DE4318358C2

DE4318358C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen von Streulicht erzeugenden Oberflächenfehlern von optischen Medien, wie Glas oder Kunststoff, insbesondere von Fahrzeugscheiben

Info

Publication number: DE4318358C2
Application number: DE19934318358
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dr Bergann
Original assignee: Visolux-Elektronik 10969 Berlin De GmbH; Visolux Elektronik GmbH
Current assignee: Visolux-Elektronik 10969 Berlin De GmbH; Visolux Elektronik GmbH
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2013-05-29
Also published as: DE4318358A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von Streulicht erzeugenden Oberflächenfehlern von optischen Medien, wie Glas oder Kunststoff, insbesondere von Fahrzeugscheiben gemäß Patentanspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Speziell Fahrzeugscheiben sind einem ständigen Verschleiß durch Partikelbeschuß und Wisch- bzw. Reinigungsvorgängen unterworfen, so daß eine regelmäßige Kontrolle der Transparenz, insbesondere der Front- bzw. Windschutzscheibe im Sinne der Verkehrssicherheit wünschenswert ist, denn ein auf der Scheibe erzeugtes Streulicht kann zur Irritation des Fahrers und damit zur Zunahme der Reaktionszeit und zu Fehlreaktionen führen.

Ein Verfahren der gattungsgemäßen Art speziell zur Beurteilung der Qualität von Kfz-Scheiben ist aus der DE 31 08 234 A1 bekannt.

Ein Meßverfahren und ein Meßgerät zur Erkennung von Störstellen bei Flachgläsern geht aus der DE 41 39 094 A1 hervor. Dort wird jedoch die zu prüfende Probe von wenigstens einer Lichtquelle durchstrahlt und wäre deshalb für die Untersuchung von Kfz-Scheiben unpraktisch in der Anwendung.

Schließlich ist noch aus der EP 0 485 043 A2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der optischen Qualität einer transparenten Platte bekannt, bei dem zwei parallele, einen gegenseitigen Abstand aufweisende Strahlen unter einem spitzen Winkel, vorzugsweise 49° bezogen auf die Plattennormale, auf die Platte gerichtet werden, die von der Platte reflektierten separat mittels einer einen lichtempfindlichen Detektor ausweisenden Detektoreinrichtung aufgefangen werden und die Richtung der reflektierenden Lichtstrahlen ausgewertet wird.

Es sind auch noch verschiedene druckschriftlich nicht belegbare Versuche und Ansätze mit dem Ziel gemacht worden, an der Scheibenoberfläche erzeugtes Streulicht zu messen und eine Klassifizierung des Scheibenverschleißes zu ermöglichen. Es ist jedoch noch keine geeignete Lösung dafür gefunden worden, die zu einem für die breite Anwendung im Kfz-Prüfwesen geeigneten Gerät hätte führen können.

Bekannt geworden sind Versuche mit Gabelanordnungen zur Messung der Vorwärtsstreuung in Transmission, ferner Lasermeßgeräte mit im Fahrzeug befindlichem Reflektor wie auch ein fotografisches Verfahren unter Verwendung einer Sofortbildkamera.

Die bisherigen Entwicklungen scheiterten teils an ungünstiger Handhabbarkeit der Geräte, teils an einem extrem hohen Herstellungsaufwand sowie an Problemen bei der Objektivierung und Klassifizierung der Meßergebnisse.

Durch die DE 41 39 094 A1 ist ein Meßverfahren und Meßgerät zur Erkennung von Störstellen bei Flachgläsern bekannt geworden, bei dem die zu prüfende Probe von wenigstens einer Lichtquelle durchstrahlt wird und der so beleuchtete Teil mittels einer Optik auf einen oder mehrere photoelektrische Empfänger ausgebildet wird, wobei die Beleuchtung so ausgeführt ist, daß nur jenes Licht der Lichtquelle auf den photoelektrischen Empfänger trifft, das an Störstellen innerhalb oder an den Grenzflächen des zu prüfenden Flachglases gestreut, reflektiert oder gebeugt wird.

Für eine Untersuchung von Kfz-Scheiben wäre dieses Meßverfahren schlecht geeignet und äußerst unpraktisch in der Anwendung, weil die zu prüfende Scheibe bei der Untersuchung durchstrahlt werden müßte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine zu seiner Durchführung geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit der mit relativ geringem technischen Aufwand die Möglichkeit eröffnet wird, eine verkehrssicher heitstechnisch wichtige Kfz-Verglasungsprüfung durchführen zu können, wobei die Handhabbarkeit der Vorrichtung gut und der Zeitaufwand für die Messung gering ist.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den im Patentanspruch 1 gegebenen Merkmalen gelöst.

Die weitere Ausbildung des Verfahrens geht aus den Ansprüchen 2 und 3 hervor.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe mit den im Kennzeichen des Anspruchs 4 angegebenen Merkmalen gelöst, und deren weitere Ausbildung geht aus den Ansprüchen 5 bis 8 hervor.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen,
daß die Messung des Streulichtes nur von der Fahrzeugaußenseite erfolgt,
daß ein kabelfreier Betrieb bei Einhandbedienung möglich ist,
daß durch Verwendung handelsüblicher optoelektronischer Serienkomponenten ein günstiger Preis erreichbar ist,
daß durch Eichfähigkeit der Vorrichtung eine klare Zuordnung von Schadensgrad und Meßwert gewährleistet ist und schließlich,
daß die Vorrichtung einen sehr robusten Aufbau hat, so daß sie rauhem Prüfbetrieb standhält.

Sofern für die von der Vorrichtung ermittelten Daten eine drahtlose Übertragung z. B. mittels Infrarot-Datenlichtschranken vorgesehen wird, kann die Integration mehrerer Meßgeräte in ein übergeordnetes Datenerfassungs- und Protokolliersystem (PC mit Drucker) einfach und praxisgerecht realisiert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung und

Fig. 2 den praktischen Aufbau der Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht.

In den beiden Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugs zeichen versehen.

Bei einer im konstanten Abstand über die zu untersuchende Oberfläche 5 einer Kfz-Windschutzscheibe führbaren Sender-Empfänger-Anordnung 1, 2 befindet sich der Empfänger 2 im Einfallslot des vom Sender 1 unter einem Einfallswinkel von 50-70° auf die zu untersuchende Oberfläche 5 gerichteten Sendestrahl. Der Empfänger ist mit einer Auswerteschaltung zur Ausgabe bzw. Anzeige eines erfaßten Streulichtwertes versehen.

Der Einfallswinkel des Sendestrahls von 50-70° stellt sicher, daß bei der Streustrahlungsmessung (die diffuse Reflexion 6 einer Schadensstelle auf der Glasoberfläche) in Einfallslot richtung auch bei gekrümmten Scheiben kein direkt reflektiertes Senderlicht, d. h. die gerichtete Reflexion 7, den Empfänger 2 erreicht und die Winkelabhängigkeit der Streulichtintensität vernachlässigbar ist. Es wird hierdurch der verkehrstechnisch besonders wichtige Weitwinkelstreubereich erfaßt.

Sender 1 und Empfänger 2 sind im dargestellten Ausführungs beispiel auf einem gemeinsamen Chassis im Vorrichtungsgehäuse 3 angeordnet. Der konstante Abstand zur Meßoberfläche, d. h. zur Oberfläche 5 der Glasscheibe, wird hier durch Räder 4 sichergestellt, wobei die empfängerseitigen Auflagepunkte mit der Empfängerachse eine Ebene bilden, um den Einfluß von Scheibenkrümmungen gering zu halten.

Claims

1. Verfahren zum Messen von Streulicht erzeugenden Oberflächenfehlern auf optischen Medien, wie Glas oder Kunststoff, insbesondere auf Fahr zeugscheiben mit einem LED-Sen der und einem Fototempfänger, die auf derselben Seite und in einem konstanten Abstand über die zu un tersuchende Oberfläche geführt werden, wobei die HF-modulierte Strah lung des LED-Senders unter einem Einfallswinkel von 50-70° gegen das Einfallslot auf die Oberfläche gerichtet wird und das bei Ober flächenfehlern durch diffuse Refle xion auftretende Streulicht mittels eines Fotoempfängers, der sich im Einfallslot des Sendestrahls be findet, erfaßt und einer Aus werteschaltung zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung im sichtbaren Spektralbereich liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsgröße des Sendestrahls so gewählt wird, daß sich eine in bezug auf die Schadensdichte der untersuchten Oberfläche repräsentative Meßfleckgröße ergibt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine über die zu untersuchende Oberfläche führbare Sender-Empfänger- Anordnung auf derselben Seite und in einem konstanten Abstand zur Oberfläche angeordnet ist, wobei sich der Empfänger (2) im Ein fallslot des vom Sender (1) unter einem Einfallswinkel von 50-70° auf die zu untersuchende Oberflä che gerichteten Sendestrahls befindet und mit einer Auswertschal tung zur Ausgabe und/oder Anzeige eines erfaßten Streulichtwertes ver bunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (1) aus einer Senderoptik und einer eine HF- modulierte Strahlung aussendenden lichtemittierenden Diode (LED) besteht und der Empfänger (2) aus einer Empfangsoptik mit einem Fotoempfänger und einem auf die Sendermodulation synchronisierten phasenempfindlichen Gleichrichter (lock-in-Verstärker) besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabe und/oder Anzeige des Streulichtwertes analog erfolgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabe und/oder Anzeige des Streulichtwertes digital erfolgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der konstante Abstand der Sender-Empfänger-Anordnung zur Meßoberfläche durch an der Vorrichtung vorgesehene Gleitkufen oder Räder (4) sichergestellt ist, wobei die empfangsseitigen Auflagepunkte mit der Empfängerachse eine Ebene bilden.