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DE102005013614A1 - Optical measuring device e.g. for shapes of objects and surfaces, has camera, objective, diffuser, and two light sources with diffuser is nontransparent and light sources are placed inside diffuser for illuminating inside of it - Google Patents

Optical measuring device e.g. for shapes of objects and surfaces, has camera, objective, diffuser, and two light sources with diffuser is nontransparent and light sources are placed inside diffuser for illuminating inside of it Download PDF

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Publication number
DE102005013614A1
DE102005013614A1 DE200510013614 DE102005013614A DE102005013614A1 DE 102005013614 A1 DE102005013614 A1 DE 102005013614A1 DE 200510013614 DE200510013614 DE 200510013614 DE 102005013614 A DE102005013614 A DE 102005013614A DE 102005013614 A1 DE102005013614 A1 DE 102005013614A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light sources
scattering body
diffuser
camera
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE200510013614
Other languages
German (de)
Inventor
Christoph Wagner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OBE Ohnmacht and Baumgartner GmbH and Co KG
Original Assignee
OBE Ohnmacht and Baumgartner GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OBE Ohnmacht and Baumgartner GmbH and Co KG filed Critical OBE Ohnmacht and Baumgartner GmbH and Co KG
Priority to DE200510013614 priority Critical patent/DE102005013614A1/en
Priority to EP06723667.9A priority patent/EP1864081B1/en
Priority to US11/886,196 priority patent/US7808644B2/en
Priority to PCT/EP2006/002678 priority patent/WO2006100077A1/en
Priority to CN2006800095749A priority patent/CN101147042B/en
Publication of DE102005013614A1 publication Critical patent/DE102005013614A1/en
Priority to HK08106490.4A priority patent/HK1116245A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

The device has a camera, an objective, a diffuser, and two light sources. The diffuser is nontransparent and the light sources are placed inside the diffuser for illuminating the inside of it. Either only two light sources are used, which are situated opposite one another on an imaginary diameter line, or the light sources are placed at the corners of an equilateral triangle or of a cross.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur optischen Formerfassung und/oder Beurteilung von Gegenständen und Oberflächen. Die meisten Verfahren und Vorrichtungen zur optischen Formerfassung und/oder Beurteilung von Gegenständen und Oberflächen lassen sich in zwei Kategorien einteilen:

  • • Vorrichtungen der Bildverarbeitung, insbesondere der industriellen Bildverarbeitung. Diese Verfahren zeichnen sich dadurch aus, dass innerhalb kürzester Zeit ein oder mehrere Bilder des Gegenstandes aufgenommen werden und dieses anschließend automatisch durch eine elektronische Recheneinheit beurteilt und geprüft wird. Hierfür sind Zeiten von Bruchteilen einer Sekunde für Bildaufnahme inklusive Beurteilung üblich. Die Vermessung von zweidimensionalen (2D) Merkmalen in der Bildebene wie Längen, Winkel, Flächen etc. sind Stand der Technik. Die Vermessung und Prüfung dreidimensionaler Merkmale bereitet Schwierigkeiten, da die aufgenommenen Bilder die dritte Dimension senkrecht zur Bildebene nur unzureichend wiedergeben.
  • • Demgegenüber sind Vorrichtungen der optischen 3D-Messtechnik darauf spezialisiert, neben den Merkmalen in der Bildebene auch Merkmale der dritten Dimension senkrecht zur Bildebene zu vermessen. Nachteilig ist dabei, dass diese Verfahren sehr viel mehr Zeit in Anspruch nehmen als die der Bildverarbeitung. Hier sind Zeiten von einer bis zu mehreren Sekunden und Minuten üblich. Auch eine automatische Bewertung der Messergebnisse ist in vielen Fällen nicht üblich.
The invention relates to a device for optical shape detection and / or assessment of objects and surfaces. Most methods and devices for optical shape detection and / or assessment of objects and surfaces fall into two categories:
  • • Image processing devices, in particular industrial image processing. These methods are characterized in that within a very short time one or more images of the object are taken and this is then automatically assessed and checked by an electronic processing unit. For this, times of fractions of a second are common for image acquisition and evaluation. The measurement of two-dimensional (2D) features in the image plane such as lengths, angles, surfaces, etc. are state of the art. The measurement and testing of three-dimensional features presents difficulties because the recorded images only insufficiently reproduce the third dimension perpendicular to the image plane.
  • On the other hand, devices of optical 3D metrology specialize in measuring not only the features in the image plane but also features of the third dimension perpendicular to the image plane. The disadvantage here is that these methods take much more time than the image processing. Times of one to several seconds and minutes are common here. An automatic evaluation of the measurement results is not common in many cases.

Ziel ist es, die Vorteile beider Kategorien zu vereinigen und die Nachteile zu eliminieren. Damit können sowohl zweidimensionale als auch dreidimensionale Merkmale innerhalb kürzester Zeit geprüft, vermessen und automatisch beurteilt werden. Damit wird eine Brücke geschlagen zwischen den Bereichen der Bildverarbeitung und der optischen 3D-Messtechnik.aim is to combine the advantages of both categories and the disadvantages to eliminate. With that you can both two-dimensional and three-dimensional features within short Time checked, measured and assessed automatically. This will be a bridge between the areas of image processing and 3D optical metrology.

Hierbei werden insbesondere glänzende Gegenstände und Oberflächen aus Metall, Kunststoff etc. berücksichtigt, die sehr häufig im technischen Bereich zu finden sind. Diese Oberflächen bereiten sowohl in der Bildverarbeitung als auch in der optischen 3D-Messtechnik große Schwierigkeiten aufgrund von gerichteter Lichtreflexion. Genauso sind aber auch diffus streuende Gegenstände berücksichtigt, die im allgemeinen keine Schwierigkeiten bereiten.in this connection are especially shiny objects and surfaces made of metal, plastic, etc., the very common can be found in the technical area. These surfaces prepare both in the image processing as well as in the optical 3D metrology great difficulties due to directed light reflection. But they are the same diffuse scattering objects considered, which in general do not cause any difficulties.

Die Prüfung und/oder Vermessung von 2D- und/oder 3D-Merkmalen sowie optional eine automatische Bewertung kann gemäß dem in WO 2004/051186 beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. Bei diesem Verfahren, das als photometrische Deflektometrie bezeichnet wird, werden ein photometrisches Stereoverfahren, ein deflektometrisches Verfahren und ein Streukörper (S) so kombiniert, dass die Orte auf der Streukörperoberfläche flächig codiert werden.The exam and / or measurement of 2D and / or 3D features as well as optional An automatic evaluation can be carried out according to the method described in WO 2004/051186 Procedures are performed. In this method, called photometric deflectometry Become a photometric stereo method, be a deflectometric Method and a scattering body (S) combined so that the locations on the scattering body surface are encoded surface.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses bekannte Verfahrens ist beispielsweise wie folgt aufgebaut. Eine Kamera K mit einem Objektiv Obj ist auf den Gegenstand G ausgerichtet. Der Gegenstand wird beleuchtet von einem Streukörper S, der seinerseits von mindestens einer, vorzugsweise mehreren, getrennt schaltbaren Lichtquellen oder Gruppen von Lichtquellen 1, 2, 3, ... beleuchtet wird (1).An apparatus for carrying out this known method is constructed, for example, as follows. A camera K with a lens Obj is aligned with the object G. The object is illuminated by a scattering body S, which in turn comprises at least one, preferably a plurality of, separately switchable light sources or groups of light sources 1 . 2 . 3 , ... is illuminated ( 1 ).

In 1 sind drei Lichtquellen 1, 2 und 3 dargestellt. Diese liegen vorzugsweise in einer Ebene, die senkrecht zur Bildebene von 1 verläuft. Sie liegen aber nicht alle in der Bildebene von 1. Beispielsweise ist die mittlere, die Lichtquelle 3, nach hinten aus der Bildebene von 3 versetzt.In 1 are three light sources 1 . 2 and 3 shown. These are preferably in a plane perpendicular to the image plane of 1 runs. But they are not all in the picture plane of 1 , For example, the middle one is the light source 3 , backwards out of the picture plane of 3 added.

Bei der Realisierung einer solchen Vorrichtung tauchen für den Fachmann eine Reihe von Fragen auf:

  • 1. An welchem Ort sind die Lichtquellen 1, 2, 3... zu platzieren, damit die bestmöglichen Mess- und Prüfergebnisse erreicht werden?
  • 2. Wie ist eine helle Ausleuchtung des Gegenstandes zu erreichen?
  • 3. Ist es vorteilhaft, den Strahl der Lichtquelle durch eine Optik auf den Gegenstand zu bündeln?
  • 4. An welchem Ort ist die Kamera K günstig zu platzieren?
  • 5. Welche Abmessungen der Sichtöffnung im Streukörper S sind vorteilhaft?
  • 6. Aus welchem Material lässt sich der Streukörper vorteilhaft fertigen und wie muss seine Oberfläche beschaffen sein?
  • 7. Wie kann man Verschmutzung und mechanische Beschädigungen des Streukörpers und damit schlechte Ergebnisse vermeiden?
In the realization of such a device, a number of questions arise for the person skilled in the art:
  • 1. Where are the light sources? 1 . 2 . 3 ... to be placed so that the best possible measurement and test results are achieved?
  • 2. How is a bright illumination of the object achieved?
  • 3. Is it advantageous to focus the beam of the light source on the object by optics?
  • 4. At what place is the camera K cheap to place?
  • 5. Which dimensions of the viewing opening in the diffuser S are advantageous?
  • 6. From which material can the litter be produced in an advantageous manner and how must its surface be?
  • 7. How can you avoid contamination and mechanical damage of the diffuser and thus poor results?

Die besondere Schwierigkeit besteht darin, eine technische Lösung zu finden, die allen Fragestellungen gleichermaßen gerecht wird.The particular difficulty is to provide a technical solution find that meets all questions equally.

Dies ist insbesondere deshalb schwierig, weil zur Lösung der Fragen gegensätzliche Maßnahmen nötig sind.This This is especially difficult because the answers to the questions are conflicting activities are necessary.

Legt man beispielsweise besonderen Wert auf Fragestellung 1, dann sind die Lichtquellen in ausreichendem Abstand vom Streukörper zu platzieren (2). Damit ergibt sich von jedem Punkt der Lichtquelle annähernd derselbe Abstand zum Streukörper und eine nahezu parallele Beleuchtung. Für diesen Fall liegen nach dem in WO 2004/051186 beschriebenen Verfahren rechnerisch gut beherrschbare Verhältnisse vor, denn sowohl Richtung als auch Abstand der Lichtquelle können als konstant angesehen werden. Dies ist besonders wichtig, da die flächige Kodierung der Streukörperoberfläche aus dem Zusammenspiel der Streukörperneigung und der Beleuchtungsrichtung entsteht. Senkrechter Einfall der Beleuchtung auf das jeweilige Flächenstück des Streukörpers bewirkt eine Kodierung mit großer Helligkeit, streifender Einfall mit minimaler Helligkeit. Von großer Bedeutung ist auch, aus welcher Richtung die Lichtquellen den Streukörper beleuchten. Liegen diese Richtungen nahe beieinander, so sind die Unterschiede bei der Kodierung gering (geringe Empfindlichkeit der Messvorrichtung gegenüber der zu messenden Neigung), liegen sie weit auseinander sind sie groß (hohe Empfindlichkeit). Die Vorrichtung spricht dann sehr gut bereits auf geringe Variationen der lokalen Gegenstandsneigung an. Allerdings können dann große Bereiche des Streukörpers gar nicht ausgeleuchtet werden.If, for example, one attaches particular importance to research question 1, then the light sources are to be placed at a sufficient distance from the scattering body ( 2 ). This results from every point of Light source approximately the same distance to the diffuser and a nearly parallel illumination. For this case, according to the method described in WO 2004/051186, computationally well-controllable conditions are present, since both the direction and the distance of the light source can be regarded as constant. This is particularly important since the surface coding of the scattering body surface arises from the interplay of the scattering element inclination and the direction of illumination. Vertical incidence of the illumination on the respective surface piece of the diffuser causes a coding with high brightness, grazing incidence with minimal brightness. Of great importance is also from which direction the light sources illuminate the scattering body. If these directions are close to each other, the differences in coding are small (low sensitivity of the measuring device to the slope to be measured), they are far apart they are large (high sensitivity). The device then responds very well to slight variations in local object tilt. However, then large areas of the scatterer can not be illuminated.

Für Fragestellung 2 wirkt sich ein großer Abstand der Lichtquellen dagegen negativ aus. Bei einer Verdopplung des Abstandes muss man damit rechnen, dass sich die Beleuchtungsstärke des Streukörpers und damit des Gegenstandes um den Faktor 4 reduziert.For question 2 affects a big one Distance of the light sources, however, negative. When doubling Of the distance one must expect that the illuminance of the scattering body and thus the object is reduced by a factor of 4.

Dies führt zu der Frage 3, ob sich das Licht vorteilhaft bündeln lässt. Die Beleuchtungsstärke lässt sich dann auch bei größeren Abständen aufrechterhalten. Dagegen spricht wiederum, dass die zur Bündelung erforderlichen optischen Einrichtungen und Reflektoren meist keine so gleichmäßige Ausleuchtung ermöglichen, wie es ohne sie möglich ist.This leads to Question 3, whether the light can be bundled advantageous. The illuminance can be then maintained even at greater distances. On the other hand, it speaks again that the optical Equipment and reflectors usually not so uniform illumination enable, as it is possible without them.

Zu berücksichtigen ist dabei auch die Frage 4. Die Position der Kamera ist so zu wählen, dass diese keinen Schattenwurf auf dem Streukörper erzeugt. Dies ist aber insbesondere dann der Fall, wenn die Kamera nahe am Streukörper positioniert wird (3). Andererseits ist es wünschenswert, die Kamera möglichst nahe am Streukörper und dem Gegenstand zu platzieren, um eine gute Auflösung des Gegenstandes zu erzielen.In this case, also the question 4 is to be considered. The position of the camera is to be chosen such that it does not produce a shadow on the scattering body. This is especially the case when the camera is positioned close to the diffuser ( 3 ). On the other hand, it is desirable to place the camera as close as possible to the scattering body and the object in order to achieve a good resolution of the object.

Die Lösung dieser Frage ist gekoppelt mit der Frage 5. Bei geringem Abstand der Kamera kann die Sichtöffnung im Streukörper klein gewählt werden, bei größerem Abstand muss sie größer gewählt werden, damit sämtliche Bereiche des Gegenstandes erfassbar sind. Dadurch aber ist der Streukörper in weiten Bereichen unterbrochen. Diese Bereiche stehen dann nicht zur Beleuchtung des Gegenstands zur Verfügung. Ist die Oberfläche des Gegenstandes so geneigt, dass nur Licht von diesen Fehlstellen des Streukörpers in die Kamera reflektiert werden kann, so ist die Vorrichtung für alle betroffenen Neigungen blind (4).The solution to this question is coupled with the question 5. At a small distance of the camera, the viewing aperture in the diffuser can be chosen small, with a larger distance it must be chosen larger, so that all areas of the object can be detected. As a result, however, the scattering body is interrupted in many areas. These areas will not be available to illuminate the item. If the surface of the object is inclined so that only light from these defects of the scattering body can be reflected into the camera, then the device is blind to all affected inclinations ( 4 ).

In den Fragen 6 und 7 geht es um das Material des Streukörpers, dessen Beschaffenheit der Oberfläche, Verschmutzung und mögliche mechanische Beschädigungen. Denkbar ist z. B. ein aufgerauter, durchsichtiger Kunststoff (Oberflächenstreuer) oder ein milchig durchscheinender Kunststoff (Volumenstreuer). Eine günstige, gleichmäßige Streuung in alle Raumrichtungen wird beim Volumenstreuer erreicht, allerdings bleibt sehr viel Licht dabei ungenutzt. Darüber hinaus entsteht an der glatten Oberfläche ein unerwünschter Lichtreflex. Ein Oberflächenstreuer wiederum lenkt den Weg des Lichts in geringerem Maß ab, so dass mehr Licht genutzt werden kann. Dagegen spricht, dass keine gleichmäßige Abstrahlung in alle Richtungen erreicht wird und eine raue Oberfläche zur Verschmutzung durch Staub und Fingerabdrücke neigt und auch nur sehr schwer zu reinigen ist. Wählt man für den Streukörper statt Kunststoff Glas, so kann man bessere Eigenschaften bezüglich der mechanischen Beständigkeit und bezüglich der Reinigung erreichen. Andererseits ist die präzise Fertigung eines formgenauen Streukörpers bei Glas sehr viel aufwendiger als bei Kunststoff. Hinzu kommt die Bruchgefahr bei Glas.In Questions 6 and 7 are concerned with the material of the scattering body whose Texture of the surface, Pollution and possible mechanical damage. It is conceivable z. B. a roughened, transparent plastic (surface spreader) or a milky translucent plastic (volume spreader). A cheap, uniform dispersion in all directions is achieved with the volume spreader, however a lot of light remains unused. In addition, arises at the smooth surface an unwanted one Light reflex. A surface spreader again deflects the path of light to a lesser extent, so that more light can be used. On the other hand speaks that no even radiation is reached in all directions and a rough surface for Pollution by dust and fingerprints tends and only very hard to clean. Chooses one for one the scattering body instead of plastic glass, you can get better properties in terms of mechanical resistance and re reach the cleaning. On the other hand, the precise production of a dimensionally accurate Scattering body at Glass much more expensive than plastic. Added to this is the risk of breakage at glass.

Alle diese Fragen werden erfindungsgemäß wie folgt gelöst: Anstelle des durchscheinenden Streukörpers wird ein undurchsichtiger Streukörper verwendet, außerdem werden die Lichtquellen im Innern angeordnet. Diese Lösung ist besonders im Hinblick auf die besonders wichtige Frage 1 alles andere als nahe liegend. Je näher eine Lichtquelle am Streukörper, im Extremfall also sogar innerhalb des Streukörpers angeordnet ist, umso weniger kann man davon ausgehen, dass der Streukörper von einem parallelen Strahlenbündel beleuchtet wird. Stattdessen ist davon auszugehen, dass die Lichtquellen beispielsweise in die gesamte Hemisphäre abstrahlen (5). Je nach Lichtquelle und Abstrahlcharakteristik bezüglich der Richtung ergibt sich eine andere Beleuchtungsverteilung auf dem Streukörper. Die gesamte rechnerische Auswertung – wie sie sich aus WO 2004/051186 ergibt – würde hiermit unbrauchbar. Auch der Abstand der Lichtquellen zu jedem Punkt des Streukörper variiert je nach Lage der Lichtquelle in großem Maß. Die Lichtquellen im Mittelpunkt eines kugelförmigen Streukörpers zu platzieren scheidet aus, da der Mittelpunkt und seine Umgebung für den Gegenstand reserviert sind.All these questions are solved according to the invention as follows: Instead of the translucent diffuser an opaque scatterer is used, also the light sources are arranged inside. This solution is far from obvious, especially with regard to the particularly important question 1. The closer a light source is to the scattering body, in other words even within the scattering body, in the extreme case, the less one can assume that the scattering body is illuminated by a parallel bundle of rays. Instead, it can be assumed that the light sources emit, for example, into the entire hemisphere ( 5 ). Depending on the light source and radiation characteristic with respect to the direction results in a different illumination distribution on the scattering body. The entire arithmetical evaluation - as it results from WO 2004/051186 - would be useless hereby. Also, the distance of the light sources to each point of the diffuser varies widely depending on the position of the light source. Placing the light sources in the center of a spherical diffuser is eliminated because the center and its surroundings are reserved for the object.

Erfindungsgemäß wird diese Problematik dadurch gelöst, dass die komplexen Einflussfaktoren, beispielsweise Beleuchtungsrichtung auf den Streukörper, jeweiliger Abstand des Streukörpers und seiner beleuchteten Oberfläche von der Lichtquelle und die räumliche Abstrahlcharakteristik der Lichtquelle sich in geschickter Weise so kompensieren, dass eine Beleuchtungsverteilung nachgeahmt wird, wie sie bei einer Beleuchtung von außen mit paralleler Lichteinstrahlung ergibt (2). Dieses Vorhaben scheint anhand der großen Zahl voneinander abhängiger Parameter nahezu aussichtslos. Für eine spezielle Kombination der Parameter konnte erfindungsgemäß aber eine Lösung gefunden werden. Aufgrund der rechnerisch komplexen Zusammenhänge wurde eine Lösung anhand einer Simulation ermittelt und hier nur das Ergebnis dargestellt.According to the invention, this problem is solved in that the complex influencing factors, for example the direction of illumination on the scattering body, the respective distance of the scattering body and its illuminated surface from the light source and the spatial radiation characteristic of the light source can be skillfully compensated in such a way that an illumination distribution is mimicked, as in the case of illumination from outside with parallel light radiation ( 2 ). This project seems almost hopeless due to the large number of interdependent parameters. For a specific combination of parameters, a solution could be found according to the invention. Due to the computationally complex relationships, a solution was determined by means of a simulation and here only the result is shown.

Als Beleuchtungseinrichtung wird eine als Lambertstrahler ausgebildete Lichtquelle bevorzugt. Das bedeutet, dass die Strahldichte mit dem Kosinus des Abstrahlwinkels variiert. Diese Verteilung ist häufig bei beleuchteten Körpern, nicht aber bei selbstleuchtenden Körpern und Lichtquellen anzutreffen. Am häufigsten findet man eine konstante Abstrahlung in alle Raumrichtungen (z.B. Glühlampen, Gasentladungslampen) oder eine stark gerichtete Abstrahlung bei Lasern und LEDs. Der Sonderfall der lambertförmigen Abstrahlung kann dennoch mit speziell dafür ausgelegten LEDs erreicht werden.When Lighting device is designed as a Lambertstrahler Light source preferred. This means that the radiance with the Cosine of the emission angle varies. This distribution is common illuminated bodies, but not found in self-luminous bodies and light sources. At the common you will find a constant radiation in all spatial directions (e.g. Lightbulbs, Gas discharge lamps) or strongly directed radiation Lasers and LEDs. Nevertheless, the special case of lambert-shaped radiation can with special for it designed LEDs can be achieved.

Die Form des Streukörpers wird bevorzugt in der Form einer Kugel, Halbkugel oder Teilen hiervon ausgeführt. Als Material werden bevorzugt Metall, undurchsichtiger Kunststoff oder andere Materialien gewählt, die fertigungstechnisch gut beherrschbar sind. Die kritische Frage liegt darin, den Ort und die Ausrichtung der Lichtquellen richtig zu wählen. Zur Orientierung auf der Oberfläche eines halbkugelförmigen Streukörpers werden die Begriffe Nordpol für den kameraseitig gelegenen Scheitel der Halbkugel und Äquator für die Abschlusskante der Halbkugel gewählt. Die Lichtquellen sind vorzugsweise in einer Ebene nahe der Äquatorebene zu platzieren. Ihr Hauptstrahl ist senkrecht zu dieser Ebene nach oben auszurichten. Es werden mehrere, vorzugsweise aber vier Lichtquellen verwendet, die vorzugsweise in Form eines Kreuzes, beispielsweise eines „+" oder „X", angeordnet sind. Der Mittelpunkt des Kreuzes liegt vorzugsweise auf einer Linie, die senkrecht auf der Äquatorebene steht und durch deren Mittelpunkt verläuft. Die Lichtquellen sind in einem bestimmten Abstand zum Kugelmittelpunkt anzuordnen, beispielsweise bei 20% bis 80%, vorzugsweise bei 30% bis 70% des Kugelradius. Besonders günstige Verhältnisse liegen in der Nähe von 50% des Kugelradius vor (6).The shape of the scattering body is preferably carried out in the form of a sphere, hemisphere or parts thereof. As the material preferably metal, opaque plastic or other materials are selected, which are well manageable in terms of manufacturing technology. The critical question is to choose the location and orientation of the light sources correctly. For orientation on the surface of a hemispherical scattering body, the terms North Pole for the side of the hemisphere and the equator for the end of the hemisphere are used. The light sources are preferably to be placed in a plane near the equatorial plane. Your main beam is to be aligned perpendicular to this plane upwards. There are several, but preferably four light sources used, which are preferably arranged in the form of a cross, for example a "+" or "X". The center of the cross is preferably on a line that is perpendicular to the equatorial plane and passes through the center. The light sources are to be arranged at a certain distance from the center of the sphere, for example at 20% to 80%, preferably at 30% to 70% of the spherical radius. Particularly favorable conditions are in the vicinity of 50% of the spherical radius ( 6 ).

Zu der Darstellung der Lichtquellen 1, 2, 3, etc. ist auch hier Folgendes festzuhalten: Vorzugsweise sind vier Lichtquellen vorgesehen, die in einer Ebene angeordnet sind. Denkbar ist es, die Lichtquellen in der Äquatorebene des Streukörpers S anzuordnen oder etwas darüber oder darunter. In 6 sind die Lichtquellen nur scheinbar in einer Reihe angeordnet. Tatsächlich liegen beispielsweise die Lichtquellen 1 und 2 auf einer Durchmesserlinie der Äquatorebene. Die Lichtquelle 3 ist gegenüber der Bildebene von 6 nach hinten versetzt und ihrerseits vorzugsweise auf einer Durchmesserlinie angeordnet, gemeinsam mit einer hier nicht dargestellten Lichtquelle 4.To the representation of the light sources 1 . 2 . 3 , etc. is also noted here: Preferably, four light sources are provided, which are arranged in a plane. It is conceivable to arrange the light sources in the equatorial plane of the scattering body S or slightly above or below it. In 6 the light sources are only apparently arranged in a row. In fact, for example, the light sources 1 and 2 on a diameter line of the equatorial plane. The light source 3 is opposite the image plane of 6 offset to the rear and in turn preferably arranged on a diameter line, together with a light source, not shown here 4 ,

Betrachtet man die Lichtquellen senkrecht von oben, beispielsweise aus der Sicht der Kamera K, so sieht man, dass sie in einem Abstand zu dem durch ein Kreuz gekennzeichneten Mittelpunkt des Streukörpers in einer Ebene angeordnet sind und beispielsweise auf den Ecken eines vorzugsweise gleichseitigen Dreiecks oder an den Enden eines Kreuzes, das vorzugsweise die Form eines „+" oder eines „X" aufweist.considered one the light sources vertically from above, for example from the View of the camera K, one sees that they are at a distance to the through a cross marked center of the scattering body in a level are arranged and, for example, on the corners of a preferably equilateral triangle or at the ends of a cross, which preferably has the shape of a "+" or an "X".

In 6 sind im Strahlengang zwischen den Lichtquellen 1 und 2 einerseits und dem Gegenstand G andererseits Abschattungen A vorgesehen, die eine direkte Beleuchtung des Gegenstands verhindern. In 6 ist die der Lichtquelle 3 zugeordnete Abschattung aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt.In 6 are in the beam path between the light sources 1 and 2 On the one hand and the object G on the other hand shading A provided that prevent direct illumination of the subject. In 6 is that of the light source 3 associated shading not shown for the sake of simplicity.

Die Anordnung der hier dargestellten und auch bei anderen Ausführungsvarianten vorgesehenen Abschattung A ist beliebig. Entscheidend ist der Gesichtspunkt, eine direkte Beleuchtung des Gegenstands durch die Lichtquellen zu vermeiden. Es ist also möglich, die Abschattung an der Halterung einer Lichtquelle oder aber an der Halterung des Gegenstands anzubringen. Schließlich kann auch eine getrennte Halterung für die Abschattungen vorgesehen werden.The Arrangement of the illustrated here and in other embodiments provided shading A is arbitrary. Crucial is the point of view a direct illumination of the object by the light sources to avoid. So it's possible the shading on the holder of a light source or on attach the holder of the object. Finally, can also a separate holder for the shadowing be provided.

Mit dieser Wahl der Parameter wird erreicht, dass alle Punkte des Streukörpers flächig kodiert werden. Die Art der Kodierung und der Beleuchtungsverteilung entspricht weitgehend einer Beleuchtung von außen aus großer Entfernung, obwohl die Lichtquellen in Wirklichkeit aus geringster Entfernung im Innern den Streukörper beleuchten.With This choice of parameters ensures that all points of the scatterer are surface coded. The type of coding and the illumination distribution corresponds largely a lighting from the outside from a great distance, although the light sources in reality, illuminate the scattered body from within the smallest possible distance.

Damit ist Berechnung der Neigung entsprechend des bereits aus WO 2004/051186 bekannten Verfahrens möglich.In order to is calculation of the slope according to the already from WO 2004/051186 known method possible.

Alternativ können die Lichtquellen aber auch in der Nähe des Äquators platziert sein und die gegenüberliegende Seite des Streukörpers auf dem Äquator anstrahlen. In diesem Fall können die quellenfernen Punkte des Streukörpers heller ausgeleuchtet sein als die quellennahen.alternative can the light sources but also be placed near the equator and the opposite Side of the scatterer on the equator spotlighting. In this case, you can the source distant points of the scattered body illuminated brighter be as the source near.

Für Gegenstände mit vorwiegend streuender Oberfläche und/oder einer Kombination aus glänzender und streuender Oberfläche kann zusätzlich auch eine direkte Beleuchtung des Gegenstandes sinnvoll sein. Hierzu können Lichtquellen beispielsweise auf der Innenseite des Streukörpers befestigt werden oder durch Öffnungen in den Innenraum ragen, vorzugsweise mit der Lichtrichtung zum Gegenstand.In addition, for objects with a predominantly scattering surface and / or a combination of shiny and scattering surface, direct illumination of the object also makes sense be. For this purpose, light sources can for example be mounted on the inside of the scattering body or project through openings in the interior, preferably with the light direction to the object.

Vorteilhaft kann es in allen der genannten Fällen sein, die Lichtquellen verschiebbar zu befestigen, um die Position je nach Anwendung variieren zu können (6).It may be advantageous in all the cases mentioned to slidably attach the light sources in order to be able to vary the position depending on the application ( 6 ).

In Bezug auf Frage 2 wird eine sehr gute Ausleuchtung erreicht, da das Licht überall die Innenseite des Streukörpers erreichen kann. Eine Optik zum Bündeln des Lichts ist nicht nötig (Frage 3).In With reference to question 2, a very good illumination is achieved because the light everywhere the inside of the scatterer can reach. An optic for bundling the light is not necessary (Question 3).

Die Kamera kann vorteilhaft direkt außerhalb des Streukörpers platziert werden, es tritt kein Schattenwurf auf (Frage 4).The Camera can advantageously be placed directly outside the scattering body there is no shadowing (question 4).

Die Sichtöffnung kann daher minimal gehalten werden (Frage 5).The view port can therefore be kept to a minimum (question 5).

Als Materialien stehen sämtliche nicht durchscheinenden Materialien zur Verfügung, beispielsweise Metall, Kunststoff etc. (Frage 6).When All materials are available non-translucent materials available, such as metal, Plastic etc. (question 6).

Eine Reinigung ist im allgemeinen nicht nötig, da der Innenbereich des Streukörpers vor Schmutz und Berührung geschützt ist. Ein Beschädigung ist ebenfalls weitgehend auszuschließen (Frage 7).A Cleaning is generally not necessary as the interior of the diffuser from dirt and touch protected is. Damage is also largely excluded (question 7).

Darüber hinaus bietet diese Anordnung der Lichtquellen weitere Vorteile. Man kann sicherstellen, dass der Benutzer der Vorrichtung nicht von einer Lichtquelle geblendet wird. Dies ist vor allem bei Hochleistungslichtquellen wie z. B. leistungsstarken LEDs von Bedeutung, für die unter Umständen bereits Laserschutzbestimmungen gelten. Zusätzlich wird eine Verfälschungen der Messung durch Umgebungslicht vermieden.Furthermore This arrangement of the light sources offers further advantages. One can Make sure the user of the device is not from a light source blinded. This is especially true for high power light sources such as B. powerful LEDs of importance, for which may already Laser protection regulations apply. In addition, a falsification the measurement is avoided by ambient light.

Weiterhin ist die Vorrichtung wie bevorzugt wie folgt aufgebaut.Farther the device is as preferred constructed as follows.

Kamera:Camera:

Als Kamera wird vorzugsweise eine elektronisch arbeitende Kamera, insbesondere eine CCD- oder CMOS-Kamera verwendet. Deren Bilder können zur Weiterverarbeitung an eine elektronisch arbeitende Recheneinheit übermittelt werden oder innerhalb einer so genannten intelligenten Kamera selbst verarbeitet werden.When Camera is preferably an electronically operating camera, in particular a CCD or CMOS camera is used. Their pictures can be used for Further processing transmitted to an electronic processing unit or within a so called smart camera itself are processed.

Objektiv:Lens:

Das Objektiv ist vorzugsweise als Makroobjektiv ausgeführt, da sich der Gegenstand vorzugsweise in geringem Arbeitsabstand vom Objektiv befindet. Ebenso können mehrere Kameras mit mehreren Ob jektiven verwendet werden. Denkbar sind auch Mikroobjektive, wenn sehr hohe Vergrößerungen gefordert sind.The Lens is preferably designed as a macro lens since the object is preferably at a short working distance from Lens is located. Likewise several cameras with multiple lenses are used. Conceivable are also micro-lenses, if very high magnifications are required.

Streukörper:Diffuser:

Dieser Streukörper ist vorzugsweise in Form einer Halbkugel, Kugel, Ellipsoids oder Teilen hiervon ausgebildet (6).This scattering body is preferably in the form of a hemisphere, sphere, ellipsoid or parts thereof ( 6 ).

Der Streukörper bekannter Vorrichtungen kann bei Beleuchtung von außen aus durchsichtigem Material wie Mattglas, mattem durchscheinendem Kunststoff etc. bestehen (7). Erfindungsgemäß wird allerdings ein undurchsichtiges Material wie Metall, undurchsichtiger Kunststoff etc. verwendet (6). Der Streukörper kann unbeschichtet, beispielsweise mit rauer und damit diffus streuender Oberfläche ausgeführt sein. Vorzugsweise wird er allerdings mit einer diffus reflektierender Farbe beschichtet, die einfallendes Licht ungerichtet streut. Der bevorzugte Farbton ist Weiß, andere Farben sind aber ebenso möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Farbe fluoreszierende oder phosphoreszierende Eigenschaften aufweist. Auch das Material des Streukörpers selbst kann diese Eigenschaft zeigen, in diesem Fall ist eine Beschichtung nicht zwingend nötig. Hierdurch kann Licht von bevorzugt kurzer Wellenlänge wie z. B. blaues oder ultraviolettes Licht in längerwelliges Licht, insbesondere aber auch weißes Licht gewandelt werden. Besonders vorteilhaft ist es auch, die Kamera bzw. das Objektiv mit einem Sperrfilter für bestimmte Wellenlängen auszurüsten, vorzugsweise für kleine Wellenlängen. Damit wird direkter Lichteinfall der Lichtquelle in die Kamera verhindert, das durch Fluoreszenz und/oder Phosphoreszenz gestreute Licht aber durchgelassen.The scattering body of known devices can, when illuminated from outside, consist of transparent material, such as matt glass, matt translucent plastic, etc. ( 7 ). According to the invention, however, an opaque material such as metal, opaque plastic, etc. is used ( 6 ). The scattering body can be uncoated, for example, with a rough and thus diffusely scattering surface. Preferably, however, it is coated with a diffusely reflecting paint which scatters incident light in an undirected manner. The preferred color is white, but other colors are also possible. It is particularly advantageous if the color has fluorescent or phosphorescent properties. Also, the material of the scattering body itself can show this property, in this case, a coating is not absolutely necessary. As a result, light of preferably short wavelength such. B. blue or ultraviolet light in longer-wave light, but in particular also white light to be converted. It is also particularly advantageous to equip the camera or the objective with a blocking filter for specific wavelengths, preferably for small wavelengths. This prevents direct light from entering the camera into the camera, but allows the light scattered by fluorescence and / or phosphorescence to pass through.

Die Innenseite des Streukörpers wird von einer oder mehreren Lichtquellen beleuchtet. Vorzugsweise ist der Gegenstand G im oder nahe dem Zentrum des Streukörpers angeordnet. Die bevorzugte Form des Streukörpers ist eine Halbkugel. Zur einfacheren Bezeichnung werden auch hier die Begriffe Nordpol für den Scheitel der Halbkugel und der Begriff Äquator für den Rand der Halbkugel verwendet. Um den Gegenstand G einfach in einer Bewegung entlang der Äquatorebene ins Zentrum des Streukörpers führen zu können, ist es vorteilhaft, den Streukörper vom Nordpol nur bis zu einem Bereich leicht nördlich des Äquators reichen zu lassen, zumindest dort, wo der Gegenstand eingebracht werden soll.The Inside of the scatterer is illuminated by one or more light sources. Preferably the object G is arranged in or near the center of the scattering body. The preferred form of the scatterer is a hemisphere. The simpler name will be here too the terms North Pole for the crest of the hemisphere and the term equator used for the hemisphere edge. Around the object G simply in a movement along the equatorial plane into the center of the scatterer to lead to be able to it is beneficial to the scattering body from the north pole only to an area just north of the equator, at least where the object is to be introduced.

Für die Kamera und das Objektiv, die sich vorzugsweise außerhalb des Streukörpers befinden, kann der Streukörper eine auch als Sichtöffnung bezeichnete Öffnung B aufweisen, welche die Sicht auf den Gegenstand ermöglicht (6). Die Öffnung B wirkt auch als Blende für das Objektiv. Die Öffnung B soll so groß ausgeführt sein, dass sie den ungestörten Blick auf den zu prüfenden Gegenstand oder auch Teilen hiervon ermöglicht. Eine große Öffnung bewirkt, dass viel Licht zur Kamera gelangt. Dies ist insbesondere für kurze Belichtungszeiten wünschenswert. Darüber hinaus steigt die beugungsbegrenzte Auflösung bei einer weiten Öffnung. Andererseits soll die Öffnung B so klein wie möglich sein, damit ein möglichst großer Teil der Streukörperoberfläche nutzbar bleibt. Gleichzeitig kann der Schärfentiefebereich bei einer kleinen Öffnung B ausgedehnt werden, so dass auch Gegenstände G mit großen Höhenunterschieden überall scharf abgebildet werden können. Diese Anforderungen lassen sich vereinbaren, wenn die Lage der Öffnung B und die Lage der Eintrittspupille EP des Objektivs identisch sind. Wahlweise kann es auch technischen Gründen auch vorteilhaft sein, die Ebene der Öffnung B nur in die Nähe der Eintrittspupille EP zu legen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Ort der Eintrittspupille physisch nicht zugänglich ist, weil sie innerhalb des Objektivs liegt. Der Durchmesser der Sichtöffnung ist vorzugsweise gleich oder kleiner als der Durchmesser der Eintrittspupille des Objektivs zu wählen, damit möglichst wenig der Streukörperoberfläche ungenutzt bleibt. Ist der Durchmesser der Sichtöffnung kleiner als die der Eintrittspupille des Objektivs, so stellt die Sichtöffnung die Aperturblende des optischen Gesamtsystems bestehend aus Objektiv und Sichtöffnung dar. Insbesondere bei einer weiten Öffnung der Kamerablende und einer kleinen Sichtöffnung kann somit die Lage der Eintrittspupille EP des Gesamtsystems an den Ort der Sichtöffnung gezwungen werden.For the camera and the lens, which are preferably located outside of the scattering body, the scattering body can also have an opening B, also referred to as a sighting opening, which provides the view allows the object ( 6 ). The opening B also acts as a diaphragm for the lens. The opening B should be made so large that it allows the undisturbed view of the object to be tested or even parts thereof. A large opening causes a lot of light to reach the camera. This is desirable especially for short exposure times. In addition, the diffraction-limited resolution increases with a wide opening. On the other hand, the opening B should be as small as possible, so that the largest possible part of the scattering surface remains usable. At the same time, the depth of field can be extended at a small opening B, so that even objects G with large height differences everywhere can be sharply mapped. These requirements can be reconciled if the position of the opening B and the position of the entrance pupil EP of the objective are identical. Optionally, it may also be advantageous for technical reasons to place the plane of the opening B only in the vicinity of the entrance pupil EP. This is especially the case when the location of the entrance pupil is physically inaccessible because it is within the objective. The diameter of the viewing aperture is preferably to be selected equal to or smaller than the diameter of the entrance pupil of the objective, so that as little as possible of the scattering body surface remains unused. If the diameter of the viewing opening is smaller than that of the entrance pupil of the objective, the viewing aperture represents the aperture stop of the overall optical system consisting of the objective and the viewing aperture. Thus, the position of the entrance pupil EP of the overall system can be particularly in the case of a wide opening of the camera aperture and a small viewing aperture be forced to the place of viewing.

Ein weiterer günstiger Effekt trägt dazu bei, dass die nutzbare Fläche des Streukörpers möglichst groß sein kann. Es wird zunächst angenommen, der Gegenstand ist sehr stark glänzend und kann als ebener Spiegel betrachtet werden, der in der Äquatorebene liegt. Das Objektiv ist auf den Spiegel, d. h. die Äquatorebene fokussiert. Im Spiegel ist die Sichtöffnung unscharf zu erkennen. Es stellt sich die Frage, wie groß das Unschärfescheibchen ist. Aufgrund von Symmetrieüberlegungen kommt man zu dem Schluss, dass der Durchmesser des Unschärfescheibchens genau dem Durchmesser der Eintrittspupille des optischen Gesamtsystems entspricht, also der Sichtöffnung. Der Rand der Sichtöffnung verschwimmt damit bis ins Zentrum der Sichtöffnung, quasi so als ob der Streukörper keine Öffnung hätte. Dieser Effekt wird noch verstärkt, wenn man auf eine Ebene etwas nördlich des Äquators fokussiert, das Unschärfescheibchen wird damit größer als die Sichtöffnung und gewährleistet einen sicheren Überlapp. Bisher wurde von einem Spiegel als Objekt ausgegangen, der ein klares Bild liefert. Für rauere glänzende Oberflächen verschwimmt das Bild der Sichtöffnung weiter, für diffus streuende Oberflächen völlig. Vorteilhaft ist es, wenn die Sichtöffnung des Streukörpers als wechselbarer Einsatz ausgeführt ist. So kann je nach Anforderung eine größere oder kleinere Sichtöffnung verwendet werden.One further cheaper Effect carries to help make the usable area of the scatterer can be as big as possible. It will be first Assuming the object is very strong and shiny as a level mirror to be considered in the equatorial plane lies. The lens is on the mirror, d. H. the equatorial plane focused. In the mirror, the viewing aperture is out of focus. The question arises, how big is the blur disk. Owing to symmetry considerations one comes to the conclusion that the diameter of the blur disk exactly the diameter of the entrance pupil of the overall optical system corresponds, so the view opening. The edge of the viewing aperture blurs so that to the center of the viewing aperture, so to speak as if the scattering body no opening would have. This Effect is intensified if you go to a level slightly north of the equator focused, the blur disk will be bigger than the sight opening and guaranteed a safe overlap. So far, it was assumed that a mirror as an object, which is a clear Picture delivers. For rougher shiny surfaces the image of the viewing aperture blurs next, for diffuse scattering surfaces completely. It is advantageous if the viewing opening of the scattering body as replaceable insert is executed. Thus, depending on the requirement, a larger or smaller viewing opening can be used become.

Alternativ zur kreisrunden Sichtöffnung sind Varianten denkbar, die nur einen Teil der Kreisfläche freilassen. Beispiele sind ein oder mehrere Kreissektoren. Unterteilungen sind auch in radialer Richtung denkbar, vorzugsweise kombiniert mit Kreissektoren. Es sind aber andere Formen möglich wie z. B. ein Loch exzentrisch bezüglich der optischen Achse des Objektivs bis hin zu beliebigen Formen. Diese Sichtöffnung wird vorzugsweise drehbar um die optische Achse des Objektivs ausgeführt, beispielsweise als drehbare Kalotte, die bündig in den Streukörper eingesetzt wird. Während der Belichtung eines Kamerabildes kann dann die sich drehende Sichtöffnung die Eintrittspupille des Objektivs überstreichen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Sichtöffnung die Eintrittspupille während einer Belichtung genau einmal, zweimal oder mit einem anderen ganzzahligen Vielfachen überstreicht, damit eine gleichmäßige Belichtung innerhalb der Eintrittspupille erreicht wird.alternative to the circular view opening Variants are conceivable that release only a part of the circular area. Examples are one or more circular sectors. Subdivisions are also conceivable in the radial direction, preferably combined with circular sectors. It But other forms are possible such as B. a hole eccentric with respect to the optical axis of the lens to any shapes. This viewing opening is preferably rotatable executed around the optical axis of the lens, for example as a rotatable Calotte, the flush in the scattering body is used. While the exposure of a camera image then the rotating viewing aperture, the entrance pupil of the lens. It is particularly advantageous if the viewing opening is the entrance pupil while an exposure exactly once, twice or with another integer Multiple passes, thus a uniform exposure is reached within the entrance pupil.

Ist ein transparenter Gegenstand zu prüfen, z. B. aus klarem Glas, Kunststoff etc. so wird die Kamera mit dem Objektiv vorzugsweise vom Südpol nach Norden blickend angeordnet. Die Kamera betrachtet den Streukörper durch den zu prüfenden Körper hindurch (8). In diesem Fall ist eine Sichtöffnung nicht zwingend nötig.Is a transparent object to be checked, eg. B. from clear glass, plastic, etc. so the camera with the lens is preferably arranged looking from the south pole to the north. The camera looks at the scattering body through the body to be tested ( 8th ). In this case, a viewing opening is not absolutely necessary.

Lichtquellen:Light sources:

Als Lichtquellen sind beispielsweise Glühlampen, Gasentladungslampen, Lichtquellen mit Lichtleitfaser, Blitzlampen, Laserlichtquellen sowie Halbleiterstrahlungsquellen denkbar. Insbesondere sind Lumineszenzdioden (LEDs) von Interesse, da sie eine geringe Baugröße aufweisen, schnell schaltbar sind und eine lange Lebensdauer besitzen. Insbesondere sind Hochleistungs-LEDs mit hoher Strahlungsleistung vorteilhaft. Die Lichtquellen können unabhängig voneinander eingeschaltet werden und lassen verschiedene Beleuchtungssituationen entstehen. Die Lichtquellen oder auch Gruppen von Lichtquellen sind unabhängig voneinander schaltbar. Je nachdem, welche Lichtquelle oder Gruppe von Lichtquellen eingeschaltet ist, entsteht eine andere Beleuchtungssituation. Ziel ist es, die Lichtquellen 1, 2, 3 ... so zu platzieren, dass alle Orte auf der Streukörperoberfläche flächig codiert werden können. Um diese Fläche beispielsweise in einem Punkt des Äquators entlang der Richtung zum Nordpol und weiter zum gegenüberliegenden Punkt des Äquators zu kodieren, ist eine stetig wachsende bzw. fallende Ausleuchtung entlang dieser Linie wünschenswert. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Lichtquelle außerhalb des Zentrums des Streukörpers platziert wird, vorzugsweise in der Äquatorebene mit der Lichtrichtung senkrecht dazu. Je näher die Lichtquelle sich am Zentrum befindet, umso gleichmäßiger ist die Verteilung, je weiter am Rand, umso ungleichmäßiger. Für die Codierung sind möglichst große Unterschiede der Ausleuchtung zwischen einem Endpunkt und dem anderen erwünscht, wobei aber der Übergang möglichst gleichmäßig sein soll. Gleichzeitig soll die Lichtquelle eine möglichst großen Bereich im Zentrum des Streukörpers für den zu prüfenden Gegenstand freilas sen. Ein guter Kompromiss hinsichtlich all dieser Kriterien wird erzielt, wenn die Lichtquelle bei etwa 20% bis 80%, vorzugsweise bei etwa 30% bis 70% des Kugelradius platziert wird. Insbesondere Positionen im Bereich von 50% sind günstig (6).As light sources, for example, incandescent lamps, gas discharge lamps, light sources with optical fiber, flash lamps, laser light sources and semiconductor radiation sources are conceivable. In particular, light emitting diodes (LEDs) are of interest because they have a small size, are fast to switch and have a long life. In particular, high power LEDs with high radiant power are advantageous. The light sources can be switched on independently of each other and create different lighting situations. The light sources or groups of light sources can be switched independently of each other. Depending on which light source or group of light sources is switched on, a different lighting situation arises. The goal is to get the light sources 1 . 2 . 3 ... to be placed so that all locations on the scattering body surface can be coded areally. For example, to encode this area at a point of the equator along the direction to the north pole and further to the opposite point of the equator, a steadily increasing or decreasing illumination along that line is desirable. This is preferably achieved in that the Light source is placed outside the center of the scattering body, preferably in the equatorial plane with the light direction perpendicular thereto. The closer the light source is to the center, the more even the distribution, the farther the edge, the more uneven. For coding, the greatest possible differences in the illumination between one endpoint and the other are desired, but the transition should be as uniform as possible. At the same time the light source is the largest possible area in the center of the scatterer for the object to be tested freilas sen. A good compromise on all of these criteria is achieved when the light source is placed at about 20% to 80%, preferably at about 30% to 70% of the sphere radius. In particular, positions in the range of 50% are favorable ( 6 ).

Alternativ kann eine Lichtquelle aber auch in der Nähe des Äquators platziert sein und die gegenüberliegende Seite des Streukörpers anstrahlen. In diesem Fall sind die quellenfernen Punkte des Streukörpers heller ausgeleuchtet sein als die quellennahen.alternative however, a light source may also be placed near the equator and the opposite Side of the scatterer spotlighting. In this case, the source distant points of the scatterer are brighter be lit up as the source near.

Vorteilhaft kann es in allen der genannten Fällen sein, die Lichtquellen verschiebbar zu befestigen, um die Position je nach Anwendung variieren zu können (6). Bei einer Verschiebung der Lichtquellen wird vorzugsweise darauf geachtet, dass deren symmetrische Anordnung erhalten bleibt.It may be advantageous in all the cases mentioned to slidably attach the light sources in order to be able to vary the position depending on the application ( 6 ). When shifting the light sources, care is taken to ensure that their symmetrical arrangement is maintained.

Für Gegenstände mit vorwiegend streuender Oberfläche und/oder einer Kombination aus glänzender und streuender Oberfläche kann zusätzlich eine direkte Beleuchtung des Gegenstandes sinnvoll sein. Hierzu können Lichtquellen beispielsweise auf der Innenseite des Streukörpers befestigt werden oder durch Öffnungen in den Innenraum leuchten oder in diesen ragen, vorzugsweise mit der Lichtrichtung zum Gegenstand.For items with predominantly scattering surface and / or a combination of shiny and diffusing surface additionally a direct illumination of the object be useful. For this can Light sources, for example, attached to the inside of the scatterer or through openings shine into the interior or protrude into this, preferably with the light direction to the object.

Neben dem Ort der Lichtquelle und der daraus resultierenden Entfernung zu jedem Ort der Streukörperoberfläche geht maßgeblich die jeweilige Neigung der Streukörperoberfläche zur Beleuchtungsrichtung und die Abstrahlcharakteristik der Lichtquelle in Abhängigkeit der verschiedenen Raumrichtungen ein. Vorteilhaft sind beispielsweise die kugelförmige Form des Streukörpers, bei der die Neigung jedes Oberflächenpunktes unterschiedlich ist und eine eindeutige Codierung ermöglicht. Gleichzeitig findet ein stetiger Übergang der Neigung von einem Punkt zu einem Nachbarpunkt statt, so dass die Beleuchtungsstärke gleichmäßig zu oder abnehmen kann. Eine vorteilhafte Abstrahlcharakteristik der Lichtquelle ist die lambert'sche, da hier vom der Äquatorebene aus beispielsweise die gesamte Nordhalbkugel ausgeleuchtet werden kann. Alternativ dazu könnten auch seitlich abstrahlende Lichtquellen verwendet werden, die beispielsweise in der Nähe des Streukörperoberfläche platziert werden.Next the location of the light source and the resulting distance to every place of the scattering body surface goes decisively the respective inclination of the scattering surface for Lighting direction and the radiation characteristic of the light source dependent on the different spatial directions. Advantageously, for example, the spherical Shape of the scatterer, at the inclination of each surface point is different and allows a unique coding. At the same time there is a steady transition of the slope of one Point to a neighboring point instead, so that the illuminance is equal to or can lose weight. An advantageous radiation characteristic of the light source is the Lambertian, here from the equatorial plane be illuminated from, for example, the entire northern hemisphere can. Alternatively, you could also side-emitting light sources are used, for example in the vicinity of the Placed scattered body surface become.

Eine zweite Lichtquelle kann bezüglich des Mittelpunkts des Streukörpers symmetrisch angeordnet werden. Bei zwei Lichtquellen kann die Streukörperoberfläche entlang einer Richtung codiert werden, entlang einer gedachten Richtung von einem Äquatorpunkt zum gegenüberliegenden Äquatorpunkt. Es kann also nur eine Neigungsrichtung erfasst werden.A second light source can with respect the center of the scatterer be arranged symmetrically. With two light sources, the scattering body surface can go along one direction along an imaginary direction from an equator point to the opposite equator point. Thus, only one direction of inclination can be detected.

Werden drei Lichtquellen verwendet, können diese vorzugsweise an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet werden, es sind aber auch andere Anordnungen möglich. Mit drei Lichtquellen können bereits zwei Richtungen auf der Streukörperoberfläche codiert werden. Drei Lichtquellen stellen somit die minimale Anzahl von Quellen dar, mit denen die Streukörperoberfläche flächig codiert werden kann.Become used three light sources, these can preferably arranged at the corners of an equilateral triangle but other arrangements are also possible. With three light sources already can encoded two directions on the scattering surface become. Three light sources thus represent the minimum number of Are sources with which the scattering body surface can be coded area.

Für die hier angesprochenen Lichtquellen gilt das oben Gesagte entsprechend: Sie sind in einer Ebene angeordnet, die beispielsweise der Äquatorebene eines Streukörpers entspricht oder in einem Abstand zu dieser parallel angeordnet ist. Das Dreieck weist einen Mittelpunkt auf, der auf einer Linie liegt, die den Mittelpunkt des Streu körpers schneidet und die senkrecht auf der Äquatorebene des Streukörpers steht.For the here addressed light sources, the above applies accordingly: They are arranged in a plane, for example, the equatorial plane a scattering body corresponds or is arranged at a distance to this parallel. The triangle has a center point that lies on a line that the center of the litter body cuts and which is perpendicular to the equatorial plane of the scatterer.

Besonders vorteilhaft ist es allerdings, vier Lichtquellen zu verwenden, die in Form eines „X" oder eines „+" angeordnet werden. Bei dieser Anordnung liegen sich jeweils zwei Quellen gegenüber. Man kann beispielsweise ein solches Paar aktivieren, wenn nur die eine Codierungsrichtung von Interesse ist, wenn beide Richtungen gefragt sind, wird auch das andere Paar aktiviert. Auch für die Zuführung der zu prüfenden Gegenstände ist diese Anordnung von Vorteil, da sie mehr Zwischenraum bietet als beispielsweise die symmetrische Anordnung von drei Quellen. Eine größere Anzahl von Lichtquellen ist ebenfalls möglich, aber nicht zwingend nötig.Especially However, it is advantageous to use four light sources, the in the form of an "X" or a "+". In this arrangement, two sources each face each other. you For example, you can activate such a pair, if only one Encoding direction of interest is when both directions are in demand are, the other pair is activated. Also for the supply of the tested objects this arrangement is advantageous because it provides more clearance as for example the symmetrical arrangement of three sources. A larger number from light sources is also possible but not necessary.

Bei Verwendung von vier Lichtquellen gilt grundsätzlich das oben Gesagte entsprechend: Die Lichtquellen sind in einer Ebene angeordnet, die der Äquatorebene entspricht oder parallel zu dieser liegt. Die Lichtquellen liegen jeweils einander paarweise gegenüber und sind vorzugsweise symmetrisch angeordnet. Bei der Anordnung in Form eines Kreuzes, sei es in Form eines „X" oder eines „+", so liegt der Mittelpunkt des Kreuzes auf einer Linie, die den Mittelpunkt der Äquatorebene schneidet und senkrecht auf dieser steht.at Use of four light sources is basically the same as above: The light sources are arranged in a plane that is the equatorial plane is equal to or parallel to this. The light sources are lying in pairs opposite each other and are preferably arranged symmetrically. In the arrangement in the form of a cross, be it in the form of an "X" or a "+", this is the center of the cross on a line that intersects the midpoint of the equatorial plane and perpendicular to it this one stands.

Als eine mögliche Lage der Lichtquellen wurde bisher die Äquatorebene genannt. Für eine einfache Zuführung der Prüfteile kann es aber sinnvoll sein, die Quellen in einer anderen Ebene zu platzieren, beispielsweise weiter nördlich, um die Äquatorebene als Messebene völlig frei zu lassen.As a possible position of the light sources was previously called the equatorial plane. For a simple feeding of the test parts but it may make sense be to place the sources in a different plane, for example, further north, to leave the equatorial plane as a measurement level completely free.

Um einen direkten Lichteinfall der Lichtquellen auf den zu prüfenden Gegenstand zu verhindern, können Abschattungen A nötig sein, die beispielsweise mit den Halterungen der Lichtquellen oder einem Halter des Prüfgegenstandes verbunden sind. Es können auch separate Halterungen für die Abschattungen A vorgesehen werden. Die Abschattungen A sind so groß zu wählen, dass keine direktes Licht einfällt, aber gleichzeitig möglichst klein, damit vom Gegenstand aus gesehen nicht ein Teil des Streukörpers verdeckt wird.Around a direct light incidence of the light sources on the object to be tested to prevent Shades A necessary be, for example, with the holders of the light sources or a holder of the test object are connected. It can also separate mounts for the shadowing A can be provided. The shadings A are so big too choose, that there is no direct light, but at the same time as possible small, so that the object does not cover a part of the scattering body becomes.

Der Streukörper S kann im Bereich der Öffnung B außen einen zylindrischen Ansatz aufweisen, der als Halterung für verschiedene Blenden zur Realisierung verschiedener Größen und Formen der Sichtöffnung (Öffnung B) und für die Kamera dienen kann.Of the diffuser S can be in the area of the opening B outside have a cylindrical approach, which serves as a holder for various Apertures for the realization of different sizes and shapes of the viewing aperture (aperture B) and for the camera can serve.

Stereosystem:Stereo System:

Neben der Zahl der Lichtquellen kann auch die Zahl der Kameras bzw. Objektive variiert werden (9). Benutzt man beispielsweise zwei Kameras, so kann mit der Vorrichtung auch ein binokulares Stereoverfahren ausgeführt werden. Vorzugsweise werden für die beiden Kameras bzw. Objektive zwei Sichtöffnungen vorgesehen, die den Blick aus zwei verschiedenen Positionen in Richtung des zu prüfenden Gegenstandes ermöglichen. Die Disparität korrespondierender Punkte in den beiden Kameraansichten liefert eine Aussage über die Lage von Gegenstandspunkten bezüglich der dritten Dimension, also senkrecht zur Äquatorebene. Beim binokularen Stereoverfahren handelt es sich damit um ein höhenmessendes Verfahren im Unterschied zum neigungsmessenden Verfahren der photometrischen Deflektometrie. Beide Verfahren lassen sich vorteilhaft kombinieren, beispielsweise wie in US 6,590,669 beschrieben. Hierbei bietet das höhenmessende Verfahren Vorteile bei der Erfassung der globalen dreidimensionalen Gestalt des Gegenstandes, das nei gungsmessende bei der Erfassung der lokalen dreidimensionalen Gestalt. Die Zahl der Kameras kann weiter erhöht werden, beispielsweise auf drei oder vier Kameras.In addition to the number of light sources, the number of cameras or lenses can also be varied ( 9 ). If, for example, two cameras are used, a binocular stereo method can also be carried out with the device. Preferably, two viewing openings are provided for the two cameras or lenses, which allow the view from two different positions in the direction of the object to be tested. The disparity of corresponding points in the two camera views provides a statement about the position of object points with respect to the third dimension, ie perpendicular to the equatorial plane. The binocular stereo method is thus a height-measuring method in contrast to the inclination-measuring method of photometric deflectometry. Both methods can be advantageously combined, for example as in US 6,590,669 described. Here, the height-measuring method offers advantages in detecting the global three-dimensional shape of the object, the nei gungsmessende in the detection of the local three-dimensional shape. The number of cameras can be further increased, for example to three or four cameras.

Insbesondere eine Vorrichtung mit einer größeren oder gleichen Zahl an Kameras wie Lichtquellen bietet den Vorteil, dass für jede Lichtquelle eine einzelne Kamera zur Verfügung steht, was die Aufnahmezeit der Bilder enorm reduzieren kann (9). Bei typischen elektronischen Kameras (z.B. CCD- und CMOS-Kameras) besteht ein großer Unterschied zwischen der minimalen Belichtungszeit und der minimalen Zeit für einen gesamten Bildzyklus inklusive Auslesen des Bildsensors. Die Belichtungszeit lässt sich problemlos auf Werte unter 100 Mikrosekunden einstellen, während für den gesamten Bildzyklus Zeiten ab 10 Millisekunden üblich sind. Dies liegt daran, dass sehr viel mehr Zeit für das Auslesen des Bildsensors und die Übertragung der Daten benötigt wird als für die eigentliche Belichtung. Wird eine einzelne Kamera verwendet, so ist die Zeit für den Bildzyklus maßgeblich, da dieselbe Kamera mehre Bilder in Folge aufnehmen muss. Ist die Zahl der Kameras gleich der Zahl der Lichtquellen, so ist die reine Belichtungszeit maßgeblich. Die Bildaufnahme würde im Takt der Beleuchtungen mit sehr kurzer Verzögerung gestartet, man kann also von einer Triggerkaskade sprechen.In particular, a device with a larger or equal number of cameras, such as light sources, offers the advantage that a single camera is available for each light source, which can enormously reduce the recording time of the images ( 9 ). In typical electronic cameras (eg CCD and CMOS cameras) there is a big difference between the minimum exposure time and the minimum time for an entire image cycle including reading the image sensor. Exposure time can easily be set to values less than 100 microseconds, while for the entire image cycle, times greater than 10 milliseconds are common. This is because much more time is needed to read the image sensor and transfer the data than for the actual exposure. If a single camera is used, then the time for the image cycle is crucial since the same camera has to take several pictures in succession. If the number of cameras equals the number of light sources, the pure exposure time is decisive. The image acquisition would be started in the rhythm of the lighting with a very short delay, so you can speak of a trigger cascade.

Kombination mit anderen höhenmessende Verfahren.combination with other height-measuring methods.

Alternativ kann die Vorrichtung auch dazu benutzt werden, die photometrische Deflektometrie mit einem anderen höhenmessenden Verfahren als dem binokularen Stereoverfahren zu kombinieren, beispielsweise dem Verfahren der Streifenprojektion, der Interferometrie, der Weißlichtinterferometrie, einem Laufzeitverfahren oder vorzugsweise dem Laserlichtschnittverfahren (10). Hierzu wird vorzugsweise eine Sichtöffnung im Streukörper für den beleuchtenden Laser vorgesehen. Besonders vorteilhaft sind Halbleiterlaser L, insbesondere solche, die bereits eine Optik zur Erzeugung einer oder mehrerer Laserlinien integriert haben. Solche Lichtquellen sind sehr kompakt und sind mit äußerst geringem zeitlichen Verzug elektronisch schaltbar. Üblicherweise arbeiten Laserlichtschnittverfahren mit einer Mechanik, die den Prüfling und eine einzelne Laserlinie relativ zueinander bewegen und so den Prüfling Profilschnitt für Profilschnitt nacheinander abtasten. Für jeden Profilschnitt ist eine einzelne Kameraaufnahme nötig, was dementsprechend Zeit kostet. Nachteilig ist zudem, dass eine präzise und auf die Kameraaufnahme synchronisierte Verschiebeeinheit benötigt wird. Es ist daher vorteilhaft, wenn mehrere Laserlinien gleichzeitig projiziert werden (11). Damit lassen sich mehre Profilschnitte des zu prüfenden Gegenstands gleichzeitig erfassen, beispielsweise 10 oder 20 Stück. In der erfindungsgemäßen Kombination mit der photometrischen Deflektometrie kann dann bereits eine einziges Kamerabild ausreichend sein, so dass die Verschiebeeinheit und der zeitliche Mehraufwand entfallen können. Dies ist deshalb möglich, weil das höhenmessende Verfahren nur globale Formdaten liefern muss, die lokalen Formdaten aber von der photometrischen Deflektometrie bereitgestellt werden.Alternatively, the device may also be used to combine photometric deflectometry with a height-measuring method other than the binocular stereo method, such as fringe projection, interferometry, white-light interferometry, a time-of-flight method or, preferably, the laser light-section method ( 10 ). For this purpose, a viewing opening is preferably provided in the scattering body for the illuminating laser. Particularly advantageous are semiconductor lasers L, in particular those which have already integrated an optical system for the production of one or more laser lines. Such light sources are very compact and are electronically switchable with extremely little time delay. Conventionally, laser light-section methods employ a mechanism that moves the test object and a single laser line relative to one another, thus sequentially scanning the test specimen section-by-profile for profile sectioning. Each profile section requires a single camera shot, which costs time accordingly. Another disadvantage is that a precise and synchronized to the camera recording displacement unit is needed. It is therefore advantageous if several laser lines are projected simultaneously ( 11 ). Thus, several profile sections of the object to be tested can be detected simultaneously, for example 10 or 20 pieces. In the combination according to the invention with the photometric deflectometry, a single camera image can already be sufficient, so that the displacement unit and the additional time required can be dispensed with. This is possible because the height-measuring method only needs to provide global shape data, but the local shape data is provided by photometric deflectometry.

Kalibrierung:Calibration:

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann um einen Kalibriergegenstand Kal ergänzt werden (12). Er dient dazu, die gemessenen Neigungswerte anhand eines bekannten Referenzgegenstandes mit den wahren Neigungswerten abzugleichen. Hierdurch ist es möglich, u. a. Toleranzen der räumlichen Beleuchtungsverteilung der Lichtquellen, deren Strahlungsleistung, deren Position und Ausrichtung, der Form und Lage des Streukörpers, der Abstrahlcharakteristik seiner Oberfläche oder Beschichtung sowie der Position und Ausrichtung der Kamera zu kompensieren. Als Referenzgegenstände können Gegenstände bekannter Form verwendet werden, insbesondere solche, deren Oberfläche reflektierend ist und die eine große Zahl verschiedener Neigungen aufweisen. Hierbei wird eine präzise gefertigte, glänzende Metallkugel bevorzugt, da hier sämtliche möglichen Neigungen vorkommen. Werden matte oder teilweise matte Gegenstände untersucht, kann es von Vorteil sein, einen matten Kalibriergegenstand vorzusehen, beispielsweise eine matte oder teilweise matte Kugel. Für diesen Kalibriergegenstand werden die Neigungswerte flächig gemessen und anschließend mit den bekannten Werten abgeglichen. Die Zuordnung von gemessenen Werten zu den wirklichen Werten stellt die Kalibrierung dar. Darüber hinaus ist es möglich, die Kalibrierung auch während der Prüfung von Gegenständen zu überwachen, insbesondere auch eine mögliche Variation der Strahlungsleistung der Lichtquellen. Hierzu kann ein Referenzgegenstand zusätzlich zum Prüfgegenstand in das Sichtfeld der Kamera eingebracht werden (13), beispielsweise eine ebene spiegelnde Fläche oder eine spiegelnde Kugel, eine ganz oder teilweise matte Fläche oder Kugel. Andere Formen und Oberflächenbeschaffenheiten sind möglich.The device according to the invention can be supplemented by a calibration object Kal ( 12 ). He serves the measured inclination using a known reference object to match the true inclination values. This makes it possible to compensate, inter alia, tolerances of the spatial illumination distribution of the light sources, their radiation power, their position and orientation, the shape and position of the scatterer, the emission of its surface or coating and the position and orientation of the camera. As reference objects, objects of known form can be used, in particular those whose surface is reflective and which have a large number of different inclinations. Here, a precisely crafted, shiny metal ball is preferred because all possible inclinations occur here. If dull or partially matt objects are examined, it may be advantageous to provide a matt calibration object, for example a dull or partially dull ball. For this calibration object, the inclination values are measured areally and then compared with the known values. The assignment of measured values to the actual values represents the calibration. In addition, it is possible to monitor the calibration also during the examination of objects, in particular also a possible variation of the radiation power of the light sources. For this purpose, a reference object can be introduced into the field of view of the camera in addition to the test object ( 13 ), for example a flat reflecting surface or a reflecting sphere, a completely or partially matt surface or sphere. Other shapes and surface finishes are possible.

Claims (29)

Vorrichtung zur optischen Formvermessung und/oder Prüfung von Gegenständen, mit mindestens einer Kamera, mindestens einem Objektiv, einem Streukörper und mit mindestens zwei Lichtquellen, dadurch gekennzeichnet, dass der Streukörper undurchsichtig ist und dass die mindestens zwei Lichtquellen im Inneren des Streukörpers angeordnet sind und dessen Innenseite beleuchten, und dass entweder nur zwei Lichtquellen verwendet werden, die auf einer gedachten Durchmesserlinie einander gegenüberliegen oder dass die Lichtquellen an den Ecken eines – vorzugsweise gleichseitigen – Dreiecks oder eines Kreuzes angeordnet sind.Device for optical shape measurement and / or testing of objects, with at least one camera, at least one lens, a scattering body and at least two light sources, characterized in that the scattering body is opaque and that the at least two light sources are arranged in the interior of the scattering body and its Illuminate inside, and that either only two light sources are used, which face each other on an imaginary diameter line or that the light sources at the corners of a - preferably equilateral - triangle or a cross are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vier Lichtquellen in Form eines „x" oder eines „+" angeordnet sind.Device according to claim 1, characterized in that four light sources are arranged in the form of an "x" or a "+". Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen eine lambertsche Abstrahlcharakteristik aufweisen.Device according to Claim 1 or 2, characterized the light sources have a Lambert radiation characteristic. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen vom Mittelpunkt des Streukörpers einen Abstand aufweisen, der 20% bis 80%, vorzugsweise 30% bis 70%, insbesondere ca. 50% des Abstandes zwischen Mittelpunkt des Streukörpers und dessen Innenfläche ausmacht.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the light sources from the center of the scattering body a Spacing, the 20% to 80%, preferably 30% to 70%, in particular about 50% of the distance between the center of the scattering body and its inner surface accounts. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen getrennt voneinander aktivierbar sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the light sources can be activated separately from one another are. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Streukörper die Form einer Halbkugel, einer Kugel, eines Ellipsoids oder eines Teils hiervon aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the scattering body the shape of a hemisphere, a sphere, an ellipsoid or a Part of this. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch mehrere Kameras.Device according to one of the preceding claims through several cameras. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kameras vorgesehen sind, wobei die Anzahl der Kameras der Zahl der unabhängig schaltbaren Lichtquellen entspricht oder diese überschreitet.Device according to one of the preceding claims characterized in that a plurality of cameras are provided, wherein the Number of cameras of the number of independently switchable light sources is equal to or exceeds this. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch mehrere Sichtöffnungen.Device according to one of the preceding claims through several viewing openings. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Beleuchtungseinrichtung zur Höhenmessung.Device according to one of the preceding claims by a lighting device for height measurement. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Beleuchtungseinrichtung, die zumindest eine Linie projizieren kann.Device according to one of the preceding claims by a lighting device that can project at least one line. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Laserlichtquelle, die zumindest eine Linie projizieren kann.Device according to one of the preceding claims by a laser light source that project at least one line can. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Laserlichtquelle, die gleichzeitig mehrere Linien projizieren kann.Device according to one of the preceding claims by a laser light source that can simultaneously project multiple lines. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Beleuchtungseinrichtung zur Streifenprojektion.Device according to one of the preceding claims by a lighting device for fringe projection. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch ein interferometrisches System.Device according to one of the preceding claims through an interferometric system. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Lichtquellen verschiebbar befestigt ist.Device according to one of the preceding claims characterized in that at least one light sources slidably attached is. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Lichtquelle, die den Gegenstand direkt beleuchtet und vorzugsweise innen im Streukörper angeordnet ist oder durch eine Öffnung im Streukörper in dessen Innenraum leuchtet oder in diesen ragt.Device according to one of the preceding claims, characterized by a light source, which illuminates the object directly and is preferably arranged inside in the scattering body or illuminates or projects through an opening in the scattering body into its interior. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Streukörper mit einer Sichtöffnung, welche identisch ist mit der Eintrittspupille des optischen Gesamtsystems bestehend aus Sichtöffnung und Objektiv.Device according to one of the preceding claims, characterized through a scattering body with a viewing opening, which is identical to the entrance pupil of the overall optical system consisting of sight opening and lens. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Sichtöffnung im Streukörper variabel ist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the size of the viewing aperture in diffuser is variable. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form der Sichtöffnung im Streukörper variabel ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the shape of the viewing opening in the diffuser is variable is. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sichtöffnung beweglich ist.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the sight opening is mobile. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine rotierenden Sichtöffnung.Device according to one of the preceding claims through a rotating sight opening. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Kalibriereinrichtung, welche einen Referenzgegenstand umfasst.Device according to one of the preceding claims by a calibration device, which is a reference object includes. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Kalibriereinrichtung, welche eine Kugel als Referenzgegenstand umfasst.Device according to one of the preceding claims by a calibration device comprising a sphere as a reference object. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Kalibriereinrichtung, welche einen Spiegel als Referenzgegenstand umfasst.Device according to one of the preceding claims by a calibration device, which is a mirror as reference object includes. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Kalibriereinrichtung, welche einen ebenen Spiegel als Referenzgegenstand umfasst.Device according to one of the preceding claims by a calibration device, which a flat mirror as Reference object comprises. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch einen fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Streukörper und/oder eine Beschichtung mit diesen Eigenschaften.Device according to one of the preceding claims by a fluorescent and / or phosphorescent diffuser and / or a coating with these properties. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch einen Sperrfilter für bestimmte Wellenlängen des Lichts.Device according to one of the preceding claims through a blocking filter for certain wavelengths of the light. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch einen Sperrfilter für die Wellenlängen mindestens einer der Lichtquellen.Device according to one of the preceding claims through a blocking filter for the wavelengths at least one of the light sources.
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