DE2715066A1 - Verfahren und vorrichtung zur untersuchung der intensitaetsverteilung eines lichtflecks, insbesondere eines nebenmaximums eines beugungsmusters zur fehlerpruefung textiler flaechengebilde - Google Patents

Description

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GREENWOOD MILLS, INC. 16 GR 0304 2/ko

Greenwood, South Carolina

USA

Oi. April 1977

Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung der Intensitätsverteilung eines Lichtflecks, insbesondere eines Nebenmaximums eines Beugungsmusters zur Fehlerprüfung textiler Flächengebilde

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur schnellen Untersuchung der Intensitätsverteilung oder der Amplitudenkurve eines Lichtflecks, und zwar insbesondere die Untersuchung von Nebenmaxima erster Ordnung in einem Beugungsmuster eines kohärenten Lichtbündels, vie es bei der Prüfung von Materialien verwendet wird, etwa von in Webereien erzeugten Webstoffbahnen.

In der älteren Anmeldung P 27 07 538.3 vom 22. Februar 1977 mit dem Titel "Verfahren zur automatischen Fehlerprüfung textiler Flächengebilde¹¹ ist ein grundlegendes Verfahren zur Fehlerprüfung oder Inspektion von textlien Flächengebilden durch die Auswertung des Beugungsmusters beschrieben, velches erzeugt wird, wenn das Textilmaterial mit einem kohärenten Lichtbündel durchstrahlt wird. Bei diesem Verfahren werden die Höhen und Formen der in den verschiedenen Bereichen des Beugungsmusters auftretenden Nebenmaxima mit vorgegebenen Vergleichsdaten, die einer guten Qualität des Textilmaterials entsprechen, verglichen. Das geprüfte Gewebe kann auf diese Weise qualitativ eingestuft werden.

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In der älteren Anmeldung P 27 07 544.1 vom 22. Februar 1977 mit dem Titel "Kohärente Abtastvorrichtung zur Inspektion von Textilmaterial" ist eine Abtastvorrichtung beschrieben, die eine sehr schnelle automatische Fehlerprüfung großer Gewebebereiche unter Anwendung des oben erwähnten Verfahrens gestattet. Diese Abtastanordnung weist im wesentlichen einen Ablenkspiegel auf, der mit Hilfe anderer optischer Organe das kohärente Lichtbündel zur Abtastung quer über die Breite des Textilmaterial von einem Rand zum anderen führt. Das Lichtbündel wird bei seinem Durchtritt durch aufeinanderfolgende Flächenbereiche über die Breite des Gewebes hinweg von einem Rücklenkspiegel abgefangen, der das kohärente Lichtbündel einer geeigneten Detektoroptik zuführt.

In der älteren Anmeldung P 27 08 643.7 vom 28. Februar 1977 mit dem Titel "Detektoroptik, insbesondere zur Verwendung bei der Fehlerprüfung textiler Flächengebilde" sind Einzelheiten einer besonders geeigneten Detektoroptik beschrieben, welche die gleichzeitige und individuelle Untersuchung jedes der verschiedenen Nebenmaxima erster Ordnung gestattet, die im Beugungsmuster ausgebildet werden. Bei der Detektoroptik wird eine Linearanordnung von Fotodioden für jedes zu untersuchende Nebenmaximum erster Ordnung verwendet, wozu die Detektoroptik ein optisches Zerrsystem wie eine Zylinderlinse aufweist, welche den durch das Maximum gebildeten Licht- oder Energieberg in eine fokussierte Lichtlinie umwandeln, die von der Linearanordnung der Fotodioden einwandfrei verarbeitet werden kann. Diese Zusammendrückung entfernt nicht nur die Längung des Maximums oder Energieberges, welche als Folge eines Astigmatismus auftritt, wie dies in der letztgenannten älteren Anmeldung im einzelnen erläutert ist, sondern führt auch zu einer solchen Lichtintensitätsverteilung entlang den Dioden der Linearanordnung, daß durch Abtastung des Maximums von einer Seite zur anderen mittels der Linearanordnung elektrische Spannungssignale erzeugt werden können, die Funktionen der unterschiedlichen Lichtinten-

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sitäten entlang der Linearanordnung sind.

Die Untersuchung eines Lichttnaximums durch eine Linearanordnung von Fotodioden ist an sich bekannt. Eine solche lineare Diodenanordnung wird beispielsweise durch die Firma Reticon Corporation in Mountain View, Kalifornien, USA hergestellt und ist unter dem eingetragenen Warenzeichen RETICON im Handel. Diese Vorrichtungen werden als selbsttätige Abtastanordnungen bezeichnet, da sie ein Lichtmaximum sukzessive von seiner einen Seite zur anderen durch Abtastung untersuchen. Einrichtungen, in denen solche lineare Fotodiodenanordnungen zur Untersuchung verwendet werden, werden häufig als Videosysteme bezeichnet.

In vielen Anwendungsfällen, so insbesondere bei der Untersuchung von Beugungsmustern, enthält die "Form" eines Video— signales implizit oder explizit die Information, die nötig ist, um zwischen Alternativen zu entscheiden. Bei üblichen Vidiosystemen sind typischerweise 500 oder mehr Bildpunkte pro Abtastlinie erforderlich. Wenn alle Bildpunkte zur Definition einer Alternativentscheidung weiterverarbeitet werden müssen, so ist die Entscheidungsgeschwindigkeit zwangsläufig begrenzt. Wenn darüberhinaus der Ort der wesentlichen oder entscheidungserheblichen Information entlang der Abtastlinie nicht feststeht, muß eine zusätzliche Weiterverarbeitung erfolgen.

Systeme zur Untersuchung der Ausgangsdaten aus linearen Fotodiodenanordnungen sind ebenfalls an sich bekannt. Solche Systeme werden beispielsweise für die Untersuchung der Impulshöhe in Nuklearuntersuchungen verwendet. Solche Untersuchungsgeräte für die Impulshöhe verwenden eine Analogschaltung mit Scheitelwertdetektor und Halte- oder Speicherkreis an der zentralen Ausgangsleitung einer linearen Fotodiodenanordnung. Die analogen Detektor- und Haltekreise für den Scheitelvert sind jedoch sehr schwierig auszulegen, wenn es

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sich um Impulse kurzer Dauer handelt. Darüberhinaus veisen diese Schaltungskreise in der Regel Kondensatoren auf, die vor der Messung des folgenden Impulses entladen werden müssen.

Somit kann die notwendigerweise extrem schnelle Untersuchung von Textilien mit dem Konzept der weiter oben erläuterten älteren Anmeldungen nicht ohne weiteres unter Verwendung bekannter Untersuchungsvorrichtungen ausgeführt werden.

Mit der Erfindung soll daher ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen werden, mit denen ein Lichtfleck extrem schnell untersucht werden kann, und zwar insbesondere ein Nebenmaximum erster Ordnung eines Beugungsmusters, welches aus kohärentem, bei der Prüfung von Textilmaterial das Gewebe od. dgl. durchdringendem Licht erzeugt wird.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung erfolgt erfindungsgemäß im Prinzip dadurch, daß die Anzahl der zu verarbeitenden Daten erheblich vermindert wird, ohne daß hierdurch jedoch wesentliche Information verlorengeht. Dabei wird die Notwendigkeit einer Analogschaltung mit Detektor- und Haltekreisen für die Impulshöhe vermieden und dadurch die Untersuchungsgeschwindigkeit so erheblich gesteigert, daß eine Gewebeprüfung in der Praxis durchführbar wird.

Im einzelnen löst das erfindungsgemäße Verfahren die gestellte Aufgabe dadurch, daß zur Untersuchung der Form der Amplitudenkurve eines Lichtmaximums die Lichtintensität des Maximums von einer Seite des Maximums zur anderen abgetastet wird und so aufeinanderfolgende elektrische Spannungssignale erzeugt werden, deren jeweilige Spannungswerte eine Funktion der Lichtintensität an aufeinanderfolgenden, im Abstand voneinander liegenden Inkrementen von einer Seite»zur anderen sind. Eine Serie von Vergleichs-Spannungswerten in gegenüber der Anzahl der örtlich getrennten Inkremente erheblich geringerer Anzahl wird erzeugt,

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•43.

wobei jede Vergleichsspannung einen größeren Wert hat als der in der Reihe vorangehende Vergleichs-Spannungswert, so daß ein Spannungs-Wertbereich erzeugt wird, der den höchsten Spannungswert in der Reihe der Spannungssignale umfaßt. Jedes aufeinanderfolgende Spannungssignal wird seinerseits mit allen diesen Vergleichs-Spannungswerten gleichzeitig verglichen, und es wird eine numerische Zählung derjenigen Spannungssignale durchgeführt, deren Spannungswerte zwischen den Spannungswerten benachbarter Vergleichssignale in der Reihe der Vergleichssignale liegt. Dadurch wird eine Mehrzahl von Summationsergebnissen erhalten, welche die Intensitätsverteilung des Lichtes im Maximum anzeigen. Diese Anzahl der Summationsergebnisse ist erheblich geringer als die Anzahl der im Abstand liegenden Inkremente, so daß der Aufwand für die Datenspeicherung bei der Untersuchung der Amplitudenkurve des Lichtmaximums wesentlich vermindert wird und eine außerordentlich schnelle Untersuchung ermöglicht wird.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung liegt darin, daß eine Reihe aufeinanderfolgender Lichtmaxima in der vorstehend erläuterten Weise untersucht wird, um aufeinanderfolgend eine solche Mehrzahl von Zählungen oder Summationsergebnissen zu erhalten. Die Mittelwerte dieser aufeinanderfolgenden Zählungen werden berechnet, und nachfolgende Zählmengen mit diesen Mittelwerten verglichen, so daß Abweichungen einer der aufeinanderfolgenden Zählmengen von den Mittelwerten um einen vorgegebenen Abweichungsbetrag eine Änderung der Amplitudenkurve dieses bestimmten späteren Lichtmaximums anzeigen, welches durch die abweichenden Summationsergebnisse gekennzeichnet ist. Im Falle einer Hochgeschwindigkeitsprüfung von Gewebe kann eine solche Abweichung zur Erzielung einer Fehleranzeige verwendet werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist Vergleicher auf, die mit den Vergleichs-Spannungs* werten gesetzt sind und denen die Spannungssignale aus der

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linearen Fotodiodenanordnung zugeführt werden, zusammen mit einer aus mehreren Flipflops (latches) aufgebauten Stufe und geeigneten Zählern. Die Vervendung einer Flipflopstufe zur Erzeugung diskreter Digitalsignale vermeidet die Notwendigkeit für einen analogen Detektor- und Haltekreis für den Scheitelwert, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung der erläuterten bekannten Untersuchungsvorrichtung für die Ausgangsdaten aus linearen Fotodiodenanordnungen weit überlegen ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine schematisch stark vereinfachte Ansicht einer Anordnung zur Textilgutprüfung, mit der das zu untersuchende Beugungsmuster erzeugt wird,

Fig. 2 ein Blockschema der Untersuchungseinrichtung im Prozessor gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein weiteres Blockschema zur Veranschaulichung eines weiteren Untersuchungsschrittes,

Fig. 4 eine vereinfachte schaltbildliche Darstellung der linearen Fotodiodenanordnung und des Operationsverstärkers der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 5 graphische Darstellungen der Ausgangssignale des Operationsverstärkers gemäß Fig. 4 in der zentralen Video-Leitung, wie sie durch Erzeugung aufeinanderfolgender Spannungssignale durch die lineare Fotodiodenanordnung erzeugt werden,

Fig. 6 mit weiteren Einzelheiten und teilweise in Blockform die Schaltung für die Amplitudenkurvenverarbeitung ausgehend von dem Signal in der zentralen Video-Leitung hinter dem Operationsverstärker,

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Fig. 7 eine graphische Darstellung der Zeitpunkte der Durchlaßöffnung der Gatterschaltung gemäß Fig. 6 über der Zeitachse,

Fig. 8 eine teilweise als Blockschema gehaltene Schaltungsanordnung des Scheitelvertverstärkers und -positionsdetektors gemäß Fig. 2,

Fig. 9 eine Teildraufsicht auf das zu untersuchende Gewebe zur Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 10 eine Veranschaulichung der automatischen Belichtungssteuerung bei der Untersuchung.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Untersuchung der Amplitudenkurve eines Lichtmaximums sind besonders bevorzugt bei der Hochgeschwindigkeits-Untersuchung eines Beugungsmusters einsetzbar, welches durch kohärentes, durch ein Gewebe wie ein Textilgut zur automatischen Fehlerprüfung hindurchgehendes Licht erzeugt, und werden nachfolgend speziell in diesem Zusammenhang näher erläutert. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die Erfindung grundsätzlich zur Untersuchung der Intensitätsverteilung in jeglichen Lichtflecken und dgl. geeignet ist.

In Fig. 1 ist vereinfacht eine Vorrichtung zur Hochgeschwindigkeit s-Unt ersuchung eines Gewebes veranschaulicht, bei der das Gewebe von einem Rand zum anderen mittels eines kohärenten Lichtbündels abgetastet wird, um so aufeinanderfolgende Beugungsmuster zur Untersuchung zu erzeugen. Das Gewebe ist dabei mit 10 bezeichnet und wird in Richtung eines Pfeiles 11 mit relativ hoher Geschwindigkeit nach unten durchgezogen, beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 2 m/s (120 yards/min)· Das Gewebe 10 kann eine Breite von beispielsweise 1,20 m (4 Fuß) aufweisen.

Wie in der älteren Anmeldung P 27 07 544.1, auf die wegen

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weiterer Einzelheiten insoweit ausdrücklich Bezug genommen wird, näher ausgeführt ist, wird ein kohärentes Lichtbündel durch eine geeignete Laser-Optik 12 erzeugt und auf einen mit 13 bzw. mit GM-1 bezeichneten Abtastspiegel gelenkt. Das vom Abtastspiegel 13 reflektierte Licht fällt auf nicht näher dargestellte Umlenkspiegel und wird gegebenenfalls durch eine Mehrzahl von Spiegeln 14 in parallelen Bahnen 15 nacheinander durch das Gewebe 10 geschickt. Eine solche Bahn 15 ist in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien veranschaulicht und durchsetzt das Gewebe 10 in einer Untersuchungsfläche Ap, und tritt auf der gegenüberliegenden Gewebeseite wieder aus.

Eine Mehrzahl von Detektorspiegeln 16, die ebenfalls mit nicht näher dargestellten Umlenkspiegeln zusammenarbeiten, richtet das in der zeitlichen Folge einfallende Licht auf einen mit 17 oder GM-2 bezeichneten Rücklenkspiegel. Das Licht vom Rücklenkspiegel 17 durchsetzt eine Detektoroptik gemäß Block 18, die in der älteren Anmeldung P 27 08 643.7» auf die wegen weiterer Einzelheiten ausdrücklich Bezug genommen wird, näher erläutert ist. Der Ausgang der Detektoroptik 18 liegt an einem Prozessor 19, wie er Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

Wie die vorstehende Erläuterung zeigt, wird eine Folge von Beugungsmustern durch das kohärente Lichtbündel bei dessen Durchtritt durch aufeinanderfolgende Flächenbereiche über die Breite des Gewebes 10 hinweg erzeugt, während das Gewebe selbst nach unten durchläuft. Die Durchlaufgeschwindigkeit des Gewebes ist derart auf die Abtastgeschwindigkeit des Abtastspiegels 13 abgestimmt, daß eine vollständige überdeckung des Gewebes mit dem kohärenten Lichtbündel sichergestellt ist.

In der vereinfachten Darstellung gemäß Fig. 1 sind die aufeinanderfolgenden Flächenbereiche, die vom Lichtbündel be-

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aufschlagt werden, über die Breite des Gewebes mit Abstand voneinander veranschaulicht. Bei der tatsächlich benutzten Abtastvorrichtung jedoch, wie sie in den genannten älteren Vorrichtungen im einzelnen erläutert ist, ist eine entsprechende Einrichtung vorgesehen, welche ein kohärentes Lichtbündel von der entfernten Seite des Gewebes und zurück durch das Gewebe hindurch leitet, um die Zwischenräume zwischen den aufeinanderfolgenden Flächen zu erfassen.

Unabhängig von der speziellen Art der Abtastvorrichtung wird der Prozessor 19 jedoch in extrem schneller Folge mit einer Reihe von Beugungsmustern beschickt, von denen einzelne Bereiche zu analysieren sind. Die Untersuchung jedes Beugungsmusters erfolgt in zeitlicher Folge, wobei jedes Muster einzeln verarbeitet wird, wozu dem Prozessor 19 ein externes Startsignal zugeführt werden muß, welches dem Zeitpunkt entspricht, an dem einer der aufeinanderfolgenden Flächenbereiche des Gewebes 10 vom Licht beaufschlagt wird. Dieses externe Startsignal, welches in Fig. 1 schematisch veranschaulicht ist, wird durch den Ablenkspiegel 13 erzeugt, wenn dieser in zeitlicher Folge Stellungen durchläuft, welche zu einer Beleuchtung der aufeinanderfolgenden Flächenbereiche führt, und wird über eine Leitung 20 dem Prozessor zugeführt.

In Fig. 2 sind Einzelheiten des Prozessors 19 gemäß Fig. 1 näher veranschaulicht. In der linken oberen Ecke der Fig. 2 ist dabei nochmals die Detektoroptik 18 veranschaulicht, die eine optische Zerreinrichtung wie eine Zylinderlinse aufweist, welche ein Nebenmaximum erster Ordnung eines gegebenen Beugungsmusters unter zusammendrückung auf eine lineare Fotodiodenanordnung richtet und fokussiert. Das Nebenmaximum ist in Fig. 2 schematisch bei 21 veranschaulicht, während die lineare Fotodiodenanordnung mit 22 bezeichnet ist. Die Diodenanordnung kann beispielsweise von der Art sein, wie sie unter

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dem eingetragenen Warenzeichen RETICON im Handel ist.

In der unteren linken Ecke von Fig. 2 ist mit einem Block ein Festfrequenz-Taktimpuls-Generator veranschaulicht, der über eine Leitung 24 mit der linearen Fotodiodenanordnung verbunden ist und die Abtastung des Nebenmaximums 21 mittels der Diodenanordnung von einer Seite zur anderen steuert.

Geeignete Startimpulse zum Start der Abtastung der Fotodiodenanordnung 22 werden durch einen über eine Leitung 26 mit der Diodenanordnung 22 verbundenen Dioden-Startimpuls-Generator erzeugt. Das externe Startsignal vom Abtastspiegel GM-1 gemäß Fig. 1 in der Leitung 20 liegt an einem Diodenzähler 27» dessen Zweck veiter unten noch näher erläutert wird. Der Diodenzähler 27 erhält ebenfalls die Taktimpulse über eine Leitung 28, während sein Ausgang über eine Leitung 29 an dem Dioden-Start-Generator 25 liegt.

An den Dioden-Start-Generator 25 ist weiterhin ein Verzögerungszähler 30 angeschlossen, der über eine Leitung 31 die Taktimpulse erhält und über eine Verbindungsleitung 32 das Startsignal in dem Dioden-Start-Generator 25 steuert. Der Zweck dieses VerzögerungsZählers 30 wird weiter unten noch näher erläutert.

Wenn die lineare Fotodiodenanordnung 22 das Nebenmaximum von einer Seite zur anderen abtastet, so wird eine Reihe von Signalen in einer Ausgangsleitung 33 erzeugt, die zu einem Operationsverstärker 34 führt und in einer Leitung 35 eine Reihe von elektrischen Spannungssignalen erzeugt, welche Ausgangsdaten in einer zentralen Videoleitung 35 bilden. Diese Spannungssignale werden einer Amplitudenkurven-Verarbeitung gemäß Block 36 zugeführt. An der Leitung 37 liegt weiterhin ein Signal für das Ende der Abtastung aus der Fotodiodenanordnung 22, während über eine Leitung 38 Takt-

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impulse fester Frequenz dem Block 36 zugeführt werden.

Unterhalb des die Amplitudenkurven-Verarbeitung veranschaulichenden Blocks 36 ist ein Scheitelwertverstärker und -positionsdetektor als Block 39 veranschaulicht, der das zentrale Videosignal auf der Leitung 35 und ebenso das Signal für das Ende der Abtastung auf der Leitung 37 über eine Leitung 40 erhält. Der Block 39 erzeugt an einer Ausgangsleitung 41 eine Information über die Position des Scheitelwertes der Intensität des Nebenmaximums, dient jedoch vor allem zur Erzeugung einer Information über den Scheitelwert des Maximums an einer Ausgangsleitung 42 für eine automatische Belichtungssteuerung.

Die automatische Belichtungssteuerung erfolgt über einen programmierbaren Lesespeicher 43» der über eine Leitung 44 an den Verzögerungszähler 30 angeschlossen ist, welcher die Erzeugung eines Startimpulses für die lineare Fotodiodenanordnung in einem Maß verzögert, welches eine Funktion des im Block 39 festgestellten Scheitelwertes des Maximums ist, wie dies weiter unten noch deutlicher wird.

Der Block 36, der die Amplitudenkurven-Verarbeitung veranschaulicht, liefert eine Mehrzahl von Zählwerten, die in Fig. 2 als Ausgangsdaten Spannungsbereich-Zählung veranschaulicht sind. Diese Zählwerte enthalten wesentliche Informationen über die Form der Amplitudenkurve des Nebenmaximums 21, welches über die Fotodiodenanordnung 22 abgetastet wird.

Bei der sukzessiven Untersuchung aufeinanderfolgender Beugungsmuster für aufeinanderfolgende, durch das kohärente Lichtbündel in der im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten Weise durchleuchteter Flächenbereiche des Gewebes wird eine Mehrzahl von Zählwerten durch den Block 36 geliefert. Da die überwiegende Mehrzahl solcher aufeinanderfolgender Flächen-

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bereiche des geprüften Gewebes fehlerfrei oder einigermaßen gleichförmig sind, sind diese Zählwerte für aufeinanderfolgende Beugungsmuster im wesentlichen gleich oder im Wert sehr ähnlich. Ein fehlerhafter Flächenbereich des Gewebes andererseits führt zu unterschiedlichen Zählwerten für die Spannungsbereich-Zählungen, welche das durch einen fehlerhaften Flächenbereich erzeugte Nebenmaximum kennzeichnen. Da solche Fehler über einen großen Flächenbereich des Gewebes vergleichsweise selten sind, kann ein Histogramm, gewissermaßen also eine Geschichte der Ausgangsdaten für die Spannungsbereich-Zählung aufgestellt werden, welches einer fehlerfreien Gewebequalität entspricht und zum Vergleich mit folgenden Ausgangsdaten der Spannungsbereich-Zählung herangezogen werden kann, so daß eine Abweichung von den gespeicherten Zählwerten in einer späteren Spannungsbereich-Zählung zur Anzeige eines Fehlers dienen kann.

In Fig. 3 ist als Blockschema veranschaulicht, wie ein solcher Vergleich durchgeführt werden kann. Dabei werden die Ausgangsdaten für die Spannungsbereich-Zählung aus dem Block 36 in einem als Block 45 veranschaulichten Histogramm-Speicher gespeichert. Von diesen gespeicherten Zählwerten wird ein Mittelwert für die Zählwerte über einen Mittelwertrechner 46 ermittelt. Diese Mittelwerte werden sodann in einer Vergleicherschaltung 47 mit nachfolgenden Ausgangsdaten der Spannungsbereich-Zählung verglichen, die über eine Leitung 48 vom Block 36 aus der Vergleicherschaltung zugeführt werden. Eine Abweichung um mehr als einen vorgegebenen Wert führt zu einer Eingriffsentscheidung, wie dies durch einen von der Vergleicherschaltung 47 abgehenden Pfeil veranschaulicht ist. Eine solche Eingriffsentscheidung kann beispielsweise anzeigen, daß der gerade untersuchte Flächenbereich des Gewebes in der Qualität von den normalerweise untersuchten fehlerfreien Flächenbereichen abweicht.

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Auf diese Weise kann das untersuchte Gewebe qualitativ eingestuft verden.

Die vorstehenden allgemeinen Erläuterungen verden nachfolgend anhand der weiteren Zeichnungen weiter vertieft.

Hierzu ist in Fig. 4 die lineare Fotodiodenanordnung 22 gemäß Fig. 2 in weiteren Einzelheiten veranschaulicht. Die lichtempfindlichen Dioden sind dabei mit D_Q, D-, D₀ usw. bis D bezeichnet. In einer typischen Anordnung zur Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung können beispielsweise 128 solcher Dioden in der Linearanordnung vorgesehen sein. Zu jeder Diode ist ein Kondensator C_Q, C₁, C₂ usw. bis C_n parallelgeschaltet. Jede Diode und ihr zugeordneter Kondensator sind an die zentrale Video-Leitung 33, die zum Operationsverstärker 34 führt, über einen Metalloxyd-Halbleiter-Schalter S₀, S₁, S₂ usw. bis S_n angeschlossen. Jeder MOS-Schalter liegt mit seinem Gate am Ausgang eines Schieberegisters 49 über Leitungen 50, 51, 52 usw. Die Kathoden der Fotodioden liegen zusammen mit einem Anschluß der Kondensatoren an einer Bezugsspannungs-Leitung 53.

Die verschiedenen Taktimpulse in der Leitung 24 gemäß Fig. 2 liegen in der aus der Oberseite von Fig. 4 ersichtlichen Weise über einen Startblock 54 an der Fotodiodenanordnung 22, wobei der Startblock 54 wiederum durch den Startimpuls aus dem Dioden—Start-Generator über die Leitung 26 gemäß Fig. 2 ansteuerbar ist oder getriggert wird.

Zur Erläuterung der Betriebsweise sei zunächst angenommen, daß die Spannung am oberen Anschluß des ersten Kondensators Cq Null ist, und daß der MOS-Schalter S_Q für die in Rede stehende Diode D₀ offen ist. Der Kondensator C_Q wird dann auf die Bezugsspannung V_ref über die Leitung 53 aufgeladen. Die Lichtenergie aus dem Bereich des Nebenmaximums, dessen Energie

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auf die Diode D_Q auftrifft, erzeugt einen elektrischen Entladestrom, der den zugehörigen Kondensator C_Q entlädt. Entsprechend werden auch die übrigen Kondensatoren in dieser Reihe, nämlich die Kondensatoren C₁, C« usw. bis C_n durch Lichteinfall an den zugeordneten Dioden D₁, D₂ usw. bis D_n entladen, wobei das Ausmaß der Entladung eine Punktion der an der Diode in der jeweiligen besonderen Stellung in der Linearanordnung einfallenden Lichtintensität ist.

Wenn nun das Startsignal an die Diodenanordnung gelegt wird, so setzt der Taktimpuls eine binäre 1 in die erste Stufe des Schieberegisters 49, wodurch der MOS-Schalter S_Q über die Leitung 50 geschlossen wird und die erste Diode D_Q an die zentrale Videoleitung 33 angeschlossen wird, so daß ein erstes Spannungssignal an die zentrale Videoleitung 33 gelegt wird. Alle anderen Stufen im Schieberegister 49 stehen auf einer binären O, so daß die zugeordneten Fotodioden nicht an die zentrale. Videoleitung 33 angeschlossen sind. Aufeinanderfolgende Taktimpulse, die das Schieberegister 49 erhält, schieben nun die binäre 1 das Register entlang, so daß nacheinander jede Fotodiode an die zentrale Videoleitung 33 angeschlossen wird und aufeinanderfolgend Spannungssignale der Reihe nach in dieser Leitung vorliegen, deren Werte jeweils eine Funktion der Lichtintensitätsverteilung von einer Seite des Nebenmaximums 21 zur anderen Seite sind.

In der Schaltung gemäß Fig. 4 erhalten die Spannungssignale, wenn die Lichtintensität von einem Ende der Anordnung zum Mittelbereich der Anordnung hin zunimmt und sodann wieder abnimmt, eine Absoluthöhe, die zunehmend ansteigt und dann wieder abfällt. Diese Spannungssignale sind in Fig. 4 bei e_Q, e.|, e₂ usw. bis e_ß veranschaulicht.

Nachdem diese Spannungssignale den Operationsverstärker 34 zur zentralen Video-Ausgangsleitung 35 durchlaufen haben, werden sie umgepolt und stellen eine Reihe von Spannungs-

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Signalen dar, welche ein zunächst ansteigendes und dann abfallendes Gesamtsignal innerhalb der Zeit einer vo]1-ständigen Abtastung der Dioden über das Schieberegister bilden.

Dieses Gesamtsignal ist in Fig. 5 mit 55 bezeichnet und in einer ausgezogenen Linie veranschaulicht. Wie daraus ersichtlich ist, bildet diese Signalkurve eine gemeinsame Linie über alle Einzelspannungen V₁, v„, v_ usv., welche die Reihe der Spannungssignale bilden, welche von der Reihe der Fotodioden in der Anordnung gemäß Fig. 4 erzeugt werden.

Das Auftreten eines Taktimpulses ist bei der graphischen Darstellung gemäß Fig. 5 bei t_Q, t-, t_ usw. bis t an der Abszisse veranschaulicht. Bei einer linearen Fotodiodenanordnung mit 128 Dioden, sind somit 128 Taktimpulse erforderlich, um eine Abtastung zu vollenden.

Wie aus Fig. 5 ohne weiteres ersichtlich ist, definieren die Taktimpulse nacheinander im Abstand voneinander liegende Inkremente von einer Seite des Lichtmaximums zur anderen Seite, wobei während jedes Inkrementes oder zusätzlichen Schrittes ein Spannungssignal erzeugt wird, dessen jeweiliger Spannungswert eine Funktion der Lichtintensität bei dem jeweiligen Inkrement ist.

In Fig. 6 ist der Block 36 für die Amplitudenkurven—Verarbeitung aus Fig. 2 in weiteren Einzelheiten veranschaulicht. Die Reihe der Spannungssignale, die durch die Kurve 55 gemäß Fig. 5 veranschaulicht ist, liegt an der Ausgangsleitung 35 des Operationsverstärkers 34 und wird der Amplitudenkurven-Verarbeitung 36 zugeführt. Diese weist eine Reihe von einzelnen Vergleichern 56 auf, an deren ersten Eingängen zunehmend höhere Vergleichsspannungen liegen, während ihre zwei-

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ten Eingänge an der zentralen Videoleitung 35 liegen und von dort die Reihe der Spannungssignale erhalten. Die Ausgänge der Vergleicher 56 liegen an Flipflops (latches) 57 einer Arbeitsstufe zur Konditionierung der Signale an den Ausgängen der Vergleicher. Die Spannungssignale, die nacheinander von der linearen Fotodiodenanordnung 22 angeliefert werden, verden somit in jedem der Vergleicher mit der jeweils zugeordneten Vergleichsspannung verglichen. Jeder Vergleicher setzt den zugeordneten Flipflop 57 nur dann, wenn das eingegebene Spannungssignal die Vergleichsspannung übersteigt.

Auf der rechten Seite von Fig. 6 ist eine Reihe von Zählern veranschaulicht, die je an den Festfrequenz-Taktimpuls-Generator über eine Leitung 59 angeschlossen sind, velche am Ausgang eines Verzögerungskreises 60 liegt, der seinerseits Taktimpulse aus der Leitung 38 erhält, die bereits in Fig. erläutert ist. Dieselben Taktimpulse der Leitung 38 dienen über eine Leitung 61 direkt als Rückstellsignale für die Flipflops 57.

Der Reihe der Zähler 58 werden ebenfalls Rückstellsignale aus einer gemeinsamen Leitung 62 zugeführt, die am Ausgang eines Verzögerungskreises 63 liegt, der seinerseits aus der Leitung 37» die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert ist, das Signal oder den Impuls für das Ende der Abtastung erhält. Die Zähler werden somit am Ende jeder Abtastung der linearen Fotodiodenanordnung zurückgestellt, während die Flipflops 57 bei jedem Taktimpuls zurückgestellt werden.

Im Mittelbereich der Fig. 6 ist eine Reihe von Ansteuerschaltungen veranschaulicht, die im Beispielsfalle als UND-Gatter 64 ausgebildet sind und zwischen den Flipflops und den Zählern 58 mit insgesamt mit 65 bezeichneten Leitun-

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gen angeschlossen sind. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die UND-Gatter den Durchlaß nur zu demjenigen Zähler öffnet, der dem gesetzten Flipflop nachgeschaltet ist, welcher dem Vergleicher mit der höchsten Vergleichsspannung zugeordnet ist,so daß die Zählwerte während der gesamten Abtastungsperiode in den jeweils aktivgeschalteten Zählern angesammelt werden. Die Gesamtzählwerte in jedem der Zähler bilden eine Gesamtbereichszählung, welche Informationen über die Form der Amplitudenkurve des Nebenmaximums enthält, so wie dies im Zusammenhang mit dem Ausgang des Blocks 36 in Fig. 2 bereits angedeutet worden ist.

Die Arbeitsweise im einzelnen wird voll verständlich, wenn auf das spezielle Beispiel der Spannungssignale gemäß der Kurve 55 aus Fig. 5 zurückgegriffen wird. In Fig. 5 sind die verschiedenen Vergleichsspannungen für die Vergleicher 56 an der rechten Seite der Darstellung aufgetragen worden, so daß die Spannungswerte entlang der Ordinate der Darstellung sichtbar werden. Diese festen Vergleichspannungen definieren horizontale, in gleichem Abstand voneinander liegende Linien in der Darstellung, welche die Kurve 55 in einzelne Spannungsbereiche unterteilt.

Im einzelnen ist hierbei für Spannungen zwischen dem Wert O V und der ersten Vergleichsspannung von 1,25 V der Bereich O vorgesehen. Die Spannungen zwischen den Vergleichsspannungen von 1,25 V und 2,50 V liegen im Bereich 1, und so geht es weiter für die Bereiche 2, 3, 4, 5, 6 und schließlich für den Bereich 7. Beim Ausführungsbeispiel steigen die Vergleichsspannungen in Schritten von je 1,25 V an.

An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, daß die Anzahl der Spannungsbereiche erheblich geringer ist als die Anzahl der Fotodioden in der Diodenanordnung, und damit auch erheblich geringer als der Inkrementabstand, an dem die Spannungssignale erzeugt werden. Wie weiter unten noch näher erläutert wird,

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vermindert diese geringere Anzahl von Bereichen erheblich die für die Kennzeichnung der Form der Amplitudenkurve des Nebenmaximums wesentlichen Daten, so daß die Anforderungen an die Datenspeicherung wesentlich vermindert sind und die Daten mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet werden können.

Wie eine Zusammenschau der Fig. 5 und 6 zeigt, werden zu Beginn der Abtastung zu den Zeitpunkten t₁ und t₂ die Spannungssignale V₁ und V₂ an alle Vergleicher 56 gemäß Fig.6 gelegt. Da jedoch die Spannungssignale V₁ und V₂ kleiner sind als die Vergleichsspannung von 1,25 V, fallen sie in den Bereich O, so daß der dem Vergleicher 56 für die Vergleichsspannung von 1,25 V zugeordnete Flipflop nicht gesetzt wird. Darüberhinaus wird keiner der anderen Flipflops gesetzt, die den anderen Vergleichern 56 zugeordnet sind, da deren Vergleichsspannungen alle höher liegen als sowohl das Spannungssignal V₁ als auch das Spannungssignal V_. Als Folge hiervon wird der Durchlaß zu keinem der Zähler 58 geöffnet, mit Ausnahme des Zählers für den Bereich 0. Der Zähler für den Bereich 0 wird mit einem Zählimpuls beschickt, da ein Inverter 66 nach dem diesem Zähler zugeordneten Flipflop 57 angeordnet ist, der ein Zählsignal aus den Eingangsspannungssignalen am Vergleicher lediglich so lange dem Zähler zuführt, als der zugeordnete Flipflop nicht gesetzt ist.

Der Zähler für den Bereich 7 an der Oberseite von Fig. 6 wird nicht betätigt, da das Signal aus dem zugeordneten Flipflop nicht das Ergebnis eines Setzens dieses Flipflops ist, und da kein Inverter in der Leitung zum Zähler für den Bereich 7 vorgesehen ist. Der Zähler für den Bereich 6 wird nicht betätigt, da der zugeordnete Flipflop nicht gesetzt ist und daher dem UND-Gatter 64 kein Koinzidenzsignal zuführt, welches dem vom obersten Flipflop 57 kommenden Signal gleich ist, da dieses letztgenannte Signal auf dem

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Weg zum UND-Gatter 64 für den Zähler für den Bereich 6 einen Inverter passiert und daher bei gleichen Schaltzuständen der Flipflops 57 umgekehrtes Vorzeichen besitzt.

Da die übrigen Zähler, mit Ausnahme des Zählers für den Bereich O_f in der erläuterten Weise nicht betätigt werden, da die UND-Gatter 64 alle ungleiche Eingangssignale aufweisen, erfolgt auch bei den übrigen Zählern keine Zählung.

Es sei nunmehr das Zeitinkrement t» gemäß Fig. 5 betrachtet, in dem ein Spannungssignal V₃ vorliegt und gleichzeitig in allen Vergleichern 56 gemäß Fig. 6 verglichen wird. In diesem Falle fällt das Spannungssignal V₃ in den Bereich zwischen die Vergleichsspannung von 1,25 V und von 2,50 V, also in den Bereich 1. Da dieses Spannungssignal oberhalb der Bezugsspannung von 1,25 V liegt, wird der dem unteren Vergleicher 56 zugeordnete Flipflop 57 gesetzt, was in der Zeichnung durch den schwarzen Punkt rechts neben ,dem Kreis veranschaulicht ist. Da das Signal V₃ kleiner ist als die übrigen Vergleichsspannungen, wird keiner der anderen Flipflops gesetzt, wie dies in Fig. 6 durch den schwarzen Punkt links vom jeweiligen Kreis veranschaulicht ist.

Dadurch, daß der dem Vergleicher für die Vergleichsspannung von 1,25 V zugeordnete Flipflop gesetzt wird, wird ein Signal erzeugt, welches den nachgeschalteten Inverter 66 passiert und so den Zähler für den Bereich O abschaltet. Vor der Inversion im Inverter 66 gelangt dieses Signal jedoch unmittelbar in einen ersten Eingang des dem Zähler für den Bereich 1 zugeordneten UND-Gatters 64.

Die anderen sechs Eingangssignale für das dem Zähler für den Bereich 1 zugeordnete UND-Gatter haben ebenfalls Signale aus den verschiedenen Eingangsleitungen, die jeweils Ausgänge aus einem Inverter sind, der der Flipflop-Signalleitung für

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die verbleibenden Flipflops zugeordnet ist. Somit liegen am UND-Gatter, welches dem Zähler für den Bereich 1 zugeordnet ist, sechs Eingänge von je einem Inverter her aus Flipflops, die nicht gesetzt sind, und ein Eingang aus dem zugeordneten Flipflop des Vergleichers für 1,25 V, der gesetzt ist, dafür aber ohne Zwischenschaltung eines Inverters anliegt, so daß das UND-Gatter auf Durchlaß geschaltet vird und der Zähler für den Bereich 1 das Spannungssignal V, zählt.

Auf ähnliche Weise wird bei jedem der aufeinanderfolgenden Zeitincremente lediglich ein einziger Zähler betätigt, wenn das Spannungssignal zwischen die benachbarten Vergleichsspannungen fällt, welche den dem Zähler zugeordneten Spannungsbereich begrenzen, wobei alle Zähler nicht zählen oder abgeschaltet sind, wenn das anliegende Spannungssignal einen Wert hat, der außerhalb des Zählbereiches liegt, also außerhalb des Bereiches zwischen der Vergleichsspannung, die dem vorgeordneten Vergleicher 56 zugeordnet ist, und der nächsthöheren Vergleichsspannung.

Die Ausgangssignale der einzelnen UND-Gatter 64 der Ansteuerschaltung gemäß Fig. 6 sind für die Amplitudenkurve 55 gemäß Fig. 5 in Fig. 7 veranschaulicht. Wie daraus ersichtlich ist, wird der Zähler für den Bereich O während der Zeitintervalle betätigt, welche dem Rechteckimpuls 67 entsprechen, der die Taktimpulse 68 übergreift, wobei die Taktimpulse durch den Verzögerungskreis 60 gemäß Fig. 6 vor ihrer Zuleitung zu den verschiedenen Zählern geringfügig verzögert sind, so daß sie deutlich in den Bereich des Rechteckimpulses 67 fallen. Das Schließen des Durchlasses zum Zähler für den Bereich 0 zur Zeit t„ ist aus Fig. 7 ebenso ersichtlich wie die gleichzeitige Öffnung des Durchlasses zum Zähler für den Bereich 1 bei dem folgenden Rechteckimpuls. ■

Wird der Zähler für den Bereich 4 betrachtet, so läßt sich

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erkennen, daß dieser Zähler bei den Rechteckimpulsen 69 und 70 während der Gesamtabtastung zweimal betätigt wird. Diese zveimalige Durchlaßschaltung ermöglicht die Zählung der Spannungssignale zu den Zeiten tg und t_1Q gemäß Fig. 5, vobei diese beiden Punkte der Kurve 55 im Bereich 4 liegen. Die Bereichszählung durch alle Zähler ist als Ergebnis sovohl in den Fig. 5 und 7 als auch in Fig. 6 veranschaulicht.

Für jeden Abtastvorgang wird somit eine Mehrzahl von Einzelzählungen durch die den einzelnen Zählbereichen zugeordneten Zähler vorgenommen, welche die Intensitätsverteilung des Lichtflecks oder Maximums über die lineare Fotodiodenanordnung 22 kennzeichnen.

Beim Beispiel der mit durchgezogener Linie veranschaulichten Signalkurven 55 gemäß Fig. 5 zeigen die beispielhaften Bereichszählungen eine Struktur, welche einem Nebenmaximum des Beugungsmusters für fehlerfreies Gewebe entspricht. Bei nachfolgenden Untersuchungen aufeinanderfolgender Nebenmaxima könnte ein Fehler im Gewebe zu einer Spannungssignalkurve führen, wie sie in Fig. 5 gestrichelt als Kurve 71 veranschaulicht ist. Diese Kurve entspricht einem fehlerhaften Gewebe.

Die entsprechenden Spannungssignale aus der linearen Fotodiodenanordnung sind als Schnittpunkte dieser Kurve mit den vertikalen Linien für die Zeit ink remente t.. , t_, t_ usw. veranschaulicht, woraus ohne weiteres ersichtlich wird, daß diese Punkte für jeden zu betrachtenden Spannungsbereich eine unterschiedliche Anzahl gegenüber den Punkten der Kurve 55 besitzen. Auf diese Weise wird eine in Bereiche unterteilte Zählung vorgenommen, welche ein fehlerhaftes Gewebe kennzeichnet. Für das spezielle«Beispiel der gestrichelten Kurve 71 ist in Fig. 6 die entsprechende Bereichszählung rechts von der Bereichszählung für fehlerfreies Gewebe ver-

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·3<ί>

anschaulicht.

Wie aus einem Vergleich der Zählungen für fehlerfreies und fehlerhaftes Gewebe erkennbar ist, ist beim fehlerhaften Gewebe eine größere Anzahl von bereichsweisen Zählergebnissen in den mit höheren Ordnungsnummern versehenen Bereichen vorgesehen. Ein weiterer Unterschied besteht darin» dafl umgekehrt eine erheblich größere Anzahl von Zählungen in den niedrigeren Bereichen auftritt, wenn das Gewebe fehlerfrei ist.

Es zeigt sich somit, daß die Ausgangsdaten der Spannungsbereichzählung aus dem Verarbeitungsblock 36 Daten liefern, welche die Amplitudenverteilung oder die Amplitudenkurve des Maximums kennzeichnen, wobei bei fehlerhaftem Gewebe in den einzelnen Bereichszählern Abweichungen von den Zählcharakteristiken für gute Gewebe auftreten, so daß hieraus eine Fehleranzeige gewonnen werden kann.

Nach den vorstehenden Erläuterungen dürfte auch die Bedeutung der Anordnung gemäß Blockschema in Fig. 3 klar sein. In der Praxis bilden fehlerhafte Stellen in der bereits erläuterten Weise nur einen geringen Prozentsatz der Gesamtfläche des untersuchten Gewebes, so daß ein Histogramm aus guten Gewebeproben gebildet werden kann, aus dem Mittelwerte der bereichsweisen Zählungen errechnet werden können, welche für gute Gewebeproben charakteristisch sind und für einen Vergleich mit nachfolgenden bereichsweisen Zählungen zur Ermittlung jeglicher Fehler herangezogen werden können. Durch Verwendung zuvor gespeicherter Beispiele für die Bereichszählung bei fehlerfreiem Gewebe, für die über eine gewisse Anzahl von Zählungen hinweg Mittelwerte errechnet worden sind, kann ein relativer Vergleich für jeden gegebenen Gewebeballen durchgeführt werden, wodurch Unterschiede beispielsweise in der Gewebedichte zwischen den einzelnen Gewebeballen das Unter-

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suchungsergebnis und damit die Jeweilige Qualitätsein— stufung nicht beeinträchtigen.

Wie hierzu aus Fig. 3 ersichtlich ist,werden die Ausgangsdaten der bereichsweisen Zählungen in einem Block 45, dem Histogrammspeicher, gespeichert, und vird ein Mittelwert für jede gespeicherte Anzahl dieser Zählungen entsprechend fehlerfreiem Gewebe im Mittelwert-Rechner 46 ermittelt. Diese Werte werden sodann in der weiter oben bereits erläuterten Weise in der Vergleicherschaltung 47 mit späteren Bereichszählungen aus der Leitung 48 verglichen, so daß bei einer Abweichung oberhalb einer bestimmten Toleranzgrenze ein Eingriffsentscheidung-Signal zur Anzeige des Vorliegens eines Fehlers erzeugt werden kann.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird das Histogramm einer aufeinanderfolgenden Anzahl von bereichsweisen Zählungen aus den Bereichszählern für jede einzelne Lichtbahn 15 gemäß Fig. 1 einzeln erstellt. Auf diese Weise werden als Folge des Durchlaufs des Gewebes in vertikaler Richtung aufeinanderfolgende Flächenbereiche des Gewebes im Histogramm-Speicher 45 gemäß Fig. 3 gespeichert, so daß die beim Durchtritt des Lichtes auf einer bestimmten Lichtbahn gewonnenen Proben stets mit nachfolgenden Proben entlang derselben Lichtbahn verglichen werden. Werden die Histogramme mit nachfolgenden Beugungsmustern auf diese Weise verglichen, so können auch geringfügige Abweichungen der Lichtbeaufschlagung bzw. des Lichtdurchtritts in den einzelnen Lichtbahnen eliminiert werden und erfolgt ein Vergleich der Gewebeproben im Histogramm mit der späteren Gewebeprobe stets unter genau gleichen Einflüssen.

~>&; weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand der Fig. 8 bis 10 unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert.

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.32.

In Fig. 8 ist im einzelnen eine Form eines Scheitelwertverstärkers und -positionsdetektors 39 gemäß Fig. 2 für die automatische Belichtungssteuerung veranschaulicht. Es vird daran erinnert, daß die wechselnde Lichtintensität des Nebenmaximums, welche auf die Fotodioden der Linearanordnung 22 fällt, zur Erzeugung von Spannungssignalen führt, wozu die Spannung an jedem der Kondensatoren abgetastet vird, die durch die Entladung des jeveiligen Kondensators durch die zugeordnete Fotodiode bestimmt ist. Venn die Lichtmenge im Lichtmaximum vergleichsweise klein ist, so weisen auch die Spannungssignale im zentralen Videoausgang aus der Linearanordnung der Fotodioden nur vergleichsweise geringe Absoluthöhe auf, so daß der Fall auftreten kann, daß die Spannungssignale niemals die untersten, vorgegebenen Vergleichsspannungen der Vergleicher gemäß Fig. 6 übersteigen. Venn andererseits extrem helle Maxima untersucht werden, so ist der Lichteinfall zu groß, was dazu führt, daß praktisch nur noch die den höheren Vergleichsspannungen zugeordneten Bereichszähler betätigt werden.

Daher ist es von Bedeutung, daß das auf die lineare Fotodiodenanordnung fallende Licht so gewählt ist, daß die daraus gewonnenen Spannungssignale den Bereich der vorgewählten Vergleichsspannungen in den Vergleichern überspannen. Der Lichteinfall sollte insgesamt also so gewählt werden, daß die sich ergebenden Spannungssignale den vorgegebenen Vergleichsbereich im wesentlichen ausfüllen. Auf diese Weise lassen sich optimale Ausgangsdaten gewinnen und kann die Form der Amplitudenkurve des Maximums unabhängig von der Gesamtintensität des Maximums zutreffend wiedergegeben werden.

Es sei weiter daran erinnert, daß der Absolutwert des Spannungs· signals durch die Zeitspanne .bestimmt ist, in der eine Diode der linearen Diodenanordnung dem zur Verfügung stehenden Licht in dem speziellen räumlichen oder zeitlichen Inkrement

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ausgesetzt ist, in dem ein einzelnes Spannungssignal der zentralen Videoleitung zugeführt wird. Wenn die Belichtungszeit einer bestimmten Diode erhöht wird, so ergibt sich eine größere Entladung des zugeordneten Kondensators vor der Abtastung zur Erzielung eines gegebenen Spannungssignales, während bei abnehmender Belichtungszeit eine geringere Entladung des Kondensators zur Zeit der Abtastung vorliegt. Venn somit die Zeit gesteuert wird, in der alle Dioden dem Lichtfleck oder Lichtmaximum ausgesetzt sind, so kann dadurch eine Steuerung der absoluten Höhe der Spannungssignale erzielt werden, um die gewünschte Ausfüllung des Vergleichsspannungsbereiches zu erzielen.

Zur Steuerung der Belichtungszeit ist es erforderlich, zunächst den Scheitelwert der Intensität im Lichtfleck zwischen den beiden Seiten des Lichtflecks oder Maximums zu bestimmen. Diese Scheitelintensität liefert eine Anzeige für die höchsten Spannungssignale, die durch die Diodenanordnung erzeugt werden, und dieser Wert kann zur Einstellung der Gesamtbelichtungszeit herangezogen werden. Wenn beispielsweise der Scheitelwert der gemessenen Intensität vergleichsweise klein ist, beispielsweise nur bei der Hälfte der höchsten Vergleichsspannung liegt, so kann eine Justierung in dem Sinne vorgenommen werden, daß die Belichtung aller Dioden durch das Lichtmaximum vor der eigentlichen Erzeugung der Spannungssignale erhöht wird, um so das dem Scheitelwert zugeordnete Signal auf einen Wert anzuheben, der der höchsten Vergleichsspannung im Vergleichsspannungsbereich entspricht.

Bei Durchführung einer automatischen Belichtungssteuerung ist es daher erforderlich, das der höchsten Intensität entsprechende Spannungssignal unter den verschiedenen zu untersuchenden Spannungssignalen«zu ermitteln, wozu die Schaltung gemäß Fig. 8 benutzt wird. Im Grundprizip arbeitet diese Schaltung ähnlich den Vergleichern 56, den Flipflops 57 und

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den Ansteuerschaltungen oder Logikkreisen gemäß Fig. 6 insofern, als Spannungssignale mit einer Reihe von Vergleichsspannungen in einer Mehrzahl von Vergleichern verglichen werden. Jedoch sind beim Scheitelwertdetektor gemäß Fig. 8 keine Zähler erforderlich, sondern lediglich die Erzeugung eines den höchsten Scheitelwert anzeigenden Signales. In Fig. 8 sind mit 72 die Vergleicher bezeichnet, wobei fünfzehn Vergleicher vorgesehen sind, während in der Schaltung gemäß Fig. 6 lediglich sechs Vergleicher vorhanden sind, und wobei jeder Vergleicher in Schritten von beispielsweise einem halben Volt auf zunehmend höhere Vergleichsspannungen gesetzt ist. Die Spannungssignale in der zentralen Videoleitung 35 werden in der veranschaulichten Weise an die zweiten Eingänge der Vergleicher gelegt. Der Ausgang jedes Vergleichers liegt an einem zugeordneten Flipflop 73, dessen Ausgang wiederum an einem Logikblock liegt. Der Logikblock weist eine Mehrzahl von UND-Gattern ähnlich den UND-Gattern 64 aus Fig. auf. Im Unterschied zur Schaltung gemäß Fig. 6 werden jedoch im Falle der Schaltung gemäß Fig. 8 die Flipflops 73 nicht bei jedem Zeitinkrement, also bei jedem Taktimpuls zurückgestellt, sondern erst am Ende der Abtastperiode der linearen Fotodiodenanordnung. Wie links in Fig. 8 veranschaulicht ist, wird den Flipflops das Signal für das Ende der Abtastung über die Leitung 40 zugeführt, um diese zurückzustellen.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise des Detektors gemäß Fig. 8 wird nochmals auf Fig. 2 Bezug genommen. Wie daraus ersichtlich ist, liegt der externe Startimpuls in der Leitung 20, der mit dem Abtastspiegel GM-1 synchronisiert ist, am Diodenzähler 27. Der Diodenzähler 27 zählt exakt 128 Taktimpulse aus dem Festfrequenz-Taktimpuls-Generator 23 ab, was der Zeitspanne entspricht, die genau für eine Abtastung einer Fotodiodenanordnung benötigt wird. Während dieser gesamten Zeitspanne der Abtastung sind sämtliche Dioden dem Licht des Nebenmaximums 21 ausgesetzt und so neutralisiert bzw. bezüglich des Spannungsignals zurückgestellt* Mit anderen

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Worten werden die den jeweiligen Dioden zugeordneten Kondensatoren vollständig entladen. Am Ende der ersten Abtastperiode, welches durch den Diodenzähler 27 bestimmt wird, wird ein Signal für das Ende der Abtastung erzeugt, welches sowohl die Flipflops der Schaltung gemäß Fig. 6 als auch derjenigen gemäß Fig. 8 und die Zähler zurückstellt. Sodann wird sofort ein Startimpuls für die Abtastung erzeugt und die Diodenanordnung in der vorstehend erläuterten Weise anhand der Taktimpulse abgetastet. Da die Dioden dem Licht des Nebenmaximums lediglich in der Zeitspanne zwischen dem Signal für das Ende der Abtastung und dem Startsignal für die zweite Abtastung ausgesetzt sind, weisen die Kondensatoren, welche die Reihe der Spannungssignale enthalten, nur geringe Spannungen auf. Jedoch veichen diese Spannungssignale in Abhängigkeit von den Intensitätsänderungen im Nebenmaximum von der einen Seite zur anderen Seite der Diodenanordnung voneinander ab. Die Spannungssignale aus dieser zweiten Abtastung werden den Vergleichern gemäß Fig. 8 zugeführt, und ein Flipflop wird für denjenigen Vergleicher gesetzt, dessen Vergleichsspannung der höchsten Spannung aus der Reihe der Spannungssignale am nächsten liegt. In dem in Fig. 8 veranschaulichten Beispielsfalle wird der dem Vergleicher für die Vergleichsspannung von 6,5 V zugeordnete Flipflop zusammen mit allen anderen Flipflops gesetzt, die Vergleichern mit unterhalb von 6,5 V liegenden Vergleichsspannungen zugeordnet sind. Dies entspricht einem Spannungsscheitelwert über das Nebenmaximum hinweg, der während der zweiten Abtastung ermittelt wurde, zwischen 6,5V und 7,0 V, und nur dieses Signal wird vom Logikblock ausgewählt und über die Leitung 42 dem Block 43 gemäß Fig. 2 zugeführt. Dieses Signal wählt einen vorbestimmten Speicher der inneren Speicher des Blocks 43 an, der dadurch automatisch als ein geeignetes Signal zur Steuerung der Verzögerung des VerzögerungsZählers 30 zwischen dem Impuls für das Ende der Abtastung nach der Vervollständigung der zweiten Abtastung und dem nächsten Startimpuls ausgelesen

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wird. Diese Verzögerungszeit gestattet eine ausreichende Belichtung der Dioden vor dem Start einer dritten Abtastung zur Erzielung von Spannungssignalen, welche den Bereich der Vergleichsspannungen ausfüllen. Die Länge dieser Belichtungszeit ist dem Wert des während der zweiten Abtastung ermittelten Scheitelwertsignals umgekehrt proportional-

Wenn die dritte Abtastung zu laufen beginnt, so werden die erzeugten Spannungssignale im Block 36 in der im Zusammenhang mit Fig. 6 näher erläuterten Weise verarbeitet, um eine bereichsweise Zählung in den einzelnen Zählern zu erzeugen, welche die Form der Amplitude des Nebenmaximums kennzeichnet.

Der gesamte, vorstehend beschriebene Vorgang wird nach dem Signal für das Abtastende im Anschluß an jede dritte Abtastung wiederholt, so daß bei der Abtastung irgendeines speziellen Lichtfleckes oder Nebenmaximums drei Einzelabtastungen erfolgen. Zunächst erfolgt eine durch den Diodenzähler gesteuerte Abtastung zur Rückstellung der Dioden und Entladung der Kondensatoren, sodann eine Versuchsabtastung, die nach nur minimaler Belichtung der Dioden zujlaufen beginnt und zur Bestimmung des Scheitelwerts der Amplitude im Lichtfleck oder dem Maximum dient, und erst anschließend, nach einer Justierung der Belichtungszeit vor dem Start der nächsten Abtastung, wird die eigentliche Nutzabtastung der Fotodiodenanordnung vorgenommen, mit der die Spannungssignale gewonnen werden, die dann tatsächlich in den Zählern der Schaltung gemäß Fig. 6 gezählt werden, um die gewünschten Ausgangsdaten für die bereichsweise Zählung zu erhalten.

Dieser Arbeitsablauf wird nachfolgend unter Bezugsnahme auf die Fig. 9 und 10 noch näher erläutert.

In Fig. 9 ist ein typischer Abtastvorgang am Gewebe 10 veranschaulicht. Es sei in diesem Beispielsfalle angenommen, daß die Gesamtbreite des Gewebes von einem Rand zum anderen,

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die untersucht verden soll, 1,20 m beträgt, und daß jeder aufeinanderfolgende abzutastende Flächenbereich A- einen Durchmesser von etva 2,5 cm (1 Zoll) aufweist, und daß über die Breite des Gewebes insgesamt zwanzig aufeinanderfolgende Flächenbereiche untersucht werden. Venn das Gewebe gemäß Pfeil 11 in vertikaler Richtung mit einer Geschwindigkeit von rund 2 m/s durchläuft und die folgende Abtastlinie quer über das Gewebe hinweg die richtige Stellung oberhalb der ersten Abtastlinie einnehmen soll, um die gesamte Gewebefläche zu erfassen, so beträgt die Zeitspanne zwischen der Abtastung eines Flächenbereiches bis zur Abtastung des folgenden Flächenbereiches etwa 300 Mikrosekunden. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, daß die Abtastanordnung für die in Fig. 9 veranschaulichte Abtastung derjenigen der älteren Anmeldung P 27 07 544.1 entspricht, auf die insoweit Bezug genommen wird. Somit wird eine Seite des Gewebes von links nach rechts abgetastet, wonach ein geschalteter Laserstrahl die gegenüberliegende Seite abtastet, um die Lücken zwischen aufeinanderfolgenden Untersuchungsflächen auf der einen Seite zu füllen. Bei einer solchen Anordnung ist somit in der erläuterten Weise für ein Zeitintervall von 300 Mikrosekunden zwischen aufeinanderfolgenden Untersuchungsflächenabschnitten zu sorgen.

Die Zeitspanne, in der eine vorgegebene Untersuchungsfläche tatsächlich durch das kohärente Licht während der Abtastung durch den Abtastspiegel bestrahlt wird, wird zu etwa 150 Mikrosekunden gewählt, wozu ein Lichtbündel von größerem Durchmesser als dem der Untersuchungsfläche Ας gewählt wird; dieser vergrößerte Durchmesser des Lichtbündels ist in Fig. 9 durch gestrichelte Kreise veranschaulicht.

Aus den vorstehenden Erwägungen ergibt sich, daß die drei Abtastungen für eine Meßabtastung oder Nutzabtastung alle in der gegebenen Zeitspanne von 150 Mikrosekunden für jeden

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zu untersuchenden Flächenabschnitt durchgeführt werden müssen. In diesen 150 Mikrosekunden muß darüberhinaus auch die Zeitspanne enthalten sein, welche der automatischen Belichtungskontrolle zuzuteilen ist.

Mit der erläuterten Vergleicher- und Flipflop-Schaltung ist es ohne weiteres möglich, die drei erforderlichen Abtastvorgänge für jede belichtete Gewebefläche ohne weiteres innerhalb der Zeitspanne von 150 Mikrosekunden unterzubringen.

In Fig. 10 ist dies näher veranschaulicht, wobei sich zeigt, daß die erste Abtastung zur Rückstellung der Dioden und Entladung der Kondensatoren innerhalb von 12,8 Mikrosekunden durchgeführt wird; dies ergibt sich daraus, daß der Diodenzähler 27 in 12,8 Mikrosekunden 128 Taktimpulse abzählt.

Diese Rückstellabtastung ist in Fig. 10 mit 74 bezeichnet. Wie bereits erläutert, wird unmittelbar nach dieser Rückstellabtastung die zweite Abtastung gestartet, wobei die Dioden nur eine minimale Zeitspanne belichtet werden, so daß der Scheitelwert der Intensität leicht ermittelt werden kann. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt die Scheitelwertintensität bei der Scheitelwert-Testabtastung im Bereich von etwa 6 1/2 V, also im Vergleichsspannungsintervall zwischen dem Vergleicher gemäß Fig. 8 mit der Vergleichsspannung von 6,5 V und dem benachbarten Vergleicher mit der Vergleichsspannung von 7»0 V. Der Testscheitelwert ist in Fig. 10 bei 75 veranschaulicht. Dieses Scheitelspannungssignal resultiert aus einer minimalen Belichtungszeit, die im Beispiel gemäß Fig. 10 0,5 Mikrosekunden beträgt.

Da die Vergleichsspannung von 6,5 V bei der Testabtastung überschritten wird, wird der gemäß Fig. 8 dem Vergleicher für 6,5 V zugeordnete Flipflop gesetzt und erzeugt ein geeignetes Signal für den programmierbaren Lesespeicher 43

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gemäß Fig. 2, der dieses Signal in einen Funktionsimpuls zur Steuerung des Verzögerungszählers 30 derart transformiert, daß der nächste Startimpuls für die Nutzabtastung gemäß Fig. 10 nicht erzeugt wird, bis eine ausreichende Belichtung der Dioden erfolgt ist, die sicherstellt, daß der Scheitelwert der sich dann ergebenden Reihe von Spannungssignalen in der Größenordnung der höchsten Vergleichsspannung liegt, also die Reihe der dann erzeugten Spannungssignale den Vergleichsspannungsbereich ausfüllt.

Die eigentliche Nutzabtastung ist auch in Fig. 10 mit 55 bezeichnet, wobei sichtbar wird, daß die Nutzabtastung erst mit einer Verzögerung von zwischen etwa 1 und 100 Mikrosekunden zu laufen beginnt. Der Vergleichsspannungsbereich, der durch den dann sich ergebenden Scheitelwert der Spannungssignale abgedeckt wird, ist bei 77 links in Fig. 10 veranschaulicht.

Erst diese dritte und letzte Nutzabtastung gemäß Fig. 10 steuert die Ansteuerschaltung gemäß Fig. 6 zur bereichsweisen Zählung der Ausgangsspannungen und zur Bildung von Bereichszählwerten, die zur Veranschaulichung der Form der Amplitudenkurve der Lichtverteilung des Lichtflecks oder Nebenmaximums nutzbar gemacht werden.

Vie sich aus Fig. 10 ohne weiteres entnehmen läßt, steht für alle drei Abtastungen in der insgesamt zur Verfügung stehenden Zeitspanne von 150 Mikrosekunden selbst dann reichlich Zeit zur Verfügung, wenn die Verzögerung nach der Scheitelwert-Testabtastung bis zum Start der Nutzabtastung im Bereich von 100 Mikrosekunden oder sogar geringfügig höher liegt, da jede der einzelnen Abtastungen für die 128 Dioden lediglich 12,8 Mikrosekunden in Anspruch nimmt.

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Im Zusammenhang mit der Scheitelwert-Testabtastung, mit der die Intensität des Scheitelwertes der Amplitude des Lichtflecks ermittelt wird, wird gleichzeitig auch eine Information zur Bestimmung der Position des maximalen Amplitudensignals erzielt.

Wie sich hierzu aus Fig. 8 ergibt, kann der spezielle Vergleicher mit dem zugeordneten Flipflop, der durch die Maximalspannung während der Testabtastung gesetzt wird, den aus Fig. 5 ersichtlichen zeitlichen Inkrementen der Abtastung ohne weiteres zugeordnet werden. Für fehlerfreies Gewebe gemäß der Signalkurve 55 liegt der Scheitelwert beispielsweise beim Zeitpunkt t„, der wiederum mit dem Beginn der Abtastung in Bezug gesetzt werden kann, um so eine Anzeige für die Position des Scheitelwertes zu erzielen.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Zeitinkremente auf der Abszisse in den Zeichnungen, also die Inkremen te t_Q, t.., t« usw· tatsächlich in einer Anzahl von 128 vorhanden sind, wenn die lineare Diodenanordnung 128 Dioden aufweist. Zur Vereinfachung der Darstellung und Verbesserung der Übersichtlichkeit sind jedoch nur vierzehn oder fünfzehn solcher Inkremente in der Zeichnung veranschaulicht.

Im Gegensatz hierzu kann die Anzahl der Spannungsbereiche zur Erzeugung einer Ausgangs-Bereichszählung tatsächlich im Bereich von insgesamt nur acht solcher Bereiche liegen, wie dies auch tatsächlich in der Zeichnung veranschaulicht ist. Auch in der Praxis sind daher nur acht separate Zählungen in den verschiedenen Zählern durchzuführen, deren Ausgangsdaten die Form der Amplitudenkurve des Lichtflecks oder des Maximums kennzeichnen. Diese ganz wesentlich verminderte Anzahl der Daten, die durch die bereichsweise Auszählung erzielt wird, vermeidet die Notwendigkeit, alle 128 Spannungssignale, welche die Diodenanordnung liefert, gesondert zu ver-

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«Μ.

arbeiten.

Vie darUberhinaus bereits eingangs erläutert ist, vermeidet die Verwendung von Vergleichern und Flipflops jede Notwendigkeit für Analogkreise zur Scheitelwertermittlung und Wertspeicherung, vie sie bei bekannten Detektoren verwendet werden, und ermöglicht eine extrem schnelle Verarbeitung der Daten in den zur Verfügung stehenden geringen Zeitspannen, wie aus Fig. 10 zu entnehmen ist.

Ein besonders wichtiger Vorteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht weiterhin darin, daß die tatsächliche Position des verzerrten oder zusammengedrückten Lichtflecks entlang der linearen Diodenanordnung nicht kritisch ist, da die Bereichszählung immer gleich ist, gleichgültig, ob nun der Lichtfleck einer Seite der Anordnung näher liegt oder der anderen. Venn beispielsweise in der Darstellung gemäß Fig. 5 die Signalkurve 55 körperlich horizontal entlang der Abtastachse verschoben wird, so bleibt die Bereichszählung selbstverständlich gleich. Hierdurch wird also vermieden« daß die Positionierung der Diodenanordnung bezüglich dem Lichtfleck bzw. der Detektoroptik kritisch ist oder etwa die Ausrichtung des Lichtfleckes auf die Diodenanordnung in Horizontalrichtung kritisch ist.

Es ist darauf hinzuweisen, daß unter einer Abtastung des Lichtfleckes von einer Seite zur anderen zu verstehen ist, daß der Querschnitt des Lichtflecks oder des Lichtmaximums abgetastet wird.

Vie die vorstehende Beschreibung zeigt, wird mit der Erfindung ein wesentlich verbessertes Verfahren und eine wesentlich verbesserte Vorrichtung zur Untersuchung eines Lichtflecks und speziell zur Untersuchung eines Nebenmaximums erster Ordnung in aufeinanderfolgenden Beugungsmustern erzielt, die in einer Einrichtung zur Prüfung eines sich bewegenden Gewebes erzeugt werden. 709841/0972

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Claims (14)

1. PATE NTANWÄLTE

   RAINER-ANDREAS PAUL-ALEXANDER

   rr^r kuhnen&wacker^schnegssir**^poswach

   Tatagr-PAWAMUC-FREISINO dipl-mo. cmpl-imo.«.dipc-wirtsch-ino. D-8050 FREISING / MONCf

   GREENWOOD MILLS, INC. 16 GR 0304 2/ko

   Greenvood, South Carolina

   ^USA 04. April 1977

   Patentansprüche

   ι. verfahren zur Untersuchung der Intensitätsverteilung eines Lichtflecks wie eines Nebenmaximums in einem Beugungsmuster, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) die Lichtintensität des Lichtflecks von einer Seite des Lichtflecks zur anderen zur Erzielung aufeinanderfolgender Spannungssignale abgetastet vird, vobei die entsprechenden Spannungsverte der Spannungssignale eine Punktion der Licht intensität an aufeinanderfolgenden, im Abstand voneinander liegenden Inkrementen von einer Seite zur anderen sind,

   b) daß eine Reihe von Vergleichsspannungen in einer gegenüber der Anzahl der Inkremente erheblich verringerten Anzahl erzeugt vird, vobei jede Vergleichsspannung einen gegenüber der in der Reihe vorangehenden Vergleichsspannung größeren Spannungsvert besitzt und so ein Spannungsbereich gebildet vird, der den höchsten Spannungsvert in der Reihe der Spannungssignale umfaßt,

   c) daß jedes der aufeinanderfolgenden Spannungssignale gleichzeitig mit allen Vergleichsspannungen verglichen vird und

   d) daß eine numerische Zählung derjenigen Spannungssignale durchgeführt vird, deren Spannungsverte zvischen die Werte von Vergleichsspannungen fallen, die in der Reihe der Vergleichsspannungen benachbart sind, so daß eine bereichsveise Zählung erfolgt, velche die Amplitudenverteilung des Lichtes in dem Lichtfleck anzeigt, vobei die Bereichszählung zur

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   27150G6

   Verminderung der Datenspeicheranforderungen bei der Untersuchung der Amplitudenkurve des Lichtflecks in gegenüber der Anzahl der Inkremente erheblich verringerter Anzahl von Zählwerten vorliegt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe aufeinanderfolgender Lichtflecke zur Erzielung einer zeitlichen Folge von Bereichszählungen untersucht wird, daß die Mittelwerte dieser Reihe von Bereichszählungen berechnet werden und daß nachfolgende Bereichszählungen derart mit den Mittelwerten verglichen werden, daß eine Abweichung einer der nachfolgenden Bereichszählungen vom Mittelwert um einen gegebenen Wert eine Änderung in der Amplitudenkurve dieses nachfolgenden Lichtflecks anzeigt, der durch die nachfolgende Bereichszählung gekennzeichnet ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtfleck durch ein Nebenmaximum erster Ordnung eines Beugungsmusters gebildet ist, welches sich beim Durchtritt von kohärentem Licht durch ein zu untersuchendes Material ergibt, wozu ein Durchtritt eines Lichtbündels nacheinander durch aufeinanderfolgende Bereiche des Materials zur Abdeckung eines großen Flächenbereiches und zur Erzeugung aufeinanderfolgender Nebenmaxima erzeugt wird, die dann untersucht werden, daß die Mittelwerte aus Bereichszählungen für eine zeitliche Folge von Nebenmaxima errechnet werden und daß nachfolgende Bereichszählungen zur Ermittlung selten auftretender Fehler des Material mit dem Mittelwert derart verglichen werden, daß eine Abweichung der nachfolgenden Bereichszählung vom Mittelwert um einen gewissen Abweichungsbetrag eine Fehleranzeige auslöst.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Position desjenigen Inkrementes, bei dem das Spannungssignal mit dem höchsten Spannungswert erzeugt wird, mit dem Beginn der aufeinanderfolgenden Inkremente zur Erzeugung einer Anzeige der Lage des Amplituden-Scheitelvertes des Lichtfleckes

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   in Bezug gesetzt vird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abtastung der Lichtintensität des Lichtfleckes von einer Seite des Lichtflecks zur anderen eine Reihe von Fotodioden an den im Abstand voneinander liegenden, aufeinanderfolgenden Inkrementen dem Lichtfleck über eine vorgegebene Zeitspanne ausgesetzt vird und die Dioden nacheinander zur Erzeugung aufeinanderfolgender Spannungssignale abgetastet verden, und daß zur Änderung der Höhe der Spannungssignale für eine nachfolgende Nutzabtastung der Dioden derart, daß die Spannungssignale den durch die Vergleichsspannungen gegebenen Spannungsbereich im vesentliehen ausfüllen, die Belichtungszeit nach Maßgabe des Scheitelvertes der Spannungssignale in der vorherigen Testabtastung eingestellt vird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereichszählungen innerhalb einer Zeitspanne von 15O Mikrosekunden nach dem Beginn der Abtastmaßnahmen für einen gegebenen Lichtfleck durchgeführt verden.
7. 7. Vorrichtung zur Untersuchung der Intensitätsverteilung eines Lichtflecks vie eines Nebenmaximums eines Beugungsmusters, gekennzeichnet durch

   a) einen Fotodetektor (18) zur Abtastung des Lichtflecks von einer Seite zur anderen zur Erzeugung einer Reihe von Spannungssignalen, deren Spannungsverte eine Funktion der Lichtintensität an aufeinanderfolgenden, im Abstand voneinander^ legenden Inkrementen von einer Seite des Lichtflecks zur anderen sind,

   b) durch eine Vergleichseinrichtung (56),an der die Spannungssignale liegen und die auf vorgegebene Vergleichsspannungen gesetzt ist, vobei die Vergleichsspannungen einen vorgegebenen Vergleichsbereich für die Spannungssignale in Einzelbereiche unterteilen, und

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   c) durch eine von der Vergleichseinrichtung herjgeschaltete Zähleinrichtung (58) zur Erzeugung einer numerischen Zählung derjenigen Spannungssignale, deren Spannungswerte zwischen die Werte von Vergleichsspannungen fallen, die in der Reihe der Vergleichsspannungen benachbart sind, so daß sich zur Anzeige der Amplitudenkurve des Lichts im Lichtfleck eine bereichsweise Zählung der Spannungssignale ergibt.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der eine Reihe von aufeinanderfolgenden Lichtflecken zur Erzeugung aufeinanderfolgender Bereichszählungen in zeitlicher Folge untersucht wird, gekennzeichnet durch einen Speicher (45) zur Speicherung einer Mehrzahl aufeinanderfolgender Bereichszählungen, durch einen an den Speicher (45) angeschlossenen Rechner (46) zur Errechnung eines Mittelwertes der gespeicherten Bereichszählungen, und durch eine Vergleichsschaltung (47), an der der Mittelwert liegt und die diesen mit nachfolgend erzeugten Bereichszählungen vergleicht sowie bei über eine gegebene Toleranzgrenze hinausgehenden Abweichungen einer der nachfolgenden Bereichszählungen vom Mittelwert eine Information abgibt, welche eine Änderung der Amplitudenkurve desjenigen Lichtflecks, der durch die nachfolgende Bereichszählung gekennzeichnet ist, anzeigt.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (56) eine Reihe von einzelnen Vergleichern und eine Reihe von Flipflops (57) aufweist, die an den Ausgängen der einzelnen Vergleicher liegen, und daß die Zähleinrichtung (58) eine Reihe von Zählern, an denen Taktimpulse liegen, und eine vorzugsweise als UND-Gatter ausgebildete Ansteuerschaltung (64) zwischen den Zählern und den Flipflops (57) aufweist, wobei jeder der Vergleicher den zugeordneten Flipflop lediglich dann setzt, wenn das am Vergleicher liegende Spannungssignal das zugeordnete Vergleichs-

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   signal tibersteigt und wobei die Ansteuerschaltung für lediglich denjenigen Zähler auf Durchlaß schaltbar ist, der an denjenigen gesetzten Flipflop angeschlossen ist, welcher dem Vergleicher mit der höchsten Vergleichsspannung zugeordnet ist, und die Ansteuerschaltung für den Zähler sperrbar ist, wenn das anliegende Spannungssignal einen Wert besitzt, der außerhalb des Spannungsbereiches zwischen der Vergleichsspannung des zugeordneten Vergleichers und der Vergleichsspannung des Verstärkers mit der in der Reihe nächsthöheren Vergleichsspannung liegt.
10. 10. Vorrichtung zur Untersuchung der Intensitätsverteilung eines Lichtfleckes wie eines Nebenmaximums eines Beugungsmusters innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne, gekennzeichnet durch

    a) eine durch die Lichtinformation aus dem Lichtfleck beaufschlagbare lineare Fotodetektoranordnung (22),

    b) durch einen Festfrequenz-Taktimpuls-Generator (23) der an die Detektoranordnung (22) angeschlossen ist,

    c) durch einen Detektor-Start-Generator (25) zur Zuführung eines Abtast-Startimpulses zur Detektoranordnung (22) zu einem Zeit punkt innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne zur Anlegung der Taktimpulse an die Detektoranordnung, so daß die Fotodioden der Detektoranordnung von einem Ende zum anderen durch die Taktimpulse zur Erzeugung einer Abtastung der Anordnung ansteuerbar sind, wobei die Detektoranordnung einen zentralen Videoausgang (33, 35) aufweist, dem die aufeinanderfolgenden, die Amplitudenkurve der Lichtintensität des Lichtflecks darstellenden Spannungssignale zuführbar sind,

    d) durch eine Reihe von Vergleichern (56), an denen die aufeinanderfolgenden Spannungssignale liegen und die mit sukzessive ansteigenden Vergleichsspannungen gesetzt sind,

    e) durch eine Reihe von an den Ausgängen der jeweiligen Vergleicher (56) liegenden Flipflops (57), wobei die von der Detektoranordnung (22) aufeinanderfolgend erzeugten Spannung*

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    signale in jedem Vergleicher mit der jeweiligen Vergleichsspannung vergleichbar sind und jeder Vergleicher den zugeordneten Flipflop nur dann setzt, wenn das am Vergleicher anliegende Spannungssignal die jeweilige Vergleichsspannung übersteigt,

    g) durch eine Reihe von Zählern (58), an denen die Festfrequenz-Takt impulse liegen, und

    h) durch eine Reihe von vorzugsweise als UND-Gatter ausgebildete Ansteuerschaltungen (64) zwischen den Flipflops (57) und den Zählern (58), die für lediglich denjenigen Zähler auf Durchlaß schaltbar ist, der dem den Vergleicher mit der höchsten Vergleichsspannung zugeordneten, gesetzten Flipflop nachgeordnet ist, so daß während eines Abtastvorganges die Zählungen in den jeweils beschickten Bereichszählern aufsummierbar sind und das Zählergebnis in jedem Zähler eine bereichsweise Gesamtzählung ergibt, welche die Form der Amplitudenkurve des Lichtflecks anzeigt.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtfleck ein Nebenmaximum erster Ordnung eines Beugungsmusters ist, welches sich beim Durchtritt von kohärentem Licht durch ein zu untersuchendes Material ergibt, daß eine Einrichtung (13, 14) zur aufeinanderfolgenden Beaufschlagung verschiedener Flächenbereiche (A«) des zu untersuchenden Materials zur Abdeckung einer großen Untersuchungsfläche und zur Erzeugung aufeinanderfolgender Nebenmaxima mit dem durchtretenden Lichtbündel vorgesehen ist, wobei jedes der aufeinanderfolgenden Nebenmaxima mittels der mit Fotodioden arbeitenden, linearen Detektoranordnung (22) abtastbar ist, daß die Detektoranordnung (22) eine Einrichtung (37) zur Erzeugung eines Signals für das Ende der Abtastung aufweist, welches den Zählern (58) zur Rückstellung der Zähler zuführbar ist, so daß die Zähler aufeinanderfolgende Bereichszählungen zur Anzeige der Form der Amplitudenkurve der aufeinanderfolgenden Nebenmaxima erzeugen, daß ein an den Ausgängen der

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    Zähler (58) liegender Speicher (45) zur Speicherung aufeinanderfolgender Bereichszählungen vorgesehen ist, der die aufeinanderfolgenden Bereichszählungen einem Rechner (46) zur Errechnung eines Mittelwertes der Bereichszählungen zuführt, und daß eine Vergleichsschaltung (47) vorgesehen ist, an der die Mittelverte liegen und die die Mittelwerte mit nachfolgend erzeugten Bereichszählungen vergleicht sowie bei Abweichungen der später erzeugten Bereichszählungen von den Mittelwerten um einen vorgegebenen Fehlerbetrag ein einen Fehler anzeigendes Entscheidungs-Ausgangssignal liefert.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (39), mit der die Position desjenigen Inkrementes, bei dem das Spannungssignal mit dem höchsten Spannungswert erzeugt wird, zur Erzeugung einer Anzeige der Position des Scheitelwertes der Intensität des Nebenmaximums mit dem Beginn der Folge der Inkremente in Beziehung setzbar ist.
13. 13· Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (37) zur Erzeugung eines Signales für das Ende der Abtastung in der Abtastanordnung (22), durch einen Verzögerungs· zähler (30) zwischen dem Festfrequenz-Taktimpuls-Generator (23) und dem Detektor-Start-Generator (25)» durch eine an den Verzögerungszähler (30) angeschlossene Einrichtung (43)» die zur Änderung der Einstellung des VerzögerungsZählers (30) zur Verzögerung der Erzeugung des Startimpulses für die Abtastung durch den Detektor-Start-Generator (25) nach der Erzeugung des Signales für das Ende der Abtastung auf den Spannungswert des Spannungssignales mit der höchsten Spannung anspricht, so daß die Fotodioden in der Detektoranordnung (22) gemäß der eingestellten Verzögerung an Verzögerungszähler (30) vor dem Start der Abtastung unterschiedlich lange dem Licht des Nebenmaximums ausgesetzt sind und die Höhe der Spannungssignale bei einer nachfolgenden Mutzabtastung der Dioden so einstellbar ist, daß die Spannungssignale den durch die Vergleichsspannungen gegebenen Vergleichsspannungsbereich im

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    wesentlichen ausfüllen.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Zeitspanne zur Untersuchung der Form der Amplitudenkurve des Nebenmaximums weniger als 150 Mikro— Sekunden beträgt.

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