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DE19634881C1 - Optical test arrangement for production quality control - Google Patents

Optical test arrangement for production quality control

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Publication number
DE19634881C1
DE19634881C1 DE1996134881 DE19634881A DE19634881C1 DE 19634881 C1 DE19634881 C1 DE 19634881C1 DE 1996134881 DE1996134881 DE 1996134881 DE 19634881 A DE19634881 A DE 19634881A DE 19634881 C1 DE19634881 C1 DE 19634881C1
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DE
Germany
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mirror
light
receiving surface
lens
optical axis
Prior art date
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Expired - Fee Related
Application number
DE1996134881
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German (de)
Inventor
T Dr Wilhein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Basler AG
Original Assignee
Basler GmbH
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806Specially adapted optical and illumination features

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Abstract

The arrangement includes a supporting surface (12) on which an object (10) is placed with its flat side (11). A light sensitive receiver (13) is arranged with its optical axis perpendicular to the surface to detect a plan view of the object. At least one mirror arrangement (17) has at least three mutually facing mirrors (18-20). The first mirror is arranged laterally next to the object and the second mirror is arranged above the first. The third mirror is laterally next to the second and closer to the detector's optical axis (14) than the first mirror. Images of at least part of the object's lateral surfaces are formed in the image plane with the plan view.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum optischen Erfassen der Oberfläche eines insbesondere flachen Gegenstandes, der mit seiner Flachseite auf einer Aufnahmefläche liegt, mit einem lichtempfindlichen Empfänger, dessen optische Achse senkrecht zu der Aufnahmefläche verläuft, um die Draufsicht des Gegenstandes zu erfassen.The invention relates to a device for optical Detect the surface of a particularly flat one Object with its flat side on a Recording surface lies, with a light-sensitive receiver, whose optical axis is perpendicular to the receiving surface runs to capture the top view of the object.

Im Zuge der immer größer werdenden Anforderungen an die Qualität von Produkten ist es erforderlich, eine umfassende Prüfung auch der Einzelteile vor deren Einbau durchzuführen. Eine derartige Prüfung schließt neben der Kontrolle der Abmessungen häufig auch eine Kontrolle der Oberflächenbeschaffenheit ein. Insbesondere bei Dichtringen kommt es wesentlich auf die Beschaffenheit der Oberfläche an, da Fehlstellen auch bei exakten Abmessungen zu einem Versagen der Dichtung führen können.In the course of the ever increasing demands on the Product quality requires a comprehensive Check the individual parts before installing them. In addition to checking the Dimensions often include a control of the Surface texture. Especially with sealing rings it depends on the quality of the surface, because defects lead to failure even with exact dimensions of the seal.

Es ist offensichtlich, daß ein Erfassen der gesamten Oberfläche eines Gegenstandes Probleme bereitet, da der Gegenstand von allen Seiten betrachtet werden muß. Insbesondere bei der automatischen Kontrolle von Massenprodukten ist es dabei erforderlich, daß die Handhabung und die Prüfung selbst in sehr kurzer Zeit erfolgen, um wirtschaftlich sinnvoll zu sein. Aus diesem Grund sind solche Prüfungsverfahren nachteilig, bei denen eine aufwendige Handhabung des Gegenstandes erforderlich ist. Grundsätzlich wäre es zweckmäßig und wünschenswert, wenn der Gegenstand auf der Aufnahmefläche liegend optisch erfaßt werden könnte.It is obvious that a grasp of the whole The surface of an object causes problems because of the Object must be viewed from all sides. Especially with the automatic control of Bulk products require handling and the test itself can be done in a very short time to make economic sense. For this reason they are Examination process disadvantageous, in which an elaborate Handling of the item is required. Basically it would be appropriate and desirable if the subject was on the recording surface could be visually detected lying.

Selbstverständlich ist es möglich, daß eine Vielzahl von lichtempfindlichen Empfängern vorgesehen wird, die den Gegenstand aus unterschiedlichen Blickwinkeln erfassen. Auf den einzelnen lichtempfindlichen Empfängern werden dann beispielsweise jeweils die obere Oberfläche und Abschnitte der seitlichen Oberflächen abgebildet. Es ist jedoch offensichtlich, daß eine derartige Vorrichtung sehr aufwendig ist. Weiterhin benötigt die Vielzahl der lichtempfindlichen Empfänger einen relativ hohen Platzbedarf, so daß der Einbau einer Prüfvorrichtung in Produktionsanlagen oder dergleichen nur sehr schwer oder überhaupt nicht möglich ist. Ein anderer Nachteil ist darin zu sehen, daß die Auswertung von mehreren Bildern auch bei schnell arbeitenden Datenverarbeitungs­ anlagen relativ zeitaufwendig ist.Of course, it is possible that a variety of photosensitive receivers is provided, the Capture an object from different angles. On then the individual photosensitive receivers  for example, the top surface and sections of the side surfaces. However, it is obvious that such a device is very expensive is. Furthermore, the large number of photosensitive Receiver requires a relatively large amount of space, so that installation a test device in production plants or the like is very difficult or not possible at all. Another The disadvantage is that the evaluation of several Images even with fast working data processing is relatively time-consuming.

Aus der DE 31 46 834 ist beispielsweise bekannt, einen Gegenstand von der Draufsicht, der Untersicht und von zwei gegenüberliegenden Seiten mit jeweils einer Zeilenkamera abzutasten. Zur Erfassung der Oberfläche wird der zu prüfende Gegenstand relativ zu dieser Kameraanordnung linear bewegt. Die DE 35 30 080 A1 beschreibt ein Verfahren zum Prüfen von O-Ringen. Der O-Ring liegt dabei auf einem durchsichtigen Objektträger, so daß die Abmaße geprüft werden können. Zur Kontrolle der Oberflächenbeschaffenheit wird ein kleiner Bereich der Oberfläche angestrahlt, während der O-Ring selbst auf einer Spannvorrichtung gedreht wird. Zur Erfassung der inneren Oberfläche ist dazu eine Spiegelanordnung mit drei Spiegeln vorgesehen, die das reflektiert dicht in die Optik des lichtempfindlichen Empfängers umleiten. Zwei dieser Spiegel befinden sich innerhalb des Ringraumes des O-Ringes. Durch die erforderliche Drehung des O-Ringes ist eine 100-% Prüfung nur mit erhöhtem Zeitaufwand möglich. Ferner ist es aus der DE 35 00 815 A1 bekannt, die Draufsicht eines Gegenstandes durch einen gewölbten Spiegel derart in die Optik eines lichtempfindlichen Empfängers abzubilden, daß die Länge des Gegenstandes reduziert wird. Eine Abbildung der seitlichen Flächen des Gegenstandes ist hiermit nicht möglich.DE 31 46 834, for example, discloses a Object from top view, bottom view and two opposite sides, each with a line scan camera to feel. The surface to be tested is used to record the surface Object moved linearly relative to this camera arrangement. DE 35 30 080 A1 describes a method for testing O-rings. The O-ring lies on a transparent one Slides so that the dimensions can be checked. For Control of the surface condition becomes a little Illuminated area of the surface while the O-ring itself is rotated on a jig. To capture the inner surface is a mirror arrangement with three Mirroring provided that reflects tightly into the optics redirect the light-sensitive receiver. Two of these Mirrors are located within the annulus of the O-ring. Due to the required rotation of the O-ring, 100% Testing only possible with increased expenditure of time. Furthermore, it is known from DE 35 00 815 A1, the top view of a Object through a curved mirror in such a way To map the optics of a light-sensitive receiver that the Length of the item is reduced. An illustration of the lateral surfaces of the object is not hereby possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß eine schnelle Prüfung der Oberfläche eines Gegenstandes möglich ist, ohne daß eine Vielzahl von lichtempfindlichen Empfängern erforderlich ist.The invention has for its object a device trained in such a way that a quick Examination of the surface of an object is possible without that a variety of photosensitive receivers is required.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß wenigstens eine Spiegelanordnung mit wenigstens drei Spiegelelementen vorgesehen ist, um zumindest einen Teil der seitlichen Oberfläche des Gegenstandes in die Bildebene neben der Draufsicht in das Objektiv desselben lichtempfindlichen Empfängers abzubilden, wobei der erste Spiegel seitlich neben dem Gegenstand, der zweite Spiegel oberhalb des ersten und der dritte Spiegel seitlich neben dem zweiten in einem geringeren Abstand zur optischen Achse des lichtempfindlichen Empfängers als der erste Spiegel derart angeordnet ist, daß der seitliche Bereich der Oberfläche des Gegenstandes auf den dritten Spiegel und somit in die Bildebene abgebildet wird. Die Verwendung einer derartigen Spiegelanordnung hat den Vorteil, daß in einem einzigen lichtempfindlichen Empfänger der Gegenstand sowohl von oben als auch von der Seite abgebildet wird. Da die Spiegelanordnung so ausgerichtet ist, daß die seitlichen Abschnitte neben der Draufsicht abgebildet werden, ist es möglich bestimmte Sektionen der Bildebene dem Seitenbereich einerseits und der Draufsicht andererseits zuzuordnen. Die mit dem lichtempfindlichen Empfänger in der Regel verbundene Datenverarbeitungsanlage kann dann die verschiedenen Ansichten aus dem gesamten Bild erkennen und getrennt nach den entsprechenden Kriterien auswerten.The object is achieved according to the invention in that at least one mirror arrangement with at least three Mirror elements is provided to at least part of the side surface of the object next to the image plane the top view into the lens of the same photosensitive To map the receiver, with the first mirror on the side next to the object, the second mirror above the first and the third mirror to the side of the second in one closer distance to the optical axis of the photosensitive Receiver than the first mirror is arranged such that the lateral area of the surface of the object on the third mirror and thus in the image plane. The use of such a mirror arrangement has the Advantage that in a single photosensitive receiver the object both from above and from the side is mapped. Because the mirror arrangement is oriented that the side sections are shown next to the top view certain sections of the image plane are possible Side area on the one hand and the top view on the other assign. The one with the light sensitive receiver in the The data processing system usually connected can then  recognize different views from the whole picture and evaluate separately according to the relevant criteria.

Die Verwendung von drei Spiegelelementen hat ferner den Vorteil, daß die seitlichen Oberflächenabschnitte in der Bildebene einen geringeren Abstand zur Draufsicht aufweisen, so daß ein insgesamt kleinerer Bereich von dem lichtempfindlichen Empfänger erfaßt werden muß. Dadurch kann die Auflösung erhöht werden.The use of three mirror elements also has the Advantage that the side surface sections in the Have a smaller distance from the plan view, so that an overall smaller area of that photosensitive receiver must be detected. This can the resolution can be increased.

Es ist nicht mehr erforderlich, den Gegenstand zum Erfassen der seitlichen Bereiche zu handhaben. Es ist vielmehr möglich, daß der Gegenstand auf der Aufnahmefläche liegen bleiben kann. Zum Betrachten der anderen, unteren Oberfläche ist es lediglich erforderlich, den Gegenstand zu wenden.It is no longer necessary to grasp the item to handle the side areas. It is much more possible that the object lie on the receiving surface can stay. To view the other, lower surface it is only necessary to turn the object.

Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß sich die geometrischen Bezeichnungen und Relationen auf einen flach auf einer horizontalen Fläche liegenden Gegenstand beziehen. Es sind selbstverständlich auch andere Ausrichtungen denkbar, wobei sich dann die Relationen entsprechend ändern.At this point it is pointed out that the geometric labels and relations on a flat refer to an object lying on a horizontal surface. Of course, other orientations are also conceivable, the relations then change accordingly.

Grundsätzlich ist es zweckmäßig, wenn mehrere Spiegelanordnungen in Form eines Polygons um den Gegenstand herum angeordnet sind, um die seitliche Oberfläche im wesentlichen vollständig zu erfassen. Hierbei können beispielsweise vier Spiegelanordnungen in Form eines Rechtecks oder Quadrats vorgesehen werden, um vier Seitenansichten in der Bildebene neben der Draufsicht in dem Objektiv des lichtempfindlichen Empfängers abzubilden. Hierdurch wird erreicht, daß die gesamte seitliche Oberfläche optisch erfaßt werden kann.Basically, it is useful if several Mirror arrangements in the form of a polygon around the object are arranged around the side surface in the essential to fully grasp. Here you can for example four mirror arrangements in the form of one Rectangle or square are provided by four Side views in the image plane next to the top view in the Image lens of the light-sensitive receiver. This ensures that the entire side surface can be optically detected.

Die Ausrichtung der drei Spiegelelemente ist dabei so gewählt, daß der seitliche Abschnitt auf das dritte Spiegelelemente abgebildet wird. Es kann beispielsweise vorgesehen werden, daß der erste Spiegel in einen Winkel zwischen 30° und 45° bezüglich der Senkrechten zur Aufnahmefläche ausgerichtet ist. Der zweite Spiegel kann dabei in einem Winkel zwischen -40° und -50°, insbesondere -45°, bezüglich der Senkrechten zur Aufnahmefläche ausgerichtet sein, während der dritte Spiegel in einem Winkel zwischen 130° und 160° bezüglich der Senkrechten zur Aufnahmefläche ausgerichtet ist. Es hat sich anhand von Versuchen gezeigt, daß bei diesen Ausrichtungen der Spiegelelemente zueinander eine Vielzahl von Gegenstände innerhalb eines bestimmten Größenbereichs erfaßt werden können, ohne die Winkellagen der Spiegel zu verändern. Insbesondere wird dadurch erreicht, daß der Gegenstand unabhängig von seiner Größe stets etwa mittig auf dem dritten Spiegel und somit stets in etwa dem gleichen Bereich der Bildebene abgebildet wird. Hiermit kann der rechnerische Aufwand beim Auffinden und Detektieren der seitlichen Abschnitte durch die Datenverarbeitungsanlage verringert werden.The alignment of the three mirror elements is like this chosen that the side section to the third Mirror elements is shown. For example, it can be provided that the first mirror at an angle between 30 ° and 45 ° with respect to the normal to  Receiving surface is aligned. The second mirror can thereby at an angle between -40 ° and -50 °, in particular -45 °, with respect to the perpendicular to the receiving surface be aligned while the third mirror is at an angle between 130 ° and 160 ° with respect to the normal to Receiving surface is aligned. It has been based on Experiments have shown that with these orientations the Mirror elements to each other a variety of objects can be detected within a certain size range can without changing the angular positions of the mirrors. In particular, it is achieved that the object irrespective of its size, always approximately in the middle of the third Mirror and thus always in approximately the same area of the Image plane is mapped. The arithmetic Effort in locating and detecting the side Sections reduced by the data processing system will.

Es ist hierbei selbstverständlich, daß die reflektierenden Oberflächen der Spiegel stets einander zugewandt sind und die reflektierende Oberfläche des ersten Spiegels auf den Gegenstand und die reflektierende Oberfläche des dritten Spiegels auf das Objektiv des lichtempfindlichen Empfängers weist. Ferner hat sich gezeigt, daß es günstig ist, wenn der Abstand des dritten Spiegels zur optischen Achse etwa dem 0,4 bis 0,7-fachen des Abstandes des ersten Spiegels zur optischen Achse beträgt.It goes without saying that the reflective Surfaces of the mirrors are always facing each other and the reflective surface of the first mirror on the Subject and the reflective surface of the third Mirror on the lens of the light-sensitive receiver points. It has also been shown that it is advantageous if the Distance of the third mirror to the optical axis about 0.4 up to 0.7 times the distance of the first mirror from optical axis.

Es kann aber auch vorgesehen werden, daß der Neigungswinkel und/oder die horizontale und/oder vertikale Ausrichtung wenigstens eines Spiegels einstellbar sind. Dadurch kann die Vorrichtung leicht an unterschiedlich bemessene Gegenstände angepaßt werden.But it can also be provided that the angle of inclination and / or the horizontal and / or vertical orientation at least one mirror are adjustable. This allows the Device easily attached to different sized objects be adjusted.

Gemäß einer weitergehenden Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der unterste Punkt des ersten Spiegels einen Abstand zu der von der Aufnahmefläche gebildeten Ebene aufweist, der zumindest gleich oder größer ist als die Dicke des zu erfassenden Gegenstandes. Dadurch befindet sich der erste Spiegel zumindest teilweise, in vorteilhafter Weise vollständig oberhalb der oberen Oberfläche des Gegenstandes. Dies hat den Vorteil, daß der zu prüfende Gegenstand plan auf einer Aufnahmefläche liegen und beispielsweise in einer kontinuierlichen Bewegung unter der Prüfvorrichtung hindurch transportiert werden kann, ohne durch die Spiegelanordnung behindert zu werden. Hierdurch kann ein großer Durchsatz erreicht werden.According to a further embodiment of the invention provided that the lowest point of the first mirror one Distance to the plane formed by the receiving surface has at least equal to or greater than the thickness  of the object to be detected. This is the first mirror at least partially, advantageously completely above the top surface of the object. This has the advantage that the object to be checked is flat a receiving surface and, for example, in one continuous movement under the tester can be transported without going through the mirror assembly to be hindered. This can result in high throughput can be achieved.

Es kann zweckmäßig sein, wenn im Lichtstrahlenverlauf des von dem Gegenstand unmittelbar kommenden Lichtes und/oder des über die Spiegelanordnung mittelbar kommenden Lichtes vor dem lichtempfindlichen Empfänger wenigstens eine Linsenanordnung vorgesehen ist, um die unterschiedlichen optischen Weglängen zwischen dem Objektiv und der oberen Oberfläche einerseits und den seitlichen Oberflächen anderseits auszugleichen. Dies hat den Vorteil, daß sowohl die Draufsicht als auch die Seitenabschnitte mit einer hohen Schärfe in der Bildebene abgebildet werden können. Der durch den längeren Weg des Lichtstrahls über die Spiegelanordnung ansonsten gegebenenfalls erforderliche Kompromiß bei der Einstellung der Brennweite des Objektivs kann hiermit entfallen. Die Linsenanordnung kann beispielsweise einen Linse aufweisen, die den Strahlengang des unmittelbar von dem Gegenstand kommenden Lichtes verlängert. Das von dem dritten Spiegel kommende Licht kann frei bis zum lichtempfindlichen Empfänger verlaufen.It can be expedient if in the light beam course of the object immediately coming light and / or the light coming indirectly via the mirror arrangement in front of the photosensitive receiver at least one lens arrangement is provided to the different optical path lengths between the lens and the top surface on the one hand and on the other hand to balance the lateral surfaces. This has the advantage that both the top view and the Side sections with high sharpness in the image plane can be mapped. The through the longer path of the Otherwise beam of light through the mirror arrangement compromise in hiring where necessary the focal length of the lens can hereby be omitted. The Lens arrangement can have, for example, a lens, which is the beam path of the directly from the object light coming. The third mirror incoming light can be freely up to the light-sensitive receiver run.

Um die Prüfvorrichtung universell einsetzen zu können, ist es gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Spiegel der Spiegelanordnung so geneigt sind, daß für einen bestimmten Größenbereich von Gegenständen der dem ersten Spiegel am weitesten entfernt gegenüberliegende Bereich der Oberfläche und der am nächsten liegende zugewandte Bereich der Oberfläche des größten zu messenden Gegenstandes vollständig auf dem dritten Spiegel abgebildet werden. Dadurch wird erreicht, daß die Spiegel auch bei unterschiedlichen Durchmessern, Dicken und/oder Breiten der Gegenstände nicht neu eingestellt werden müssen. Es kann daher allenfalls erforderlich sein, die Brennweite des Objektivs des lichtempfindlichen Empfängers auf die Dicke des Gegenstandes einzustellen. Insgesamt kann hierdurch die Umrüstzeit für die Umstellung auf andere Gegenstände verringert werden.In order to be able to use the test device universally, it is according to an expedient embodiment of the invention provided that the mirror of the mirror assembly so inclined are that for a certain size range of items the farthest from the first mirror opposite area of the surface and the closest lying facing area of the surface of the largest too measuring object completely on the third mirror be mapped. This ensures that the mirror  even with different diameters, thicknesses and / or Widths of the objects do not have to be readjusted. Therefore, the focal length may be necessary of the lens of the light-sensitive receiver to the thickness of the item. Overall, the Changeover time for switching to other items be reduced.

Besonders zweckmäßig ist es bei der Verwendung der optischen Prüfvorrichtung, die zudem mehrere Spiegelanordnungen aufweist, in kontinuierlich arbeitenden Vorrichtungen, wenn die Gegenstände bezüglich der optischen Achse des lichtempfindlichen Empfängers symmetrisch auf der Aufnahmefläche ausgerichtet sind. So kann beispielsweise ein kreisrunder Gegenstand mit seinem Mittelpunkt stets in einer Flucht mit der optischen Achse auf der Aufnahmefläche liegend transportiert werden. Dies hat den Vorteil, daß die einzelnen Spiegelanordnungen in etwa den gleichen Abstand zu den äußeren Bereichen des Gegenstandes aufweisen, die dann auch mit der gleichen Schärfe in der Bildebene abgebildet werden können.It is particularly useful when using the optical Test device, which also has several mirror arrangements in continuously operating devices if the objects with respect to the optical axis of the photosensitive receiver symmetrical on the Recording area are aligned. For example, a circular object with its center always in one Aligned with the optical axis lying on the receiving surface be transported. This has the advantage that the individual Mirror arrangements roughly the same distance from the have outer areas of the object, which then also with the same sharpness in the image plane can.

Grundsätzlich ist es natürlich vorteilhaft und zweckmäßig, wenn der Abstand des dritten Spiegels zur optischen Achse größer oder gleich dem Radius oder der halben Breite des größten zu erfassenden Gegenstandes ist. Damit wird erreicht, daß sich die Abbildungen der seitlichen Abschnitte nicht mit der Abbildung der Draufsicht überschneiden.Basically, it is of course advantageous and expedient if the distance of the third mirror to the optical axis greater than or equal to the radius or half the width of the largest object to be detected. So that is achieved that the illustrations of the side sections do not match overlap the illustration of the top view.

Grundsätzlich ist die Ausbildung der Gegenstände beliebig. Es hat sich aber gezeigt, daß mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung auch Gegenstände gut optisch erfassen lassen, die ringförmig ausgebildet sind. Hierbei ist der erste Spiegel so ausgerichtet, daß zumindest ein Teilabschnitt der gegenüberliegenden inneren Ringoberfläche auf den dritten Spiegel abgebildet wird. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise bei vier Spiegelanordnungen neben der vollständigen Außenseitenoberfläche auch die vollständige Innenseitenoberfläche erfaßt werden kann. Insbesondere bei der Spiegelanordnung mit drei Spiegeln können die jeweiligen Spiegel, insbesondere der dem Gegenstand zugewandte erste Spiegel, nahezu beliebig geneigt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß der Seitenabschnitt des Gegenstandes nicht mehr in der Bildebene des lichtempfindlichen Empfängers abgebildet wird. Hiermit kann die bildliche Darstellung sowohl der inneren als auch der äußeren seitlichen Oberfläche des Ringes optimiert werden.Basically, the formation of the objects is arbitrary. It but has been shown that with the device according to Invention can also optically capture objects that are annular. The first mirror is like this aligned that at least a portion of the opposite inner ring surface on the third Mirror is mapped. This has the advantage that for example with four mirror arrangements next to the full outside surface also the full  Inside surface can be detected. Especially at the mirror arrangement with three mirrors can the respective Mirror, especially the first one facing the object Mirrors, can be tilted almost any way without the danger there is that the side portion of the object no longer imaged in the image plane of the light-sensitive receiver becomes. This allows the visual representation of both inner as well as the outer lateral surface of the ring be optimized.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der optischen Prüfeinrichtung erlaubt es, daß die Aufnahmefläche Bestandteil einer Fördereinrichtung ist, die die Gegenstände im wesentlichen kontinuierlich transportiert. Die Bewegung des Gegenstandes wird durch die Spiegelanordnung nicht behindert. Es kann hierbei vorgesehen werden, daß der lichtempfindliche Empfänger bei einer bestimmten Position des Gegenstandes kurzzeitig belichtet wird, um den Gegenstand aufzunehmen. Es kann beispielsweise bei einer elektronischen CCD-Kamera vorgesehen werden, daß die Kamera in dem sogenannten Shutter- Modus arbeitet, in der die lichtempfindlichen Elemente nur für einen Bruchteil der ansonsten üblichen Belichtungszeit lichtempfindlich sind. Es muß in diesem Fall eine ausreichende Beleuchtung des Gegenstandes vorhanden sein.The inventive design of the optical test device allows the receiving surface to be part of a Conveyor is which the objects essentially transported continuously. The movement of the object is not hindered by the mirror arrangement. It can be provided here that the photosensitive Receiver at a certain position of the object is exposed briefly to record the object. It can, for example, with an electronic CCD camera be provided that the camera in the so-called shutter Mode works in which the photosensitive elements only for a fraction of the otherwise usual exposure time are sensitive to light. In this case there must be a sufficient lighting of the object is available.

Insbesondere eignet sich die Vorrichtung gemäß der oben erläuterten Art zum optischen Erfassen von ringförmigen Gegenständen, beispielsweise von O-Ringen. Hier kann in vorteilhafter Weise ausgenutzt werden, daß durch die Anstellung des ersten Spiegels sowohl ein äußerer seitlicher Oberflächenbereich als auch der dem Spiegel gegenüberliegende innere seitliche Oberflächenbereich erfaßt und auf den dritten Spiegel und somit in der Bildebene abgebildet wird. Durch die Verwendung mehrerer Spiegelanordnungen gemäß der Erfindung kann die gesamte seitliche Oberfläche sowohl außen als auch im Inneren des Ringraumes erfaßt werden. The device according to the above is particularly suitable explained type for the optical detection of annular Objects, for example of O-rings. Here in be advantageously used that by the Starting the first mirror both an outer side Surface area as well as the opposite of the mirror inner lateral surface area detected and on the third mirror and thus is imaged in the image plane. By using several mirror arrangements according to the Invention can cover the entire side surface both outside as well as inside the annulus.  

Ferner ist es möglich, da insbesondere der erste Spiegel im wesentlichen frei einstellbar ist, auch teilweise den unteren äußeren und inneren Bereich des Ringes zu erfassen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß der umlaufende Gratbereich des O-Ringes, welcher bei der Herstellung durch die zweiteiligen Werkzeuge entsteht, besonders gut erfaßt und kontrolliert werden kann. Ferner ist es möglich, daß für eine vollständige Erfassung der gesamten Oberfläche des ringförmigen Gegenstandes lediglich eine optische Prüfvorrichtung mit den erfindungsgemäßen Spiegelanordnungen versehen ist, während die andere optische Prüfvorrichtung lediglich die Draufsicht der Unterseite vor oder nach einer entsprechenden Drehung des Gegenstandes erfassen muß. Hierdurch kann sowohl der maschinelle als auch der rechnerische Aufwand wesentlich reduziert werden.Furthermore, it is possible that in particular the first mirror in the is essentially freely adjustable, also partially the lower one to capture the outer and inner area of the ring. Hereby is achieved in an advantageous manner that the rotating Burr area of the O-ring, which is caused during manufacture the two-part tools are created, particularly well grasped and can be controlled. It is also possible that for a complete coverage of the entire surface of the ring-shaped object only an optical Test device with the mirror arrangements according to the invention is provided while the other optical tester just the top view of the bottom before or after one corresponding rotation of the object must detect. As a result, both the machine and the computational effort can be significantly reduced.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on the schematic Drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Prüfvorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 1 is a side view of a test apparatus according to the invention,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Spiegelanordnung gemäß der Erfindung und Fig. 2 is a plan view of the mirror assembly according to the invention and

Fig. 3 die bildliche Darstellung eines ringförmigen Gegenstandes in der Bildebene des lichtempfindlichen Empfängers. Fig. 3 shows the pictorial representation of an annular object in the image plane of the light-sensitive receiver.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung dient zum optischen Prüfen von Gegenständen, insbesondere von O-Ringen 10, die mit einer Flachseite 11 auf einer Aufnahmefläche 12 liegen. Die Vorrichtung weist einen lichtempfindlichen Empfänger 13 auf, der oberhalb des Gegenstandes so angeordnet ist, daß dessen optische Achse 14 senkrecht zur Aufnahmefläche 12 ausgerichtet ist. Ferner sind die O-Ringe 10 so auf der Aufnahmefläche 12 plaziert, daß die optische Achse 14 durch den Mittelpunkt des Ringes verläuft. In der Zeichnung verläuft die optische Achse 14 ohne Umlenkung gradlinig bis zum Objektiv 30 des lichtempfindlichen Empfängers. Es ist selbstverständlich auch möglich, daß die Lichtstrahlen einmal oder mehrmals umgelenkt werden können, um beispielsweise den lichtempfindlichen Empfänger 13 nicht unmittelbar oberhalb des Gegenstandes sondern an einer anderen Stelle zu plazieren.The device shown in the drawing is used for the optical inspection of objects, in particular O-rings 10 , which lie with a flat side 11 on a receiving surface 12 . The device has a light-sensitive receiver 13 , which is arranged above the object in such a way that its optical axis 14 is oriented perpendicular to the receiving surface 12 . Furthermore, the O-rings 10 are placed on the receiving surface 12 so that the optical axis 14 runs through the center of the ring. In the drawing, the optical axis 14 extends in a straight line without deflection up to the lens 30 of the light-sensitive receiver. It is of course also possible that the light beams can be deflected one or more times, for example in order not to place the light-sensitive receiver 13 directly above the object but at another location.

Mit dieser Anordnung ist es möglich, die Draufsicht des Gegenstandes 10, also im wesentlichen dessen obere Oberfläche 15, zu erfassen. Um die seitlichen Oberflächenabschnitte 16 des Gegenstandes zu erfassen, ist eine Spiegelanordnung 17 vorgesehen, die im wesentlichen seitlich neben und über dem Gegenstand angeordnet ist. In der Zeichnung ist lediglich eine Spiegelanordnung 17 dargestellt. Es ist jedoch selbstverständlich, daß auch mehrere Spiegelanordnungen in Form eines Polygons um den Gegenstand herum angeordnet sein können. So sind in Fig. 2 beispielsweise vier gleichartige Spiegelanordnungen 17 vorgesehen, die entlang eines Quadrates um den runden, symmetrischen Gegenstand 10 herum angeordnet sind.With this arrangement, it is possible to detect the top view of the object 10 , that is to say essentially its upper surface 15 . In order to capture the lateral surface sections 16 of the object, a mirror arrangement 17 is provided which is arranged essentially laterally next to and above the object. Only one mirror arrangement 17 is shown in the drawing. However, it goes without saying that a plurality of mirror arrangements in the form of a polygon can also be arranged around the object. For example, four similar mirror arrangements 17 are provided in FIG. 2, which are arranged along a square around the round, symmetrical object 10 .

Die Spiegelanordnung 17 weist im einzelnen drei Spiegelelemente 18, 19 und 20 auf, von denen der erste Spiegel 18 seitlich neben und oberhalb des Gegenstandes, der zweite Spiegel 19 oberhalb des ersten Spiegels und der dritte Spiegel 20 neben dem zweiten Spiegel in Richtung auf die optische Achse ausgerichtet ist. Ausgehend von einem von dem Gegenstand kommenden Lichtstrahl, wird dieser demnach zunächst von dem ersten Spiegel 18 in Richtung auf den zweiten Spiegels 19 und von diesem in Richtung auf den dritten Spiegel 20 abgelenkt. Die von dem dritten Spiegel 20 reflektierten Lichtstrahlen, die von dem Gegenstand kommen, treffen auf das Objektiv 30 des lichtempfindlichen Empfängers 13.The mirror arrangement 17 has in particular three mirror elements 18 , 19 and 20 , of which the first mirror 18 laterally next to and above the object, the second mirror 19 above the first mirror and the third mirror 20 next to the second mirror in the direction of the optical one Axis is aligned. Starting from a light beam coming from the object, it is therefore first deflected by the first mirror 18 in the direction of the second mirror 19 and by this in the direction of the third mirror 20 . The light rays reflected by the third mirror 20 , which come from the object, strike the lens 30 of the light-sensitive receiver 13 .

Mit dieser Anordnung ist es möglich, daß die seitlichen Abschnitte 16 des Gegenstandes in der Bildebene 29 neben der Draufsicht abgebildet werden. Unter Bildebene 29 soll hier das Bild verstanden werden, das von dem lichtempfindlichen Empfänger aufgenommen werden kann. Dieses von dem lichtempfindlichen Empfänger 13 empfangene Bild ist in der Fig. 3 schematisch dargestellt.With this arrangement it is possible that the lateral sections 16 of the object are shown in the image plane 29 in addition to the top view. Image plane 29 is to be understood here to mean the image that can be recorded by the light-sensitive receiver. This image received by the photosensitive receiver 13 is shown schematically in FIG. 3.

Die Aufnahmefläche 12 kann beispielsweise Bestandteil einer nicht dargestellten Fördereinrichtung sein, die die Gegenstände mit einem vorgebbaren Abstand zueinander einzeln unter der optischen Prüfeinrichtung hindurchführt. Um eine Behinderung der Bewegung der Gegenstände zu vermeiden, ist die der Aufnahmefläche 12 zugekehrte untere Begrenzungskante 21 des untersten und ersten Spiegels 18 in einem Abstand a zu der Aufnahmefläche angeordnet, der größer oder gleich der Dicke des zu prüfenden Gegenstandes ist. Hierdurch wird erreicht, daß der Gegenstand lediglich unterhalb der Prüfvorrichtung durch die sich bewegende Aufnahmefläche plaziert wird, ohne daß andere Bewegungen des Gegenstandes relativ zur Prüfvorrichtung notwendig sind. Es kann hierbei vorgesehen werden, daß bei kreisrunden Gegenständen diese derart auf der Aufnahmefläche positioniert werden, daß deren Mittelpunkt mit der optischen Achse des lichtempfindlichen Empfängers zusammentreffen.The receiving surface 12 can, for example, be part of a conveyor device, not shown, which individually guides the objects under the optical test device at a predeterminable distance from one another. In order to avoid obstruction of the movement of the objects, the lower boundary edge 21 of the lowermost and first mirror 18 facing the receiving surface 12 is arranged at a distance a from the receiving surface which is greater than or equal to the thickness of the object to be tested. This ensures that the object is only placed below the test device through the moving receiving surface, without other movements of the object relative to the test device being necessary. It can be provided here that circular objects are positioned on the receiving surface in such a way that their center meets the optical axis of the light-sensitive receiver.

Weiterhin ist die Anordnung so getroffen, daß sich der dritte Spiegel 20 in einem Abstand zur optischen Achse 14 befindet, der bei dem gezeigten symmetrischen Aufbau größer als der halbe Durchmesser bzw. der halben Breite des zu prüfenden Gegenstandes ist. Ferner ist die Neigung des dritten Spiegels so gewählt, daß sich die Abbildungen der seitlichen Bildabschnitte und der Draufsicht in der Bildebene nicht überschneiden.Furthermore, the arrangement is such that the third mirror 20 is at a distance from the optical axis 14 which, in the symmetrical structure shown, is greater than half the diameter or half the width of the object to be tested. Furthermore, the inclination of the third mirror is chosen so that the images of the lateral image sections and the top view do not overlap in the image plane.

Wie aus dem dargestellten Strahlengang ersichtlich, werden die seitlichen Oberflächenabschnitte 16 stets neben der Draufsicht in der Bildebene abgebildet. Durch die im wesentlichen frei wählbare Neigung des ersten Spiegels 18 in bezug auf die Senkrechte zur Aufnahmefläche 12 kann erreicht werden, daß für eine Vielzahl von unterschiedlich großen Gegenständen die Seitenansichten stets auf den dritten Spiegel und in das Objektiv 30 des lichtempfindlichen Empfängers abgebildet werden. Dies hat den Vorteil, daß sich die Abbildungen der seitlichen Oberflächenabschnitte stets in einem vorbestimmbaren Bereich der Bildebene befinden. Diesem Bereich können bestimmte lichtempfindliche Elemente des lichtempfindlichen Empfängers 13 von vorneherein zugeordnet werden. Die Datenverarbeitungsanlage, durch die die aufgenommen Bilder ausgewertet werden, ist dann mit entsprechenden Informationen versorgt, um die Erscheinungsbilder der unterschiedlichen Bereiche der Bildebene schnell auszuwerten. Hierdurch kann die erforderliche Rechenzeit verringert werden.As can be seen from the beam path shown, the lateral surface sections 16 are always imaged next to the top view in the image plane. Due to the essentially freely selectable inclination of the first mirror 18 with respect to the perpendicular to the receiving surface 12, it can be achieved that the side views are always imaged on the third mirror and in the lens 30 of the light-sensitive receiver for a large number of objects of different sizes. This has the advantage that the images of the lateral surface sections are always in a predeterminable area of the image plane. Certain photosensitive elements of photosensitive receiver 13 can be assigned to this area from the outset. The data processing system, by means of which the recorded images are evaluated, is then supplied with the appropriate information in order to quickly evaluate the appearances of the different areas of the image plane. This can reduce the computing time required.

Ferner ist es möglich, daß auch die dem Spiegel 18 gegenüberliegenden inneren seitlichen Oberflächen 22 eines ringförmigen Gegenstandes abgebildet werden können. Insbesondere durch das Vorsehen von wenigstens drei Spiegelanordnungen 17 um den Gegenstand herum können sowohl die äußeren seitlichen Oberflächenabschnitte 16 als auch die inneren seitlichen Oberflächenabschnitte 22 mit nur einem lichtempfindlichen Empfänger im wesentlichen lückenlos erfaßt werden.It is also possible that the inner side surfaces 22 of an annular object opposite the mirror 18 can also be imaged. In particular, by the provision of at least three mirror assemblies 17 around the article, both the outer side surface portions 16 can be used as the inner lateral surface portions also be detected completely with only one light-sensitive receiver substantially 22nd

Es ist weiterhin aus der Fig. 1 ersichtlich, daß von der Spiegelanordnung 17 auch solche Lichtstrahlen in Richtung auf den lichtempfindlichen Empfänger 13 abgelenkt werden können, die bei O-Ringen von einem Teil 23 der unteren Oberfläche 11 ausgehen. Dadurch ist es möglich, auf der äußeren Peripherie des O-Ringes den umlaufenden Gratbereich vollständig und gut zu erfassen.It can also be seen from FIG. 1 that such light beams can also be deflected in the direction of the light-sensitive receiver 13 from the mirror arrangement 17 , which light rays emanate from part 23 of the lower surface 11 in the case of O-rings. This makes it possible to completely and well grasp the peripheral ridge area on the outer periphery of the O-ring.

Es ist weiterhin eine nicht näher dargestellte Linsenanordnung 24 im Strahlengang zwischen dem lichtempfindlichen Empfänger 13 und dem Gegenstand 10 angeordnet, durch welche die unmittelbar von dem Gegenstand kommenden Lichtstrahlen 25 und/oder die von der Spiegelanordnung 17 kommenden Lichtstrahlen 26 geleitet werden. Die Linsenanordnung 24 dient dazu, die unterschiedlichen Weglängen der einzelnen Lichtstrahlenbündel 25 bzw. 26 auszugleichen, so daß beide Abbildungen scharf in der Bildebene 29 des lichtempfindlichen Empfängers abgebildet werden. Im einzelnen ist die Anordnung hier so getroffen, daß die Linsenanordnung eine Glasscheibe 32 aufweist, auf der eine Linse 31 angeordnet ist, durch die nur die unmittelbar von dem Gegenstand kommenden Lichtstrahlen 25 verlaufen. Die anderen Lichtstrahlen 26 verlaufen lediglich durch den Randbereich der Glasscheibe 32, die hier als Träger für die Linse 31 dient. Durch die Linse 31 wird der Strahlengang der Lichtstrahlen 25 verlängert.Furthermore, a lens arrangement 24, not shown in detail, is arranged in the beam path between the light-sensitive receiver 13 and the object 10 , through which the light rays 25 coming directly from the object and / or the light rays 26 coming from the mirror arrangement 17 are guided. The lens arrangement 24 serves to compensate for the different path lengths of the individual light beams 25 and 26 , so that both images are sharply imaged in the image plane 29 of the light-sensitive receiver. In detail, the arrangement here is such that the lens arrangement has a glass pane 32 on which a lens 31 is arranged, through which only the light rays 25 coming directly from the object run. The other light beams 26 only run through the edge region of the glass pane 32 , which serves here as a support for the lens 31 . The beam path of the light beams 25 is lengthened by the lens 31 .

Die Abmessungen, Ausrichtungen und die Abstände der einzelnen Spiegel 18, 19 und 20 zu der optischen Achse 14 und der gleichen wird im folgenden anhand eines Zahlenbeispiels erläutert. Die folgende Vorrichtung dient zum optischen Erfassen von ringförmigen Gegenständen, d. h. von O-Ringen mit einem Außendurchmesser von 5-30 mm und einer Schnurstärke von 0,8 bis 4 mm. Das Objektiv des lichtempfindlichen Empfängers weist eine Abstand von etwa 525- 550 mm zur Aufnahmefläche 12 auf, während die Linsenanordnung 24 etwa mittig zwischen dem Objektiv und der Aufnahmefläche 12 angeordnet ist und einen Abstand von etwa 200-250 mm zur Aufnahmefläche aufweist.The dimensions, orientations and the distances of the individual mirrors 18 , 19 and 20 to the optical axis 14 and the like are explained below with the aid of a numerical example. The following device is used for the optical detection of ring-shaped objects, ie of O-rings with an outer diameter of 5-30 mm and a cord thickness of 0.8 to 4 mm. The lens of the light-sensitive receiver is at a distance of approximately 525-550 mm from the receiving surface 12 , while the lens arrangement 24 is arranged approximately centrally between the lens and the receiving surface 12 and is at a distance of approximately 200-250 mm from the receiving surface.

In dem Zahlenbeispiel gemäß der nachstehenden Tabelle beziehen sich die Abstandsangaben auf die untere Kante eines Spiegels 18, 19, 20 zur Aufnahmefläche 12.In the numerical example according to the table below, the distance information relates to the lower edge of a mirror 18 , 19 , 20 from the receiving surface 12 .

Alle Maße sind ca.-Angaben in mm und die Winkelangaben beziehen sich auf den Winkel zwischen der reflektierenden Oberfläche und einer Senkrechten zur Aufnahmefläche parallel zur optischen Achse.All dimensions are approximate in mm and the angles relate to the angle between the reflective Surface and a perpendicular to the receiving surface parallel to the optical axis.

Mit einer Spiegelanordnung 17, die derartig bemessene und ausgerichtete Spiegelelemente 18, 19 und 20 aufweist, können O-Ringe in dem angegebenen Größenbereich ohne Änderung der Einstellungen der optischen Prüfvorrichtung erfaßt werden. Es ist offensichtlich, daß durch eine derartige Ausbildung der Optik die Anpassung einer Prüfvorrichtung an unterschiedliche Gegenstände in kurzer Zeit erfolgen kann.With a mirror arrangement 17 , which has such dimensioned and aligned mirror elements 18 , 19 and 20 , O-rings in the specified size range can be detected without changing the settings of the optical test device. It is obvious that such a design of the optics enables the adaptation of a test device to different objects in a short time.

Es kann zweckmäßig sein, die optische Prüfvorrichtung in der Gesamtheit vertikal verschiebbar an dem Maschinengestell zu lagern. Damit kann bewirkt werden, daß der erste Spiegel 18 in Abhängigkeit der Dicke des Gegenstandes möglichst dicht an der Aufnahmefläche 12 ist, so daß eine gute Seitenansicht abgebildet werden kann. Unter der Dicke eines Gegenstandes soll in diesem Zusammenhang bei einem flachen Gegenstand dessen geringstes Ausmaß, also bei einem O-Ring die Schnurstärke, und unter der Breite des Gegenstandes dessen größte Abmessung, also bei einem O-Ring der Außendurchmesser, verstanden werden.It may be expedient to mount the optical test device in a vertically displaceable manner on the machine frame. This can cause the first mirror 18 to be as close to the receiving surface 12 as possible, depending on the thickness of the object, so that a good side view can be imaged. In this context, the thickness of an object should be understood to mean the smallest extent of a flat object, that is, the cord thickness for an O-ring, and the width of the object, its largest dimension, that is, the outer diameter of an O-ring.

Für eine ausreichende Beleuchtung des Gegenstandes ist ein Oberlicht 27 und ein Unterlicht 28 vorgesehen, das unterhalb der Aufnahmefläche 12 angeordnet sein kann. Dazu kann die Aufnahmefläche aus einem durchsichtigen Material, beispielsweise aus Glas, bestehen und in Form einer Drehscheibe ausgebildet sein, auf deren Oberfläche die Gegenstände liegen. Für eine gleichmäßige Beleuchtung kann ferner eine nicht dargestellte Beleuchtungskuppel vorgesehen werden, die das Licht diffus verteilt, so daß direkte Reflexionen vermieden werden. Derartige Beleuchtungskuppeln sind als Diffusor allgemein bekannt und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung. For a sufficient illumination of the object, a skylight 27 and a bottom light 28 are provided, which can be arranged below the receiving surface 12 . For this purpose, the receiving surface can consist of a transparent material, for example glass, and can be designed in the form of a turntable, on the surface of which the objects lie. For uniform lighting, a lighting dome (not shown) can also be provided, which distributes the light diffusely, so that direct reflections are avoided. Such lighting domes are generally known as diffusers and therefore do not require any further explanation.

Die Lichtstärke der Lichter 27, 28 ist so gewählt, daß der verwendete lichtempfindliche Empfänger innerhalb einer kurzen Zeit voll belichtet werden kann, so daß die Aufnahme des Gegenstandes während dessen Bewegung gemacht werden kann. Hierzu kann vorgesehen werden, daß bei einer Verwendung einer elektronischen CCD-Kamera diese im Shutter- Modus arbeitet, wobei es zweckmäßig ist, solche Kameras zu verwenden, deren lichtempfindlichen Elemente vollzählig zur gleichen Zeit lichtempfindlich sind. Bei der Verwendung von herkömmlichen CCD-Kameras, die jeweils ein Halbbild in einer Periode erzeugen, müßte zweimal belichtet werden, wobei dies jedoch bei einer kontinuierlichen Bewegung des Gegenstandes nachteilig wäre.The light intensity of the lights 27 , 28 is selected so that the light-sensitive receiver used can be fully exposed within a short time, so that the object can be photographed while it is moving. For this purpose, it can be provided that when an electronic CCD camera is used, it works in the shutter mode, it being expedient to use cameras whose photosensitive elements are completely photosensitive at the same time. When using conventional CCD cameras, each of which produces a field in a period, exposure would have to be carried out twice, but this would be disadvantageous if the object were moved continuously.

Die Spiegelanordnungen und die Spiegel sind stets so ausgerichtet, daß die Seitenansichten auf der Seite der Draufsicht abgebildet werden, auf der auch die entsprechende Spiegelanordnung montiert ist. Bei mehreren Spiegelanordnungen befinden sich die Seitenansichten demnach auf einem Polygonzug um die Draufsicht herum in der Bildebene.The mirror arrangements and the mirrors are always like this aligned that the side views on the side of the Top view are shown on which also the corresponding Mirror arrangement is mounted. With several The side views are accordingly mirror arrangements on a polygon around the top view in the Image plane.

In der Zeichnung sind der Übersichtlichkeit halber die einzelnen Elemente und Bauteile ohne die selbstverständlich erforderlichen Befestigungsmittel dargestellt. Die Befestigungsmöglichkeiten und -arten im einzelnen sind dem Fachmann bekannt und bedürfen daher an dieser Stelle keiner weiteren Erläuterung.In the drawing, for the sake of clarity, the individual elements and components without the obvious necessary fasteners shown. The Fastening options and types are detailed Known to those skilled in the art and therefore do not need any at this point further explanation.

BezugszeichenlisteReference list

10 Gegenstand
11 Unterseite
12 Aufnahmefläche
13 lichtempfindlicher Empfänger
14 optische Achse
15 obere Oberfläche
16 seitliche Oberfläche
17 Spiegelanordnung
18 1. Spiegel
19 2. Spiegel
20 3. Spiegel
21 Unterkante
22 innere Oberfläche
23 unterer Oberflächenbereich
24 Linsenanordnung
25 Lichtstrahl
26 Lichtstrahl
27 Oberlicht
28 Unterlicht
29 Bildebene
30 Objektiv
31 Linse
32 Glasscheibe
a Abstand
10 object
11 bottom
12 receiving surface
13 photosensitive receiver
14 optical axis
15 upper surface
16 side surface
17 mirror arrangement
18 1. Mirror
19 2nd mirror
20 3. Mirror
21 bottom edge
22 inner surface
23 lower surface area
24 lens arrangement
25 light beam
26 light beam
27 skylight
28 lower light
29 image plane
30 lens
31 lens
32 glass pane
a distance

Claims (14)

1. Vorrichtung zum optischen Erfassen der Oberfläche eines insbesondere flachen Gegenstandes (10), der mit seiner Flachseite (11) auf einer Aufnahmefläche (12) liegt, mit einem lichtempfindlichen Empfänger (13), dessen optische Achse (14) senkrecht zu der Aufnahmefläche verläuft, um die Draufsicht des Gegenstandes zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Spiegelanordnung (17) mit wenigstens drei jeweils zugewandten Spiegeln (18, 19, 20) vorgesehen ist, deren erster Spiegel (18) seitlich neben dem Gegenstand (10), deren zweiter Spiegel (19) oberhalb des ersten und deren dritter Spiegel (20) seitlich neben dem zweiten in einem geringeren Abstand zur optischen Achse (14) des lichtempfindlichen Empfängers als der erste Spiegel (18) derart angeordnet ist, daß zumindest ein Teil (16) der seitlichen Oberfläche des Gegenstandes auf den dritten Spiegel (20) und in die Bildebene neben der Draufsicht in das Objektiv (30) desselben lichtempfindlichen Empfängers (13) abgebildet wird.1. Device for optically detecting the surface of a particularly flat object ( 10 ), which lies with its flat side ( 11 ) on a receiving surface ( 12 ), with a light-sensitive receiver ( 13 ), the optical axis ( 14 ) of which extends perpendicular to the receiving surface In order to capture the top view of the object, characterized in that at least one mirror arrangement ( 17 ) with at least three respectively facing mirrors ( 18 , 19 , 20 ) is provided, the first mirror ( 18 ) of which is to the side of the object ( 10 ), the the second mirror ( 19 ) above the first and its third mirror ( 20 ) is arranged laterally next to the second at a smaller distance from the optical axis ( 14 ) of the light-sensitive receiver than the first mirror ( 18 ) such that at least one part ( 16 ) the lateral surface of the object on the third mirror ( 20 ) and in the image plane next to the top view in the lens ( 30 ) of the same light sensitive recipient ( 13 ). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Spiegelanordnungen (17) in Form eines Polygons um den Gegenstand herum angeordnet sind, um die seitliche Oberfläche im wesentlichen vollständig zu erfassen.2. Device according to claim 1, characterized in that a plurality of mirror arrangements ( 17 ) are arranged in the form of a polygon around the object in order to essentially completely capture the lateral surface. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Spiegel in einen Winkel zwischen 30° und 45° bezüglich der Senkrechten zur Aufnahmefläche ausgerichtet ist.3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the first mirror at an angle between 30 ° and 45 ° with respect to the normal to Receiving surface is aligned. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spiegel in einem Winkel zwischen -40° und -50°, insbesondere -45°, bezüglich der Senkrechten zur Aufnahmefläche ausgerichtet ist. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the second mirror at an angle between -40 ° and -50 °, especially -45 °, with respect to the Aligned perpendicular to the receiving surface.   5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Spiegel in einem Winkel zwischen 130° und 160° bezüglich der Senkrechten zur Aufnahmefläche ausgerichtet ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the third mirror at an angle between 130 ° and 160 ° with respect to the normal to Receiving surface is aligned. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel und/oder die horizontale und/oder vertikale Ausrichtung wenigstens eines Spiegels einstellbar sind.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the angle of inclination and / or the horizontal and / or vertical alignment of at least one Are adjustable. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des dritten Spiegels zur optischen Achse etwa dem 0,4 bis 0,7-fachen des Abstandes des ersten Spiegels zur optischen Achse beträgt.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the distance of the third mirror to optical axis about 0.4 to 0.7 times the distance of the first mirror to the optical axis. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der unterste Punkt (21) des ersten Spiegels (18) einen Abstand (a) zu der von der Aufnahmefläche (12) gebildeten Ebene aufweist, der zumindest gleich oder größer ist als die Dicke des zu erfassenden Gegenstandes (10).8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the lowermost point ( 21 ) of the first mirror ( 18 ) has a distance (a) to the plane formed by the receiving surface ( 12 ) which is at least equal to or greater than the thickness of the object ( 10 ) to be detected. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Lichtstrahlenverlauf des von dem Gegenstand unmittelbar kommenden Lichtes (25) und/oder des über die Spiegelanordnung mittelbar kommenden Lichtes (26) vor dem lichtempfindlichen Empfänger wenigstens eine Linsenanordnung (24) vorgesehen ist, um die unterschiedlichen optischen Weglängen zwischen dem Objektiv und der oberen Oberfläche (15) einerseits und den seitlichen Oberflächen (16, 22) anderseits auszugleichen.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the light beam path of the directly coming from the object light (25) and / or on the mirror assembly indirectly coming light (26) in front of the light-sensitive receiver at least one lens assembly (24) is provided to compensate for the different optical path lengths between the lens and the upper surface ( 15 ) on the one hand and the lateral surfaces ( 16 , 22 ) on the other. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegel der Spiegelanordnung so geneigt sind, daß für einen bestimmten Größenbereich von Gegenständen der dem ersten Spiegel am weitesten entfernt gegenüberliegende Bereich der Oberfläche und der am nächsten liegende zugewandte Bereich der Oberfläche des größten zu messenden Gegenstandes vollständig auf dem dritten Spiegel und in das Objektiv (30) des lichtempfindlichen Empfängers abgebildet werden.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the mirrors of the mirror arrangement are inclined so that for a certain size range of objects the most distant opposite surface of the first mirror and the closest facing region of the surface of the largest object to be measured are completely imaged on the third mirror and in the lens ( 30 ) of the light-sensitive receiver. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des dritten Spiegels zur optischen Achse größer oder gleich dem Radius oder der halben Breite des größten zu erfassenden Gegenstandes ist.11. The device according to one of claims 1 to 10, characterized characterized in that the distance of the third mirror to optical axis greater than or equal to the radius or half Width of the largest object to be detected. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände ringförmig ausgebildet sind und zumindest der erste Spiegel so ausgerichtet ist, daß zumindest ein Teilabschnitt der gegenüberliegenden innen liegenden Ringoberfläche (22) auf den dritten Spiegel und in das Objektiv (30) des lichtempfindlichen Empfängers abgebildet wird.12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the objects are annular and at least the first mirror is aligned so that at least a portion of the opposite inner ring surface ( 22 ) on the third mirror and in the lens ( 30 ) of the light-sensitive receiver is imaged. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmefläche Bestandteil einer Fördereinrichtung ist, die die Gegenstände im wesentlichen kontinuierlich transportiert.13. The device according to one of claims 1 to 12, characterized characterized in that the receiving surface is part of a Conveyor is which the objects essentially transported continuously. 14. Verwendung der Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche für das optische Erfassen von ringförmigen Gegenständen, insbesondere von O-Ringen.14. Use of the device according to one or more of the preceding claims for the optical detection of ring-shaped objects, especially O-rings.
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