WO2023110573A1 - Device for detecting surface defects on a surface of a test body, and method for operating the device - Google Patents

Device for detecting surface defects on a surface of a test body, and method for operating the device Download PDF

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WO2023110573A1
WO2023110573A1 PCT/EP2022/084765 EP2022084765W WO2023110573A1 WO 2023110573 A1 WO2023110573 A1 WO 2023110573A1 EP 2022084765 W EP2022084765 W EP 2022084765W WO 2023110573 A1 WO2023110573 A1 WO 2023110573A1
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WO
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light
test body
sensor
tested
image
Prior art date
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PCT/EP2022/084765
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German (de)
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Inventor
Christian David ADLER
Marcel Werner
Jakob DOBNER
Original Assignee
Elkamet Kunststofftechnik Gmbh
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Publication date
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    • G01N2021/9586—Windscreens

Definitions

  • the invention relates to a device for detecting surface defects on a surface of a test body, in particular on the surface of a transparent vehicle window, with a housing for delimiting an interior space, in which a light source and a light sensor are arranged, the light source for impinging on the test body having a Test light is used and the light sensor is used to receive emission light, which the test body emits as a result of being exposed to the test light, with a sensor surface of the light sensor perpendicular to an optical plummet of the surface to be tested of the test body can be aligned or is aligned.
  • Such a device is known from WO 02/090952 A1.
  • the present invention is based on the object of specifying a device which is particularly suitable for detecting surface defects in a transparent vehicle window, in particular a windshield.
  • This object is achieved with a device of the type mentioned at the outset in that the angle of incidence of the test light on the test body, measured relative to the optical plummet, and a positioning of the light source and the light sensor relative to the surface of the test body to be tested are coordinated in such a way that the light sensor diffusely reflected light from the test object surface to be tested reaches the light sensor and that light reflected from the test object surface to be tested does not reach the light sensor.
  • the optical plummet corresponds in particular to a central optical axis of the device.
  • the emission light emitted by the test body as a result of being exposed to the test light contains both diffusely reflected light ("scattered light ”) as well as directed reflected light components, but the directed reflected light does not reach the light sensor.
  • spetered light diffusely reflected light
  • the light sensor is usually undamaged when new, so that when the device according to the invention is used, its light sensor ideally does not detect any diffusely reflected light.
  • the surface of a test body is at least essentially free of damage, when the test body is exposed to a test light, only emission light occurs that corresponds at least approximately to fully directed reflected light.
  • Suitable angles of incidence of light can be provided in particular when the light source is arranged between the light sensor and the surface to be checked, viewed along the optical plummet.
  • a distance between the light source and the surface to be tested can be set within a setting range, e.g. by means of a setting device that changes the position of the light source, preferably along a setting axis that is oriented in particular parallel to the optical plummet.
  • the light reflected in a direction that is spatially offset from the light sensor impinges on a boundary of the interior of the housing.
  • at least one Absorption diaphragm for hiding directed reflected light is arranged between the test body and the light sensor. This makes it possible to minimize undesired light influences in a spatial environment of the light sensor.
  • the absorption diaphragm is arranged between the light source and the light sensor as seen along the optical perpendicular and thus in a spatial area that is preferably free or substantially free of test light and that serves at least substantially for emission light to pass through.
  • the absorption screen preferably has a light passage opening, which allows passage of diffusely reflected light in the direction of the light sensor. It is optionally provided that a lens is arranged inside the light passage opening, which lens enables the diffusely reflected light to be focused on a sensor surface of the light sensor or which images a section of the surface to be tested on the sensor surface.
  • the light source has at least three light emission points, which are distributed in a plane perpendicular to the optical plumb and around the optical plumb, in particular are regularly distributed. This allows the section of the surface to be tested to be exposed to test light from different spatial directions, but preferably with identical light incidence angles in each case.
  • the light emission points of the light source form a ring arrangement. This can be realized, for example, in that the light source has at least ten, preferably at least twenty, in particular at least thirty, light emission points, which are distributed in a ring around the optical plummet. Such a large number of light emission points enables a particularly uniform illumination of a surface section to be checked.
  • the light source or the light emission points of the light source may have a defined light emission direction in order to apply test light to (only) a spatially limited section of the surface to be tested.
  • a light entrance screen it is preferable for a light entrance screen to be arranged between the light source and the test body, as viewed along the optical plummet, the light entrance screen having an aperture opening which is delimited by a peripherally closed aperture stop. This enables a larger area to be illuminated, which can extend spatially beyond the section of the surface to be tested and can also include the aperture stop, but with a particularly homogeneous light distribution being made possible in the section of the surface to be tested illuminated in this way.
  • the diaphragm limiter of the light incidence diaphragm can be adjustable, see above that a size, such as a diameter, the aperture is adjustable.
  • An arrangement that is particularly well suited for capturing scattered light results when the light emission points of the light source are arranged radially outside of a straight, prism-shaped space, with the aperture opening forming a base area of the prism-shaped space and with the aperture limit, with an imaginary parallel displacement along the optical perpendicular, covering the lateral surface of the forms a prismatic space. In this way, it is also particularly easy to prevent light that is reflected in a directed manner from reaching the light sensor.
  • Preferred smallest angles of incidence of light are at least approximately 5°, in particular at least approximately 6°.
  • Preferred light incidence angles are a maximum of approximately 20°, in particular a maximum of approximately 18°.
  • the device is a hand-held device.
  • the housing has a boundary which extends parallel to the optical plummet and is, for example, cylindrical and has a maximum external diameter of, for example, 15 cm. This allows the enclosure to be grasped by hand from the outside and placed on a surface to be inspected, particularly in an area where which the surface of the test specimen is damaged, for example by stone chipping.
  • the device comprises an evaluation unit for evaluating the diffusely reflected light detected by the light sensor.
  • the light sensor can detect a quantity of diffusely reflected light, for example by means of integration over a predetermined period of time.
  • a limit value preferably related to an intensity of the test light, is specified for a quantity of light to be detected by the light sensor; if the limit value is exceeded, the test specimen can be classified, which corresponds to the evaluation of the test specimen as "defective". For the example of a vehicle window, an evaluation as "defective" can be linked to a recommendation for further testing or for replacing the vehicle window.
  • the quantity of light determined by the light sensor can be corrected by a quantity of reference light, which the sensor detects under otherwise identical conditions, but without applying test light to the surface to be tested.
  • the light sensor prefferably be an image sensor.
  • an image of a section of the surface to be checked can be recorded, combined with a graphic evaluation of the image of a section of the surface to be checked.
  • a first scattered light image is created using the image sensor.
  • the creation of the first scattered light image can include a correction step in which a reference image created under otherwise identical conditions—but without subjecting the surface to be tested to test light—is subtracted from an image captured under subject to test light. In this way, extraneous light influences and/or other error influences can be minimized.
  • a modified scattered light image is created by calculation on the basis of the first scattered light image, with the first scattered light image and the modified scattered light image then being subtractively superimposed.
  • the modified scattered light image for example, image elements that are caused by diffusely reflected light on the surface to be tested can be at least partially removed.
  • the subtractive superimposition of such a modified scattered light image with the first scattered light image makes it possible to generate an image of the tested section of the surface that contains exclusively or at least largely exclusively image components that correlate with surface defects that were the cause of the emission of diffusely reflected light.
  • the modified scattered light image is created using a median filter and that the modified scattered light image is free of high-frequency image components.
  • High-frequency image components are understood to mean those image components in which intensity values of image points or pixels that are adjacent to one another differ from one another by a minimum difference or a minimum factor.
  • the first scattered light image has a first image area and a second image area, the first image area being assigned to a first surface section of the surface to be inspected, the second image area being assigned to a second surface section of the surface to be inspected, the surface sections being different are strongly illuminated and the intensities of the image areas are adjusted to compensate for the different illuminance levels of the surface sections.
  • Such an adjustment can take place, for example, by mathematical amplification of an image area that is assigned to a weaker illuminated surface section.
  • the light source or its test light can be modulated and/or for a modulator to be arranged between the light source and the surface to be tested, for example a mechanical "chopper" with which the test light emitted by the light source can be approximately rectangular in intensity, for example can be modulated between 0% and 100%.
  • a modulator to be arranged between the light source and the surface to be tested, for example a mechanical "chopper" with which the test light emitted by the light source can be approximately rectangular in intensity, for example can be modulated between 0% and 100%.
  • an electro-optical or acousto-optical modulator can also be used for intensity modulation.
  • Direct modulation of the light source for example by modulating the operating voltage and/or the operating current, is also possible.
  • the Test light to impress a characteristic, in particular a frequency and a phase, whereby a frequency- and phase-dependent detection of the light diffusely reflected on the surface to be tested is made possible by the light sensor. This allows influences from extraneous light
  • Eliminate for example, by ambient lighting or - when using the device to test a vehicle window in the installed state - by light sources inside the vehicle.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a device for detecting surface defects on a surface of a test body
  • FIG. 2 shows a representation corresponding to FIG. 1 of a further embodiment
  • FIG. 3 shows a representation corresponding to FIG. 1 of a further embodiment
  • Fig. 4 is a side view of another embodiment; and 5 shows a perspective view of a light source for use in a device according to one of FIGS. 1 to 4.
  • a test body 12 is preferably a transparent vehicle pane 14 with a surface 16 to be tested, which corresponds in particular to an outside of the vehicle pane 14 .
  • the vehicle pane 14 is in particular a windshield, the outside of which is exposed to increased wear when used in a motor vehicle compared to an inside 18 , for example due to stone impact or wiper blade wear.
  • a section 20 of the surface 16 to be checked can in particular be a section of the vehicle window 14 that is assigned to sensors or cameras of vehicle assistance systems. Such a section is located, for example, in an upper and central area of the vehicle when a windshield is installed, in which area a rear-view mirror is usually arranged on the inside. Section 20 can also represent a partial area of a field of vision through which a vehicle driver perceives the surroundings of the vehicle.
  • Section 20 is in particular a circular section with a diameter of 2 cm to 6 cm, for example.
  • the device 10 has a housing which is identified overall by the reference numeral 22 and is composed of a particularly cylindrical side wall 24, a particularly circular disk-shaped cover section 26 and a particularly annular disk-shaped base section 28.
  • a diameter of the side wall 24 is preferably a maximum of 15 cm; a height of the side wall 24 extending between the cover section 26 and the base section 28 is between approximately 10 cm and approximately 35 cm, for example.
  • the above dimensions allow the housing 22 to be manually guided and placed on the specimen 12 and moved across the surface 16 to be tested so that different sections 20 of the surface 16 to be tested can be tested while the device can be guided manually .
  • the device 10 On its underside and adjacent to the bottom section 28, the device 10 has supports 30 made of a plastic or elastomer material, which gently support the device 10 on the surface 16 to be tested, but at the same time also ensure a defined alignment of the device 10 relative to the testing surface 16 allow.
  • the pads 30 or feet are preferably distributed in a ring along a circumference; it is also possible for only one support 30, which is closed in the form of a ring, to be provided.
  • the annular disk-shaped bottom section 28 forms a light incidence screen 32, which extends parallel to the surface 16 to be tested when the device 10 is placed on it the portion 20 of the surface to be inspected 16; a particularly circular diaphragm opening 34, which is delimited by the light entry diaphragm 32, is also oriented parallel to the section 20.
  • An optical plummet 36 of section 20 of surface 16 to be tested forms a normal to surface 16 to be tested and in particular forms a central optical axis of device 10.
  • a sensor surface 38 of a light sensor 40 is aligned perpendicular to optical plummet 36.
  • the light sensor 40 is spaced from the surface 16 to be inspected and is preferably located adjacent to the lid portion 26 .
  • the device 10 also includes a light source 42, which is also shown in FIG.
  • the light source 42 has a multiplicity of light emission points, which are denoted by the reference numeral 44 in FIG. 5 by way of example.
  • the light emission points 44 extend within a plane 46, cf. FIG.
  • the light emission points 44 are arranged in a distributed manner around the optical plummet 36, preferably arranged in a regularly distributed manner, so that the section 20 of the surface 16 to be checked can be illuminated essentially homogeneously and without shadows.
  • the light source 42 is arranged between the light sensor 40 and the surface 16 to be tested, viewed along the optical plumb 36 . Contrary to what is shown in the drawing, it is possible that the light source 42 is further away from the surface 16 to be checked than from the light sensor 40.
  • the light emission points 44 of the light source 42 are distributed along an imaginary circular line, the diameter of which is larger than the diameter of a circular aperture stop 48 of the light entrance aperture 32.
  • the light source 42 emits test light not only in the direction of the section 20 of the surface 16 to be tested, but also radially outward beyond the aperture 34 . Inspection light not impinging on portion 20 of the surfaces 16 to be inspected is absorbed by the insides of portions 28, 24 and 26 of housing 22, for example using a matte black coating.
  • FIG. 1 shows light beams by way of example which correlate with a minimum light incidence angle ⁇ min and with a maximum light incidence angle ⁇ max .
  • the angles of incidence of light are each measured in relation to the optical plummet 36 .
  • a first light beam 50 hits the surface 16 to be checked with a minimum light incidence angle ⁇ min of, for example, 7° and is reflected with a first light component in a directed manner, with a light emergence angle ⁇ min also related to the optical plummet 36 being equal to the minimum light incidence angle ⁇ min is
  • the directionally reflected light beam 52 is part of the emission light emitted by the test body 12 as a result of being exposed to test light.
  • the light beam 52 does not strike the sensor surface 38 of the light sensor 40, but strikes an inside of the cover section 26.
  • a second part of the emission light is formed by diffusely reflected light, which is indicated by a light beam 54 in FIG. This diffusely reflected light is caused by irradiation with the light beam 50 and by surface defects of the surface 16 to be checked.
  • the diffusely reflected light 54 strikes the sensor surface 38 of the light sensor 40.
  • FIG. 1 shows another light beam 56 as an example, which is assigned to a maximum light incidence angle ⁇ max . This angle is 16°, for example.
  • a light beam 58 reflected by the surface 16 to be tested impinges on an underside of the light incidence screen 32 which is formed by the bottom section 28 of the housing 22 and which faces the surface to be tested. The light beam 58 does not reach the light sensor 40 either.
  • Another light beam 60 is indicated in FIG.
  • At least the light sensor 40 and the light source 42 are arranged in an interior space 62 of the housing 22 .
  • the diameter of a section 20 to be detected of the surface 16 of the test body 12 to be tested is denoted by G in FIG. 1 .
  • a diameter of the sensor surface 38 is denoted by d.
  • a distance measured along the optical plummet 36 between the surface to be checked 16 of the Test body 12 on the one hand and the sensor surface 38 of the light sensor 40 on the other hand is denoted by a.
  • the light source 42 has a radial distance R from the optical plummet 36 and a distance b, measured along the optical plummet 36, from the surface 16 of the test body 12 to be tested.
  • FIG. 2 A device 10 is shown in FIG. 2, the construction of which is supplemented with additional elements described below in comparison to the device 10 according to FIG.
  • the aperture stop 32 can be adjustable so that the size of the aperture opening 34 can be adjusted.
  • the light sensor 40 of the device 10 according to FIG. 2 is an image sensor whose sensor surface 38 is aligned parallel to the surface 16 of the test body 16 to be tested.
  • an absorption diaphragm 64 is arranged, which extends in a plane 66 oriented perpendicular to the optical plummet 36 is.
  • the absorption screen 64 has an in particular circular light passage opening 68 .
  • the light passage opening 68 is used for the passage of diffusely reflected light 54 and 60 from the test body 12 in the direction of the light sensor 40.
  • the absorption screen 64 serves to block out light 52 that is reflected in a directed manner, so that light 52 that is reflected in a directed manner is already blocked out before it reaches the cover section 26 of the housing 22 .
  • a lens 70 is optionally arranged in the light passage opening 68 , which focuses diffusely reflected light 54 , 60 onto the sensor surface 38 of the light sensor 40 or which images the section 20 of the surface 16 to be checked onto the sensor surface 38 .
  • the diameter of a section 20 to be detected of the surface 16 of the test body 12 to be tested is denoted by G in FIG. 2 .
  • a diameter of the light passage opening 68 of the absorption diaphragm 64 is denoted by d.
  • a distance, measured along the optical perpendicular 36, between the surface 16 to be tested of the test body 12 on the one hand and the absorption diaphragm 64 on the other is denoted by a.
  • the light source 42 has a radial distance R from the optical plummet 36 and a distance b, measured along the optical plummet 36, from the surface 16 of the test body 12 to be tested.
  • An embodiment of a device 10 shown in Figure 3 differs from the device 10 according to Figure 2 in that the absorption stop 64 is arranged immediately adjacent to the light source 42 . No lens is arranged in the light passage opening 68 .
  • the device 10 according to FIG. 3 comprises an additional light source 72 which is arranged between the light source 42 and the surface 16 of the test body 12 to be tested in relation to the optical plummet 36 .
  • the additional light source 72 extends within a plane 74 which is oriented perpendicularly to the optical plummet 36 .
  • the additional light source 72 has a structure comparable to that of the light source 42 (compare FIG. 5); however, it is possible for the light emission points 44 of the additional light source 72 to be distributed over a larger or smaller diameter than the light emission points 44 of the light source 42.
  • the additional light source 72 enables a particularly good illumination of the section 20 of the test body 12.
  • the diameter of a section 20 to be detected of the surface 16 of the test body 12 to be tested is denoted by G in FIG. 3 .
  • a diameter of the light passage opening 68 of the absorption diaphragm 64 is denoted by d.
  • a distance, measured along the optical perpendicular 36, between the surface 16 to be tested of the test body 12 on the one hand and the absorption diaphragm 64 on the other is denoted by a.
  • the light source 42 has a radial distance R to the optical plummet 36 and one along the optical plummet 36 measured distance b to the surface to be tested 16 of the test body 12.
  • FIG. 4 shows a device 10 whose structure correlates with the structure of the device 10 according to FIG.
  • an evaluation unit 78 is provided, which is used to evaluate the diffusely reflected light detected by the light sensor 40 .
  • the evaluation unit 78 can also be part of an external computing unit with which the light sensor 40 communicates in a wired or wireless manner.
  • FIG. 4 also shows a carrier element 76 for fastening the light sensor 40 and a carrier element 80 for fastening the light source 42 .
  • the term "diameter" in the above description and in the following patent claims should not be understood to mean that the respective element - such as the section 20 to be detected, the sensor surface 38 or the light passage opening 64 - must have a circular shape. Rather, configurations of the respective element that deviate from the circular shape are also conceivable and expressly included. Instead of a "half diameter", there is then a distance between a boundary of the respective element and the optical plummet 36.

Abstract

The invention relates to a device (10) for detecting surface defects on a surface of a test body (12), in particular on the surface (16) of a transparent vehicle pane (14), comprising a housing (22) for delimiting an interior (62) in which a light source (42) and a light sensor (40) are arranged, wherein the light source serves to let test light impinge upon the test body and wherein the light sensor serves to record emission light emitted by the test body as a consequence of the incidence of the test light thereon, wherein a sensor surface (38) of the light sensor is able to be aligned or is aligned perpendicularly to an optical normal (36) of the surface of the test body to be tested, wherein angles of light incidence (αmin, αmax) of the test light on the test body measured relative to the optical normal and a positioning of the light source and light sensor relative to the surface of the test body to be tested are matched to one another in such a way that light (54, 60) which has been diffusely reflected from the surface of the test body to be tested reaches the light sensor and that light (52, 58) which has been specularly reflected from the surface of the test body to be tested does not reach the light sensor.

Description

Titel: Vorrichtung zur Erfassung von Oberflächendefekten auf einer Oberfläche eines Prüfkörpers und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung Title: Device for detecting surface defects on a surface of a test piece and method for operating the device
Beschreibung Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von Oberflächendefekten auf einer Oberfläche eines Prüfkörpers, insbesondere auf der Oberfläche einer transparenten Fahrzeugscheibe, mit einem Gehäuse zur Begrenzung eines Innenraums, in welchem eine Lichtquelle und ein Lichtsensor angeordnet sind, wobei die Lichtquelle zur Beaufschlagung des Prüfkörpers mit einem Prüflicht dient und wobei der Lichtsensor zur Aufnahme von Emissionslicht dient, welches der Prüfkörper infolge der Beaufschlagung mit dem Prüflicht abgibt, wobei eine Sensorfläche des Lichtsensors senkrecht zu einem optischen Lot der zu prüfenden Oberfläche des Prüfkörpers ausrichtbar oder ausgerichtet ist. The invention relates to a device for detecting surface defects on a surface of a test body, in particular on the surface of a transparent vehicle window, with a housing for delimiting an interior space, in which a light source and a light sensor are arranged, the light source for impinging on the test body having a Test light is used and the light sensor is used to receive emission light, which the test body emits as a result of being exposed to the test light, with a sensor surface of the light sensor perpendicular to an optical plummet of the surface to be tested of the test body can be aligned or is aligned.
Eine solche Vorrichtung ist aus der WO 02/090952 A1 bekannt. Such a device is known from WO 02/090952 A1.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, welche sich besonders gut zur Detektion von Oberflächendefekten einer transparenten Fahrzeugscheibe, insbesondere einer Windschutzscheibe, eignet. Proceeding from this, the present invention is based on the object of specifying a device which is particularly suitable for detecting surface defects in a transparent vehicle window, in particular a windshield.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass relativ zu dem optischen Lot gemessene Lichteinfallswinkel des Prüflichts auf den Prüfkörper und eine Positionierung der Lichtquelle und des Lichtsensors relativ zu der zu prüfenden Oberfläche des Prüfkörpers derart aufeinander abgestimmt sind, dass den Lichtsensor von der zu prüfenden Oberfläche des Prüfkörpers diffus reflektiertes Licht erreicht und dass den Lichtsensor von der zu prüfenden Oberfläche des Prüfkörpers gerichtet reflektiertes Licht nicht erreicht. This object is achieved with a device of the type mentioned at the outset in that the angle of incidence of the test light on the test body, measured relative to the optical plummet, and a positioning of the light source and the light sensor relative to the surface of the test body to be tested are coordinated in such a way that the light sensor diffusely reflected light from the test object surface to be tested reaches the light sensor and that light reflected from the test object surface to be tested does not reach the light sensor.
Das optische Lot entspricht insbesondere einer zentralen optischen Achse der Vorrichtung. The optical plummet corresponds in particular to a central optical axis of the device.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch Abstimmung der Lichteinfallswinkel des Prüflichts und der Positionierung der Lichtquelle und des Lichtsensors relativ zu der zu prüfenden Oberfläche eine Anordnung bereitgestellt, bei welcher das von dem Prüfkörper infolge der Beaufschlagung mit dem Prüflicht abgegebene Emissionslicht sowohl diffus reflektierte Lichtanteile ("Streulicht") als auch gerichtet reflektierte Lichtanteile aufweisen kann, wobei aber der gerichtet reflektierte Lichtanteil den Lichtsensor nicht erreicht. Dies bedeutet, dass den Lichtsensor ausschließlich diffus reflektiertes Licht erreicht und somit ein Lichtanteil, dessen Entstehung auf Oberflächendefekten der Oberfläche des Prüfkörpers beruht. Üblicherweise sind Prüfkörper, insbesondere Fahrzeugscheiben, in einem Neuzustand beschädigungsfrei, sodass bei einer Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dessen Lichtsensor idealerweise kein diffus reflektiertes Licht erfasst. Anders ausgedrückt: Bei einer zumindest im Wesentlichen beschädigungsfreien Oberfläche eines Prüfkörpers entsteht bei Beaufschlagung des Prüfkörpers mit einem Prüflicht lediglich Emissionslicht, das zumindest annähernd vollständig gerichtet reflektiertem Licht entspricht. In the device according to the invention, by coordinating the angle of incidence of the test light and the positioning of the light source and the light sensor relative to the surface to be tested, an arrangement is provided in which the emission light emitted by the test body as a result of being exposed to the test light contains both diffusely reflected light ("scattered light ") as well as directed reflected light components, but the directed reflected light does not reach the light sensor. This means that only diffusely reflected light reaches the light sensor and thus a proportion of light that is caused by surface defects on the surface of the test object. Test bodies, in particular vehicle windows, are usually undamaged when new, so that when the device according to the invention is used, its light sensor ideally does not detect any diffusely reflected light. In other words: If the surface of a test body is at least essentially free of damage, when the test body is exposed to a test light, only emission light occurs that corresponds at least approximately to fully directed reflected light.
Geeignete Lichteinfallswinkel können insbesondere dann bereitgestellt werden, wenn die Lichtquelle entlang des optischen Lots gesehen zwischen dem Lichtsensor und der zu prüfenden Oberfläche angeordnet ist. Suitable angles of incidence of light can be provided in particular when the light source is arranged between the light sensor and the surface to be checked, viewed along the optical plummet.
Zur Einstellung geeigneter Lichteinfallswinkel kann ein Abstand der Lichtquelle von der zu prüfenden Oberfläche innerhalb eines Einstellbereichs einstellbar sein, bspw. mittels einer Einstelleinrichtung, welche eine Position der Lichtquelle verändert, vorzugsweise entlang einer Einstellachse, die insbesondere parallel zu dem optischen Lot orientiert ist. To set a suitable light incidence angle, a distance between the light source and the surface to be tested can be set within a setting range, e.g. by means of a setting device that changes the position of the light source, preferably along a setting axis that is oriented in particular parallel to the optical plummet.
Es ist möglich, dass das gerichtet reflektierte Licht zu dem Lichtsensor räumlich versetzt auf eine Begrenzung des Innenraums des Gehäuses trifft. Es ist aber auch möglich, dass zwischen dem Prüfkörper und dem Lichtsensor mindestens eine Absorptionsblende zum Ausblenden von gerichtet reflektiertem Licht angeordnet ist. Dies ermöglicht es, unerwünschte Lichteinflüsse in einer räumlichen Umgebung des Lichtsensors zu minimieren. It is possible that the light reflected in a direction that is spatially offset from the light sensor impinges on a boundary of the interior of the housing. But it is also possible that between the test body and the light sensor at least one Absorption diaphragm for hiding directed reflected light is arranged. This makes it possible to minimize undesired light influences in a spatial environment of the light sensor.
Vorzugsweise ist die Absorptionsblende entlang des optischen Lots gesehen zwischen der Lichtquelle und dem Lichtsensor angeordnet und somit in einem räumlichen Bereich, der vorzugsweise frei oder im Wesentlichen frei von Prüflicht ist und der zumindest im Wesentlichen zum Durchtritt von Emissionslicht dient. Preferably, the absorption diaphragm is arranged between the light source and the light sensor as seen along the optical perpendicular and thus in a spatial area that is preferably free or substantially free of test light and that serves at least substantially for emission light to pass through.
Die Absorptionsblende weist vorzugsweise eine Lichtdurchtrittsöffnung auf, welche einen Durchtritt von diffus reflektiertem Licht in Richtung auf den Lichtsensor ermöglicht. Dabei ist optional vorgesehen, dass innerhalb der Lichtdurchtrittsöffnung eine Linse angeordnet ist, welche eine Fokussierung des diffus reflektierten Lichts auf eine Sensorfläche des Lichtsensors ermöglicht oder welche einen Abschnitt der zu prüfenden Oberfläche auf der Sensorfläche abbildet. The absorption screen preferably has a light passage opening, which allows passage of diffusely reflected light in the direction of the light sensor. It is optionally provided that a lens is arranged inside the light passage opening, which lens enables the diffusely reflected light to be focused on a sensor surface of the light sensor or which images a section of the surface to be tested on the sensor surface.
Für eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung des Abschnitts der zu prüfenden Oberfläche wird vorgeschlagen, dass die Lichtquelle mindestens drei Lichtemissionspunkte aufweist, welche in einer Ebene senkrecht zu dem optischen Lot und um das optische Lot herum verteilt angeordnet sind, insbesondere regelmäßig verteilt angeordnet sind. Dies ermöglicht die Beaufschlagung des Abschnitts der zu prüfenden Oberfläche mit Prüflicht aus unterschiedlichen Raumrichtungen, jedoch mit vorzugsweise jeweils identischen Lichteinfallswinkeln. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Lichtemissionspunkte der Lichtquelle eine Ringanordnung bilden. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Lichtquelle mindestens zehn, vorzugsweise mindestens zwanzig, insbesondere mindestens dreißig Lichtemissionspunkte aufweist, welche ringförmig verteilt um das optische Lot herum angeordnet sind. Eine solche Vielzahl von Lichtemissionspunkten ermöglicht eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung eines zu prüfenden Oberflächenabschnitts. For a particularly uniform illumination of the section of the surface to be tested, it is proposed that the light source has at least three light emission points, which are distributed in a plane perpendicular to the optical plumb and around the optical plumb, in particular are regularly distributed. This allows the section of the surface to be tested to be exposed to test light from different spatial directions, but preferably with identical light incidence angles in each case. In particular, it is preferable that the light emission points of the light source form a ring arrangement. This can be realized, for example, in that the light source has at least ten, preferably at least twenty, in particular at least thirty, light emission points, which are distributed in a ring around the optical plummet. Such a large number of light emission points enables a particularly uniform illumination of a surface section to be checked.
Es ist möglich, dass die Lichtquelle oder die Lichtemissionspunkte der Lichtquelle eine definierte Lichtabstrahlrichtung aufweisen, um (nur) einen räumlich begrenzten Abschnitt der zu prüfenden Oberfläche mit Prüflicht zu beaufschlagen. Für eine gleichmäßige Ausleuchtung eines Abschnitts der zu prüfenden Oberfläche ist es jedoch bevorzugt, dass entlang des optischen Lots gesehen zwischen der Lichtquelle und dem Prüfkörper eine Lichteinfallsblende angeordnet ist, wobei die Lichteinfallsblende eine Blendenöffnung aufweist, welche von einer umfangsseitig geschlossenen Blendenbegrenzung begrenzt ist. Dies ermöglicht eine Ausleuchtung einer größeren Fläche, welche sich räumlich über den Abschnitt der zu prüfenden Oberfläche hinaus erstrecken kann und auch die Blendenbegrenzung einschließen kann, wobei aber in dem auf diese Weise beleuchteten Abschnitt der zu prüfenden Oberfläche eine besonders homogene Lichtverteilung ermöglicht wird. It is possible for the light source or the light emission points of the light source to have a defined light emission direction in order to apply test light to (only) a spatially limited section of the surface to be tested. For a uniform illumination of a section of the surface to be tested, however, it is preferable for a light entrance screen to be arranged between the light source and the test body, as viewed along the optical plummet, the light entrance screen having an aperture opening which is delimited by a peripherally closed aperture stop. This enables a larger area to be illuminated, which can extend spatially beyond the section of the surface to be tested and can also include the aperture stop, but with a particularly homogeneous light distribution being made possible in the section of the surface to be tested illuminated in this way.
Zur Einstellung der ausgeleuchteten Fläche und/oder zur Einstellung geeigneter Lichteinfallswinkel kann die Blendenbegrenzung der Lichteinfallsblende verstellbar sein, so dass eine Größe, etwa ein Durchmesser, der Blendenöffnung einstellbar ist. To set the illuminated area and/or to set a suitable angle of incidence of light, the diaphragm limiter of the light incidence diaphragm can be adjustable, see above that a size, such as a diameter, the aperture is adjustable.
Eine besonders gut zur Erfassung von Streulicht geeignete Anordnung ergibt sich, wenn die Lichtemissionspunkte der Lichtquelle radial außerhalb eines geraden, prismenförmigen Raums angeordnet sind, wobei die Blendenöffnung eine Grundfläche des prismenförmigen Raums bildet und wobei die Blendenbegrenzung bei gedachter Parallelverschiebung entlang des optischen Lots die Mantelfläche des prismenförmigen Raums bildet. Auf diese Weise kann auch besonders einfach verhindert werden, dass gerichtet reflektiertes Licht den Lichtsensor erreicht. An arrangement that is particularly well suited for capturing scattered light results when the light emission points of the light source are arranged radially outside of a straight, prism-shaped space, with the aperture opening forming a base area of the prism-shaped space and with the aperture limit, with an imaginary parallel displacement along the optical perpendicular, covering the lateral surface of the forms a prismatic space. In this way, it is also particularly easy to prevent light that is reflected in a directed manner from reaching the light sensor.
Bevorzugte kleinste Lichteinfallswinkel betragen mindestens ca. 5°, insbesondere mindestens ca. 6°. Preferred smallest angles of incidence of light are at least approximately 5°, in particular at least approximately 6°.
In den Unteransprüchen 11 bis 14 sind bevorzugte räumliche Beziehungen angegeben. In the dependent claims 11 to 14 preferred spatial relationships are specified.
Bevorzugte Lichteinfallswinkel betragen maximal ca. 20°, insbesondere maximal ca. 18°. Preferred light incidence angles are a maximum of approximately 20°, in particular a maximum of approximately 18°.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Vorrichtung eine handgeführte Vorrichtung ist. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass das Gehäuse eine sich parallel zu dem optischen Lot erstreckende Begrenzung aufweist, welche beispielsweise zylindrisch ist und einen maximalen Außendurchmesser von beispielsweise 15 cm aufweist. Dies ermöglicht es, das Gehäuse von außen mit der Hand zu ergreifen und auf eine zu prüfende Oberfläche aufzustellen, insbesondere in einem Bereich, in welchem die Oberfläche des Prüfkörpers beschädigt ist, beispielsweise durch Steinschlag. Particular advantages arise when the device is a hand-held device. This is achieved in particular in that the housing has a boundary which extends parallel to the optical plummet and is, for example, cylindrical and has a maximum external diameter of, for example, 15 cm. This allows the enclosure to be grasped by hand from the outside and placed on a surface to be inspected, particularly in an area where which the surface of the test specimen is damaged, for example by stone chipping.
Es ist ferner bevorzugt, wenn die Vorrichtung eine Auswerteeinheit zur Auswertung des von dem Lichtsensor erfassten diffus reflektierten Lichts umfasst. Im einfachsten Fall kann der Lichtsensor eine Menge diffus reflektierten Lichts erfassen, beispielsweise mittels Integration über einen vorgegebenen Zeitraum. Bei einer besonders einfachen Ausführungsform ist ein vorzugsweise auf eine Intensität des Prüflichts bezogener Grenzwert für eine von dem Lichtsensor zu erfassende Lichtmenge vorgegeben; bei Überschreitung des Grenzwerts kann eine Klassifizierung des Prüfkörpers erfolgen, welche mit der Bewertung des Prüfkörpers als "defekt" korrespondiert. Für das Beispiel einer Fahrzeugscheibe kann eine Bewertung als "defekt" mit einer Empfehlung zur weitergehenden Prüfung oder zum Austausch der Fahrzeugscheibe verknüpft sein. It is also preferred if the device comprises an evaluation unit for evaluating the diffusely reflected light detected by the light sensor. In the simplest case, the light sensor can detect a quantity of diffusely reflected light, for example by means of integration over a predetermined period of time. In a particularly simple embodiment, a limit value, preferably related to an intensity of the test light, is specified for a quantity of light to be detected by the light sensor; if the limit value is exceeded, the test specimen can be classified, which corresponds to the evaluation of the test specimen as "defective". For the example of a vehicle window, an evaluation as "defective" can be linked to a recommendation for further testing or for replacing the vehicle window.
Zur Minimierung von Fremdlichteinflüssen kann die von dem Lichtsensor ermittelte Lichtmenge um eine Referenzlichtmenge korrigiert werden, die der Sensor unter ansonsten identischen Bedingungen, jedoch ohne Beaufschlagung der zu prüfenden Oberfläche mit Prüflicht, erfasst. To minimize the influence of extraneous light, the quantity of light determined by the light sensor can be corrected by a quantity of reference light, which the sensor detects under otherwise identical conditions, but without applying test light to the surface to be tested.
Es ist ferner möglich, dass der Lichtsensor ein Bildsensor ist. Auf diese Weise kann ein Abbild eines Abschnitts der zu prüfenden Oberfläche erfasst werden, verbunden mit einer grafischen Auswertung des Abbilds eines Abschnitts der zu prüfenden Oberfläche. Bei einem bevorzugten Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung, welche einen Lichtsensor in Form eines Bildsensors umfasst, wird ein erstes Streulichtabbild mittels des Bildsensors erstellt. Die Erstellung des ersten Streulichtabbilds kann einen Korrekturschritt umfassen, bei welchem ein unter ansonsten identischen Bedingungen - jedoch ohne Beaufschlagung der zu prüfenden Oberfläche mit Prüflicht - erstelltes Referenzabbild von einem unter Beaufschlagung mit Prüflicht erfassten Abbild abgezogen wird. Dadurch können Fremdlichteinflüsse und/oder andere Fehlereinflüsse minimiert werden. It is also possible for the light sensor to be an image sensor. In this way, an image of a section of the surface to be checked can be recorded, combined with a graphic evaluation of the image of a section of the surface to be checked. In a preferred method for operating a device that includes a light sensor in the form of an image sensor, a first scattered light image is created using the image sensor. The creation of the first scattered light image can include a correction step in which a reference image created under otherwise identical conditions—but without subjecting the surface to be tested to test light—is subtracted from an image captured under subject to test light. In this way, extraneous light influences and/or other error influences can be minimized.
Ferner wird rechnerisch ein verändertes Streulichtabbild auf Basis des ersten Streulichtabbilds erstellt, wobei anschließend das erste Streulichtabbild und das veränderte Streulichtabbild subtraktiv überlagert werden. Furthermore, a modified scattered light image is created by calculation on the basis of the first scattered light image, with the first scattered light image and the modified scattered light image then being subtractively superimposed.
Bei der Erstellung des veränderten Streulichtabbilds können beispielsweise Bildelemente zumindest teilweise entfernt werden, welche durch diffus reflektiertes Licht an der zu prüfenden Oberfläche bedingt sind. Die subtraktive Überlagerung eines solchen veränderten Streulichtabbilds mit dem ersten Streulichtabbild ermöglicht es, ein Abbild des geprüften Abschnitts der Oberfläche zu generieren, das ausschließlich oder zumindest weitestgehend ausschließlich Bildanteile enthält, welche mit Oberflächendefekten korrelieren, welche ursächlich waren für die Emission von diffus reflektiertem Licht. When creating the modified scattered light image, for example, image elements that are caused by diffusely reflected light on the surface to be tested can be at least partially removed. The subtractive superimposition of such a modified scattered light image with the first scattered light image makes it possible to generate an image of the tested section of the surface that contains exclusively or at least largely exclusively image components that correlate with surface defects that were the cause of the emission of diffusely reflected light.
Es ist beispielsweise möglich, dass die Erstellung des veränderten Streulichtabbilds mit einem Medianfilter durchgeführt wird und dass das veränderte Streulichtabbild von hochfrequenten Bildanteilen befreit ist. Unter hochfrequenten Bildanteilen werden jene Bildanteile verstanden, in denen Intensitätswerte zueinander benachbarter Bildpunkte oder Pixel sich über eine Mindestdifferenz oder einen Mindestfaktor hinausgehend voneinander unterscheiden. It is possible, for example, that the modified scattered light image is created using a median filter and that the modified scattered light image is free of high-frequency image components. High-frequency image components are understood to mean those image components in which intensity values of image points or pixels that are adjacent to one another differ from one another by a minimum difference or a minimum factor.
Es ist ferner möglich, dass das erste Streulichtabbild einen ersten Bildbereich und einen zweiten Bildbereich aufweist, wobei der erste Bildbereich einem ersten Oberflächenabschnitt der zu prüfenden Oberfläche zugeordnet ist, wobei der zweite Bildbereich einem zweiten Oberflächenabschnitt der zu prüfenden Oberfläche zugeordnet ist, wobei die Oberflächenabschnitte unterschiedlich stark beleuchtet sind und wobei Intensitäten der Bildbereiche zum Ausgleich der unterschiedlichen Beleuchtungsstärken der Oberflächenabschnitte aneinander angeglichen werden. Ein solches Angleichen kann beispielsweise durch rechnerische Verstärkung eines Bildbereichs erfolgen, der einem schwächer beleuchteten Oberflächenabschnitt zugeordnet ist. It is also possible that the first scattered light image has a first image area and a second image area, the first image area being assigned to a first surface section of the surface to be inspected, the second image area being assigned to a second surface section of the surface to be inspected, the surface sections being different are strongly illuminated and the intensities of the image areas are adjusted to compensate for the different illuminance levels of the surface sections. Such an adjustment can take place, for example, by mathematical amplification of an image area that is assigned to a weaker illuminated surface section.
Es ist außerdem möglich, dass die Lichtquelle oder deren Prüflicht modulierbar ist und/oder dass zwischen der Lichtquelle und der zu prüfenden Oberfläche ein Modulator angeordnet ist, beispielsweise ein mechanischer "Chopper", mit welchem von der Lichtquelle abgegebenes Prüflicht in seiner Intensität beispielsweise annähernd rechteckig zwischen 0% und 100% moduliert werden kann. Alternativ kann zur Intensitätsmodulation auch ein elektrooptischer oder akustooptischer Modulator eingesetzt werden. Auch eine unmittelbare Modulation der Lichtquelle, etwa durch Modulation der Betriebsspannung und/oder des Betriebsstroms ist möglich. Die vorstehend genannten Maßnahmen ermöglichen es jeweils, dem Prüflicht eine Charakteristik, insbesondere eine Frequenz und eine Phase, aufzuprägen, wodurch eine frequenz- und phasenabhängige Detektion des an der zu prüfenden Oberfläche diffus reflektierten Lichts durch den Lichtsensor ermöglicht wird. Hierdurch lassen sich Einflüsse durch FremdlichtIt is also possible for the light source or its test light to be modulated and/or for a modulator to be arranged between the light source and the surface to be tested, for example a mechanical "chopper" with which the test light emitted by the light source can be approximately rectangular in intensity, for example can be modulated between 0% and 100%. Alternatively, an electro-optical or acousto-optical modulator can also be used for intensity modulation. Direct modulation of the light source, for example by modulating the operating voltage and/or the operating current, is also possible. The above measures make it possible in each case, the Test light to impress a characteristic, in particular a frequency and a phase, whereby a frequency- and phase-dependent detection of the light diffusely reflected on the surface to be tested is made possible by the light sensor. This allows influences from extraneous light
(beispielsweise durch eine Umgebungsbeleuchtung oder - bei Verwendung der Vorrichtung zur Prüfung einer Fahrzeugscheibe im eingebauten Zustand - durch Lichtquellen innerhalb des Fahrzeugs) eliminieren. Eliminate (for example, by ambient lighting or - when using the device to test a vehicle window in the installed state - by light sources inside the vehicle).
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele. Further features and advantages of the invention are the subject of the following description and the graphic representation of preferred exemplary embodiments.
In der Zeichnung zeigt In the drawing shows
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erfassung von Oberflächendefekten auf einer Oberfläche eines Prüfkörpers; 1 shows a schematic representation of an embodiment of a device for detecting surface defects on a surface of a test body;
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform; FIG. 2 shows a representation corresponding to FIG. 1 of a further embodiment; FIG.
Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform; FIG. 3 shows a representation corresponding to FIG. 1 of a further embodiment; FIG.
Fig. 4 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform; und Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Lichtquelle zur Verwendung bei einer Vorrichtung nach einer der Figuren 1 bis 4. Fig. 4 is a side view of another embodiment; and 5 shows a perspective view of a light source for use in a device according to one of FIGS. 1 to 4.
Eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erfassung von Oberflächendefekten auf einer Oberfläche eines Prüfkörpers ist in Figur 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Bei einem Prüfkörper 12 handelt es sich vorzugsweise um eine transparente Fahrzeugscheibe 14 mit einer zu prüfenden Oberfläche 16, welche insbesondere einer Außenseite der Fahrzeugscheibe 14 entspricht. Bei der Fahrzeugscheibe 14 handelt es sich insbesondere um eine Windschutzscheibe, deren Außenseite bei Verwendung in einem Kraftfahrzeug im Vergleich zu einer Innenseite 18 einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt ist, beispielsweise durch Steinschlag oder Wischblattabrieb. An embodiment of a device for detecting surface defects on a surface of a test body is denoted overall by reference numeral 10 in FIG. A test body 12 is preferably a transparent vehicle pane 14 with a surface 16 to be tested, which corresponds in particular to an outside of the vehicle pane 14 . The vehicle pane 14 is in particular a windshield, the outside of which is exposed to increased wear when used in a motor vehicle compared to an inside 18 , for example due to stone impact or wiper blade wear.
In Figur 1 ist die Fahrzeugscheibe 14 nur abschnittsweise dargestellt. Bei einem Abschnitt 20 der zu prüfenden Oberfläche 16 kann es sich insbesondere um einen Abschnitt der Fahrzeugscheibe 14 handeln, der Sensoren oder Kameras von Fahrzeugassistenzsystemen zugeordnet ist. Ein solcher Abschnitt befindet sich beispielsweise in einem in Einbaulage einer Windschutzscheibe oberen und fahrzeugmittigen Bereich, in welchem innenseitig üblicherweise ein Rückspiegel angeordnet ist. Der Abschnitt 20 kann auch einen Teilbereich eines Sichtbereichs darstellen, durch welchen ein Fahrzeugführer die Umgebung des Fahrzeugs wahrnimmt. In Figure 1, the vehicle window 14 is shown only in sections. A section 20 of the surface 16 to be checked can in particular be a section of the vehicle window 14 that is assigned to sensors or cameras of vehicle assistance systems. Such a section is located, for example, in an upper and central area of the vehicle when a windshield is installed, in which area a rear-view mirror is usually arranged on the inside. Section 20 can also represent a partial area of a field of vision through which a vehicle driver perceives the surroundings of the vehicle.
Bei dem Abschnitt 20 handelt es sich insbesondere um einen kreisförmigen Abschnitt mit einem Durchmesser von beispielsweise 2 cm bis 6 cm. Die Vorrichtung 10 weist ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 22 bezeichnetes Gehäuse auf, welches sich aus einer insbesondere zylindrischen Seitenwand 24, einem insbesondere kreisscheibenförmigen Deckelabschnitt 26 und einem insbesondere ringscheibenförmigen Bodenabschnitt 28 zusammensetzt. Section 20 is in particular a circular section with a diameter of 2 cm to 6 cm, for example. The device 10 has a housing which is identified overall by the reference numeral 22 and is composed of a particularly cylindrical side wall 24, a particularly circular disk-shaped cover section 26 and a particularly annular disk-shaped base section 28.
Ein Durchmesser der Seitenwand 24 beträgt vorzugsweise maximal 15 cm; eine sich zwischen dem Deckelabschnitt 26 und dem Bodenabschnitt 28 erstreckende Höhe der Seitenwand 24 beträgt beispielsweise zwischen ca. 10 cm und ca. 35 cm. Die vorstehend genannten Maße ermöglichen es, das Gehäuse 22 manuell zu führen und auf den Prüfkörper 12 aufzusetzen und über die zu prüfende Oberfläche 16 hinweg zu bewegen, sodass unterschiedliche Abschnitte 20 der zu prüfenden Oberfläche 16 geprüft werden können, wobei die Vorrichtung manuell geführt werden kann. A diameter of the side wall 24 is preferably a maximum of 15 cm; a height of the side wall 24 extending between the cover section 26 and the base section 28 is between approximately 10 cm and approximately 35 cm, for example. The above dimensions allow the housing 22 to be manually guided and placed on the specimen 12 and moved across the surface 16 to be tested so that different sections 20 of the surface 16 to be tested can be tested while the device can be guided manually .
Die Vorrichtung 10 weist an ihrer Unterseite und benachbart zu dem Bodenabschnitt 28 Auflagen 30 aus einem Kunststoff- oder Elastomermaterial auf, welche eine schonende Auflage der Vorrichtung 10 auf der zu prüfenden Oberfläche 16, aber gleichzeitig auch eine definierte Ausrichtung der Vorrichtung 10 relativ zu der zu prüfenden Oberfläche 16 ermöglichen. Die Auflagen 30 oder Füße sind vorzugsweise entlang eines Umfangs ringförmig verteilt angeordnet; es ist auch möglich, dass nur eine, insgesamt ringförmig geschlossene, Auflage 30 vorgesehen ist. On its underside and adjacent to the bottom section 28, the device 10 has supports 30 made of a plastic or elastomer material, which gently support the device 10 on the surface 16 to be tested, but at the same time also ensure a defined alignment of the device 10 relative to the testing surface 16 allow. The pads 30 or feet are preferably distributed in a ring along a circumference; it is also possible for only one support 30, which is closed in the form of a ring, to be provided.
Der ringscheibenförmige Bodenabschnitt 28 bildet eine Lichteinfallsblende 32, welche sich bei Auflage der Vorrichtung 10 auf der zu prüfenden Oberfläche 16 parallel zu dem Abschnitt 20 der zu prüfenden Oberfläche 16 erstreckt; eine insbesondere kreisförmige Blendenöffnung 34, welche von der Lichteinfallsblende 32 begrenzt ist, ist ebenfalls parallel zu dem Abschnitt 20 orientiert. The annular disk-shaped bottom section 28 forms a light incidence screen 32, which extends parallel to the surface 16 to be tested when the device 10 is placed on it the portion 20 of the surface to be inspected 16; a particularly circular diaphragm opening 34, which is delimited by the light entry diaphragm 32, is also oriented parallel to the section 20.
Ein optisches Lot 36 des Abschnitts 20 der zu prüfenden Oberfläche 16 bildet eine Normale zu der zu prüfenden Oberfläche 16 und bildet insbesondere eine zentrale optische Achse der Vorrichtung 10. Eine Sensorfläche 38 eines Lichtsensors 40 ist senkrecht zu dem optischen Lot 36 ausgerichtet. Der Lichtsensor 40 ist zu der zu prüfenden Oberfläche 16 beabstandet angeordnet und vorzugsweise benachbart zu dem Deckelabschnitt 26 angeordnet. An optical plummet 36 of section 20 of surface 16 to be tested forms a normal to surface 16 to be tested and in particular forms a central optical axis of device 10. A sensor surface 38 of a light sensor 40 is aligned perpendicular to optical plummet 36. The light sensor 40 is spaced from the surface 16 to be inspected and is preferably located adjacent to the lid portion 26 .
Die Vorrichtung 10 umfasst ferner eine Lichtquelle 42, welche auch in Figur 5 dargestellt ist. Die Lichtquelle 42 weist eine Vielzahl von Lichtemissionspunkten auf, welche in Figur 5 beispielhaft mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet sind. Die Lichtemissionspunkte 44 erstrecken sich innerhalb einer Ebene 46, vergleiche Figur 1, welche senkrecht zu dem optischen Lot 36 ausgerichtet ist. Die Lichtemissionspunkte 44 sind um das optische Lot 36 herum verteilt angeordnet, vorzugsweise regelmäßig verteilt angeordnet, sodass der Abschnitt 20 der zu prüfenden Oberfläche 16 im Wesentlichen homogen und schattenfrei ausgeleuchtet werden kann. The device 10 also includes a light source 42, which is also shown in FIG. The light source 42 has a multiplicity of light emission points, which are denoted by the reference numeral 44 in FIG. 5 by way of example. The light emission points 44 extend within a plane 46, cf. FIG. The light emission points 44 are arranged in a distributed manner around the optical plummet 36, preferably arranged in a regularly distributed manner, so that the section 20 of the surface 16 to be checked can be illuminated essentially homogeneously and without shadows.
Die Lichtquelle 42 ist entlang des optischen Lots 36 gesehen zwischen dem Lichtsensor 40 und der zu prüfenden Oberfläche 16 angeordnet. Es ist abweichend von der zeichnerischen Darstellung möglich, dass die Lichtquelle 42 zu der zu prüfenden Oberfläche 16 weiter beabstandet ist als zu dem Lichtsensor 40. Die Lichtemissionspunkte 44 der Lichtquelle 42 sind entlang einer gedachten Kreislinie verteilt angeordnet, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser einer kreisförmigen Blendenbegrenzung 48 der Lichteinfallsblende 32. The light source 42 is arranged between the light sensor 40 and the surface 16 to be tested, viewed along the optical plumb 36 . Contrary to what is shown in the drawing, it is possible that the light source 42 is further away from the surface 16 to be checked than from the light sensor 40. The light emission points 44 of the light source 42 are distributed along an imaginary circular line, the diameter of which is larger than the diameter of a circular aperture stop 48 of the light entrance aperture 32.
Die Lichtquelle 42 gibt Prüflicht nicht nur in Richtung auf den Abschnitt 20 der zu prüfenden Oberfläche 16 ab, sondern nach radial außen auch über die Blendenöffnung 34 hinaus. Prüflicht, das nicht auf den Abschnitt 20 der zu prüfenden Oberflächen 16 trifft, wird von den Innenseiten der Abschnitte 28, 24 und 26 des Gehäuses 22 absorbiert, beispielsweise unter Verwendung einer mattschwarzen Beschichtung. The light source 42 emits test light not only in the direction of the section 20 of the surface 16 to be tested, but also radially outward beyond the aperture 34 . Inspection light not impinging on portion 20 of the surfaces 16 to be inspected is absorbed by the insides of portions 28, 24 and 26 of housing 22, for example using a matte black coating.
In Figur 1 sind beispielhaft Lichtstrahlen dargestellt, welche mit einem minimalen Lichteinfallswinkel αmin und mit einem maximalen Lichteinfallswinkel αmax korrelieren. Die Lichteinfallswinkel werden jeweils bezogen auf das optische Lot 36 gemessen. FIG. 1 shows light beams by way of example which correlate with a minimum light incidence angle α min and with a maximum light incidence angle α max . The angles of incidence of light are each measured in relation to the optical plummet 36 .
Ein erster beispielhaft dargestellter Lichtstrahl 50 trifft mit einem minimalen Lichteinfallswinkel αmin von beispielsweise 7° auf die zu prüfende Oberfläche 16 und wird mit einem ersten Lichtanteil gerichtet reflektiert, wobei ein ebenfalls auf das optische Lot 36 bezogener Lichtausfallswinkel βmin betragsmäßig gleich dem minimalen Lichteinfallswinkel αmin ist. Der gerichtet reflektierte Lichtstrahl 52 ist Teil des von dem Prüfkörper 12 infolge der Beaufschlagung mit Prüflicht abgegebenen Emissionslichts. Der Lichtstrahl 52 trifft nicht auf die Sensorfläche 38 des Lichtsensors 40, sondern trifft auf eine Innenseite des Deckelabschnitts 26. Ein zweiter Teil des Emissionslichts ist durch diffus reflektiertes Licht gebildet, das in Figur 1 beispielhaft mit einem Lichtstrahl 54 angedeutet ist. Dieses diffus reflektierte Licht ist bedingt durch Bestrahlung mit dem Lichtstrahl 50 und durch Oberflächendefekte der zu prüfenden Oberfläche 16. Das diffus reflektierte Licht 54 trifft auf die Sensorfläche 38 des Lichtsensors 40. A first light beam 50, shown as an example, hits the surface 16 to be checked with a minimum light incidence angle α min of, for example, 7° and is reflected with a first light component in a directed manner, with a light emergence angle β min also related to the optical plummet 36 being equal to the minimum light incidence angle α min is The directionally reflected light beam 52 is part of the emission light emitted by the test body 12 as a result of being exposed to test light. The light beam 52 does not strike the sensor surface 38 of the light sensor 40, but strikes an inside of the cover section 26. A second part of the emission light is formed by diffusely reflected light, which is indicated by a light beam 54 in FIG. This diffusely reflected light is caused by irradiation with the light beam 50 and by surface defects of the surface 16 to be checked. The diffusely reflected light 54 strikes the sensor surface 38 of the light sensor 40.
In Figur 1 ist beispielhaft ein weiterer Lichtstrahl 56 dargestellt, welcher einem maximalen Lichteinfallswinkel αmax zugeordnet ist. Dieser Winkel beträgt beispielsweise 16°. Ein von der zu prüfenden Oberfläche 16 gerichtet reflektierter Lichtstrahl 58 trifft auf eine - der zu prüfenden Oberfläche zugewandte - Unterseite der Lichteinfallsblende 32, welche durch den Bodenabschnitt 28 des Gehäuses 22 gebildet ist. Auch der Lichtstrahl 58 erreicht den Lichtsensor 40 nicht. FIG. 1 shows another light beam 56 as an example, which is assigned to a maximum light incidence angle α max . This angle is 16°, for example. A light beam 58 reflected by the surface 16 to be tested impinges on an underside of the light incidence screen 32 which is formed by the bottom section 28 of the housing 22 and which faces the surface to be tested. The light beam 58 does not reach the light sensor 40 either.
In Figur 1 ist beispielhaft ein weiterer Lichtstrahl 60 angedeutet, welcher als diffus reflektiertes Licht infolge der Beaufschlagung der zu prüfenden Oberfläche 16 mit dem Lichtstrahl 56 entsteht und auf die Sensorfläche 38 des Lichtsensors 40 trifft. Another light beam 60 is indicated in FIG.
Zumindest der Lichtsensor 40 und die Lichtquelle 42 sind in einem Innenraum 62 des Gehäuses 22 angeordnet. At least the light sensor 40 and the light source 42 are arranged in an interior space 62 of the housing 22 .
In der Fig. 1 ist der Durchmesser eines zu erfassenden Abschnitts 20 der zu prüfenden Oberfläche 16 des Prüfkörpers 12 mit G bezeichnet. Ein Durchmesser der Sensorfläche 38 ist mit d bezeichnet. Ein entlang des optischen Lots 36 gemessener Abstand zwischen der zu prüfenden Oberfläche 16 des Prüfkörpers 12 einerseits und der Sensorfläche 38 des Lichtsensors 40 andererseits ist mit a bezeichnet. The diameter of a section 20 to be detected of the surface 16 of the test body 12 to be tested is denoted by G in FIG. 1 . A diameter of the sensor surface 38 is denoted by d. A distance measured along the optical plummet 36 between the surface to be checked 16 of the Test body 12 on the one hand and the sensor surface 38 of the light sensor 40 on the other hand is denoted by a.
Die Lichtquelle 42 weist einen radialen Abstand R zu dem optischen Lot 36 auf und einen entlang des optischen Lots 36 gemessenen Abstand b zu der zu prüfenden Oberfläche 16 des Prüfkörpers 12. The light source 42 has a radial distance R from the optical plummet 36 and a distance b, measured along the optical plummet 36, from the surface 16 of the test body 12 to be tested.
In Figur 2 ist eine Vorrichtung 10 dargestellt, deren Aufbau im Vergleich zu der Vorrichtung 10 gemäß Figur 1 mit nachfolgend beschriebenen Zusatzelementen ergänzt ist. A device 10 is shown in FIG. 2, the construction of which is supplemented with additional elements described below in comparison to the device 10 according to FIG.
In dem Innenraum 62 ist benachbart zu dem ringscheibenförmigen Bodenabschnitt 28 des Gehäuses 22 eine separate Lichteinfallsblende 32 angeordnet, welche mit einer umfangsseitig geschlossenen, kreisförmigen Blendenbegrenzung 48 eine kreisscheibenförmige Blendenöffnung 34 begrenzt. Die Blendenbegrenzung 32 kann verstellbar sein, so dass eine Größe der Blendenöffnung 34 einstellbar ist. In the interior 62 adjacent to the annular disk-shaped bottom section 28 of the housing 22 there is a separate incident light diaphragm 32 which delimits a circular disk-shaped diaphragm opening 34 with a circular diaphragm delimitation 48 which is closed on the circumference. The aperture stop 32 can be adjustable so that the size of the aperture opening 34 can be adjusted.
Bei dem Lichtsensor 40 der Vorrichtung 10 gemäß Figur 2 handelt es sich um einen Bildsensor, dessen Sensorfläche 38 parallel zu der zu prüfenden Oberfläche 16 des Prüfkörpers 16 ausgerichtet ist. The light sensor 40 of the device 10 according to FIG. 2 is an image sensor whose sensor surface 38 is aligned parallel to the surface 16 of the test body 16 to be tested.
In einem Teilbereich des Innenraums 62 des Gehäuses 22, welcher sich entlang des optischen Lots 36 gesehen zwischen der Lichtquelle 42 und dem Lichtsensor 40 erstreckt, ist eine Absorptionsblende 64 angeordnet, welche sich in einer Ebene 66 erstreckt, die senkrecht zu dem optischen Lot 36 orientiert ist. Die Absorptionsblende 64 weist eine insbesondere kreisförmige Lichtdurchtrittsöffnung 68 auf. Die Lichtdurchtrittsöffnung 68 dient zum Durchtritt von diffus reflektiertem Licht 54 und 60 von dem Prüfkörper 12 in Richtung auf den Lichtsensor 40. In a partial area of the interior 62 of the housing 22, which extends along the optical plummet 36 between the light source 42 and the light sensor 40, an absorption diaphragm 64 is arranged, which extends in a plane 66 oriented perpendicular to the optical plummet 36 is. The absorption screen 64 has an in particular circular light passage opening 68 . The light passage opening 68 is used for the passage of diffusely reflected light 54 and 60 from the test body 12 in the direction of the light sensor 40.
Die Absorptionsblende 64 dient dazu, gerichtet reflektiertes Licht 52 auszublenden, sodass gerichtet reflektiertes Licht 52 bereits vor Erreichen des Deckelabschnitts 26 des Gehäuses 22 ausgeblendet wird. The absorption screen 64 serves to block out light 52 that is reflected in a directed manner, so that light 52 that is reflected in a directed manner is already blocked out before it reaches the cover section 26 of the housing 22 .
In der Lichtdurchtrittsöffnung 68 ist optional eine Linse 70 angeordnet, welche diffus reflektiertes Licht 54, 60 auf die Sensorfläche 38 des Lichtsensors 40 fokussiert oder welche den Abschnitt 20 der zu prüfenden Oberfläche 16 auf die Sensorfläche 38 abbildet. A lens 70 is optionally arranged in the light passage opening 68 , which focuses diffusely reflected light 54 , 60 onto the sensor surface 38 of the light sensor 40 or which images the section 20 of the surface 16 to be checked onto the sensor surface 38 .
In der Fig. 2 ist der Durchmesser eines zu erfassenden Abschnitts 20 der zu prüfenden Oberfläche 16 des Prüfkörpers 12 mit G bezeichnet. Ein Durchmesser der Lichtdurchtrittsöffnung 68 der Absorptionsblende 64 ist mit d bezeichnet. Ein entlang des optischen Lots 36 gemessener Abstand zwischen der zu prüfenden Oberfläche 16 des Prüfkörpers 12 einerseits und der Absorptionsblende 64 andererseits ist mit a bezeichnet. The diameter of a section 20 to be detected of the surface 16 of the test body 12 to be tested is denoted by G in FIG. 2 . A diameter of the light passage opening 68 of the absorption diaphragm 64 is denoted by d. A distance, measured along the optical perpendicular 36, between the surface 16 to be tested of the test body 12 on the one hand and the absorption diaphragm 64 on the other is denoted by a.
Die Lichtquelle 42 weist einen radialen Abstand R zu dem optischen Lot 36 auf und einen entlang des optischen Lots 36 gemessenen Abstand b zu der zu prüfenden Oberfläche 16 des Prüfkörpers 12. The light source 42 has a radial distance R from the optical plummet 36 and a distance b, measured along the optical plummet 36, from the surface 16 of the test body 12 to be tested.
Eine in Figur 3 dargestellte Ausführungsform einer Vorrichtung 10 unterscheidet sich von der Vorrichtung 10 gemäß Figur 2 dadurch, dass die Absorptionsblende 64 unmittelbar benachbart zu der Lichtquelle 42 angeordnet ist. In der Lichtdurchtrittsöffnung 68 ist keine Linse angeordnet. An embodiment of a device 10 shown in Figure 3 differs from the device 10 according to Figure 2 in that the absorption stop 64 is arranged immediately adjacent to the light source 42 . No lens is arranged in the light passage opening 68 .
Ferner umfasst die Vorrichtung 10 gemäß Figur 3 eine zusätzliche Lichtquelle 72, welche bezogen auf das optische Lot 36 zwischen der Lichtquelle 42 und der zu prüfenden Oberfläche 16 des Prüfkörpers 12 angeordnet ist. Furthermore, the device 10 according to FIG. 3 comprises an additional light source 72 which is arranged between the light source 42 and the surface 16 of the test body 12 to be tested in relation to the optical plummet 36 .
Die zusätzliche Lichtquelle 72 erstreckt sich innerhalb einer Ebene 74, welche senkrecht zu dem optischen Lot 36 ausgerichtet ist. Die zusätzliche Lichtquelle 72 weist einen zu der Lichtquelle 42 (vergleiche Figur 5) vergleichbaren Aufbau auf; es ist aber möglich, dass die Lichtemissionspunkte 44 der zusätzlichen Lichtquelle 72 über einen größeren oder kleineren Durchmesser verteilt angeordnet sind als die Lichtemissionspunkte 44 der Lichtquelle 42. The additional light source 72 extends within a plane 74 which is oriented perpendicularly to the optical plummet 36 . The additional light source 72 has a structure comparable to that of the light source 42 (compare FIG. 5); however, it is possible for the light emission points 44 of the additional light source 72 to be distributed over a larger or smaller diameter than the light emission points 44 of the light source 42.
Die zusätzliche Lichtquelle 72 ermöglicht eine besonders gute Ausleuchtung des Abschnitts 20 des Prüfkörpers 12. The additional light source 72 enables a particularly good illumination of the section 20 of the test body 12.
In der Fig. 3 ist der Durchmesser eines zu erfassenden Abschnitts 20 der zu prüfenden Oberfläche 16 des Prüfkörpers 12 mit G bezeichnet. Ein Durchmesser der Lichtdurchtrittsöffnung 68 der Absorptionsblende 64 ist mit d bezeichnet. Ein entlang des optischen Lots 36 gemessener Abstand zwischen der zu prüfenden Oberfläche 16 des Prüfkörpers 12 einerseits und der Absorptionsblende 64 andererseits ist mit a bezeichnet. The diameter of a section 20 to be detected of the surface 16 of the test body 12 to be tested is denoted by G in FIG. 3 . A diameter of the light passage opening 68 of the absorption diaphragm 64 is denoted by d. A distance, measured along the optical perpendicular 36, between the surface 16 to be tested of the test body 12 on the one hand and the absorption diaphragm 64 on the other is denoted by a.
Die Lichtquelle 42 weist einen radialen Abstand R zu dem optischen Lot 36 auf und einen entlang des optischen Lots 36 gemessenen Abstand b zu der zu prüfenden Oberfläche 16 des Prüfkörpers 12. The light source 42 has a radial distance R to the optical plummet 36 and one along the optical plummet 36 measured distance b to the surface to be tested 16 of the test body 12.
In Figur 4 ist eine Vorrichtung 10 dargestellt, deren Aufbau mit dem Aufbau der Vorrichtung 10 gemäß Figur 2 korreliert. Zusätzlich ist eine Auswerteeinheit 78 vorgesehen, welche zur Auswertung des von dem Lichtsensor 40 erfassten diffus reflektierten Lichts dient. Die Auswerteeinheit 78 kann auch Teil einer externen Recheneinheit sein, mit welcher der Lichtsensor 40 drahtgebunden oder drahtlos kommuniziert. FIG. 4 shows a device 10 whose structure correlates with the structure of the device 10 according to FIG. In addition, an evaluation unit 78 is provided, which is used to evaluate the diffusely reflected light detected by the light sensor 40 . The evaluation unit 78 can also be part of an external computing unit with which the light sensor 40 communicates in a wired or wireless manner.
In Figur 4 ist außerdem ein Trägerelement 76 zur Befestigung des Lichtsensors 40 sowie ein Trägerelement 80 zur Befestigung der Lichtquelle 42 dargestellt. FIG. 4 also shows a carrier element 76 for fastening the light sensor 40 and a carrier element 80 for fastening the light source 42 .
Die Verwendung des Begriffs "Durchmesser" in der vorstehenden Beschreibung und in den nachfolgenden Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass das jeweilige Element - etwa der zu erfassende Abschnitt 20, die Sensorfläche 38 oder die Lichtdurchtrittsöffnung 64 - eine kreisrunde Form aufweisen muss. Vielmehr sind auch von der Kreisform abweichende Gestaltungen des jeweiligen Elements denkbar und ausdrücklich mit umfasst. An die Stelle eines "halben Durchmessers" tritt dann ein Abstand einer Begrenzung des jeweiligen Elements zu dem optischen Lot 36. The use of the term "diameter" in the above description and in the following patent claims should not be understood to mean that the respective element - such as the section 20 to be detected, the sensor surface 38 or the light passage opening 64 - must have a circular shape. Rather, configurations of the respective element that deviate from the circular shape are also conceivable and expressly included. Instead of a "half diameter", there is then a distance between a boundary of the respective element and the optical plummet 36.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung (10) zur Erfassung von Oberflächendefekten auf einer Oberfläche (16) eines Prüfkörpers (12), insbesondere auf der Oberfläche (16) einer transparenten Fahrzeugscheibe (14), mit einem Gehäuse (22) zur Begrenzung eines Innenraums (62), in welchem eine Lichtquelle (42) und ein Lichtsensor (40) angeordnet sind, wobei die Lichtquelle (42) zur Beaufschlagung des Prüfkörpers (12) mit einem Prüflicht dient und wobei der Lichtsensor (40) zur Aufnahme von Emissionslicht dient, welches der Prüfkörper (12) infolge der Beaufschlagung mit dem Prüflicht abgibt, wobei eine Sensorfläche (38) des Lichtsensors (40) senkrecht zu einem optischen Lot (36) der zu prüfenden Oberfläche (16) des Prüfkörpers (12) ausrichtbar oder ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass relativ zu dem optischen Lot (36) gemessene Lichteinfallswinkel (αmin, αmax) des Prüflichts auf den Prüfkörper (12) und eine Positionierung der Lichtquelle (42) und des Lichtsensors (40) relativ zu der zu prüfenden Oberfläche (16) des Prüfkörpers (12) derart aufeinander abgestimmt sind, dass den Lichtsensor (40) von der zu prüfenden Oberfläche (16) des Prüfkörpers (12) diffus reflektiertes Licht (54, 60) erreicht und dass den Lichtsensor (40) von der zu prüfenden Oberfläche (16) des Prüfkörpers (12) gerichtet reflektiertes Licht (52, 58) nicht erreicht. 2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (42) entlang des optischen Lots (36) gesehen zwischen dem Lichtsensor (40) und der zu prüfenden Oberfläche (16) angeordnet ist. 3. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Prüfkörper (12) und dem Lichtsensor (40) mindestens eineClaims 1. Device (10) for detecting surface defects on a surface (16) of a test body (12), in particular on the surface (16) of a transparent vehicle window (14), with a housing (22) for delimiting an interior space (62) , in which a light source (42) and a light sensor (40) are arranged, wherein the light source (42) is used to apply a test light to the test body (12) and the light sensor (40) is used to record emission light which the test body (12) emits as a result of exposure to the test light, with a sensor surface (38) of the light sensor (40) being alignable or alignable perpendicularly to an optical plummet (36) of the surface (16) of the test body (12) to be tested, characterized in that that the light incidence angle (α min , α max ) of the test light on the test object (12) measured relative to the optical plummet (36) and a positioning of the light source (42) and the light sensor (40) relative to the surface (16) to be tested of the Test body (12) are matched to one another in such a way that light (54, 60) diffusely reflected from the surface (16) of the test body (12) to be tested reaches the light sensor (40) and that the light sensor (40) from the surface (16) to be tested ( 16) of the test body (12) does not reach directed reflected light (52, 58). 2. Device (10) according to claim 1, characterized in that the light source (42) viewed along the optical perpendicular (36) between the light sensor (40) and the surface to be tested (16). 3. Device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that between the test body (12) and the light sensor (40) at least one
Absorptionsblende (64) zum Ausblenden von gerichtet reflektiertem Licht (52, 58) angeordnet ist. 4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsblende (64) entlang des optischen Lots (36) gesehen zwischen der Lichtquelle (42) und dem Lichtsensor (40) angeordnet ist. 5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorptionsblende (64) eine Lichtdurchtrittsöffnung (68) aufweist, in welcher optional eine Linse (70) angeordnet ist. 6. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (42) mindestens drei Lichtemissionspunkte (44) aufweist, welche in einer Ebene (46) senkrecht zu dem optischen Lot (36) und um das optische Lot (36) herum verteilt angeordnet sind, insbesondere regelmäßig verteilt angeordnet sind. 7. Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtemissionspunkte (44) der Lichtquelle (42) eine Ringanordnung bilden. 8. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des optischen Lots (36) gesehen zwischen der Lichtquelle (42) und dem Prüfkörper (12) eine Lichteinfallsblende (32) angeordnet ist, wobei die Lichteinfallsblende (32) eine Blendenöffnung (34) aufweist, welche von einer umfangsseitig geschlossenen Blendenbegrenzung (48) begrenzt ist. 9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8 bei Rückbezug auf Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtemissionspunkte (44) der Lichtquelle (42) radial außerhalb eines geraden, prismenförmigen Raums angeordnet sind, wobei die Blendenöffnung (34) eine Grundfläche des prismenförmigen Raums bildet und wobei die Blendenbegrenzung (48) bei gedachter Parallelverschiebung entlang des optischen Lots (36) die Mantelfläche des prismenförmigen Raums bildet. 10. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichteinfallswinkel (αmin) minimal ca. 5° beträgt. 11. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein minimaler Lichteinfallswinkel (αmin) bestimmt ist durch arctan ((G/2 + d/2) / a), mit Absorption diaphragm (64) for hiding directed reflected light (52, 58) is arranged. 4. Device (10) according to claim 3, characterized in that the absorption diaphragm (64) seen along the optical perpendicular (36) is arranged between the light source (42) and the light sensor (40). 5. Device (10) according to claim 3 or 4, characterized in that the absorption diaphragm (64) has a light passage opening (68) in which a lens (70) is optionally arranged. 6. Device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the light source (42) has at least three light emission points (44) which are in a plane (46) perpendicular to the optical plummet (36) and around the optical plummet ( 36) are arranged distributed around, in particular are arranged distributed regularly. 7. Device (10) according to claim 6, characterized in that the light emission points (44) of the light source (42) form a ring arrangement. 8. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that seen along the optical perpendicular (36) arranged between the light source (42) and the test body (12) a light incidence screen (32). is, wherein the light incidence screen (32) has a screen opening (34) which is delimited by a screen delimitation (48) which is closed on the peripheral side. 9. Device (10) according to Claim 8 when referring back to Claim 6 or 7, characterized in that the light emission points (44) of the light source (42) are arranged radially outside of a straight, prism-shaped space, the aperture (34) covering a base area of the forms a prism-shaped space and wherein the aperture stop (48) forms the lateral surface of the prism-shaped space in the case of an imaginary parallel displacement along the optical perpendicular (36). 10. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the angle of incidence of light (α min ) is at least approximately 5°. 11. Device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that a minimum light incidence angle (α min ) is determined by arctan ((G / 2 + d / 2) / a), with
G/2 = halber Durchmesser eines zu erfassenden Abschnitts (20) der zu prüfenden Oberfläche (16) des Prüfkörpers (12), d/2 = halber Durchmesser der Sensorfläche (38) des Lichtsensors (40) oder einer Lichtdurchtrittsöffnung (68) der Absorptionsblende (64) gemäß Unteranspruch 3, 4 oder 5, a = entlang des optischen Lots (36) gemessener Abstand zwischen der zu prüfenden Oberfläche (16) des Prüfkörpers (12) einerseits und der Sensorfläche (38) des Lichtsensors (40) oder der Absorptionsblende (64) andererseits. 12. Vorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (42) einen radialen Abstand R zu dem optischen Lot (36) aufweist und einen entlang des optischen Lots (36) gemessenen Abstand b zu der zu prüfenden Oberfläche (16) des Prüfkörpers (12), wobei gilt: b ist kleiner oder gleich (R - G/2) / tan (αmin) und/oder G/2=half the diameter of a section (20) to be detected of the surface (16) to be tested of the test body (12), d/2=half the diameter of the sensor surface (38) of the light sensor (40) or a light passage opening (68) of the absorption diaphragm (64) according to dependent claim 3, 4 or 5, a = distance measured along the optical perpendicular (36) between the surface to be tested (16) of the test body (12) on the one hand and the sensor surface (38) of the light sensor (40) or the absorption diaphragm (64) on the other. 12. The device (10) according to claim 11, characterized in that the light source (42) is at a radial distance R from the optical plummet (36) and a distance b, measured along the optical plummet (36), from the surface (16) to be tested ) of the test body (12), where: b is less than or equal to (R - G/2) / tan (α min ) and/or
R ist größer oder gleich b * tan (αmin) + G/2. 13. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (42) einen radialen Abstand R zu dem optischen Lot (36) aufweist und einen entlang des optischen Lots (36) gemessenen Abstand b zu der zu prüfenden Oberfläche (16) des Prüfkörpers (12), wobei ein maximaler Lichteinfallswinkel (αmax) bestimmt ist durch arctan ((G/2 + R) / b), mit R is greater than or equal to b * tan (α min ) + G/2. 13. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the light source (42) has a radial distance R to the optical plummet (36) and a distance b measured along the optical plummet (36) to the surface to be tested (16) of the test body (12), wherein a maximum angle of incidence of light (α max ) is determined by arctan ((G/2+R)/b), with
G/2 = halber Durchmesser eines zu erfassenden Abschnitts (20) der zu prüfenden Oberfläche (16) des Prüfkörpers (12). 14. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (42) einen radialen Abstand R zu dem optischen Lot (36) aufweist und einen entlang des optischen Lots (36) gemessenen Abstand b zu der zu prüfenden Oberfläche (16) des Prüfkörpers (12), und dass ein maximaler Lichteinfallswinkel (αmax) vorgegeben ist, wobei gilt: b ist größer oder gleich (R + G/2) / tan (αmax) und/oder G/2=half the diameter of a section (20) to be measured of the surface (16) to be tested of the test body (12). 14. Device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the light source (42) has a radial distance R to the optical plummet (36). and a distance b measured along the optical plummet (36) to the surface (16) of the test body (12) to be tested, and that a maximum light incidence angle (α max ) is specified, where the following applies: b is greater than or equal to (R + G /2) / tan (α max ) and/or
R ist kleiner oder gleich b * tan (αmax) - G/2, mit G/2 = halber Durchmesser eines zu erfassenden Abschnitts (20) der zu prüfenden Oberfläche (16) des Prüfkörpers (12). 15. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichteinfallswinkel (αmax) maximal ca. 20° beträgt. 16. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine handgeführte Vorrichtung (10) ist. 17. Vorrichtung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Auswerteeinheit (78) zur Auswertung des von dem Lichtsensor (40) erfassten diffus reflektierten Lichts (54, 60) umfasst. 18. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsensor (40) ein Bildsensor ist. 19. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (10) nach Anspruch 18 bei Rückbezug auf Anspruch 17, gekennzeichnet durch die Erstellung eines ersten Streulichtabbilds mittels des Bildsensors, durch die rechnerische Erstellung eines veränderten Streulichtabbilds auf Basis des ersten Streulichtabbilds und durch subtraktive Überlagerung des ersten Streulichtabbilds und des veränderten Streulichtabbilds. 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstellung des veränderten Streulichtabbilds mit einer zumindest teilweisen Entfernung von Bildelementen einhergeht, welche durch diffus reflektiertes Licht an der zu prüfenden Oberfläche bedingt sind. 21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstellung des veränderten Streulichtabbilds mit einem Medianfilter durchgeführt wird und dass das veränderte Streulichtabbild von hochfrequenten Bildanteilen befreit ist. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Streulichtabbild einen ersten Bildbereich und einen zweiten Bildbereich aufweist, wobei der erste Bildbereich einem ersten Oberflächenabschnitt der zu prüfenden Oberfläche (16) zugeordnet ist, wobei der zweite Bildbereich einem zweiten Oberflächenabschnitt der zu prüfenden Oberfläche (16) zugeordnet ist, wobei die Oberflächenabschnitte unterschiedlich stark beleuchtet sind und wobei Intensitäten der Bildbereiche zum Ausgleich der unterschiedlichen Beleuchtungsstärken der Oberflächenabschnitte aneinander angeglichen werden. R is less than or equal to b*tan (α max )−G/2, with G/2=half the diameter of a section (20) to be measured of the surface (16) to be tested of the test body (12). 15. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the angle of incidence of light (α max ) is a maximum of approximately 20°. 16. Device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the device (10) is a hand-held device (10). 17. The device (10) according to claim 1, characterized in that the device (10) comprises an evaluation unit (78) for evaluating the diffusely reflected light (54, 60) detected by the light sensor (40). 18. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the light sensor (40) is an image sensor. 19. A method for operating a device (10) according to claim 18 when referring back to claim 17, characterized by the creation of a first Stray light image by means of the image sensor, by the computational creation of a modified scattered light image based on the first scattered light image and by subtractive superimposition of the first scattered light image and the modified scattered light image. 20. The method according to claim 19, characterized in that the creation of the modified scattered light image is accompanied by an at least partial removal of picture elements which are caused by diffusely reflected light on the surface to be checked. 21. The method according to claim 19 or 20, characterized in that the creation of the changed scattered light image is carried out with a median filter and that the changed scattered light image is freed from high-frequency image components. 22. The method according to any one of claims 19 to 21, characterized in that the first scattered light image has a first image area and a second image area, the first image area being assigned to a first surface section of the surface (16) to be inspected, the second image area being assigned to a second Surface section is assigned to the surface (16) to be checked, the surface sections being illuminated to different extents and intensities of the image areas being matched to one another to compensate for the different illuminance levels of the surface sections.
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