WO2000033054A1 - Device for enabling an observer to verify the angel-dependent scattering behaviour of an object - Google Patents

Device for enabling an observer to verify the angel-dependent scattering behaviour of an object Download PDF

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WO2000033054A1
WO2000033054A1 PCT/AT1999/000297 AT9900297W WO0033054A1 WO 2000033054 A1 WO2000033054 A1 WO 2000033054A1 AT 9900297 W AT9900297 W AT 9900297W WO 0033054 A1 WO0033054 A1 WO 0033054A1
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WO
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light
housing
window
light source
measuring window
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Application number
PCT/AT1999/000297
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German (de)
French (fr)
Inventor
Heinz Grösswang
Peter Fajmann
Original Assignee
Oesterreichische Banknoten- Und Sicherheitsdruck Gmbh
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Priority to HR20010487A priority patent/HRP20010487A2/en

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8803—Visual inspection

Definitions

  • the present invention relates to a device for visual inspection of the angle-dependent scattering behavior of an object by an observer, with a holding device which has a measuring window which can be brought into a predetermined relative position to the object, and an observation window which is visible to the observer.
  • the invention further relates to a system for visually comparing the angle-dependent scattering behavior of a test object with that of a reference object by an observer, and to a system for optically testing flat objects.
  • a device of a similar type is known from US Pat. No. 5,596,402. In this device, the light supply sends two light beams onto the measuring window at very different angles of incidence, etc. a first angle of incidence ⁇ _ and a second angle of incidence ct2. The writing is based on the assumption that the angle of reflection ⁇ of the first reflected
  • OLiciUcb UieiCi UC.L --.-- .. ix a. ⁇ . . s n .I. ⁇ .C i. G-j_ j. -; -. , _ .. ⁇ _ ⁇ ⁇ --._ --_ C C ⁇ angle ß2 of the second reflected beam equal to the angle of incidence ct2 •
  • the first reflected beam ß ⁇ _ is fed directly to the observer via the observation window, and the second reflected beam ß2 is transmitted via a mirror redirected to the observation window and to the observer.
  • the light supply comprises either two discrete, spaced-apart lamps or a single lamp arranged behind a diffuser plate.
  • a color reflection device is known from EP 0 530 818, in which the light beams emitted at different angles are collected by three light guides and supplied to photosensors. Switchable flaps or screens are arranged in front of the light guide entry openings so that only one light guide directs light to the photosensor, which can carry out a color analysis.
  • Colors with reflection or transmission scatter behavior that are dependent on the angle are used, for example, in banknotes or car paints.
  • the behavior dependent on the vine arises e.g. through constructive and destructive interference and results in changing color and lumen pressure at a certain incidence of light and different viewing angles.
  • the aim of the invention is to create such a device.
  • This goal is achieved with the aid of a device of the type mentioned at the outset, which is distinguished by the ino light supply from the is and directed essentially parallel Licnt rays under a predetermined Wm ⁇ el on the measuring window, and a light-guiding device, which is carried by the holding device, captures a multitude of light rays starting from a point ⁇ e ⁇ measuring window and presents them parallel or converging in the observation window.
  • substantially parallel is understood to mean a beam which deviates from its target beam direction by no more than approximately ⁇ 10 °, i.e. by max. converges or diverges about 20 °.
  • the device according to the invention enables, in a very simple and rapid manner, rapid and non-disruptive, visual inspection of reflection-dependent reflection or transmission scattering of an object with any number of selected radiation transitions.
  • the light supply and the light directing device are arranged on the same side of the measuring window.
  • the light supply and the light directing device can be arranged on different sides of the measuring window.
  • the observation window can be a viewing tube, an eyepiece, the surface of a lens, etc .;
  • a viewing screen can also be arranged in the observation window, on which the light rays strike one another.
  • Such a screen can be easily with scales, markings, color reference scales or the like. are provided, which enable a simple comparison of the light beams shown with setpoints.
  • the device can be used to measure the reflection or transmission scattering behavior at certain wavelengths, in predetermined wavelength ranges or in the entire visible wavelength range.
  • white light rays are directed onto the measuring window, so that the test covers the entire visible wavelength range.
  • wavelength converting colors e.g. UV converters
  • light outside the visible wavelength range could of course also be directed onto the measuring window.
  • a particularly advantageous embodiment of the invention is characterized in that the light supply has a light source, preferably a white light source, particularly preferably a light-emitting diode.
  • the light supply can also capture ambient light and direct it onto the measuring window, preferably in that the light supply is a light guiding channel, for example a tube or a light guide.
  • the light directing device can also be implemented in various ways. According to a preferred variant of the invention, the light directing device is a converging lens, the measuring window being close to the focal plane of the converging lens.
  • Such a light-guiding device captures light beams in a whole, continuous range from different angles, so that, in other words, those angles can be determined at which one color impression changes to the next, in particular with OVIs (Optically Variable Inks) with pronounced fenform ig changing behavior.
  • OVIs Optically Variable Inks
  • the converging lens is a cylindrical lens. This determines the angular behavior only on the plane normal to the cylinder axis, and the observation window can be viewed with both eyes, for example.
  • the converging lens is a half-cylinder, the measuring window being at or a short distance from the flat side of the half-cylinder.
  • the lens can be placed directly on the object to be tested.
  • the light directing device can also be a cylindrical concave mirror, the measurement window being close to the focal plane ⁇ es of the concave mirror.
  • the light-guiding device can be formed from prisms or preferably from individual light guides, as are known per se from EP 0 530 818 and which are each assigned to one of the light beams mentioned, which are reflected at different angles.
  • a light guide receives a light beam emanating from the measuring window at a certain angle and guides it to the observation window.
  • the reflection or transmission scattering behavior can be checked at specific, discrete angles. It is particularly advantageous if the ends of the light guides in the observation window fill out next to one another.
  • the Lichtleiteren ⁇ en thus represent colored light spots, which represent the reflection or transmission scattering behavior at certain angles and can be easily detected with a quick glance.
  • a further aspect of the invention consists in the creation of a system for the visual comparison of the angle-dependent scattering behavior of a test object with a reference object by an observer.
  • This system is characterized by at least two of the described devices according to the invention, which are connected to one another and whose observation windows lie next to one another. This means that Both observation windows can be grasped at a single glance and simply compared with one another.
  • one device has a receptacle for the reference object and the other device has a stop for positioning the test object.
  • the reference object can remain permanently in one device and the test object can be aligned with the reference object.
  • a preferred embodiment of the system in particular for flat, flexible reference objects, is characterized in that the receptacle contains a drum to which one or more reference objects can be attached. If the drum is round, you can switch between several reference objects by rotating the drum. Regardless of the shape of the drum, there is considerable space savings with flat, flexible reference objects, since these can be wound onto the drum.
  • a still further aspect of the present invention consists in the creation of a system for the optical inspection of flat objects, which is characterized by the combination of: a housing, a surface which is carried by the housing and at least a first and a second region for supporting an object and for slidingly displacing it between the first and the second region, a device of the above-mentioned type according to the invention, which is carried by the housing and whose measuring window lies over or coincides with the first region of the support surface, and an infrared camera , which is carried by the housing and aims at the second area.
  • the system according to the invention enables a number of optical criteria, such as those used as security features, in particular in the case of bank notes, to be checked in a quick and easy-to-use manner.
  • the formation of a plurality of test areas on one and the same contact surface makes it possible to simply move the object by hand by moving one load - to pass the corresponding tests to the next one without having to lift or pick up the subject in between.
  • the combination with an infrared camera enables additional testing of optical criteria in the infrared range.
  • a particularly advantageous embodiment of the system is characterized in that the infrared camera is a black and white CCD camera which is preceded by a blocking filter for the visible light range. It has been found that the simplest commercially available black and white CCD cameras have a sufficient sensitivity in the infrared range, which can be used by connecting an appropriate filter. This solution is much less expensive than using infrared imaging tubes.
  • the output of the infrared camera can easily be provided at a corresponding connection of the housing, so that an external monitor can be connected. However, it is particularly advantageous if a monitor is provided which is carried by the housing and connected to the output of the infrared camera, so that the system is largely self-sufficient.
  • the infrared test can work with ambient light that falls on the test object as long as it contains a sufficient infrared component.
  • the housing carries a second light source, which is directed onto the second region from above, has a significant radiation component in the infrared region and can optionally be switched on. This means that the system is largely independent of the ambient light. It has been found that a particularly inexpensive variant is that the second light source is a filament lamp.
  • the concept of the multi-criterion test according to the invention can be refined by making the second region of the support surface translucent in a further preferred embodiment of the system and the housing carrying a third light source which is directed from below onto the second region and has a significant radiation component in the infrared region and can optionally be switched on. As a result, not only the infrared reflection behavior but also the in- infrared transmission behavior of an object can be checked.
  • the third light source additionally has a significant radiation component in the visible light range.
  • conventional transmitted light observation of the object can also be carried out with the naked eye.
  • a particularly inexpensive solution is obtained if a filament lamp is selected as the third light source.
  • the support surface has a third area for supporting the object and for slidingly sliding it between the first, the second and the third area, the housing carrying a fourth light source which is directed from above onto the third area and has a significant radiation component in the ultraviolet range.
  • the UV excitation behavior of fluorescent printing inks can be checked.
  • the housing has a cover which is arranged above the flat surface and leaves at least one side opening for access to the support pool. This allows ambient light to be shielded from the test areas. It is particularly advantageous if the third area is located away from the opening, thereby reducing the risk of UV radiation escaping from the opening.
  • the support surface is equipped in a fourth area with an inductive sensor.
  • the presence of colors with magnetic or metallic particles can thereby be checked.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device schematically in section
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a device in section
  • FIGS. 3 and 4 show a first embodiment of a system for comparing the scattering behavior in section and m Top view
  • Fig. 5 shows a second embodiment of such a system of a perspective tivansicht
  • Fig. 6 is a system for optical testing in a schematic perspective view
  • Fig. 7 shows the filter curve of the infrared filter of the system of Fig.6.
  • the device u generally designated 1 in FIG. 1, comprises a holding device 2, which is designed in the form of a wire frame and can be brought into abutment on the surface 3 of an object 4 shown in sections.
  • the holding device 2 defines a measurement window 5 on the surface 3 of the object 4 and, relative to this, the position of a light supply 6 and an observation window 7, which is visible to an observer 8 on the upper side of the device 1.
  • the light supply 6 carried by the holding device 2 directs a bundle of essentially parallel light beams 9 onto the measuring window 5 at a predetermined angle ⁇ .
  • the angle ⁇ can also vary slightly within the bundle of light beams 9, for example by a few degrees, up to approximately ⁇ 10 Degree.
  • the light beams 10 reflected from each point of the measuring window 5, more precisely the surface 3 of the object 4 at different angles ⁇ _, ⁇ 2 etc., are captured by a light-guiding device 11 and presented to the observer 8 in parallel or convergingly in the observation window 7.
  • the light directing device 11 is carried by the holding device 2 and, in the example shown, is a converging lens, the upper side of which forms the observation window 7.
  • the observer 8 is offered a juxtaposition of different color impressions 13-16, which correspond to the colors reflected at the individual angles ß ] _, ß2 etc.
  • the device 1 can be modified simply by arranging the light supply 6 and the light guiding device 11 on different sides of the measuring window 5.
  • the holding device 2 has a corresponding recess into which the object 4 can be inserted so that it is between the light supply 6 and the light directing element. direction 11 is. All of the above and the following explanations therefore also apply in an analogous manner to transmission test devices.
  • the light supply 6 can contain its own light source 17. Alternatively, the light supply 6 could also capture ambient light and direct it at the measurement window 5 at the angle (s) ⁇ .
  • the light supply 6 can supply both white light and light with a predetermined amplitude profile in the wavelength range, for example by appropriate filtering of the ambient light, by using mono- or multi-chromatic light sources 17 or the like.
  • the light source 17 is a light-emitting diode that emits white light.
  • the light directing device 11 can be both a spherical converging lens and a cylindrical converging lens.
  • the measuring window 5 lies approximately in the area of the focal plane of the converging lens, i.e. shortly before, in the focal plane or just behind.
  • the light directing device 11 is here a cylindrical converging lens in the form of a half-cylinder, and the figure shows an axially normal section through the cylinder.
  • the measurement window 5 lies on the flat side of the half cylinder, the observation window 7 lies on one side of the curved top of the lens.
  • the light supply 6 is a channel drilled on the opposite side of the curved upper side, which captures ambient light at its entrance and directs it onto the measuring window 5.
  • the light supply 6 is thus embedded directly in the semi-cylindrical light guide 11; in other words, the " light-guiding device II in turn simultaneously forms the cold device 2 for the relative positioning of the light supply ⁇ , measuring window 5, light-guiding device 11 and observation window 7.
  • the half cylinder is provided with an opaque coating 18, with the exception of the incidence of the light supply 6, the measuring window 5 and the observation window 7.
  • the light supply 6 can also be a light-emitting diode device embedded in the half-cylinder or attached to it.
  • the measuring window 5 can also be in, just before, or behind the focal plane of the cylindrical lens. If it does not have a semicircular shape on average, but rather a segment of a circle, ie the cylinder is not divided in half but in the middle, the measuring window can be on the flat side again so that the lens can be placed directly on the object.
  • the system shown in FIGS. 3 and 4 is used to compare the angle-dependent reflection or transmission behavior of a test object 4 'with that of a reference object 4 ", with a separate test device for both the test object 4' and the reference object 4" 1 'or 1 "is provided.
  • the devices 1', 1" are arranged next to one another and connected to one another (see FIG. 4), their observation windows 7 lying next to one another in order to enable a comparison to be made at a quick glance.
  • Each of the devices 1 ′, 1 ′′ again has a light supply 6, a measuring window 5, a light directing device 11 and an observation
  • the light-guiding device 11 is formed from individual light guides 19, each of which is associated with a light beam 10 emanating from one of the angles ⁇ _, ⁇ 2 etc. and which is captured by its correspondingly arranged end 20.
  • the opposite ends 21 of the light guides 19 open out at the top of the holding device 2, which is embodied here in the form of a housing, in the observation window 7 or form the observation window 7.
  • the device 1 "has a receptacle 22 for the reference object 4, which is arranged underneath the measuring window 5 " on. In the example shown, this is a bill and is wound on a flattened drum 23 which can be inserted laterally into the receptacle 22.
  • the drum 23 can also offer space for a number of different reference banknotes 4 ′′ and can be rotated so that it is possible to switch between them.
  • the receptacle 22 can also be designed for an optional exchange of different reference objects.
  • the device 1 ′′ has a support 24 positioned below the measurement window 5 for arranging the test object 4 ′, for example a bill. Corresponding stops 25 are provided on the support 24 for precise alignment of the test object 4 ′.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a system consisting of two interconnected devices 1 ', 1 ".
  • the system consists of a single, continuous half-cylinder lens 11 similar to the embodiment of FIG. 2, to which a light supply 6 with an integrated light source 6 Observation windows 7, which do not have to be delimited or framed, result on the upper side of the half-cylinder lens 11.
  • the system can be placed on a support 24 or fixedly or articulatedly connected to it at 26, on the support 24 there are stops 25 arranged for positioning the test object 4 'and the reference object 4 ".
  • a viewing screen can also be arranged, on which the light rays 10 impinge after they have passed through the light directing device 11 and provide an image that can be read from several directions due to the diffuser effect of the viewing screens.
  • the light supply 6 must be correspondingly powerful in this embodiment.
  • FIG. 6 shows an embodiment of a system for optically checking several criteria of flat objects, in particular bank notes.
  • the system comprises a housing 30, which provides the user with a substantially horizontal support surface 31 for the placement of flat objects (not shown).
  • the support surface 31 is spanned by a part of the housing 30 in the form of a cover 32, the cover 32 leaving a lateral opening in the drawing facing forward for access to the support surface 31.
  • the bearing surface 31 comprises a plurality of areas 33 to 36 (indicated by dashed lines in the drawing), on which one (not shown) object can be supported or placed on. Since the support surface 31 passes from one area 33-36 to the next in a flush or flat manner, an object can be moved back and forth simply by moving it between the areas 33-36.
  • the areas 31 to 36 do not necessarily have to be arranged next to one another, but can also partially or completely overlap, but there are certain preferences which are explained below.
  • the device 1 can be designed as shown previously with the aid of FIGS. 1 to 5 (entire systems according to FIGS. 3 to 5 are also possible) and is therefore not shown further with the exception of its observer window 7.
  • the device 1 checks the transmission scattering behavior, it is partly arranged below the contact surface 31, i.e. the support surface 31 or the first region 33 extend into the device 1.
  • the housing 30 carries an infrared camera 37, which extends to the. Area 34 of the contact surface 31 is aimed.
  • the infrared camera 37 is a commercially available black and white CCD camera which is preceded by a blocking filter 38 for filtering out the visible light area.
  • the filter curve of the notch filter 38 is shown in FIG. 7.
  • Fig. 7 shows the relative light power transmission in percent, calibrated against air, i.e. 100% corresponds to the transmission through air, over the wavelength in n. It can be seen that in the visible light range (380 nm to 760 nm) the transmission is essentially 0% and rises steeply in the infrared range.
  • the output signal of the infrared camera 37 can be provided at an output connection 39 of the housing 30 for the connection of an external monitor (not shown).
  • the housing 30 itself carries a small monitor 40, e.g. of the LCD type.
  • a “second” light source 41 is arranged in the housing 30 and is directed towards the second region 34 and a significant infrared radiation.
  • the “first” light source is that which is arranged in the device 1 itself).
  • Conventional, inexpensive filament lamps which have an extremely large infrared component have proven to be particularly suitable.
  • an infrared reflection representation of an object on the area 34 can be produced and viewed, for example, on the monitor 40.
  • the support surface 31 can be made translucent in the second region 34, for example by inserting a glass pane flush, as indicated at 42.
  • a third light source 43 is arranged under the glass pane 42 in the housing 30 and has a significant radiation component in the infrared range and is again preferably formed by a filament lamp.
  • the light source 43 in the form of a filament lamp has Area.
  • the control of the second or third light sources 41, 43 is carried out so that only one of the two light sources is switched on.
  • a third area 35 of the contact surface 31 is formed in the rear part of the cover 32, i.e. As far as possible from the opening.
  • a fourth light source 45 is arranged above the third region 35 and has a significant radiation component in the ultraviolet region.
  • the fourth light source 45 is covered by a shielding plate 46 in order to prevent a direct view of the observer from the light source 45.
  • the fourth light source 45 is preferably a gas discharge lamp. Such lamps require a certain amount of time to start up. In order to avoid waiting times during operation, the fourth light source 45 can be switched on continuously. This means that the third area 35 should be at a certain distance from the second area 34 in order to avoid image disturbances of the infrared camera 37 caused by flickering effects of the gas discharge lamp if the areas 34 and 35 overlap.
  • a fourth region 36 which is equipped with an inductive sensor, is also formed on the support surface 31. With the help of this sensor, the presence or optionally also the arrangement of colors with magnetic or metallic particles can be detected. Indicator lights 47 are connected to the inductive sensor of the area 36 in order to optically display the sensor result. The sensor measurements could also be displayed on the monitor 40, or also displayed using the acoustic signal.
  • test and evaluation devices assigned to the areas 33 to 36 can be in continuous operation after the system is switched on (apart from the condition that the light sources 41 and 43 should only be operated alternately), or the individual devices can be started up sequentially (apart from the preference that the ultra violet light source 45 should be in continuous operation).
  • a single button 48 which triggers these control functions, and / or a rotary selector switch 49 can be used, for example.
  • the devices and systems presented can be used for all types of objects and reflection or transmission scattering structures, for example also for kinegrams, incident light and transmitted light holograms etc. It is also possible to further evaluate the image presented in the observation window 7 by machine, for example by recording with a photographic camera or further processing with the aid of a CCD camera and subsequent image transfer, image evaluation, image processing and image archiving methods, as used in the technology nik are known. This further processing is also possible for the output signal of the infrared camera 37.

Abstract

The invention relates to a device for enabling an observer visually to verify the angle-dependent scattering behaviour of an object. The device comprises a holding unit (2) having a measurement window (5) which can be moved into a defined relative position in relation to the object (4, 4', 4'') and an observation window (7) which is visible to the observer (8); a light supply (6) which is held by the holding unit (2) and directs substantially parallel light beams (9) onto the measurement window (5) at a defined angle (α); and a light-guiding device (11) which is also held by the holding unit (2), captures a plurality of light beams (10) moving outwards at different angles (β1, β2) from a point on the measurement window (5) and represents said light beams in the observation window (7) in a parallel or convergent manner.

Description

Vorrichtung zur Prüfung des winkelabhänqigen Streuverhaltens eines Gegenstandes durch einen BeobachterDevice for checking the angle-dependent scattering behavior of an object by an observer
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur visuellen Prüfung des winkelabhängigen Streuverhaltens eines Gegenstandes durch einen Beobachter, mit einer Halteeinrichtung, welche ein Meßfenster, das in eine vorgegebene Relativlage zu dem Gegenstand bringbar ist, sowie ein Beobachtungsfenster aufweist, das für den Beobachter sichtbar ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Anlage zum visuellen Vergleichen des winkelabhängigen Streuverhalten eines Prüfgegenstandes mit jenem eines Referengegenstandes durch einen Beobachter, sowie eine Anlage zur optischen Prüfung von flächigen Gegenständen. Aus der US 5 596 402 ist eine Vorrichtung ähnlicher Art bekannt. Bei dieser Vorrichtung sendet die Lichtzufuhr zwei Lichtstrahlbündel unter stark unterschiedlichen Einfallswinkeln auf das Meßfenster, u.zw. einem ersten Einfallswinkel ατ_ und einem zweiten Einfallswinkel ct2. Die Schrift geht von der An- nähme aus, daß der Ausfallswinkel ßι_ des ersten reflektiertenThe present invention relates to a device for visual inspection of the angle-dependent scattering behavior of an object by an observer, with a holding device which has a measuring window which can be brought into a predetermined relative position to the object, and an observation window which is visible to the observer. The invention further relates to a system for visually comparing the angle-dependent scattering behavior of a test object with that of a reference object by an observer, and to a system for optically testing flat objects. A device of a similar type is known from US Pat. No. 5,596,402. In this device, the light supply sends two light beams onto the measuring window at very different angles of incidence, etc. a first angle of incidence ατ_ and a second angle of incidence ct2. The writing is based on the assumption that the angle of reflection β of the first reflected
OLiciUcb UieiCi: UC.L --.--..ix a. ^. . s n .I.Λ.C i. G-j_ j. -; -. , _..ι_ι ^--._ --_C C ~ winkel ß2 des zweiten reflektierten Strahles gleich dem Einfallswinkel ct2 • Der erste reflektierte Strahl ßτ_ wird dem Beobachter über das Beobachtungsfenster direkt zugeleitet, und der zweite reflektierte Strahl ß2 wird über einen Spiegel zum Beobachtungsfenster und zum Beobachter umgelenkt.OLiciUcb UieiCi: UC.L --.-- .. ix a. ^. . s n .I.Λ.C i. G-j_ j. -; -. , _ .. ι_ι ^ --._ --_ C C ~ angle ß2 of the second reflected beam equal to the angle of incidence ct2 • The first reflected beam ßτ_ is fed directly to the observer via the observation window, and the second reflected beam ß2 is transmitted via a mirror redirected to the observation window and to the observer.
Zur Erzeugung der zwei unter verschiedenen inkeln einfallende Lichtstrahlen umfaßt die Lichtzufuhr entweder zwei diskrete, beabstandete Lampen oder eine einzige, hinter einer Dif- fusorscheibe angeordnete Lampe.To generate the two light beams incident under different angles, the light supply comprises either two discrete, spaced-apart lamps or a single lamp arranged behind a diffuser plate.
Mit der bekannten Vorrichtung ist es daher nicht möglich, ein goniodisperses Verhalten eines Gegenstandes zu beobachten, d.h. sein Reflektions- oder Transmissionsverhalten bei unterschiedlichen Ausfallswinkeln, wenn der Einfallswinkel im we- sentlichen konstant gehalten wird. Dieses Verhalten wird in der vorliegenden Beschreibung auch als "Streuverhalten" bezeichnet. Darüber hinaus läßt die bekannte Vorrichtung nur eine Beobach¬ tung unter zwei einzelnen Ausfallswinkeln zu. Aus αer EP 0 530 818 ist ein Farb-Reflexionsgerat bekannt, bei welchem die unter verschiedenen Winkeln abgestrahlten Lichtstrahlen von drei Lichtleitern aufgefangen und Photosensoren zugeführt werden. Vor den Lichtleiteremtrittsoffnungen sind schaltbare Abdeckklappen bzw. Blenden angeordnet, so daß immer nur ein Lichtleiter Licht zum Photosensor leitet, welcher eine Farbanalyse durchfuhren kann.It is therefore not possible with the known device to observe a goniodisperse behavior of an object, ie its reflection or transmission behavior at different angles of reflection if the angle of incidence is kept essentially constant. This behavior is also referred to as "scatter behavior" in the present description. In addition, the known device allows only one obser ¬ tung detail with two output angles. A color reflection device is known from EP 0 530 818, in which the light beams emitted at different angles are collected by three light guides and supplied to photosensors. Switchable flaps or screens are arranged in front of the light guide entry openings so that only one light guide directs light to the photosensor, which can carry out a color analysis.
Farben mit wmkelabhangigem Reflexionε- oder Transmissi- onsstreuverhalten werden beispielsweise bei Geldscheinen oder Autolacken verwendet. Das wmkelabhangige Verhalten entsteht z.B. durch konstruktive und destruktive Interferenz und ergibt wechselnde Färb- und Lummanzemdrucke bei einem bestimmten Lichteinfall und unterschiedlichen Betrachtungswinkeln.Colors with reflection or transmission scatter behavior that are dependent on the angle are used, for example, in banknotes or car paints. The behavior dependent on the vine arises e.g. through constructive and destructive interference and results in changing color and lumen pressure at a certain incidence of light and different viewing angles.
Zur Kontrolle m der Fertigung und für Prufzwecke, msbe- sondere bei Geldscheinen, wäre es wünschenswert, über eine einfache, storungsunanfallige Vorrichtung zur raschen visuellen Pr fung dieses Verhaltens zu verfugen. Die Erfindung setzt sich zum Ziel, eine derartige Vorrichtung zu schaffen.To control production and for checking purposes, especially for banknotes, it would be desirable to have a simple, trouble-free device for rapid visual checking of this behavior. The aim of the invention is to create such a device.
Dieses Ziel wird mit Hilfe einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erreicht, die sich auszeichnet durch ino Lichtzufuhr die von der
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ist und im wesentlichen parallele Licntstrahlen unter einem vorgegebenen Wmκel auf das Meßfenster richtet, und eine Lichtlenkeinrichtung, welche von αer Halteeinrichtung getragen ist, eine Vielzahl unter verschiedenen Winkeln von einem Punkt αeε Meßfensters ausgehende Lichtstrahlen einfangt und im Beobachtungsfenster parallel oder konvergierend darbietet.This goal is achieved with the aid of a device of the type mentioned at the outset, which is distinguished by the ino light supply from the
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is and directed essentially parallel Licnt rays under a predetermined Wmκel on the measuring window, and a light-guiding device, which is carried by the holding device, captures a multitude of light rays starting from a point αeε measuring window and presents them parallel or converging in the observation window.
Unter "in? wesentlichen parallel" wird m der vorliegenden Beschreibung ein Strahlbundel verstanden, das um nicht mehr als etwa ± 10° von seiner Sollstrahlrichtung abweicht, d.h. um max. etwa 20° konvergiert bzw. divergiert.In the present description, "substantially parallel" is understood to mean a beam which deviates from its target beam direction by no more than approximately ± 10 °, i.e. by max. converges or diverges about 20 °.
Die erflndunσsgemaße Vorricr.tung ermöglicht auf überaus einfache unα αarrit storungsunanfaliige und rasche Weise die visuelle Prüfung αeε wmkelanhangigen Reflexions- oαer Transmiε- sionsstreuvemaltens eines Gegenstandes m beliebig vielen ausgewählten Ab- oαer Durchstranlungsnchtungen.The device according to the invention enables, in a very simple and rapid manner, rapid and non-disruptive, visual inspection of reflection-dependent reflection or transmission scattering of an object with any number of selected radiation transitions.
Gemäß einer erεten Auεfuhrungsform der Erfindung, welche zur Prüfung αes wmkelabhangiσen Reflexionsstreuverhaltens dient, sind die Lichtzufuhr und die Lichtlenkeinrichtung auf der gleichen Seite des Meßfensters angeordnet. Alternativ können zur Messung des Transmissionsstreuverhaltens die Lichtzufuhr und die Lichtlenkeinrichtung auf verschiedenen Seiten des Meßfensters angeordnet sein.According to a first embodiment of the invention, which is used to test the radiation-dependent reflection scattering behavior serves, the light supply and the light directing device are arranged on the same side of the measuring window. Alternatively, for measuring the transmission scattering behavior, the light supply and the light directing device can be arranged on different sides of the measuring window.
Das Beobachtungsfenster kann ein Schaurohr sein, ein Oku- lar, die Oberfläche einer Linse usw.; gemäß einer speziellen Variante der Erfindung kann im Beobachtungsfenster auch ein Sichtschirm angeordnet sein, auf welchem die Lichtstrahlen ne- beneinander auftreffen. Ein derartiger Sichtschirm kann besonders einfach mit Skalierungen, Markierungen, Farbreferenzskalen od.dgl. versehen werden, welche einen einfachen Vergleich der abgebildeten Lichtstrahlen mit Sollwerten ermöglichen.The observation window can be a viewing tube, an eyepiece, the surface of a lens, etc .; According to a special variant of the invention, a viewing screen can also be arranged in the observation window, on which the light rays strike one another. Such a screen can be easily with scales, markings, color reference scales or the like. are provided, which enable a simple comparison of the light beams shown with setpoints.
Die Vorrichtung kann zur Messung des Reflexions- oder Transmissionsstreuverhaltens bei bestimmten Wellenlängen, in vorgegebenen Wellenbereichen oder im gesamten sichtbaren Wellenlängenbereich eingesetzt werden. Zweckmäßigerweise werden weiße Lichtstrahlen auf das Meßfenster gerichtet, so daß die Prüfung den gesamten sichtbaren Wellenlängenbereich umfaßt. Im Falle von wellenlängenumwandelnden Farben, z.B. UV-Wandlern, könnte selbstverständlich auch Licht außerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereiches auf das Meßfenster gerichtet werden.The device can be used to measure the reflection or transmission scattering behavior at certain wavelengths, in predetermined wavelength ranges or in the entire visible wavelength range. Expediently, white light rays are directed onto the measuring window, so that the test covers the entire visible wavelength range. In the case of wavelength converting colors, e.g. UV converters, light outside the visible wavelength range could of course also be directed onto the measuring window.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Lichtzufuhr eine Lichtquelle aufweist, bevorzugt eine weiße Lichtquelle, besonders bevorzugt eine Leuchtdiode. Alternativ kann die Lichtzufuhr auch Umgebungslicht einfangen und auf das Meßfenster richten, bevorzugt indem die Lichtzufuhr ein Lichtführungskanal ist, beispielsweise ein Rohr oder ein Lichtleiter. Auch die Lichtlenkeinrichtung kann auf verschiedene Arten realisiert sein. Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung ist die Lichtlenkeinrichtung eine Sammellinse, wobei das Meßfenster in der Nähe der Brennebene der Sammellinse liegt. Eine derartige Lichtlenkeinrichtung fängt Lichtstrahlen in einem ganzen, kontinuierlichen Bereich von unterschiedlichen Winkeln ein, so daß anders ausgedrückt jene Winkel bestimmt werden können, bei welchen ein Farbeindruck zum nächsten wechselt, insbesondere bei OVIs (Optically Variable Inks) mit ausgeprägt stu- fenfor ig sich veränderndem Verhalten. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Sammellinse eine zylindrische Linse ist. Dadurch wird das wmkelabhangige Verhalten nur der Ebene normal zur Zylmderachse bestimmt, und das Beobachtungsfenster kann z.B. mit beiden Augen betrachtet werden.A particularly advantageous embodiment of the invention is characterized in that the light supply has a light source, preferably a white light source, particularly preferably a light-emitting diode. Alternatively, the light supply can also capture ambient light and direct it onto the measuring window, preferably in that the light supply is a light guiding channel, for example a tube or a light guide. The light directing device can also be implemented in various ways. According to a preferred variant of the invention, the light directing device is a converging lens, the measuring window being close to the focal plane of the converging lens. Such a light-guiding device captures light beams in a whole, continuous range from different angles, so that, in other words, those angles can be determined at which one color impression changes to the next, in particular with OVIs (Optically Variable Inks) with pronounced fenform ig changing behavior. It is particularly advantageous if the converging lens is a cylindrical lens. This determines the angular behavior only on the plane normal to the cylinder axis, and the observation window can be viewed with both eyes, for example.
Besonders gunstig ist es, wenn die Sammellinse ein Halbzy- lmder ist, wobei das Meßfenster auf oder geringem Abstand zu der Flachseite des Halbzyl ders liegt. In ersterem Falle kann die Linse direkt auf den zu prüfenden Gegenstand aufgelegt werden.It is particularly advantageous if the converging lens is a half-cylinder, the measuring window being at or a short distance from the flat side of the half-cylinder. In the former case, the lens can be placed directly on the object to be tested.
Dabei st es insbesondere auch möglich, die Lichtzufuhr direkt m den Halbzylinder einzubetten, was zu einer besonders einfachen, kompakten Ausfuhrungsform fuhrt.It is in particular also possible to embed the light supply directly in the half cylinder, which leads to a particularly simple, compact embodiment.
Anstelle einer Linse kann die Lichtlenkeinrichtung auch ein zylindrischer Hohlspiegel sein, wobei das Meßfenster m der Nahe der Brennebene αes Hohlspiegels liegt. Alternativ kann die Lichtlenkeinrichtung aus Prismen oder bevorzugt aus einzelnen Lichtleitern gebildet sein, wie sie aus der EP 0 530 818 an sich bekannt sind und die jeweils einem der genannten, unter verschiedenen Winkeln reflektierten Lichtstrahlen zugeordnet sind. Mit anderen Wußten empfangt ^e e Lichtleiter einen unter einem bestimmten Winkel vom Meßfenster ausgehenden Lichtstrahl und fuhrt ihn zum Beobachtungsfenster. Dadurch kann das Reflexions- oder Transmissionεstreuverhalten unter oestimmten, dis- kreten Winkeln überprüft werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Enden der Lichtleiter im Beobachtungsfenster nebeneinander ausmunden. Die Lichtleiterenαen stellen so farbige Lichtpunkte dar, welche das Reflexions- oder Transmissions- streuverhalten unter bestimmten Winkeln repräsentieren und mit einem raschen Blick einfach erfaßt werαen können.Instead of a lens, the light directing device can also be a cylindrical concave mirror, the measurement window being close to the focal plane αes of the concave mirror. Alternatively, the light-guiding device can be formed from prisms or preferably from individual light guides, as are known per se from EP 0 530 818 and which are each assigned to one of the light beams mentioned, which are reflected at different angles. With other knowledge, a light guide receives a light beam emanating from the measuring window at a certain angle and guides it to the observation window. As a result, the reflection or transmission scattering behavior can be checked at specific, discrete angles. It is particularly advantageous if the ends of the light guides in the observation window fill out next to one another. The Lichtleiterenαen thus represent colored light spots, which represent the reflection or transmission scattering behavior at certain angles and can be easily detected with a quick glance.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der Schaffung einer Anlage zum visuellen Vergleichen des wmkelabhangigen Streuverhaltens eines Prüfgegenεtandes mit ^enerr eines Referenzgegenstandes durch einen Beooachter. Diese Anlage zeichnet sich aus durch zumindest zwei der beεcnriebenen erfmdungsgema- ßen Vorrichtungen, die miteinander verbunden sind und deren Beobachtungsfenster nebeneinander liegen. Dadurch können mit ei- nem einzigen Blick beide Beobachtungsfenster erfaßt und einfach miteinander verglichen werden.A further aspect of the invention consists in the creation of a system for the visual comparison of the angle-dependent scattering behavior of a test object with a reference object by an observer. This system is characterized by at least two of the described devices according to the invention, which are connected to one another and whose observation windows lie next to one another. This means that Both observation windows can be grasped at a single glance and simply compared with one another.
Bevorzugt wird vorgesehen, daß die eine Vorrichtung eine Aufnahme für den Referenzgegenstand und die andere Vorrichtung einen Anschlag zur Positionierung des Prüfgegenstandes aufweist. Der Referenzgegenstand kann dadurch in der einen Vorrichtung dauerhaft verbleiben und der Prüfgegenstand gegenüber dem Referenzgegenstand ausgerichtet werden.It is preferably provided that one device has a receptacle for the reference object and the other device has a stop for positioning the test object. As a result, the reference object can remain permanently in one device and the test object can be aligned with the reference object.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Anlage, insbesondere für flache, biegsame Referenzgegenstände, zeichnet sich dadurch aus, daß die Aufnahme eine Trommel enthält, auf welche ein oder mehrere Referenzgegenstände befestigbar sind. Wenn die Trommel rund ist, kann durch Verdrehen der Trommel zwischen mehreren Referenzgegenständen umgeschaltet werden. Unabhängig von der Form der Trommel ergibt sich bei flachen, biegsamen Referenzgegenständen eine beträchtliche Platzeinsparung, da diese auf die Trommel aufgewickelt werden können.A preferred embodiment of the system, in particular for flat, flexible reference objects, is characterized in that the receptacle contains a drum to which one or more reference objects can be attached. If the drum is round, you can switch between several reference objects by rotating the drum. Regardless of the shape of the drum, there is considerable space savings with flat, flexible reference objects, since these can be wound onto the drum.
Schließlich besteht noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Anlage zur optischen Prüfung von flächigen Gegenständen, die sich auszeichnet durch die Kombination aus: einem Gehäuse, einer Au lage läche, die vom Gehäuse getragen ist und zumindest einen ersten und einen zweiten Bereich zur Abstützung eines Gegenstandes und zur gleitenden Verschiebung desselben zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich aufweist, einer Vorrichtung der obenεtehenden erfindungsgemäßen Art, die vom Gehäuse getragen ist und deren Meßfenster über dem ersten Bereich der Auflagefläche liegt oder mit diesem zusammen- fällt, und einer Infrarotkamera, die vo Gehäuse getragen ist und auf den zweiten Bereich zielt.Finally, a still further aspect of the present invention consists in the creation of a system for the optical inspection of flat objects, which is characterized by the combination of: a housing, a surface which is carried by the housing and at least a first and a second region for supporting an object and for slidingly displacing it between the first and the second region, a device of the above-mentioned type according to the invention, which is carried by the housing and whose measuring window lies over or coincides with the first region of the support surface, and an infrared camera , which is carried by the housing and aims at the second area.
Die erfindungsgemäße Anlage ermöglicht die Überprüfung mehrerer optischer Kriterien, wie sie insbesondere bei Geld- scheinen als Sicherheitsmerkmale angwendet werden, auf rasche und einfach handzuhabende Art. Die Ausbildung mehrerer Prüfbereiche auf ein und derselben Auflagefläche ermöglicht es, den Gegenstand einfach durch händisches Verschieben von einem Be- reich zum nächsten den zu entsprechenden Prüfungen zu unterziehen, ohne daß der Gegenstand dazwischen abgehoben bzw. aufgenommen werden müßte. Insbesondere ermöglicht die Kombination mit einer Infrarotkamera die zusätzliche Prüfung optischer Kri- terien im Infrarotbereich.The system according to the invention enables a number of optical criteria, such as those used as security features, in particular in the case of bank notes, to be checked in a quick and easy-to-use manner. The formation of a plurality of test areas on one and the same contact surface makes it possible to simply move the object by hand by moving one load - to pass the corresponding tests to the next one without having to lift or pick up the subject in between. In particular, the combination with an infrared camera enables additional testing of optical criteria in the infrared range.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Anlage zeichnet sich dadurch aus, daß die Infrarotkamera eine Schwarz- Weiß-CCD-Kamera ist, welcher ein Sperrfilter für den sichtbaren Lichtbereich vorgesetzt ist. Es wurde gefunden, daß einfachste handelsübliche Schwarz-Weiß-CCD-Kameras eine ausreichende Empfindlichkeit im Infrarotbereich besitzen, welche durch Vorschaltung eines entsprechendes Filters zur Anwendung gebracht werden kann. Diese Lösung ist wesentlich kostengünstiger als der Einsatz von Infrarot-Bildwandlerröhren. Der Ausgang der Infrarotkamera kann einfach an einem entsprechenden Anschluß des Gehäuses bereitgestellt werden, sodaß ein externer Monitor angeschlossen werden kann. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn ein Monitor vorgesehen ist, der vom Gehäuse getragen und an den Ausgang der Infrarotkamera an- geschaltet ist, sodaß die Anlage weitgehend autark ist.A particularly advantageous embodiment of the system is characterized in that the infrared camera is a black and white CCD camera which is preceded by a blocking filter for the visible light range. It has been found that the simplest commercially available black and white CCD cameras have a sufficient sensitivity in the infrared range, which can be used by connecting an appropriate filter. This solution is much less expensive than using infrared imaging tubes. The output of the infrared camera can easily be provided at a corresponding connection of the housing, so that an external monitor can be connected. However, it is particularly advantageous if a monitor is provided which is carried by the housing and connected to the output of the infrared camera, so that the system is largely self-sufficient.
Die In rarotprüfung kann mit Umgebungelicht arbeiten, das auf den Prüfgegenstand fällt, soferne dieses einen ausreichenden Infrarotanteil enthält. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Gehäuse eine zweite Lichtquelle trägt, die von oben auf den zweiten Bereich gerichtet ist, einen signifikanten Strahlungsanteil im Infrarotbereich aufweist und wahlweise einschaltbar ist. Dadurch ist Anlage vom Umgebungslicht weitgehend unabhängig. Es wurde gefunden, daß eine besonders kostengünstige Variante darin besteht, daß die zweite Lichtquelle eine Glühfadenlampe ist.The infrared test can work with ambient light that falls on the test object as long as it contains a sufficient infrared component. However, it is particularly advantageous if the housing carries a second light source, which is directed onto the second region from above, has a significant radiation component in the infrared region and can optionally be switched on. This means that the system is largely independent of the ambient light. It has been found that a particularly inexpensive variant is that the second light source is a filament lamp.
Das erfindungsgemäße Konzept der Multikriteriumsprüfung kann verfeinert werden, indem in einer weiteren bevorzugten Ausführungs orm der Anlage der zweite Bereich der Auflagefläche lichtdurchlässig ausgebildet wird und das Gehäuse eine dritte Lichtquelle trägt, die von unten auf den zweiten Bereich gerichtet ist, einen signifikanten Strahlungsanteil im Infrarotbereich aufweist und wahlweise einschaltbar ist. Dadurch kann nicht nur das Infrarot-Reflexionsverhalten sondern auch das In- frarot-Transmissionsverhalten eines Gegenstandes überprüft werden.The concept of the multi-criterion test according to the invention can be refined by making the second region of the support surface translucent in a further preferred embodiment of the system and the housing carrying a third light source which is directed from below onto the second region and has a significant radiation component in the infrared region and can optionally be switched on. As a result, not only the infrared reflection behavior but also the in- infrared transmission behavior of an object can be checked.
Besonders gunstig ist es dabei, wenn die dritte Lichtquelle zusätzlich einen signifikanten Strahlungsanteil im sichtbaren Lichtbereich aufweist. Dadurch kann auch eine herkömmliche Durchlicht-Betrachtung des Gegenstandes mit freiem Auge vorgenommen werden. Eine besonders kostengünstige Losung ergibt sich dabei, wenn als dritte Lichtquelle eine Gluhfaden- lampe gewählt wird. In federn Fall ist besonders vorteilhaft, wenn die Auflageflache einen dritten Bereich zur Abstutzung des Gegenstandes und zur gleitenden Verschiebung desselben zwischen dem ersten, dem zweiten und dem dritten Bereich aufweist, wobei das Gehäuse eine vierte Lichtquelle tragt, die von oben auf den dritten Bereich gerichtet ist und einen signifikanten Strahlungsanteil im Ultraviolettbereich aufweist.It is particularly advantageous if the third light source additionally has a significant radiation component in the visible light range. As a result, conventional transmitted light observation of the object can also be carried out with the naked eye. A particularly inexpensive solution is obtained if a filament lamp is selected as the third light source. In the spring case, it is particularly advantageous if the support surface has a third area for supporting the object and for slidingly sliding it between the first, the second and the third area, the housing carrying a fourth light source which is directed from above onto the third area and has a significant radiation component in the ultraviolet range.
Dadurch kann als weiteres optisches Merkmal das UV-Anregungsverhalten fluoreszierender Druckfarben, wie sie häufig bei Geldscheinen eingesetzt werden, überprüft werden. Bevorzugt weist das Gehäuse eine Abdeckhaube auf, die über der Aαflayeflache angeordnet ist und zumindest eine seitliche Öffnung zum Zugang zur Auflage lache belaßt. Dadurch kann Umge- bungslicht von αen Prufbereichen abgeschirmt werden. Besonders gunstig ist es dabei, wenn der dritte Bereich von der Öffnung entfernt liegt, wodurch die Gefahr eines Austrittes von UV- Strahlung aus der Öffnung verringert wird.As a further optical feature, the UV excitation behavior of fluorescent printing inks, such as are often used for banknotes, can be checked. Preferably, the housing has a cover which is arranged above the flat surface and leaves at least one side opening for access to the support pool. This allows ambient light to be shielded from the test areas. It is particularly advantageous if the third area is located away from the opening, thereby reducing the risk of UV radiation escaping from the opening.
Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung wird die Auflageflache einem vierten Bereich mit einem induktiven Sensor ausgestattet. Dadurch kann das Vorhandensein von Farben mit magnetischen oder metallischen Partikeln überprüft werαen. Die Erfindung wird nachstehend an Hand von den Zeichnungen dargestellten Ausfuhrungsbeispielen naher erläutert. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine erste Ausfuhrungsform der einer Vomcntung schematisch im Scnnitt, Fig. 2 eine zweite Aus- fuhrungsform einer Vorrichtung im Schnitt, die Fig. 3 und 4 eine erste Ausfuhrungsform einer Anlage zum Vergleichen des Streuverhaltens im Schnitt und m der Draufsicht, Fig. 5 eine zweite Ausfuhrungsform einer solchen Anlage einer Perspek- tivansicht, Fig. 6 eine Anlage zur optischen Prüfung in einer schematischen Perspektivansicht, und Fig. 7 die Filterkurve des Infrarotfilters der Anlage von Fig.6.According to a preferred feature of the invention, the support surface is equipped in a fourth area with an inductive sensor. The presence of colors with magnetic or metallic particles can thereby be checked. The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawings. 1 shows a first embodiment of a device schematically in section, FIG. 2 shows a second embodiment of a device in section, FIGS. 3 and 4 show a first embodiment of a system for comparing the scattering behavior in section and m Top view, Fig. 5 shows a second embodiment of such a system of a perspective tivansicht, Fig. 6 is a system for optical testing in a schematic perspective view, and Fig. 7 shows the filter curve of the infrared filter of the system of Fig.6.
Die in Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung u - faßt eine Halteeinrichtung 2, die in Form eines Drahtgestelles ausgeführt ist und an der Oberfläche 3 eines abschnittsweise dargestellten Gegenstandes 4 zur Anlage bringbar ist. Die Halteeinrichtung 2 definiert auf der Oberfläche 3 des Gegenstandes 4 ein Meßfenster 5 und relativ zu diesem die Lage einer Licht- zufuhr 6 sowie eines Beobachtungsfensters 7, das an der Oberseite der Vorrichtung 1 für einen Betrachter 8 sichtbar ist.The device u, generally designated 1 in FIG. 1, comprises a holding device 2, which is designed in the form of a wire frame and can be brought into abutment on the surface 3 of an object 4 shown in sections. The holding device 2 defines a measurement window 5 on the surface 3 of the object 4 and, relative to this, the position of a light supply 6 and an observation window 7, which is visible to an observer 8 on the upper side of the device 1.
Die von der Halteeinrichtung 2 getragene Lichtzufuhr 6 richtet ein Bündel im wesentlichen paralleler Lichtstrahlen 9 unter einem vorgegebenen Winkel α auf das Meßfenster 5. Der Winkel α kann innerhalb des Bündels von Lichtstrahlen 9 auch geringfügig variieren, beispielsweise um einige Grad, bis zu etwa ± 10 Grad.The light supply 6 carried by the holding device 2 directs a bundle of essentially parallel light beams 9 onto the measuring window 5 at a predetermined angle α. The angle α can also vary slightly within the bundle of light beams 9, for example by a few degrees, up to approximately ± 10 Degree.
Die von jedem Punkt des Meßfensters 5, genauer gesagt der Oberfläche 3 des Gegenstandes 4 unter verschiedenen Winkeln ß_, ß2 usw. reflektierten Lichtstrahlen 10 werden von einer Lichtlenkeinrichtung 11 eingefangen und von dieser im Becbachtungε- fenster 7 parallel oder konvergierend dem Beobachter 8 dargeboten. Die Lichtlenkeinrichtung 11 wird von der Halteeinrichtung 2 getragen und ist im gezeigten Beispiel eine Sammellinse, de- ren Oberseite das Beobachtungsfenster 7 bildet.The light beams 10 reflected from each point of the measuring window 5, more precisely the surface 3 of the object 4 at different angles β_, β2 etc., are captured by a light-guiding device 11 and presented to the observer 8 in parallel or convergingly in the observation window 7. The light directing device 11 is carried by the holding device 2 and, in the example shown, is a converging lens, the upper side of which forms the observation window 7.
Wenn die Oberfläche 3 des Gegenstandes 4 z.B. eine winkelabhängig streuende Farbschicht trägt, bietet sich dem Beobachter 8 eine Nebeneinanderanordnung von unterschiedlichen Farbeindrücken 13-16 dar, welche den unter den einzelnen Winkeln ß ]_, ß2 usw. reflektierten Farben entsprechen.If the surface 3 of the object 4 carries, for example, a color layer scattering depending on the angle, the observer 8 is offered a juxtaposition of different color impressions 13-16, which correspond to the colors reflected at the individual angles ß ] _, ß2 etc.
Es ist ersichtlich, daß zum Messen des winkelabhängigen Transmissionsverhaltenε eineε transparenten oder transluzenten Gegenstandes 4 die Vorrichtung 1 einfach dadurch abgewandelt werden kann, daß die Lichtzufuhr 6 und die Lichtlenkeinrichtung 11 auf verschiedenen Seiten des Meßfensters 5 angeordnet werden. Beispielsweise besitzt die Halteeinrichtung 2 eine entsprechende Ausnehmung, in welche der Gegenstand 4 eingelegt werden kann, so daß er zwischen Lichtzufuhr 6 und Lichtlenkein- richtung 11 liegt. Alle vorstehenden und nachstehenden Ausführungen gelten daher in analoger Weise auch für Transmissionsprüfvorrichtungen.It can be seen that for measuring the angle-dependent transmission behavior of a transparent or translucent object 4, the device 1 can be modified simply by arranging the light supply 6 and the light guiding device 11 on different sides of the measuring window 5. For example, the holding device 2 has a corresponding recess into which the object 4 can be inserted so that it is between the light supply 6 and the light directing element. direction 11 is. All of the above and the following explanations therefore also apply in an analogous manner to transmission test devices.
Die Lichtzufuhr 6 kann, wie in Fig. 1 gezeigt, eine eigene Lichtquelle 17 enthalten. Alternativ könnte die Lichtzufuhr 6 auch Umgebungslicht einfangen und unter dem oder den Winkel (n) α auf das Meßfenster 5 richten. Die Lichtzufuhr 6 kann sowohl weißes Licht als auch Licht mit- einem vorgegebenen Amplitudenprofil im Wellenlängenbereich zuführen, beispielsweise durch entsprechende Filterung des Umgebungslichtes, durch den Einsatz mono- oder mehrchromatischer Lichtquellen 17 od.dgl. Im gezeigten Fall ist die Lichtquelle 17 eine weißes Licht abgebende Leuchtdiode.As shown in FIG. 1, the light supply 6 can contain its own light source 17. Alternatively, the light supply 6 could also capture ambient light and direct it at the measurement window 5 at the angle (s) α. The light supply 6 can supply both white light and light with a predetermined amplitude profile in the wavelength range, for example by appropriate filtering of the ambient light, by using mono- or multi-chromatic light sources 17 or the like. In the case shown, the light source 17 is a light-emitting diode that emits white light.
Die Lichtlenkeinrichtung 11 kann sowohl eine sphärische Sammellinse als auch eine zylindrische Sammellinse sein. Das Meßfenster 5 liegt etwa im Bereich der Brennebene der Sammellinse, d.h. kurz davor, in der Brennebene oder kurz dahinter.The light directing device 11 can be both a spherical converging lens and a cylindrical converging lens. The measuring window 5 lies approximately in the area of the focal plane of the converging lens, i.e. shortly before, in the focal plane or just behind.
Fig. 2 zeigt eine besonders einfach und kompakt ausgeführte Vorrichtung 1. Die Lichtlenkeinrichtung 11 ist hier eine zylindrische Sammellinse in Form eines Halbzylinders, und die Figur zeigt einen axialnor alεn Schnitt durch den Zylinder. Das Meßfenster 5 liegt auf der Flachseite des Halbzylinders, das Beobachtungsfenster 7 liegt auf einer Seite der gekrümmten Oberseite der Linse. Die Lichtzufuhr 6 ist ein die gegen- überliegende Seite der gekrümmten Oberseite gebohrter Kanal, welcher an seinem Eingang Umgebungslicht einfängt und auf das Meßfenster 5 richtet. Die Lichtzufuhr 6 ist somit direkt in die halbzylinderförmige Lichtlenkeinrichtung 11 eingebettet; mit anderen Worten bildet die " Lichtlenkeinrichtung II ihrerseits gleichzeitig die Kalteeinrichtung 2 zur Relativpositionierung von Lichtzufuhr β, Meßfenster 5, Lichtlenkeinrichtung 11 und Beobachtungsfenster 7.2 shows a particularly simple and compact device 1. The light directing device 11 is here a cylindrical converging lens in the form of a half-cylinder, and the figure shows an axially normal section through the cylinder. The measurement window 5 lies on the flat side of the half cylinder, the observation window 7 lies on one side of the curved top of the lens. The light supply 6 is a channel drilled on the opposite side of the curved upper side, which captures ambient light at its entrance and directs it onto the measuring window 5. The light supply 6 is thus embedded directly in the semi-cylindrical light guide 11; in other words, the " light-guiding device II in turn simultaneously forms the cold device 2 for the relative positioning of the light supply β, measuring window 5, light-guiding device 11 and observation window 7.
Um den Einfluß von einfallendem Umgebungslicht auszuschalten, ist der Halbzylinder mit Ausnahme der Einfallsmündung der Lichtzufuhr 6, des Meßfensterε 5 und des Beobachtungsfensters 7 mit einer opaken Beschichtung 18 versehen. Anstelle eines Lichtführungskanales kann die Lichtzufuhr 6 auch eine in den Halbzylinder eingebettete oder an diesen angesetzte Leuchtdiodeneinrichtung sein.In order to eliminate the influence of incident ambient light, the half cylinder is provided with an opaque coating 18, with the exception of the incidence of the light supply 6, the measuring window 5 and the observation window 7. Instead of a light guide channel, the light supply 6 can also be a light-emitting diode device embedded in the half-cylinder or attached to it.
Das Meßfenster 5 kann auch in, kurz vor, oder hinter der Brennebene der Zylinderlinse liegen. Wenn diese im Schnitt nicht Halbkreisform, sondern Kreissegmentform hat, d.h. der Zylinder nicht in der Hälfte, sondern außermittig geteilt wird, kann das Meßfenster wieder an der Flachseite liegen, so daß die Linse direkt auf den Gegenstand aufgelegt werden kann. Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Anlage dient zum Vergleichen des winkelabhängigen Reflexions- oder Transmissionsverhaltens eines Prüfgegenstandses 4' mit jenem eines Referenzgegenstandes 4", wobei sowohl für den Prüfgegenstand 4' als auch für den Referenzgegenstand 4" jeweils eine eigene Prüfvor- richtung 1' bzw. 1" vorgesehen ist. Die Vorrichtungen 1', 1" sind nebeneinander angeordnet und miteinander verbunden (siehe Fig. 4), wobei ihre Beobachtungsfenster 7 nebeneinanderliegen, um mit einem raschen Blick einen Vergleich zu ermöglichen. Jede der Vorrichtungen 1', 1" weist wieder eine Lichtzufuhr 6, ein Meßfenster 5, eine Lichtlenkeinrichtung 11 und ein Beobach-
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The measuring window 5 can also be in, just before, or behind the focal plane of the cylindrical lens. If it does not have a semicircular shape on average, but rather a segment of a circle, ie the cylinder is not divided in half but in the middle, the measuring window can be on the flat side again so that the lens can be placed directly on the object. The system shown in FIGS. 3 and 4 is used to compare the angle-dependent reflection or transmission behavior of a test object 4 'with that of a reference object 4 ", with a separate test device for both the test object 4' and the reference object 4" 1 'or 1 "is provided. The devices 1', 1" are arranged next to one another and connected to one another (see FIG. 4), their observation windows 7 lying next to one another in order to enable a comparison to be made at a quick glance. Each of the devices 1 ′, 1 ″ again has a light supply 6, a measuring window 5, a light directing device 11 and an observation
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Bei der Ausfuhrungsform der Fig. 3 und 4 wird die Lichtlenkeinrichtung 11 aus einzelnen Lichtleitern 19 gebildet, die jeweils einem unter einem der Winkel ß_, ß2 usw. ausgehenden Lichtstrahl 10 zugeordnet sind und diesen mit ihrem entsprechend angeordneten Ende 20 einfangen. Die gegenüberliegenden Enden 21 der Lichtleiter 19 münden an der Oberseite der hier in Form eines Gehäuseε auεgebildeten Halteeinrichtung 2 im Beobachtungsfenster 7 aus bzw. bilden das Beobachtungsfenster 7. Die Vorrichtung 1" weist eine unterhalb des Meßfensterε 5 fest angeordnete Aufnahme 22 für den Referenzgegenstand -4" auf. Dieser ist im gezeigten Beispiel ein Geldschein und auf eine abgeflachte Trommel 23 aufgewickelt, die seitlich in die Aufnahme 22 einschiebbar ist. Die Trommel 23 kann auch Platz für mehrere verschiedene Referenz-Geldscheine 4" bieten und drehbar ausgeführt sein, so daß zwischen diesen umgeschaltet werden kann. Die Aufnahme 22 kann aber auch für einen wahlweisen Austausch verschiedener Referenzgegenstände ausgebildet sein. Die Vorrichtung 1" weist eine unterhalb des Meßfensters 5 positionierte Auflage 24 zur Anordnung des Prüfgegenstandes 4', beispielsweise eines Geldscheines, auf. Zur genauen Ausrichtung des Prüfgegenstandes 4' sind entsprechende Anschläge 25 auf der Auflage 24 vorgesehen.3 and 4, the light-guiding device 11 is formed from individual light guides 19, each of which is associated with a light beam 10 emanating from one of the angles β_, β2 etc. and which is captured by its correspondingly arranged end 20. The opposite ends 21 of the light guides 19 open out at the top of the holding device 2, which is embodied here in the form of a housing, in the observation window 7 or form the observation window 7. The device 1 "has a receptacle 22 for the reference object 4, which is arranged underneath the measuring window 5 " on. In the example shown, this is a bill and is wound on a flattened drum 23 which can be inserted laterally into the receptacle 22. The drum 23 can also offer space for a number of different reference banknotes 4 ″ and can be rotated so that it is possible to switch between them. However, the receptacle 22 can also be designed for an optional exchange of different reference objects. The device 1 ″ has a support 24 positioned below the measurement window 5 for arranging the test object 4 ′, for example a bill. Corresponding stops 25 are provided on the support 24 for precise alignment of the test object 4 ′.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform einer Anlage aus zwei miteinander verbundenen Vorrichtungen 1', 1". Die Anlage besteht aus einer einzigen, durchgehenden Halbzylinderlinse 11 ähnlich der Ausführungsform von Fig. 2, an welche eine Lichtzu- fuhr 6 mit einer integrierten Lichtquelle 6 angesetzt ist. Auf der Oberseite der Halbzylinderlinse 11 ergeben sich Beobach- tungsfenster 7, die nicht näher eingegrenzt oder eingefaßt sein müssen. Die Anlage ist auf einer Auflage 24 auflegbar oder mit dieser bei 26 fest oder gelenkig verbunden; auf der Auflage 24 sind Anschläge 25 zur Positionierung des Prüfgegenstandes 4' und des Referenzgegenstandes 4" angeordnet.5 shows a further embodiment of a system consisting of two interconnected devices 1 ', 1 ". The system consists of a single, continuous half-cylinder lens 11 similar to the embodiment of FIG. 2, to which a light supply 6 with an integrated light source 6 Observation windows 7, which do not have to be delimited or framed, result on the upper side of the half-cylinder lens 11. The system can be placed on a support 24 or fixedly or articulatedly connected to it at 26, on the support 24 there are stops 25 arranged for positioning the test object 4 'and the reference object 4 ".
Neben dem oder den Beobachtungsfenster (n) 7 können in jeder Ausfuhrungsform Skalierungen, Farbskalen usw. 27 angebracht werden. Dadurch ist auch bei einer Einzelvorrichtung 1 ein Ver- gleich mit vorgebbaren Soll- oder Referenzwerten möglich.In addition to the observation window (s) 7, scalings, color scales, etc. 27 can be attached in any embodiment. As a result, a comparison with predeterminable target or reference values is also possible with a single device 1.
In einer (nicht dargestellten) Ausfuhrungsform kann ir?. P - obachtungεfenεter 7 auch ein Sichtεchirm angeordnet werden, auf welchem die Lichtstrahlen 10 nach ihrem Durchtritt durch die Lichtlenkeinrichtung 11 auftreffen und durch die Diffusorwir- kung deε Sichtεchirmeε ein aus mehreren Richtungen ablesbares Bild liefern. Die Lichtzufuhr 6 muß bei dieser Ausfuhrungsform entsprechend leistungsfähig sein.In an embodiment (not shown), ir ?. P - observation window 7, a viewing screen can also be arranged, on which the light rays 10 impinge after they have passed through the light directing device 11 and provide an image that can be read from several directions due to the diffuser effect of the viewing screens. The light supply 6 must be correspondingly powerful in this embodiment.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungεform einer Anlage zur optischen Prüfung mehrerer Kriterien von flächigen Gegenständen, insbeεondere Geldscheinen. Die Anlage umfaßt ein Gehäuse 30, das dem Benutzer eine im wesentlichen horizontale Auflagefläche 31 für das Auflegen von flächigen Gegenständen (nicht dargestellt) darbietet. Die Auflagefläche 31 ist von einem Teil des Gehäuses 30 in Form einer Abdeckhaube 32 überspannt, wobei die Abdeckhaube 32 eine seitliche, in der Zeichnung nach vorne gerichtete Öffnung zum Zugang zur Auflagefläche 31 beläßt.FIG. 6 shows an embodiment of a system for optically checking several criteria of flat objects, in particular bank notes. The system comprises a housing 30, which provides the user with a substantially horizontal support surface 31 for the placement of flat objects (not shown). The support surface 31 is spanned by a part of the housing 30 in the form of a cover 32, the cover 32 leaving a lateral opening in the drawing facing forward for access to the support surface 31.
Die Auflagefläche 31 umfaßt mehrere Bereiche 33 bis 36 (in der Zeichung strichliert angedeutet) , auf welchen ein (nicht dargestellter) Gegenstand abgestützt bzw. aufgelegt werden kann. Da die Auflagefläche 31 bündig bzw. ebenflächig von einem Bereich 33-36 zum nächsten übergeht, kann ein Gegenstand einfach durch Verschieben zwischen den Bereichen 33-36 hin und herbewegt werden. Die Bereiche 31 bis 36 müssen nicht notwendigerweise nebeneinander angeordnet werden, sondern können sich auch teilweise oder ganz überlappen, doch gibt es bestimmte Bevorzugungen, die nachfolgend noch erläutert werden.The bearing surface 31 comprises a plurality of areas 33 to 36 (indicated by dashed lines in the drawing), on which one (not shown) object can be supported or placed on. Since the support surface 31 passes from one area 33-36 to the next in a flush or flat manner, an object can be moved back and forth simply by moving it between the areas 33-36. The areas 31 to 36 do not necessarily have to be arranged next to one another, but can also partially or completely overlap, but there are certain preferences which are explained below.
Über dem ersten Bereich 33 ist eine vom Gehäuse 30 abge- stützte Vorrichtung 1 angeordnet, wobei ihr Meßfenster 5 über dem ersten Bereich 33 liegt bzw. mit diesem zusammenfällt. Die Vorrichtung 1 kann wie zuvor an Hand der Figuren 1 bis 5 dargestellt ausgeführt sein (auch ganze Anlagen gemäß den Fig. 3 bis 5 sind möglich) und ist daher mit Ausnahme ihres Beobachterfen- ster 7 nicht weiter dargestellt. Wenn die Vorrichtung 1 das Transmissionsstreuverhalten prüft, ist sie zum Teil unterhalb der Auflagefläche 31 angeordnet, d.h. die Auflagefläche 31 bzw. der erste Bereich 33 erstrecken sich in die Vorrichtung 1 hinein. Das Gehäuse 30 trägt eine Infrarotkamera 37, welche auf den -.weiter. Bereich 34 der Auflagefläche 31 zielt. Die Infrarotkamera 37 ist eine handelsübliche Schwarz-Weiß-CCD-Kamera, der ein Sperrfilter 38 zur Ausfilterung des sichtbaren Lichtbereiches vorgesetzt ist. Die Filterkurve des Sperrfilters 38 ist in Fig. 7 dargestellt. Fig. 7 zeigt die relative Lichtleistungεtransmission in Prozent, geeicht gegen Luft, d.h. 100% entspricht der Transmiε- εion durch Luft, über der Wellenlänge in n . Es ist ersichtlich, daß im Bereich sichtbaren Lichts (380 nm bis 760 nm) die Transmission im wesentlichen 0% beträgt und im Infrarotbereich steil ansteigt.A device 1, which is supported by the housing 30, is arranged above the first area 33, its measuring window 5 lying above or coinciding with the first area 33. The device 1 can be designed as shown previously with the aid of FIGS. 1 to 5 (entire systems according to FIGS. 3 to 5 are also possible) and is therefore not shown further with the exception of its observer window 7. When the device 1 checks the transmission scattering behavior, it is partly arranged below the contact surface 31, i.e. the support surface 31 or the first region 33 extend into the device 1. The housing 30 carries an infrared camera 37, which extends to the. Area 34 of the contact surface 31 is aimed. The infrared camera 37 is a commercially available black and white CCD camera which is preceded by a blocking filter 38 for filtering out the visible light area. The filter curve of the notch filter 38 is shown in FIG. 7. Fig. 7 shows the relative light power transmission in percent, calibrated against air, i.e. 100% corresponds to the transmission through air, over the wavelength in n. It can be seen that in the visible light range (380 nm to 760 nm) the transmission is essentially 0% and rises steeply in the infrared range.
Das Ausgangεsignal der Infrarotkamera 37 kann an einem Ausgangsanschluß 39 des Gehäuses 30 für den Anschluß eines externen Monitors (nicht gezeigt) bereitgestellt werden. Alterna- tiv oder zusätzlich tragt das Gehauεe 30 εelbst einen kleinen Monitor 40, z.B. vom LCD-Typ.The output signal of the infrared camera 37 can be provided at an output connection 39 of the housing 30 for the connection of an external monitor (not shown). Alternatively or additionally, the housing 30 itself carries a small monitor 40, e.g. of the LCD type.
Im Gehäuse 30 ist eine "zweite" Lichtquelle 41 angeordnet, welche auf den zweiten Bereich 34 gerichtet ist und einen si- gnifikanten Strahlungsanteil im Infrarot besitzt. (Die "erste" Lichtquelle ist jene, welche in der Vorrichtung 1 selbst angeordnet ist) . Als besonders geeignet haben sich herkömmliche kostengünstige Glühfadenlampen erwiesen, welche ein überaus gro- ßen Infrarotanteil besitzen.A "second" light source 41 is arranged in the housing 30 and is directed towards the second region 34 and a significant infrared radiation. (The "first" light source is that which is arranged in the device 1 itself). Conventional, inexpensive filament lamps which have an extremely large infrared component have proven to be particularly suitable.
Mittels der Infrarotkamera 37 kann mit Hilfe von Umgebungslicht oder der Lichtquelle 41 eine Infrarot-Reflexionsdarstellung eines Gegenstandes auf dem Bereich 34 angefertigt und z.B. auf dem Monitor 40 betrachtet werden. Die Auflagefläche 31 kann im zweiten Bereich 34 lichtdurchlässig ausgebildet sein, z.B. durch bündiges Einsetzen einer Glasscheibe, wie bei 42 angedeutet. Unter der Glasscheibe 42 ist im Gehäuse 30 eine dritte Lichtquelle 43 angeordnet, welche einen signifikanten Strahlungsanteil im Infrarotbereich besitzt und wieder bevorzugt durch eine Glühfadenlampe gebildet ist. Wenn die dritte Lichtquelle 43 eingeschaltet wird, kann mittels der Infrarotkamera 37 eine Infrarot-Transmissionsdarstellung eines Gegenstandes auf dem Bereich 34 angefertigt werden. Die Lichtquelle 43 in Form einer Glühfadenlampe besitzt
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bereich. Wenn die Lichtquelle 34 eingeschaltet ist, kann so mit freiem Auge ein Transmissionsbild eines Gegenstandes betrachtet werden. Die Steuerung der zweiten oder dritten Lichtquellen 41, 43 ist so ausgeführt, daß jeweils nur eine der beiden Lichtquellen eingeschaltet ist.By means of the infrared camera 37, with the aid of ambient light or the light source 41, an infrared reflection representation of an object on the area 34 can be produced and viewed, for example, on the monitor 40. The support surface 31 can be made translucent in the second region 34, for example by inserting a glass pane flush, as indicated at 42. A third light source 43 is arranged under the glass pane 42 in the housing 30 and has a significant radiation component in the infrared range and is again preferably formed by a filament lamp. When the third light source 43 is switched on, an infrared transmission representation of an object on the area 34 can be produced by means of the infrared camera 37. The light source 43 in the form of a filament lamp has
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Area. When the light source 34 is switched on, a transmission image of an object can thus be viewed with the naked eye. The control of the second or third light sources 41, 43 is carried out so that only one of the two light sources is switched on.
Im rückwärtigen Teil der Abdeckhaube 32, d.h. möglichst weit von der Öffnung entfernt, ist ein dritter Bereich 35 der Auflagefläche 31 ausgebildet. Über dem dritten Bereich 35 ist eine vierte Lichtquelle 45 angeordnet, die einen signifikanten Strahlungsanteil im Ultraviolettbereich aufweist. Die vierte Lichtquelle 45 ist von einem Abschirmblech 46 überdeckt, um eine direkte Sicht des Beobachters auf die Lichtquelle 45 zu ver- hindern.In the rear part of the cover 32, i.e. As far as possible from the opening, a third area 35 of the contact surface 31 is formed. A fourth light source 45 is arranged above the third region 35 and has a significant radiation component in the ultraviolet region. The fourth light source 45 is covered by a shielding plate 46 in order to prevent a direct view of the observer from the light source 45.
Diese Anordnung ermöglicht die Anregung fluoreszierender Farben (UV-Wandler) von Gegenständen zur Betrachtung mit dem freien Auσe. Die vierte Lichtquelle 45 ist bevorzugt eine Gasentladungslampe. Derartige Lampen benötigen eine gewisse Zeit zum Anlaufen. Um Wartezeiten im Betrieb zu vermeiden, kann die vierte Lichtquelle 45 ständig eingeschaltet sein. Dies bedingt, daß der dritte Bereich 35 einen gewissen Abstand zu dem zweiten Bereich 34 einnehmen sollte, um durch Flimmereffekte der Gasentladungslampe verursachte Bildstörungen der Infrarotkamera 37, sollten sich die Bereiche 34 und 35 überlappen, zu vermeiden. Auf der Auflagefläche 31 ist ferner ein vierter Bereich 36 ausgebildet, der mit einem induktiven Sensor ausgestattet ist. Mit Hilfe dieses Sensors kann das Vorhandensein bzw. optional auch die Anordnung von Farben mit magnetischen oder metallischen Partikeln erfaßt werden. Anzeigeleuchten 47 sind an den induktiven Sensor des Bereiches 36 angeschaltet, um das Sensorergebnis optisch darzustellen. Die Sensormessungen könnten auch auf dem Monitor 40 dargestellt werden, oder auch mit Hilfe des akustischen Signals angezeigt werden.This arrangement enables the excitation of fluorescent colors (UV converters) of objects for viewing with the free eye. The fourth light source 45 is preferably a gas discharge lamp. Such lamps require a certain amount of time to start up. In order to avoid waiting times during operation, the fourth light source 45 can be switched on continuously. This means that the third area 35 should be at a certain distance from the second area 34 in order to avoid image disturbances of the infrared camera 37 caused by flickering effects of the gas discharge lamp if the areas 34 and 35 overlap. A fourth region 36, which is equipped with an inductive sensor, is also formed on the support surface 31. With the help of this sensor, the presence or optionally also the arrangement of colors with magnetic or metallic particles can be detected. Indicator lights 47 are connected to the inductive sensor of the area 36 in order to optically display the sensor result. The sensor measurements could also be displayed on the monitor 40, or also displayed using the acoustic signal.
Die den Bereichen 33 bis 36 zugeordneten Prüf- und Auswer- tungsvorrichtungen können nach Einschalten der Anlage ständig in Betrieb sein (abgesehen von der Bedingung, daß die Lichtquellen 41 und 43 nur abwechselnd betrieben werden sollten), oder die einzelnen Vorrichtungen können sequentiell in Betrieb gesetzt werden (abgesehen von der Bevorzugung, daß die ultra- violette Lichtquelle 45 dauernd in Betrieb sein sollte) . Um die Bedienung möglichst zu vereinfachen, kann beispielsweise ein einziger Taster 48 verwendet werden, welcher diese Steuerfunktionen auslöst, und/oder ein Drehwahlschalter 49.The test and evaluation devices assigned to the areas 33 to 36 can be in continuous operation after the system is switched on (apart from the condition that the light sources 41 and 43 should only be operated alternately), or the individual devices can be started up sequentially (apart from the preference that the ultra violet light source 45 should be in continuous operation). In order to simplify operation as much as possible, a single button 48, which triggers these control functions, and / or a rotary selector switch 49 can be used, for example.
Die vorgestellten Vorrichtungen und Anlagen sind für alle Arten von Gegenständen und Reflexions- oder Transmissionsstreustrukturen verwendbar, so z.B. auch für Kinegramme, Auflicht- und Durchlichthologramme usw. Auch ist es möglich, das im Beobachtungsfenster 7 dargebotene Bild maschinell weiter auszuwerten, beispielsweise durch Aufnahme mit einer photographischen Kamera oder Weiterverarbeitung mit Hilfe einer CCD-Kamera und anschließenden Bildübertragungs-, Bildauswertungs-, Bildverar- beitungε- und Bildarchivierungsyerfahren, wie sie in der Tech- nik bekannt sind. Diese Weiterverarbeitung ist auch für das Ausgangssignal der Infrarotkamera 37 möglich. The devices and systems presented can be used for all types of objects and reflection or transmission scattering structures, for example also for kinegrams, incident light and transmitted light holograms etc. It is also possible to further evaluate the image presented in the observation window 7 by machine, for example by recording with a photographic camera or further processing with the aid of a CCD camera and subsequent image transfer, image evaluation, image processing and image archiving methods, as used in the technology nik are known. This further processing is also possible for the output signal of the infrared camera 37.

Claims

Ansprüche: Expectations:
1. Vorrichtung zur visuellen Prüfung des winkelabhängigen Streuverhaltens eines Gegenstandes durch einen Beobachter, mit einer Halteeinrichung (2) , welche ein Meßfenster (5) , das in eine vorgegebene Relativlage zu dem Gegenstand (4, 4', 4") bringbar ist, sowie ein Beobachtungsfenster (7) aufweist, das für den Beobachter (8) sichtbar ist, gekennzeichnet durch eine Lichtzufuhr (6), die von der Halteeinrichtung (2) getragen ist und im wesentlichen parallele Lichtstrahlen (9) unter einem vorgegebenen Winkel (α) auf das Meßfenster (5) richtet, und eine Lichtlenkeinrichtung {11), welche von der Halteeinrichtung (2) getragen ist, eine Vielzahl unter verschiedenen Winkeln (ß]_, ß2> von einem Punkt des Meßfensters (5) ausgehende Lichtstrahlen (10) einfängt und im Beobachtungsfenster (7) parallel oder konvergierend darbietet. 1. Device for visually checking the angle-dependent scattering behavior of an object by an observer, with a holding device (2) which has a measuring window (5) which can be brought into a predetermined relative position to the object (4, 4 ', 4 "), and has an observation window (7) which is visible to the observer (8), characterized by a light supply (6) carried by the holding device (2) and essentially parallel light beams (9) at a predetermined angle (α) aligns the measuring window (5), and a light directing device {11), which is carried by the holding device (2), captures a plurality of light beams (10) emanating from a point of the measuring window (5) at different angles (ß ] _, ß2> and presents parallel or converging in the observation window (7).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtzufuhr (6) und die Lichtlenkeinricb unrv '1 ^ auf der gleichen Seite des Meßfensters (5) angeordnet sind.2. Device according to claim 1, characterized in that the light supply (6) and the Lichtlenkeinricb un rv '1 ^ are arranged on the same side of the measuring window (5).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtzufuhr (6) und die Lichtlenkeinrichtung (11) auf verschiedenen Seiten des Meßfensters (5) angeordnet sind.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the light supply (6) and the light directing device (11) are arranged on different sides of the measuring window (5).
4. Vorrichtung nach einem der Anεprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Beobachtungsfenster (7) ein Sichtschirm angeordnet ist, auf welchem die Lichtstrahlen (10) nebeneinander auftreffen. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a viewing screen is arranged in the observation window (7), on which the light beams (10) impinge next to one another.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtzufuhr (6) eine Lichtquelle (17) aufweist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the light supply (6) has a light source (17).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (17) weiße Lichtstrahlen auf das Meßfenster (5) richtet.6. The device according to claim 5, characterized in that the light source (17) directs white light rays onto the measuring window (5).
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (17) durch zumindest eine Leuchtdiode gebildet ist. 7. The device according to claim 5 or 6, characterized in that the light source (17) is formed by at least one light-emitting diode.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtzufuhr (6) Umgebungslicht einfängt und auf das Meßfenster (5) richtet.8. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the light supply (6) captures ambient light and points to the measuring window (5).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtzufuhr (6) ein Lichtführungskanal ist.9. The device according to claim 8, characterized in that the light supply (6) is a light guide channel.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtlenkeinrichtung (11) eine Sammellinse ist, wobei das Meßfenster ' (5) in der Nähe der Brennebene der Sammellinse liegt. 10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the light directing device (11) is a converging lens, the measuring window ' (5) being in the vicinity of the focal plane of the converging lens.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (11) als zylindrische Linse ausgebildet ist.11. The device according to claim 10, characterized in that the converging lens (11) is designed as a cylindrical lens.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (11) als Halbzylinder ausgebildet ist, wo- bei das Meßfenster (5) auf oder in geringem Abstand zur Flachseite des Halbzylinders liegt.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the converging lens (11) is designed as a half cylinder, the measuring window (5) being located on or at a short distance from the flat side of the half cylinder.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtzufuhr (6) in den Halbzylinder (11) eingebettet ist. 13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the light supply (6) is embedded in the half cylinder (11).
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch14. Device according to one of claims 1 to 9, characterized
scher Hohlspiegel ist, wobei das Meßfenster in der Nähe der Brennebene des Hohlspiegels liegt.shear concave mirror, the measurement window is close to the focal plane of the concave mirror.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtlenkeinrichtung (11) aus einzelnen15. The device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the light directing device (11) from individual
Lichtleitern (19) gebildet ist, die jeweils einem der genannten, unter verschiedenen Winkeln (ß]_, ß2) reflektierten Lichtstrahlen (10) zugeordnet sind.Light guides (19) are formed, each of which is assigned to one of the light beams (10) which are reflected at different angles (ß] _, ß2).
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (21) der Lichtleiter (19) im Beobachtungsfenster16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the ends (21) of the light guide (19) in the observation window
(7) nebeneinander ausmünden.(7) open out side by side.
17. Anlage zum visuellen Vergleichen des winkelabhängigen Streuverhaltens eines Prüfgegenstandes mit jenem eines Referenzgegenstandes durch einen Beobachter, gekennzeichnet durch mindestens zwei Vorrichtungen (1', 1") nach einem der Ansprüche 1 bis 16, die miteinander verbunden sind und deren Beobachtungsfenster (7) nebeneinander liegen. 17. System for visually comparing the angle-dependent scattering behavior of a test object with that of a reference object by an observer, characterized by at least two devices (1 ', 1 ") according to one of Claims 1 to 16, which are connected to one another and their observation window (7) next to one another lie.
18. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Vorrichtung (1") eine Aufnahme (22) für den Referenzgegenstand (4") und die andere Vorrichtung (!') einen Anschlag (25) zur Positionierung des Prüfgegenstandes (4') aufweist. 18. Installation according to claim 17, characterized in that the one device (1 ") a receptacle (22) for the reference object (4") and the other device (! ') A stop (25) for positioning the test object (4' ) having.
19. Anlage nach Anspruch 17 oder 18, insbesondere für flache, biegsame Referenzgegenstände (4"), dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (22) eine Trommel (23) enthält, auf welcher ein oder mehrere Referenzgegenstände (4") befestigbar sind. 19. Plant according to claim 17 or 18, in particular for flat, flexible reference objects (4 "), characterized in that the receptacle (22) contains a drum (23) on which one or more reference objects (4") can be fastened.
20. Anlage zur optischen Prüfung von flächigen Gegenständen, gekennzeichnet durch die Kombination aus: einem Gehäuse (30), einer Auflagefläche (31), 'die vom Gehäuse (30) getragen ist und zumindest einen ersten (33) und einen zweiten (34) Be- reich zur Abstützung eines Gegenstandes und zur gleitenden Verschiebung desselben zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich aufweist, einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, die vom Gehäuse (30) getragen ist und deren Meßfenster (5) über dem ersten Bereich (33) der Auflagefläche (31) liegt oder mit diesem zusammenf ll .- und einer Infrarotkamera (37), die vom Gehäuse (30) getragen ist und auf den zweiten Bereich (34) zielt.20. Plant for the optical testing of flat objects characterized by the combination of: a housing (30), a bearing surface (31), 'which is carried by the housing (30) and at least a first (33) and a second (34) Area for supporting an object and for slidingly displacing it between the first and the second area, a device (1) according to one of claims 1 to 19, which is carried by the housing (30) and whose measuring window (5) over the is the first area (33) of the support surface (31) or coincides therewith and an infrared camera (37) which is carried by the housing (30) and is aimed at the second area (34).
21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotkamera (37) eine Schwarz-Weiß-CCD-Kamera ist, welcher ein Sperrfilter (38) für den sichtbaren Lichtbereich vorgesetzt ist.21. System according to claim 20, characterized in that the infrared camera (37) is a black and white CCD camera, which is a blocking filter (38) for the visible light range.
22. Anlage nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein Monitor (40) vorgesehen ist, der vom Gehäuse (30) getragen und an den Ausgang der Infrarotkamera (37) angeschaltet ist.22. System according to claim 20 or 21, characterized in that a monitor (40) is provided which is carried by the housing (30) and is connected to the output of the infrared camera (37).
23. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (30) eine zweite Lichtquelle (41) trägt, die von oben auf den zweiten Bereich (34) gerichtet ist, einen signifikanten Strahlungsanteil im Infrarotbereich aufweist und wahlweise einschaltbar ist.23. System according to one of claims 20 to 22, characterized in that the housing (30) carries a second light source (41) which is directed from above onto the second region (34), has a significant radiation component in the infrared region and can be optionally switched on is.
24. Anlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lichtquelle (41) eine Glühfadenlampe ist. 24. Plant according to claim 23, characterized in that the second light source (41) is a filament lamp.
25. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Bereich (34) der Auflagefläche (31) lichtdurchlässig (42) ausgebildet ist und das Gehäuse (30) eine dritte Lichtquelle (43) trägt, die von unten auf den zwei- ten Bereich (34) gerichtet ist, einen signifikanten Strahlungs- anteil im Infrarotbereich aufweist und wahlweise einschaltbar ist.25. Installation according to one of claims 20 to 24, characterized in that the second region (34) of the support surface (31) is designed to be translucent (42) and the housing (30) carries a third light source (43), which from below the second region (34) is directed, has a significant radiation component in the infrared region and can optionally be switched on.
26. Anlage nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Lichtquelle (43) auch einen signifikanten Strah- lungsanteil im sichtbaren Lichtbereich aufweist.26. Plant according to claim 25, characterized in that the third light source (43) also has a significant radiation component in the visible light range.
27. Anlage nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Lichtquelle (43) eine Glühfadenlampe ist.27. Plant according to claim 26, characterized in that the third light source (43) is a filament lamp.
28. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (31) einen dritten Be- reich (35) zur Abstützung des Gegenstandes und zur gleitenden Verschiebung desselben zwischen dem ersten (33) , dem zweiten (34) und dem dritten (35) Bereich aufweist, wobei das Gehäuse (30) eine vierte Lichtquelle (45) trägt, die von oben auf den dritten Bereich (35) gerichtet ist und ei- nen signifikanten Strahlungsanteil im Ultraviolettbereich auf-28. Installation according to one of claims 20 to 27, characterized in that the bearing surface (31) has a third region (35) for supporting the object and for slidingly displacing the same between the first (33), the second (34) and the third (35) area, the housing (30) carrying a fourth light source (45) which is directed from above onto the third area (35) and which has a significant radiation component in the ultraviolet range.
29. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (30) eine Abdeckhaube (32) aufweist, die über der Auflagefläche (31) angeordnet ist und zu- mindest eine seitliche Öffnung zum Zugang zur Auflagefläche (31) beläßt.29. Installation according to one of claims 20 to 28, characterized in that the housing (30) has a cover (32) which is arranged above the support surface (31) and at least one lateral opening for access to the support surface (31) leaves.
30. Anlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Bereich (35) von der Öffnung entfernt liegt.30. Plant according to claim 29, characterized in that the third region (35) is located away from the opening.
31. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (31) in einem vierten Bereich (36) mit einem induktiven Sensor ausgestattet ist. 31. Plant according to one of claims 20 to 30, characterized in that the bearing surface (31) in a fourth region (36) is equipped with an inductive sensor.
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