DE3709500A1

DE3709500A1 - Optical web-monitoring device having line (linear-array) cameras with direction illumination

Info

Publication number: DE3709500A1
Application number: DE19873709500
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Weber
Original assignee: Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Current assignee: Rheinmetall DeTec AG
Priority date: 1985-09-24
Filing date: 1987-03-23
Publication date: 1988-10-06

Abstract

A description is given of an optical web-monitoring device for which a reflecting strip is used to implement directional illumination which illuminates the pupil of a camera lens (objective) of a diode line camera with the image of the illuminating pupil. In this way, all the contrast methods can also be used to locate surface defects on moving webs. It is possible to supply simultaneously with one illuminating device a plurality of cameras or one camera with pupil splitting and two diode rows.

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Bahnüberwa chungseinrichtung mit Diodenzeilen-Kameras als Sensor, und zwar speziell deren Beleuchtungs- und Kontrastierungseinrichtungen.The invention relates to an optical web monitoring device with diode line cameras as Sensor, specifically their lighting and Contrast devices.

Von den optischen Eigenschaften des Materials und der Fragestellung der Überwachung muß zwischen zwei Fällen unterschieden werden.From the optical properties of the material and The question of surveillance must be between two cases can be distinguished.

Fall 1 betrifft die Fehlersuche auf stark streuen den Materialien, wie Papier und Textilien. In die sem Falle wird der von der Kamera abgebildete Streifen quer zur Materialbahn von einer oder mehreren Leuchten intensiv beleuchtet, um eine möglichst hohe Beleuchtungsstärke zu erzielen. Diese hohe Beleuchtungsstärke macht den auf die Diodenzeile abzubildenden Materialstreifen zu einem Selbstleuchter, der entsprechend der Licht stärke des Kameraobjektivs die auf der Dioden zeile gewünschte Beleuchtungsstärke erzeugt. Nur wenn diese Beleuchtungsstärke hoch genug ist, kann die Zeile mit einer Frequenz ausgelesen wer den, die für Bahngeschwindigkeiten erforderlich ist, die in der Produktion heute üblich sind. Die Beleuchtungseinrichtungen derartiger Überwa chungssysteme brauchen daher Leuchten mit An schlußwerten bis zu einigen kW je Meter Bahn breite. Case 1 concerns troubleshooting on scattering heavily materials such as paper and textiles. In the case is the one shown by the camera Stripes across the web of one or several lights intensely illuminated to one to achieve the highest possible illuminance. This high illuminance makes that on the Strips of material to be imaged a self-candle holder that matches the light strength of the camera lens on the diodes line desired illuminance generated. Just if this illuminance is high enough the line can be read out with a frequency the one required for web speeds that are common in production today. The lighting devices of such monitoring systems therefore need luminaires with lights final values up to a few kW per meter of track width.

Fall 2 betrifft die Fehlersuche an nicht oder nur sehr schwach streuenden Materialien wie klaren Fo lien, Glasscheiben oder blanken Blechen, aber auch den Nachweis von Löchern, Rissen und Rand positionen an Materialien beliebiger Oberfläche. Die zu diesen Überwachungsaufgaben erforderlichen Beleuchtungseinrichtungen bieten in der Nähe der Materialbahn eine in ihrer Länge auf die Bahnbreite abgestimmte, streifenförmige Lichtquelle oder Se kundärquelle an, vor welcher als Hintergrund in Transmission oder Reflexion der von der Zeilenka mera abgebildete Materialstreifen erscheint. Die Leuchtdichte dieser Lichtquelle bestimmt also die durch das Kameraobjektiv auf der Dioden zeile erzielbare Beleuchtungsstärke. Geeignete Lichtquellen sind wegen ihrer besonders gleich mäßigen Leuchtdichteverteilung die Leuchtstoff röhren (Leuchtdichte etwa 2 stilb). Als Sekundär lichtquellen dienen von ihrer Rückseite her mit Glühlampen beleuchtete Milchglas- oder Mattschei benstreifen (Leuchtdichte bis einige hundert stilb). Eine Sekundärlichtquelle wird umso auf wendiger, je höher die erforderliche Leuchtdichte und je größer die zu überwachende Bahnbreite ist. Hinzu kommt, daß von der Geometrie des Aufbaus her eine Dunkelfeldbeleuchtung nur in Beleuch tungswinkeln senkrecht zum überwachten Bahnstrei fen möglich ist, also auch bei der Fehlererkennung Vorzugsrichtungen in Kauf zu nehmen sind.Case 2 does not or only concerns the troubleshooting very weakly scattering materials such as clear fo lien, glass panes or bare sheets, but also the detection of holes, cracks and edges positions on materials of any surface. The necessary for these monitoring tasks Lighting facilities offer near the Material web one in its length on the web width coordinated, strip-shaped light source or Se source, against which as background in Transmission or reflection of that from the Zeilenka The material strip shown mera appears. The luminance of this light source is determined so through the camera lens on the diodes line achievable illuminance. Suitable Light sources are particularly the same because of them moderate luminance distribution the phosphor tubes (luminance about 2 stilb). As a secondary light sources also serve from the back Lightbulbs lighted frosted glass or matt glass benstreifen (luminance up to a few hundred stilb). A secondary light source is all the more on more agile, the higher the required luminance and the larger the web width to be monitored. Add to that the geometry of the structure a dark field lighting only in lighting angles perpendicular to the monitored web area fen is also possible, i.e. also for error detection Preferred directions are accepted.

Aufgabe der Erfindung ist, für diesen zweiten Fall, also für die Fehlersuche an schwach streuenden Mate rialbahnen sowie zum Nachweis von Löchern, Rissen und Kantenpositionen an beliebigen Materialien eine Beleuchtungs- und Kontrastierungseinrichtung zu reali sieren, bei der die aufgezeigten Eingrenzungen und Mängel vermieden werden.The object of the invention is, in this second case, So for troubleshooting on weakly scattering mate rial tracks and for the detection of holes, cracks and edge positions on any material Illumination and contrast device to reali sieren, in which the limitations and Defects can be avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 der abgebildete Materialstreifen mittels eines streifenförmigen optischen Abbildungselements so beleuchtet, daß die Pupille der Beleuchtungsan ordnung in die Pupille des Beobachtungsobjektivs der Diodenzeilen-Kamera abgebildet wird.To solve this problem, according to claim 1 the material strip shown using a strip-shaped optical imaging element so illuminates that the pupil of the lighting an order in the pupil of the observation lens the diode line camera is imaged.

Man erreicht mit dieser Beleuchtungseinrichtung, wenn die Pupille des Beobachtungsobjektivs vom Bild der Beleuchtungspupille ganz ausgefüllt und diese wiederum, wie weiter unten erläutert, ganz vom Bild der Lichtquelle gefüllt ist, daß das Objekt für die Kamera so hell erscheint, als hätte es die Leuchtdichte der Lichtquelle. Im Falle einer Halogenglühlampe erreicht man so bis 2000 stilb, im Falle einer Xenon-Hochdrucklampe bis 20.000 stilb effektive Objektleuchtdichte, also wenigstens eine und bis zu zwei Größenordnungen mehr als mit den hellsten herkömmlichen Beleuchtungssystemen.With this lighting device, when the pupil of the observation lens from the picture the illumination pupil completely filled and this again, as explained below, entirely from Image of the light source is filled that the object appears so bright to the camera as if it had the luminance of the light source. In case of a Halogen incandescent lamp can be reached up to 2000 in the case of a xenon high-pressure lamp up to 20,000 stilb effective object luminance, i.e. at least one and up to two orders of magnitude more than with brightest conventional lighting systems.

In der speziellen Ausführungsform nach Anspruch 2 wird als einziges Element für die Blendenabbildung ein streifenförmiger sphärischer Hohlspiegel einge setzt, der gerade für Abbildungsmaßstäbe im Maßstab von etwa 1:1 völlig ohne jeden Abbildungsfehler ist. Das bedeutet, daß das fehlerfreie Bild der Be leuchtungsblende in der Pupille des Kameraobjektivs z.B. für Dunkelfeldbeobachtung von einer in den Abmessungen nur geringfügig grö ßeren komplementären Blende nach Anspruch 3 voll abgedeckt wird. Schon kleine Ablenkungen des Be leuchtungsbündels durch Unregelmäßigkeiten im Objekt werden also auf der Diodenzeile zu Aufhel lungen führen, die als Fehlersignale registriert werden können. Im Vergleich zu den bisherigen An ordnungen ist nicht nur die Empfindlichkeit erheb lich gesteigert, sondern auch jede Vorzugsrichtung vermieden.In the special embodiment according to claim 2 is the only element for the aperture picture a strip-shaped spherical concave mirror is inserted sets, especially for scale of illustration of about 1: 1 completely without any aberrations is. This means that the flawless image of the Be light aperture in the pupil of the camera lens e.g. For Dark field observation of a size that is only slightly larger ßeren complementary aperture according to claim 3 fully is covered. Even small distractions of the Be light bundle due to irregularities in the Object are therefore on the diode row to Aufhel lungs, which are registered as error signals can be. Compared to the previous An order is not only sensitive increased, but also every preferred direction avoided.

Allgemein lassen sich in Verbindung mit der ge richteten Beleuchtung durch geeignete Blendenkom binationen alle optischen Kontrastierungsverfah ren realisieren, die zur Ermittlung von Fehlern auf Materialbahnen in Reflexion oder Transmission hilfreich sind.In general, in connection with the ge directed lighting by suitable aperture comm all optical contrasting processes Realize that for the determination of errors on material webs in reflection or transmission are helpful.

Wenn es zur Unterscheidung von Fehlern zweckmäßig ist, können auch zwei Zeilenkameras simultan mit der gleichen Beleuchtungseinrichtung betrieben wer den: eine Kamera in Transmission meldet in Hellfeld Löcher in einer undurchsichtigen Folie, während die andere Kamera in Reflexion in Dunkelfeld Ausbeulun gen, Falten oder Pocken meldet. Sollen geometrische Strukturen auf den Materialbahnen erfasst werden, so ist es oft erforderlich, die gerichtete Beleuch tung und zugehörige Kamera gemäß Anspruch 4 tele zentrisch auszuführen. Diese telezentrisch beleuch tende und beobachtende Bahnüberwachungseinrichtung erfasst auch bei kleinen, durch Unebenheiten hervor gerufenen Defokussierungen noch fehlerfrei die Ab messungen der zu überwachenden Struktur. Auch hier sind alle Kontrastierungen realisierbar.If it is useful to distinguish errors , two line scan cameras can also be used simultaneously the same lighting device operated den: a camera in transmission reports in bright field Holes in an opaque film while the bulging other camera in reflection in dark field conditions, wrinkles or smallpox. Should be geometric Structures on the material webs are recorded, so it is often necessary to illuminate the directional device and associated camera according to claim 4 tele run centrically. Illuminate this telecentrically Tending and observing web monitoring device detected even with small, by bumps called defocusing still flawlessly the Ab measurements of the structure to be monitored. Here too all contrasting can be realized.

Eine Erweiterung der Möglichkeiten der bisher be schriebenen Einrichtungen erreicht man gemäß An spruch 5 bis 8 dadurch, daß man die Kamera mit Pu pillenteilung versieht, jede Pupillenhälfte exakt den gleichen Streifen der Materialbahn auf je eine Diodenzeile abbilden läßt und auf die beiden Pupil lenhälften mit einer und derselben Beleuchtungsein richtung zwei Beleuchtungspupillen abbildet.An expansion of the possibilities of the be written facilities can be reached in accordance with An say 5 to 8 in that the camera with Pu Pill division provides, each pupil half exactly the same strip of material on one Diode row can be mapped and onto the two pupils halves with one and the same lighting direction shows two illumination pupils.

Bei einem solchen System mit gerichteter Beleuchtung und Doppelkamera mit Pupillenteilung wird zweckmäßig dafür gesorgt, daß beide Diodenzeilen synchron aus gelesen werden, so daß zu jedem Objektpunkt simultan zwei Informationen gewonnen werden. Je nach Anforde rung wählt man zu diesem Ziel für die beiden Pupil lenhälften zwei sich ergänzende Kontrastierungsver fahren aus.In such a system with directional lighting and double camera with pupil division becomes useful made sure that both diode rows out of sync be read so that for each object point simultaneously two pieces of information are obtained. Depending on the requirement One chooses for this goal for the two pupils two halves of the complementary contrast drive out.

Natürlich kann auch von einer Beleuchtungspupille ausgehend über einen Teilerspiegel ein Paar von kon gruent ausgerichteten Zeilenkameras verwendet werden, wenn z.B. nur Hellfeld- und innere Dunkelfeld-Kon trastierung realisiert werden soll, die beide die gleiche Beleuchtungsblende erfordern. Auch zwei un mittelbar benachbarte Zeilenkameras, die auf die gleiche Linie auf der Materialbahn ausgerichtet sind, können durch eine gemeinsame Beleuchtungseinrichtung versorgt werden, wenn zwei Beleuchtungspupillen mit entsprechendem Abstand vorgesehen werden.Of course, also from an illumination pupil starting from a divider mirror, a pair of con well aligned line scan cameras are used if e.g. only brightfield and inner darkfield cones trastierung should be realized, both the require the same lighting panel. Also two and indirectly adjacent line cameras that point to the the same line is aligned on the material web, can by a common lighting device be supplied if two illumination pupils with appropriate distance can be provided.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfin dung in Figuren dargestellt und beschrieben. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below tion shown and described in figures. Show it:

Fig. 1 Zeilenkameras mit gerichteter Beleuchtung, eine Anordnung nach der Anmeldung P 35 34 019-52. Fig. 1 line cameras with directional lighting, an arrangement according to the application P 35 34 019-52.

Fig. 2 Blendenkonfigurationen für Kontrastierungs verfahren mit einer Zeilenkamera mit gerichte ter Beleuchtung, wobei BP Beleuchtungspupille und OP Objektivpupille bedeutet. Fig. 2 aperture configurations for contrasting method with a line camera with directional lighting, where BP means lighting pupil and OP lens pupil.

Fig. 3 Zeilenkamera mit gerichteter, telezentrischer Beleuchtung und telezentrisch abbildender Zeilenkamera. Fig. 3 line camera with directional, telecentric lighting and telecentric imaging line camera.

Fig. 4 Zeilenkamera mit geteilter Pupille und zwei kongruenten Diodenzeilen mit gerichteter Be leuchtung mit entsprechend geteilter Be leuchtungspupille. Fig. 4 line camera with a divided pupil and two congruent diode rows with directional lighting with a correspondingly divided lighting pupil.

Fig. 5 Blendenkonfigurationen für Kontrastierungsver fahren zu einer Kamera mit geteilter Pupille und zwei kongruenten Diodenzeilen mit ge richteter Beleuchtung mit entsprechend ge teilter Pupille. Fig. 5 aperture configurations for a contrasting method for a camera with a divided pupil and two congruent diode rows with ge directed lighting with a correspondingly divided pupil.

In Fig. 1 ist eine konvergente, gerichtete Beleuch tungsanordnung für Zeilenkameras dargestellt, wie sie im Hauptpatent beschrieben ist. Die Lichtquelle 12 beleuchtet über den Kollektor-Spiegelstreifen 19 die Blende 20, welche die Beleuchtungspupille 16 bildet. Diese Beleuchtungspupille liegt im Krümmungsmittel punkt des Hohlspiegelstreifens 14, wird also von diesem im Maßstab 1 : 1 über den planen Umlenkspie gelstreifen 31 und die Oberfläche der Materialbahn 11 in Transmission in die Pupille des Kameraobjektivs 18* der Zeilenkamera für Kontrolle in Transmission und in Reflexion an der Oberfläche 11 in die Pupille des Kameraobjektivs 18 der Zeilenkamera für Kon trolle in Reflexion abgebildet. Die Kameraobjek tive wiederum bilden den beleuchteten Material streifen 13 jeweils auf die Diodenzeile 17* bzw. 17 ab. Nur der sehr schmale Teil des beleuchteten Materialstreifens, dessen Bild von den Dioden der Zeile aufgenommen wird, trägt nach photoelektrischer Umwandlung und Auslesen der elektrischen Signale zu Informationen über die Oberfläche längs dieses schmalen, quasi linienförmigen Bereichs innerhalb des beleuchteten Streifens 13 bei.In Fig. 1, a convergent, directional lighting arrangement for line scan cameras is shown, as described in the main patent. The light source 12 illuminates the diaphragm 20 , which forms the illumination pupil 16 , via the collector mirror strip 19 . This illumination pupil lies in the center of curvature of the concave mirror strip 14 , so it is from this on a scale of 1: 1 over the plane deflecting mirror strip 31 and the surface of the material web 11 in transmission into the pupil of the camera lens 18 * of the line camera for control in transmission and reflection the surface 11 imaged in the pupil of the camera lens 18 of the line camera for control in reflection. The camera lenses in turn form the illuminated material strips 13 on the diode array 17 * and 17 respectively. Only the very narrow part of the illuminated material strip, the image of which is picked up by the diodes of the line, contributes to information about the surface along this narrow, quasi-linear region within the illuminated strip 13 after photoelectric conversion and reading of the electrical signals.

Durch die exakte Abbildung der Beleuchtungspupille 16 in die Pupille des Kameraobjektivs 18, 18* ist es möglich, eine Reihe von Kontrastierungsverfahren zu verwirklichen, indem in beiden Pupillen geeignete, aufeinander abgestimmte Blenden eingesetzt werden. Eine Reihe solcher Blendenkonfigurationen ist in Fig. 2 dargestellt, in der in der oberen Reihe die in der Beleuchtungspupille 16 angeordnete Blende und in der unteren Reihe die dazu in der Objektiv pupille 18 angeordnete Blende wiedergegeben ist.The exact mapping of the illumination pupil 16 into the pupil of the camera lens 18 , 18 * makes it possible to implement a number of contrasting methods by using suitable, coordinated diaphragms in both pupils. A series of such aperture configurations is shown in FIG. 2, in which the aperture arranged in the illumination pupil 16 is shown in the upper row and the aperture arranged in the objective pupil 18 in the lower row.

Im einzelnen ergibt die Konfiguration
Nr. 1 Hellfeld (Das Bild der Beleuchtungsblende liegt in der Beobachtungsblende.),
Nr. 2 Hellfeld "Überleuchtet" (Ist die Beleuchtungsblende deutlich größer als die Beobachtungsblende, so werden auch Objektpartien, die örtlich etwas geneigt sind, noch mit der gleichen Helligkeit wiedergegeben.),
Nr. 3 Inneres Dunkelfeld (Das Bild der Beleuchtungsblende wird durch eine Zentralblende im Beobachtungsobjektiv abgedeckt. Nur strahlablenkende Fehlstellen erscheinen hell.),
Nr. 4 Äußeres Dunkelfeld (Die Beleuchtungsblende ist ringförmig, der Innendurchmesser des Rings ist wenig größer als die eingestellte Objektivblende. Vorteil gegenüber Nr. 3: kein Eingriff in das Kameraobjektiv, Empfindlichkeit kann einfach durch Verstellen der Objektiv-Irisblende ge wählt werden.),
Nr. 5 Schlierenanordnung A (Die Beleuchtungsblende ist ein Spalt, er wird auf einen komplementären, undurchlässigen Streifen in der Objektivpupille abgebildet. Schlieren mit Gradienten senkrecht zur Spaltlängsrichtung werden erfaßt. Mögliche Erweiterung: Lichtschwächende Übergangsstreifen erlauben Aussagen über Ablenkwinkel.), und
Nr. 6 Schlierenanordnung B (Als Beleuchtungsblende wird ein Gitter mit undurchlässigen Stegen auf ein komplementä res Gitter in der Objektivpupille abgebildet, das etwas schmalere Durchlaßstreifen hat. Hier werden schon geringe Gradienten sicht bar gemacht, dafür ist der angezeigte Ab lenkbereich kleiner.).The configuration results in detail
No. 1 bright field (the image of the lighting diaphragm lies in the observation diaphragm.),
No. 2 bright field "over-illuminated" (If the illumination diaphragm is significantly larger than the observation diaphragm, parts of the object that are slightly inclined locally are also reproduced with the same brightness.),
No. 3 inner dark field (the image of the lighting diaphragm is covered by a central diaphragm in the observation lens. Only beam-deflecting defects appear bright.),
No. 4 outer dark field (the lighting diaphragm is ring-shaped, the inner diameter of the ring is slightly larger than the set lens diaphragm. Advantage over No. 3: no intervention in the camera lens, sensitivity can be selected simply by adjusting the lens iris diaphragm.),
No. 5 streak arrangement A (the illumination diaphragm is a slit, it is imaged on a complementary, opaque strip in the objective pupil. Streaks with gradients perpendicular to the longitudinal direction of the slit are recorded. Possible extension: light-weakening transition strips allow statements about the deflection angle.)
No. 6 Schlierenanrangement B (As a lighting diaphragm, a grating with impervious webs is imaged on a complementary grating in the objective pupil, which has slightly narrower passage strips. Here, even slight gradients are made visible, but the deflection area shown is smaller.).

Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung einer Zeilenka mera mit gerichteter Beleuchtung ist sowohl auf der Beleuchtungsseite als auch auf der Beobachtungsseite telezentrisch. Das wird dadurch erreicht, dass die Beleuchtungspupille 16 in der Brennebene des Hohl spiegelstreifens 14′ liegt, die Beleuchtungsstrah len treffen also auf die Materialoberfläche 11 in dem beleuchteten Streifen 13 über die ganze Länge im gleichen Winkel auf. Auf der Beobachtungsseite ist die Pupille des Kameraobjektivs 18 in der Brennebene des Hohlspiegelstreifens 15 angeordnet, so daß die Abbildungsstrahlenbündel ebenfalls tele zentrisch sind. Als Beispiel der Kontrastierungs art ist inneres Dunkelfeld gewählt, was an der zen tralen Blende 35 zu erkennen ist. Eine weitere Be sonderheit ist hier die Ausleuchtung der Beleuch tungspupille 16 mit ihrer Blende 20: Als Beispiel ist hier eine Lichtquelle 12′ mit langer, schma ler Wendel gewählt, die von einer Feldlinse 21 über den Hohlspiegelstreifen 14′ und den Umlenk planspiegelstreifen 32 vergrößert in die Material oberfläche 11 abgebildet wird. Sie bildet dort, ggf. mit geeigneten Streumitteln verwischt, den Beleuchtungsstreifen 13, der dann wiederum über Hohlspiegelstreifen 15, Umlenkspiegelstreifen 33 vom Kameraobjektiv auf die Diodenzeile 17 abgebil det wird. Diese Anordnung der Beleuchtung mit Abbildung der Lichtquelle in die Materialober fläche ist besonders vorteilhaft, wenn die Licht quelle stabförmig ist und keine Struktur hat, also beispielsweise durch eine in einer Kapillare bren nende Gasentladung gebildet wird.The arrangement of a Zeilenka mera with directional illumination shown in FIG. 3 is telecentric both on the illumination side and on the observation side. This is achieved in that the illuminating pupil 16 lies in the focal plane of the hollow mirror strip 14 ', the illuminating beams thus hit the material surface 11 in the illuminated strip 13 over the entire length at the same angle. On the observation side, the pupil of the camera lens 18 is arranged in the focal plane of the concave mirror strip 15 , so that the imaging beams are also tele-centric. An inner dark field is selected as an example of the type of contrast, which can be seen from the central aperture 35 . Another special feature is the illumination of the pupil 16 with its aperture 20 : as an example, a light source 12 ' with a long, narrow coil is selected, which is enlarged by a field lens 21 via the concave mirror strips 14 ' and the deflecting mirror strip 32 the material surface 11 is imaged. It forms there, optionally blurred with suitable scattering means, the lighting strip 13 , which is then reproduced via concave mirror strips 15 , deflecting mirror strips 33 from the camera lens onto the diode array 17 . This arrangement of the lighting with image of the light source in the material surface is particularly advantageous if the light source is rod-shaped and has no structure, that is to say, for example, is formed by a gas discharge burning in a capillary.

Die in Fig. 4 dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten dadurch, daß hier die Beleuchtungspupille in zwei Hälften 16′ und 16 ′′ aufgeteilt ist, denen im Kameraobjektiv zwei Pupillenhälften 18′ und 18′′ zugeordnet sind. Unmittelbar hinter dem Kameraobjektiv ist der Ab lenkspiegel 40 bis zur optischen Achse eingeschoben. Er teilt so entsprechend den beiden Pupillenhälften den Abbildungsstrahlengang auf die beiden Dioden zeilen 17′ und 17′′ auf und ist so justiert, daß auf beiden Zeilen kongruente Bilder der gleichen Objektive im Beleuchtungsstreifen entstehen. Die n.Diode von Zeile 17′ empfängt also ein Bild der gleichen Stelle der Oberfläche 11 wie die n.Diode der Zeile 17′′.The arrangement shown in Fig. 4 differs from that shown in Fig. 1 in that here the illumination pupil is divided into two halves 16 'and 16 '', which are assigned two pupil halves 18 ' and 18 '' in the camera lens. Immediately behind the camera lens from the steering mirror 40 is inserted up to the optical axis. It divides the imaging beam path onto the two diode lines 17 'and 17 ''according to the two pupil halves and is adjusted so that congruent images of the same lenses are created in the lighting strip on both lines. The n.Diode from line 17 'thus receives an image of the same location on the surface 11 as the n.Diode of line 17 ''.

Wählt man nun für die beiden Pupillenhälften ver schiedene Kontrastierungsverfahren, so erhält man zu jedem Objektpunkt zwei entsprechende Informa tionen.Now choose ver for the two pupil halves different contrasting methods, so you get two corresponding pieces of information for each object point ions.

In Fig. 5 ist eine Auswahl von Blendenkonfigura tionen für Kontrastierungsverfahren zu Kameras mit geteilter Pupille dargestellt. In der oberen Zeile sind die Beleuchtungsblendenpaare und in der unteren Zeile die zugeordneten Beobachtungs blendenpaare gezeigt. Folgende Konfigurationen sind zweckmäßig:
Nr. 1 Hellfeld und inneres Dunkelfeld.
In Reflexion erscheinen im Hellfeld Flecken dunkler, Löcher schwarz und im Dunkelfeld Kratzer und andere Unebenheiten hell.
Nr. 2 Schlieren, in Richtung aufgeteilt.
Auch hier ist durch Graubereiche zu beiden Seiten der Balkenblenden in den Beobach tungsaperturhälften eine gestufte Informa tion über den Ablenkwinkel möglich.
Nr. 3 Farbverschiebungen.
Mit geeigneten Farbfiltern F 1, F 2, vor den Pupillenhälften können Farbverschiebun gen am laufenden Gut festgestellt werden. In Fig. 5 is a selection of Blendenkonfigura functions illustrated with divided pupil for contrasting to cameras. The top row shows the pairs of lighting panels and the bottom row shows the associated pairs of viewing panels. The following configurations are useful:
No. 1 brightfield and inner darkfield.
In reflection, spots appear darker in the bright field, holes appear black, and scratches and other bumps appear bright in the dark field.
No. 2 streaks, divided in the direction.
Here, too, gray areas on both sides of the bar diaphragms in the observation aperture halves provide stepped information about the deflection angle.
No. 3 color shifts.
With suitable color filters F 1 , F 2 , in front of the pupil halves, color shifts can be determined on the running good.

Auch Schwingungsrichtungsänderungen von polarisiertem Licht oder Änderungen von Fluoreszenzhelligkeiten kön nen registriert werden.Also changes in vibration direction from polarized Light or changes in fluorescence brightness can be registered.

Claims

Optical path monitoring device with a diode line camera, through which said web is imaged onto a linear array of photodiodes (17) extending transversely to the material web (11) strip (13), the perio disch queried into electrical signal sequences converted brightness information along the imaged material strip provides , characterized in that the material strip shown is illuminated by means of a stripe-shaped optical imaging element ( 14 ) so that the pupil of the lighting arrangement ( 16 ) is imaged in the pupil of the observation lens ( 18 ) of the diode array camera.

2. Device according to claim 1, characterized in that the imaging of the lighting pupil ( 16 ) in the pupil of the observation objective lens ( 18 ) with a strip-shaped spherical concave mirror ( 14 ) in conjunction with a flat deflecting mirror ( 31 ) approximately on the image scale 1: 1 is done.

3. Device according to claim 1, characterized in that by means of suitable apertures in the lighting pupil ( 16 ) and the pupil of the observation objective ( 18 ), the contrasting method bright field, inner dark field, outer dark field, streaks and phase contrast can be realized.

4. Optical web monitoring device with diode line camera, characterized in that the material strip shown by means of two strip-shaped optical Abbildele elements ( 14 ', 15 ) via deflecting mirror ( 32 , 33 ) is illuminated so that the illumination pupil ( 16 ) in the pupil of the observation lens is imaged (18) and the illumination beam path at the location of the illuminated strip of material telecentric, said second streifenför-shaped optical imaging element (15) is arranged in the distance of its focal length from the pupil of the observation lens (18), so that the observation beam path telecentric is.

5. Optical web monitoring device with a diode line camera, which with one half of the objective pupil ( 18, 18 ' ) each one and the same strip ( 13 ) of the material web ( 11 ) each on a linear arrangement of diodes ( 17 , 17 '), thereby characterized in that the material strip shown Ma ( 13 ) is illuminated by means of a strip-shaped concave mirror ( 14 ) in such a way that one pupil half of the lighting arrangement ( 16 , 16 ') is depicted in one pupil half of the observation object ( 18 , 18 ').

6. Device according to claim 5, characterized in that by means of suitable apertures in the illumination pupil halves ( 16 , 16 ') and the pu ple halves of the observation lens ( 18 , 18 '), two different contrasting methods can be realized.

7. Device according to claim 5 and 6, characterized in that the pupil of the observation lens ( 18 ) Be divided by a prism wedge covering half of the pupil.

8. Device according to claim 5 and 6, characterized in that the pupil of the observation lens by a directly behind the lens arranged up to the optical axis rule deflecting mirror ( 40 ) is divided GE.

9. Optical web monitoring device with two diodes arranged directly next to one another, through which one and the same strip ( 13 ) of the material web ( 11 ) is depicted on a diode line, characterized in that the material strip shown by means of a strip-shaped spherical concave mirror ( 19 ) is illuminated in such a way that a pair of pupils of the lighting arrangement ( 16 , 16 A ), which is matched to the pair of pupils of the observation objective ( 18 , 18 A ), is imaged in the latter.