über der unteren Oberfläche des Materials 14 geschlossen werden. From the distance d can be concluded that the height h of the defect on the lower surface of the material fourteenth

Da der Beugungswinkel γ außer vom Gitterabstand a auch von der Wellenlänge λ des verwendeten Lichts abhängt, ist es zweckmäßig, für die anhand von Fig. 12 beschriebene Fehler inspektionsvorrichtung als Lichtquelle eine Halogenlampe zu verwenden, aus deren Spektrum eine für die Fehlerinspektion vorgesehene Wellenlänge mittels eines Filters herausgefil tert wird, das zB vor dem Objektiv 15 der Diodenzeilen kamera 16 angeordnet ist. Since the diffraction angle γ not only on the lattice spacing a is also dependent on the wavelength λ of the light used, it is expedient for the described based on Fig. 12 Fault inspection device to be used, from the spectrum of an intended for the defect inspection wavelength by means of a light source, a halogen lamp filter tert herausgefil is, the example is arranged in front of the lens 15 of the diode line camera sixteenth

Es kann jedoch auch jede andere geeignete monochromatische Beleuchtungsanordnung verwendet werden, zB kann die Blende 12 mittels eines Monochromators oder eines entsprechend auf geweiteten Laserstrahls beleuchtet werden. However, it can also be used any other suitable monochromatic illumination arrangement, for example, the diaphragm 12 by means of a laser beam are illuminated in accordance with flared or a monochromator.

Fig. 14 zeigt ein Blockschaltbild für die Auswertung der von der Reflexion arbeitenden Diodenzeilenkamera 16 nach Fig. 1 abgegebenen elektrischen Signale in einer Auswerteelektronik 50 , die an die Ausleseschaltung 20 der Diodenzeilenkamera 16 angeschlossen ist. Fig. 14 shows a block diagram for the analysis of the working of the reflection diode line camera 16 of FIG. 1 output electric signals in a transmitter 50 which is connected to the readout circuit 20 of the diode line camera 16.

Die Ausleseschaltung 20 ist über einen Hochpaß 28 zur Extrak tion von Fehlerimpulsen und zur Datenreduktion an einen nor malen Video-Auswerteausgang 29 angeschlossen. The readout circuit 20 is connected via a high-pass filter 28 for Extrak tion error pulses and data reduction to a standard directional video evaluation output 29th Der Ausgang des Hochpaßfilters 28 liegt außerdem an einem Bandpaßfilter 30 , dessen Frequenzumfang auf die größte zugelassene Fre quenz abgestimmt ist, die einem kürzesten Fehlersignal ent spricht, das durch die Breite der Dioden der Diodenzeile 19 und durch die Auslesegeschwindigkeit der in der Diodenzeile 19 erfaßten Signale gegeben ist. The output of the high pass filter 28 also is due to a bandpass filter 30, whose frequency range is adapted to the largest permissible fre quency which speaks a shortest error signal ent that the detected signals in the diode array 19 by the width of the diodes of the diode array 19 and the readout speed given is. Das Bandpaßfilter 30 be stimmt weiter die kleinste zugelassene Frequenz, die einem möglichen Doppelsignal mit größtmöglichen Signal- bzw. Impulsabstand entspricht. The bandpass filter 30 be true on the smallest licensed frequency that corresponds to a possible double signal with maximum signal or pulse interval. Außerdem besorgt das Bandpaßfilter 30 eine weitere Datenreduktion. In addition, the bandpass filter 30 concerned a further data reduction.

Dem Bandpaßfilter 30 folgt eine erste Auswertestufe 31 , die der Bestimmung der Impulsamplituden sowie der Kontrolle der Amplitudenverhältnisse aufeinanderfolgender Impulse zwecks Datenreduktion dient. The band pass filter 30 followed by a first detection stage 31, which the determination of pulse amplitudes as well as the control of the amplitude ratios of successive pulses used for data reduction. Weiter erfolgt hier die Bestimmung der Zählabstände von Doppelimpulsen mit Hilfe eines DA-Impulses (line clock) und des internen Rechentaktes. Furthermore, the determination of Zählabstände double pulses using a DA-pulse (line clock) and the internal processing cycle is stated here. Die Zählabstände der Doppelimpulse entsprechen dabei den Ortsabständen auf der Inspektionslinie bzw. in der Diodenzeile. The Zählabstände the double pulses correspond to the spatial intervals on the inspection line and in the diode array.

Der DA-Impuls wird beispielsweise von der Ausleseelektronik 20 zu Beginn jedes Auslesens des Inhalts der Diodenzeile er zeugt. The DA-pulse example of the readout electronics 20 at the beginning of each reading of the contents of the diode array he testifies. Es handelt sich hier also um das Startsignal für eine interne Zählung der von den einzelnen Photoempfängern oder Pixeln einer Diodenzeile, zB einer CCD-Zeile, gelieferten Signale. It is thus here to the start signal for an internal count of each of the photoreceptors or pixels of a linear diode array, for example a CCD array, the signals supplied. Durch die Zählung der Pixel kann also die Lage der jenigen Pixel bestimmt werden, deren Fehlersignalamplituden einen Schwellenwert überschreiten, so daß auf diese Weise eine Bestimmung der Fehlerlage erfolgt. By the counting of the pixels so the location of the jenigen pixels can be determined, the error signal amplitudes exceed a threshold value, so that takes place in this way a determination of the fault location.

Außerdem erfolgt in der ersten Auswertestufe die Bestimmung von d nach einer Tabelle programmierter, endlich vieler sinnvoller d-Werte. Moreover, in the first evaluation stage the determination of d for a table programmed, a finite number of meaningful d-values ​​is carried out.

Der Ausgang der ersten Auswertestufe 31 wird einer zweiten Auswertestufe 32 zugeführt, in welcher entschieden wird, ob D kleiner oder gleich D max ist. The output of the first detection stage 31 is fed to a second evaluation stage 32, in which decided whether D is smaller or equal to D max. Im Falle, daß diese Beziehung verneint wird, erfolgt die Videoauswertung zweier Einzelimpulse am Ausgang 34 a. In the case where this relationship is in the negative, the video evaluation of two individual pulses occurs at the output 34 a. Wird die Beziehung bejaht, bedeutet dies, daß ein Doppelimpuls vorliegt. If the relationship is affirmed, it means that a double pulse is present. Ein entspre chendes JA-Signal wird an eine Zuordnungsstufe 33 gegeben, in der die Zuordnung des h-Wertes zu dem d-Wert nach Tabelle erfolgt. A entspre and fair YES signal is supplied to a mapping stage 33, in which the assignment of the h-value is carried out to the d-value according to table. Die Zuordnungsstufe 33 stellt eine dritte Auswerte stufe dar. Am Ausgang 34 wird der h-Wert für die Fehler- Klassifikation ausgewertet. The assignment stage 33 provides a third evaluation is level. At the output 34 of the h-value for the error classification is evaluated.

Die Auswerteelektronik 50 besteht also im wesentlichen aus den drei hintereinandergeschalteten Auswertestufen 31 , 32 , 33 . Thus, the transmitter 50 consists essentially of the three series-connected evaluation stages 31, 32., 33

Fig. 15 zeigt eine Auswerteschaltung 50 für eine Ausführungs form der Erfindung, bei der sowohl eine in Reflexion als auch eine in Transmission arbeitende Diodenzeilenkamera 16 bzw. 16 ′ verwendet wird. Fig. 15 shows an evaluation circuit 50 for execution of the invention, both used in reflection and in transmission a working diode line camera 16 or 16 'at the. Die Ausleseschaltung 20 der in Reflexion arbeitenden und die Ausleseschaltung 20 ′ der in Transmission arbeitenden Diodenzeilenkamera 16 , 16 ′ sind nach Fig. 15 jeweils an ein Hochpaßfilter 35 , 36 angeschlos sen, die an eine normale Videoauswertung 37 , 38 angelegt sind. The readout circuit 20 of operating in reflection, and the readout circuit 20 'of the working in transmission diode line camera 16, 16' are sen in Fig. 15 respectively to a high pass filter 35, 36 is Schlos that are applied to a normal video evaluation 37, 38. Weiter sind die Ausgänge der Hochpaßfilter 35 , 36 an Bandpaßfilter 39 , 40 angelegt. Further, the outputs of the high pass filter 35 is applied to bandpass filter 39, 40 36th

Die Hochpaßfilter 35 , 36 dienen der Extraktion von Fehler impulsen und der Datenreduktion. The high-pass filters 35, 36 serve pulses extraction of error and the data reduction. In den Bandpaßfiltern 39 , 40 entspricht die größte zugelassene Frequenz einem kürzesten Fehlersignal, also einem von einer einzelnen Diode einer Diodenzeile 19 erzeugten Fehlersignal, und die kleinste zugelassene Frequenz dem längsten Fehlersignal, für das eine h-Bestimmung sinnvoll ist. In the bandpass filters 39, 40, the largest permissible frequency a shortest error signal, that is an error signal generated by a single diode of a diode array 19, and the smallest legal frequency corresponds to the longest error signal for which a h determination is useful. Auf diese Weise wird die Anzahl der weitergeleiteten Daten erheblich reduziert. In this way, the number of forwarded data is significantly reduced.

Die Ausgänge der Bandpaßfilter 39 , 40 sind an eine erste Auswertestufe 41 angelegt, der auch ein DA-Impuls zur Fest legung des Beginns jedes Auslesezyklus aus der Diodenzeile 19 zugeführt ist (line clock). The outputs of the bandpass filters 39, 40 are applied to a first detection stage 41 which is also supplied to a DA-pulse laying down the start of each read cycle of the diode array 19 (line clock). In der ersten Auswertestufe erfolgt der Vergleich der Fehlerimpulse beider Empfänger und die Bestimmung der Größe (d′-b), wobei vom Auftreten zähl gleicher, also von demselben Ort zugeordneten Fehlerimpuls anfängen ausgegangen wird. In the first evaluation stage of the comparison of the error pulses of both receivers and the determination of the quantity (d'-b), wherein counting the occurrence of the same, that is associated with the same location of error pulse is considered early stages. Die Feststellung der Zählwerte der Impulsanfänge erfolgt mittels Amplitudenschwellen. The determination of the count values ​​of the pulse beginnings by means of amplitude thresholds.

Sind zwei zählgleiche Impulsanfänge in den von den Auswerte elektroniken 20 , 20 ′ aus den Diodenzeilen 19 , 19 ′ ausgelese nen Signalen gefunden worden, so werden im Signal von der Diodenzeile 19 alle Fehlerereignisse bis zum nächsten zähl gleichen Impulsanfang als ein Fehlersignal betrachtet. Two zählgleiche pulse beginnings in the electronics of the evaluation 20, 20 'from the diode arrays 19, 19' being read NEN signals have been found, all error events until the next count the same pulse beginning as an error signal observed in the signal from the diode row 19th Daraus wird dann der Wert (d′-b) gebildet. From this, the value of (d-b) is then formed.

Der Ausgang der ersten Auswertestufe 41 wird an eine zweite Auswertestufe 42 angelegt, in der die Zuordnung von h-Werten zu (d′-b)-Werten nach Tabelle erfolgt. The output of the first detection stage 41 is applied to a second evaluation stage 42, in which the assignment of h-values is to (d'-b) values according to table.

Am Ausgang der zweiten Auswertestufe 42 erfolgt die Berück sichtigung des h-Wertes für die Fehler-Klassifikation. At the output of the second detection stage 42 is carried out taken into account the h-value for the error classification.

Das Ausgangssignal der Ausführungsform nach Fig. 10 kann mittels eines Blockschaltbildes nach Fig. 16 ausgewertet werden. The output of the embodiment of FIG. 10 can be evaluated 16 by means of a block diagram of FIG..

Das Ausgangssignal der Ausleseschaltung 20 wird über ein rekursives Filter 43 zum einen der normalen Videoauswertung 44 und zum anderen einem Längskorrelator 45 mit Bandpaß charakter zugeführt, dem auch der DA-Impuls zur Festlegung des Beginns jedes Auslesezyklus zugeführt ist (line clock). The output of the read-out circuit 20 is supplied via a recursive filter 43 to a normal video evaluation 44 and on the other a Längskorrelator 45 with bandpass character, which also includes the DA pulse establishing the beginning of each read cycle is fed (line clock). Der Längskorrelator registriert und korreliert Fehlerimpul se, die bei nacheinander erfolgtem Auslesen, was nacheinan der erfolgten Abtastungen entspricht, mit demselben Zählwert bzw. zum selben Zeitpunkt während des Auslesens bzw. der Abtastung auftreten, die also von denselben Pixeln der CCD-Zeile erzeugt werden, also Fehlersignale von Defekten oder Fehlern in Materialvorschubrichtung. The Längskorrelator registered and correlated se Fehlerimpul that occur in succession been read, which corresponds to the nacheinan made samples with the same count and at the same time during reading or scanning, which are thus produced by the same pixels of the CCD array, thus error signals from defects or errors in the material feed direction. Die größte zugelassene Frequenz entspricht einem Fehlersignal während eines Auslesens. The largest permissible frequency corresponding to an error signal during readout. Die kleinste zugelassene Frequenz des Längskorrelators entspricht der Abtastlinienzahl eines möglichen Doppelsignals mit größtmöglichem Impulsabstand. The smallest permitted frequency of Längskorrelators corresponds to the Abtastlinienzahl a possible double signal with maximum pulse interval. Die Datenmenge wird durch den Längskorrelator 45 mit Bandpaß charakter wesentlich reduziert. The amount of data is significantly reduced by the Längskorrelator 45 with bandpass character.

An den Längskorrelator 45 ist eine erste Auswertestufe 46 angeschlossen, in der mögliche Doppelimpulse erkannt und extrahiert werden. At the Längskorrelator 45 a first detection stage 46 is connected, are recognized in the possible double pulses and extracted. Es erfolgt die Bestimmung der Amplituden und die Kontrolle des Amplitudenverhältnisses. There is the determination of the amplitudes and the control of the amplitude ratio. Die Bestim mung von d erfolgt nach Tabelle. The Bestim mung of d is carried out according to table. Es erfolgt eine Entschei dung, ob die Beziehung dd max erfüllt ist oder nicht. There is a decision whether the relationship is dd max fulfilled or not. Ist die Bedingung nicht erfüllt, so erscheint an einem Ausgang 47 ein Signal, welches die Videoauswertung zweier Ein zelimpulse auslöst. If the condition is not met, a signal which triggers the video evaluation of two A zelimpulse appears at an output 47th

Ist die Bedingung erfüllt, so wird über einen Ausgang 48 ein JA-Signal abgegeben, und in einer zweiten Auswertestufe 49 erfolgt die Zuordnung von h-Werten zu d-Werten nach Tabelle. If the condition is met, a YES signal is output via an output 48, and the assignment of h-values is carried out in a second evaluation stage 49 to d-values according to Table.

Am Ausgang 50 der zweiten Auswertestufe erfolgt die Berück sichtigung des h-Wertes für die Fehler-Klassifikation. At the output 50 of the second evaluation stage which is carried out taken into account the h-value for the error classification.

Die Auswertestufen 46 , 49 bilden zusammen die Auswerteelek tronik 50 . The evaluation stages 46, 49 together form the Auswerteelek electronics 50th

Claims (22)

  1. 1. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung zur Erkennung von in einem vorzugsweise ebenen transparenten Platten- oder Blattmaterial endlicher Dicke vorhandenen Fehlstellen und von deren Lage zwischen den beiden Oberflächen, mit einer Lichtquelle, mit einer Beleuchtungsoptik, die das von der Lichtquelle kommende Licht auf einen zu beleuchtenden Be reich auf dem zu untersuchenden Material lenkt, wobei die einzelnen Beleuchtungsstrahlen mit der normalen zur Materialoberfläche einen von 0° verschiedenen Einfalls winkel einschließen, sowie mit einer Lichtempfangsanord nung, die von einem Inspektionsbereich ausgehende, reflek tierte Beleuchtungsstrahlen über eine Optik auf eine Photoempfangsanordnung wirft, die dem empfangenen Licht entsprechende elektrische Signale, von denen jedes einer Stelle auf dem zu untersuchenden Material zugeordnet ist, an eine elektronische Auswerteschaltung liefert, in der diese Signale in bezug auf die Signalhöhe, -breite und -abstände der Fehlerimpulse unte 1. Optical fault inspection device for detecting existing in a preferably planar transparent plate or sheet material of finite thickness defects and their location between the two surfaces, with a light source having an illumination optics, the light coming from the light source reaching to an area to be illuminated Be articulated on the examined material, wherein the individual illumination beam voltage with the normal to the material surface include a different from 0 ° incidence angle, as well as with a Lichtempfangsanord raises the radiation emanating from an inspection area, reflectors oriented illumination beam via an optical system to a photoreceiver arrangement which the received light corresponding electrical signals, one of which is allocated on the material to be examined each one point, provides to an electronic evaluation circuit, in which these signals with respect to the signal height, width and spacing of the error pulses unte r Berücksichtigung des Einfallswinkels ausgewertet werden, um die Fehlerhöhe im Material zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsoptik ( 13 ) eine von der Lichtquelle ( 11 ) stationär beleuchtete Beleuchtungspupille ( 10 ) über das zu untersuchende Material ( 14 ) in ein Objektiv ( 15 ) einer Photoempfängerkamera ( 16 ) abbildet, auf deren Photo empfängeranordnung ( 19 ) der Inspektionsbereich abgebildet ist, und daß der Beleuchtungsbereich ( 17 ) so gegen den Inspektionsbereich in Richtung einer Schnittgeraden von Einfallsebene und Materialoberfläche versetzt angeordnet ist, daß zumindest die an der Unterseite des Materials reflektierten Beleuchtungsstrahlen den Inspektionsbereich beleuchten. r taking into account the angle of incidence are evaluated in order to determine the error amount in the material, characterized in that the illumination optics (13) from the light source (11) stationarily illuminated illumination pupil (10) over the investigated material (14) in an objective (15 ) depicts a photoreceptor camera (16), on the photoreceiver assembly (19) of the inspection area is imaged, and that the illumination region (17) is arranged offset relative to the inspection area in the direction of a line of intersection of the plane of incidence and the material surface, that at least on the underside of the Materials reflected illumination beams illuminate the inspection region.
  2. 2. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv ( 15 ) der Photoempfängerkamera ( 16 ) eine große Beobachtungsapertur aufweist, so daß die Abbildung des auf der Oberseite des Materials ( 14 ) liegenden Inspek tionsbereichs mit kleiner Schärfentiefe erfolgt. 2. Optical fault inspection device according to claim 1, characterized in that the lens (15) having a large observation aperture of the photodetectors camera (16), so that the image of on the top side of the material (14) lying inspec tion range is performed with a small depth of field.
  3. 3. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsapertur der Beleuchtungsoptik ( 13 ) sehr viel kleiner als die Beobachtungsapertur des Objek tivs ( 15 ) der Photoempfängerkamera ( 16 ) ist. 3. Optical defect inspection apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the illumination of the illumination optics (13) is much smaller than the observation aperture of the OBJEK tivs (15) of the photoreceiver camera (16).
  4. 4. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungspupille ( 10 ) im Brennpunkt eines ersten Beleuchtungsobjektivs ( 13 ′) angeordnet ist und daß die von dem Beleuchtungsbereich ( 17 ) ausgehenden, paral lelen Beleuchtungsstrahlen von einem in Lichtrichtung hinter dem Beleuchtungsbereich ( 17 ) angeordneten zweiten Beleuchtungsobjektiv ( 13 ′′) in das Objektiv ( 15 ) der Photo empfängerkamera ( 16 ) fokussiert sind, um eine telezentri sche Beleuchtung zu erhalten. 4. Optical fault inspection device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the illumination pupil (10) is arranged at the focal point of a first illumination lens (13 ') and that of the illumination area (17) outgoing, paral Lelen illumination beam of a in the light direction behind the illumination region (17) arranged in second illumination lens (13 '') into the lens (15) of the photo receiver are focused camera (16), to obtain a specific telecentric illumination.
  5. 5. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Beleuchtungsobjektive ( 13 ′, 13 ′′) die gleiche Brennweite aufweisen. 5. Optical fault inspection device according to claim 4, characterized in that the two illumination lenses (13 ', 13' ') have the same focal length.
  6. 6. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Beleuchtungsobjektive Hohlspiegel ( 13 ; 13 ′, 13 ′′) sind. 6. Optical defect inspection apparatus according to any one of the preceding claims, characterized in that the or the illumination lenses concave mirror (13; 13 ', 13' ') are.
  7. 7. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoempfängeranordnung ( 19 ) so gegen die opti sche Achse ( 22 ) des Objektivs ( 15 ) der Photoempfänger kamera ( 16 ) geneigt ist, daß sich die Ebene der Photo empfängeranordnung ( 19 ), die Mittelebene ( 23 ) des Objek tivs ( 15 ) und die durch die Oberseite des Materials ( 14 ) gegebene Ebene in einer Geraden schneiden. 7. Optical fault inspection device according to any one of the preceding claims, characterized in that the photoreceiver assembly (19) is inclined so against the opti cal axis (22) of the objective (15) of the photoreceiver camera (16), that the plane of the photo-to receiver arrangement ( cut 19), the median plane (23) of the OBJEK tivs (15) and the given (by the top of the material 14) plane in a straight line.
  8. 8. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Photoempfängerkamera eine Diodenzeilenkamera ( 16 ) dient, auf deren Diodenzeile eine den Inspektionsbereich bildende Inspektionslinie abgebildet ist, daß die Inspek tionslinie quer zu einer Vorschubsrichtung (F) des zu untersuchenden Materials ( 14 ) angeordnet ist und daß der gegen die Inspektionslinie versetzte Beleuchtungsbereich ( 17 ) streifenförmig ist. 8. Optical fault inspection device according to any one of the preceding claims, characterized in that a diode line camera (16) serves as a photoreceptor camera, on the diode row a the inspection area forming inspection line is displayed that the inspec tion line transverse to a feed direction (F) of the investigated material ( 14) is arranged and that the offset from the inspection line illumination area (17) is strip-shaped.
  9. 9. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfallsebene des Mittenstrahls ( 18 ) des Beleuch tungsstrahlenbündels parallel zur Inspektionslinie ange ordnet ist. 9. Optical fault inspection device according to claim 8, characterized in that the plane of incidence of the central beam (18) of the BL LEVEL is arranged tung beam parallel to the inspection line attached.
  10. 10. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfallsebene des Mittenstrahls ( 18 ) des Beleuch tungsstrahlenbündels im wesentlichen senkrecht zur In spektionslinie bzw. zum Beleuchtungsstreifen ( 17 ) ange ordnet ist. 10. Optical fault inspection device according to claim 8, characterized in that the plane of incidence of the central beam (18) of the BL LEVEL is arranged tung beam substantially perpendicular to the inspection line in or to the light strip (17) attached.
  11. 11. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Beleuchtungsstreifens ( 17 ) im wesent lichen gleich der Breite der Inspektionslinie ist. 11. Optical fault inspection device according to claim 10, characterized in that the width of the illuminated strip (17) is in Wesent union equal to the width of the inspection line.
  12. 12. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Beleuchtungsstreifens ( 17 ) zumindest gleich der Summe der Breite der Inspektionslinie und der Größe des Versatzes des Beleuchtungsstreifens ( 17 ) gegen über der Inspektionslinie ist und daß der Beleuchtungs streifen ( 17 ) so zur Inspektionslinie angeordnet ist, daß die Inspektionslinie sowohl von den an der Untersei te des Materials ( 14 ) reflektierten als auch von den auf die Oberseite des Materials ( 14 ) auftreffenden Beleuch tungsstrahlen beleuchtet wird. 12. Optical fault inspection device according to claim 10, characterized in that the width of the illuminated strip (17) at least equal to the sum of the width of the inspection line and the size of the offset of the illumination strip (17) relative to the inspection line, and that the lighting strip (17) is arranged to the inspection line, that the inspection line reflected by both the TE to the Untersei of the material (14) is illuminated tung rays incident as well as of the on top of the material (14) BL LEVEL.
  13. 13. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfallswinkel (α) zwischen 15° und 60°, vorzugsweise zwischen 30° und 50°, insbesondere 40° beträgt. 13. Optical fault inspection device according to any one of the preceding claims, characterized in that the angle of incidence (α) of between 15 ° and 60 °, preferably between 30 ° and 50 °, in particular 40 °.
  14. 14. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung zur Erkennung von in einem vorzugsweise ebenen transparenten Platten- oder Blattmaterial endlicher Dicke vorhandenen Fehlstellen und von deren Lage zwischen den beiden Oberflächen, wo bei das Material auf der Unterseite ein Beugungsgitter trägt, mit einer Lichtquelle, mit einer Beleuchtungsop tik, die das von der Lichtquelle kommende Licht auf ei nen zu beleuchtenden Bereich auf dem zu untersuchenden Material lenkt, sowie mit einer Lichtempfangsanordnung, die an der Unterseite des zu untersuchenden Materials reflektierte und in Richtung der ersten und/oder zweiten Beugungsanordnung gebeugte Beleuchtungsstrahlen, die von einem Inspektionsbereich ausgehen, über eine Optik auf eine Photoempfangsanordnung wirft, die dem empfangenen Licht entsprechende elektrische Signale, von denen jedes einer Stelle auf dem zu untersuchenden Material zugeord net ist, an eine elektronische Auswerteschaltung lie fert, in der diese Signale in bezug auf die Signalh 14. Optical fault inspection device for detecting existing in a preferably planar transparent plate or sheet material of finite thickness defects and their location between the two surfaces, where in the material on the underside of a diffraction grating carries, tik with a light source, with a Beleuchtungsop the the light coming from the light source on egg nen area to be illuminated on the examined material articulated, and having a light receiving arrangement, the light reflected at the lower surface of the to be tested material and in the direction of the first and / or second diffraction order diffracted light beams emitted from an inspection area go out, raises via an optical system to a photoreceiver arrangement which corresponding to the received light into electrical signals, each having a location is on the examined material zugeord net, lie to an electronic evaluation circuit fert in which these signals with respect to the Signalh öhe, -breite und -abstände der Fehlerimpulse unter Berücksich tigung des Beugungswinkels ausgewertet werden, um die Fehlerhöhe im Material zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsoptik eine von der Lichtquelle sta tionär beleuchtete Beleuchtungspupille über das zu unter suchende Material ( 14 ) in ein Objektiv ( 15 ) einer Photo empfängerkamera ( 16 ) abbildet, auf deren Photoempfänger anordnung ( 19 ) der Inspektionsbereich abgebildet ist, und daß der Beleuchtungsbereich ( 17 ) so gegen den Inspek tionsbereich in Beugungsrichtung versetzt angeordnet ist, daß die an der Unterseite des Materials reflektier ten und gebeugten Beleuchtungsstrahlen den Inspektions bereich beleuchten. Öhe, width and spacing of the error pulses taking into account the diffraction angle are evaluated to determine the error amount in the material, characterized in that the illumination optics a tionary lit illumination pupil sta from the light source on the examined material (14) in a lens (15) of a photoreceptor camera (16) maps, on the photoreceiver assembly (19) of the inspection area is imaged, and that the illumination region (17) is arranged offset tion area in flexion direction against the inspec that on the underside of the material reflektier th and diffracted light beams illuminate the inspection area.
  15. 15. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv ( 15 ) der Photoempfängerkamera ( 16 ) eine große Beleuchtungsapertur aufweist, so daß die Abbildung des auf der Oberseite des Materials ( 14 ) liegenden In spektionsbereichs mit kleiner Schärfentiefe erfolgt, wo bei vorzugsweise die Beleuchtungsapertur der Beleuch tungsoptik sehr viel kleiner als die Beobachtungsapertur des Objektivs ( 15 ) der Photoempfängerkamera ( 16 ) ist. 15. Optical fault inspection device according to claim 14, characterized in that the lens (15) of the photoreceiver camera (16) having a large illumination, so that the image of on the top side of the material (14) lying in inspection area with small depth, is carried out where at preferably the illumination optics of the Ligh ting very much smaller than the observation aperture of the objective (15) of the photoreceiver camera (16).
  16. 16. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet; 16. The optical defect inspection apparatus according to claim 14 or 15, characterized in that; daß die Beleuchtungsoptik so ausgebildet ist, daß sie eine telezentrische Beleuchtung bewirkt. that the illumination optics is designed so that it causes a telecentric illumination.
  17. 17. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoempfängeranordnung ( 19 ) so gegen die optische Achse ( 22 ) des Objektivs ( 15 ) geneigt ist, daß sich die Ebene der Photoempfängeranordnung ( 19 ), die Mittelebene des Objektivs ( 15 ) und die durch die Mate rialoberseite gegebene Ebene in einer Geraden schneiden. 17. Optical fault inspection device according to any one of claims 14 to 16, characterized in that the photoreceiver assembly (19) is inclined so relative to the optical axis (22) of the lens (15), that the level of the photoreceiver assembly (19), the central plane of the lens (15) and the rialoberseite by Mate given plane cut in a straight line.
  18. 18. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Photoempfängerkamera eine Diodenzeilenkamera ( 16 ) vorgesehen ist, deren Diodenzeile ( 19 ) so gegen die optische Achse ( 22 ) des Objektivs ( 15 ) der Diodenzeilen kamera ( 16 ) geneigt ist, daß sich die in Verlängerung der Diodenzeile ( 19 ) erstreckende Gerade mit einer den streifenförmig ausgebildeten Beleuchtungsbereich verlän gernden Gerade in einem Punkt schneidet, der in der Mit telebene ( 23 ) des Objektivs ( 15 ) der Diodenzeilenkamera ( 16 ) liegt. 18. Optical fault inspection device according to any one of claims 14 to 17, characterized in that a diode line camera (16) is provided as a photoreceptor camera, the diode row (19) as against the optical axis (22) of the objective (15) of the diode line camera (16) is inclined, that the extension of the diode row (19) extending straight with a Longer side the strip-shaped illumination area gernden intersects straight line in a point which lies in the telephoto plane (23) of the lens (15) of the diode line camera (16).
  19. 19. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Inspektionslinie bzw. der dazu parallele Beleuch tungsstreifen ( 17 ) in Beugungsrichtung angeordnet ist. 19. The optical defect inspection apparatus according to claim 18, characterized in that the inspection line or parallel thereto Ligh ting strip (17) is arranged in the diffraction direction.
  20. 20. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die die Beleuchtungspupille bildende Blende ( 10 ) von einer monochromatischen Lichtquelle ( 11 ) beleuchtet ist. 20. Optical fault inspection device according to any one of claims 14 to 19, characterized in that the illumination pupil forming screen (10) of a monochromatic light source (11) is illuminated.
  21. 21. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle ( 11 ) von einer Halogenlampe gebildet ist, der ein optisches Farbfilter zugeordnet ist. 21. Optical fault inspection device according to claim 20, characterized in that the light source (11) is formed by a halogen lamp which is associated with an optical color filter.
  22. 22. Optische Fehlerinspektionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Objektiv ( 15 ) der Photoempfängerkamera ( 16 ) ein optisches Farbfilter ( 60 ) angeordnet ist. 22. Optical fault inspection device according to any one of claims 14 to 19, characterized in that in front of the lens (15) of said photoreceptor camera (16) comprises an optical color filter (60).
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