用于對表面經涂覆的材料進行檢查的設備及相應的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種用于對表面經涂覆的材料一一優選玻璃一一進行檢查的設備，以 及一種相應的方法。
【背景技術】
[0002] 在材料一一特別是玻璃一一上的表面涂層用于改進或改變這種材料的性能，例如 作為防反射涂層或隔熱涂層。這種層例如是薄的金屬層或電介質層。經涂覆的表面、特別 是那些具有多層的表面形成干涉（干涉膜/干涉層），這種干涉導致了，表面在不同的視角 下顯示出不同色彩。這些色彩特別通過干涉膜的厚度預定。
[0003] 在大玻璃面積、例如玻璃幕墻的情況下，這種色彩效果可以達到設計效果。在此， (除了這些層的可能的其它功能之外）還預期要實現的是，整個玻璃幕墻均勻地顯現唯 一一種預定的色彩（通常是綠色或藍色），其中，色彩偏差會帶給人不美觀的感受。這表明， 由材料表面反射的光具有特定的色彩、即特定的波長光譜。在這樣大的面積的情況下還預 期了，幕墻色彩即使在視角改變時，例如在從該幕墻旁邊走過時也不會改變。
[0004] 在制造這種表面經涂覆的材料時可能出現誤差，該誤差導致，表面的色彩不再看 上去是均勻的。在此有兩種不同的錯誤類型，即錯誤類型1，其中，色彩在以不變視角觀察時 改變。錯誤類型2得出，在以不變視角觀察時表面雖然具有相同的色彩，然而表面的色彩會 隨著視角的改變而改變。這種效果在多層涂層中基本上總是會出現，然而要致力于通過保 持特定的層厚度使得這種錯誤類型保持得盡可能小。上述兩種錯誤類型要加以區分，因為 兩種錯誤類型具有不同的起因并需要不同的應對措施。因此也重要的是知曉對應于錯誤類 型的色彩偏差。
[0005] 迄今為止利用多種分光儀對表面進行檢驗，分光儀在至少兩個視角下測定在表面 上反射的光的色彩。由于在各個分光儀中僅能確定表面的一小塊區域的色彩，因此必須利 用這些分光儀逐點地掃描表面。然而這是投入非常高的且費時費力的，因此要尋找一種更 簡單且成本更低廉的用于檢查經涂覆表面的色彩的解決方案。
[0006] 除了上述色彩誤差之外，在生產這樣的表面時還會出現多種另外的誤差，這些誤 差對色彩不會產生影響，例如是光學誤差、氣泡、雜質、刮痕。高質量的表面一一例如用于玻 璃幕墻的建筑玻璃一一當前幾乎一直被以光學方式針對這些另外的誤差進行檢查。該檢查 設備以高分辨率工作，因為要尋找的誤差較小。來自反射光的色彩信息對于這種誤差的檢 查不是必需的，因此，用于識別這種誤差的光學拍攝裝置不獲取該色彩信息。
【發明內容】
[0007] 因此本發明的目的是，提出一種設備，利用該設備能夠簡單且成本低廉地對表面 經涂覆的材料進行色彩檢查。目的相應地在于，提出一種用于對經涂覆的表面進行色彩檢 查的簡單且成本低廉的方法。
[0008] 上述目的通過具有權利要求1的特征的設備以及在權利要求10中所提出的方法 來實現。
[0009] 特別地，根據本發明的設備具有：布置在表面上方的光源，該光源朝向所述表面發 出預定波長范圍內的光；至少一個第一攝像機，其中，第一攝像機設計用于測定所獲取的光 的色彩值，第一攝像機相對于光源傾斜地布置在一位于表面上的線上方并具有（較大的） 第一張角，從而能獨立地在第一視角下獲取由所述線的第一點反射的光源光并在第二視角 下獲取由所述線的與第一點間隔開的第二點反射的光源光，其中，所述至少一個第一攝像 機測定由第一點反射的光的第一色彩值和由第二點反射的光的第二色彩值，設有與第一攝 像機相連的分析裝置，該分析裝置將第一色彩值和第二色彩值或二者之差分別與確定的、 預定的色彩理論值或確定的、預定的色彩理論值范圍進行比較。在本發明的范圍內，第一視 角和第二視角可以相同，也可以不同。
[0010] 由攝像機在一時刻掃描的線在下文中也稱為檢查線或掃描線，該線對光源光進行 反射，利用該攝像機同時對表面的至少第一點和第二點，即多個點進行檢測。
[0011] 根據本發明的設備在使用僅一個攝像機的情況下基于檢查線的兩個不同點的 第一色彩值與第二色彩值之間的比較一一該兩個不同點通過攝像機在不同的視角下觀 察一一能夠確定是否存在色彩偏差。如果確定有色彩偏差，則出現錯誤類型2的可能性高。
[0012] 在一個優選的實施例中，所述分析裝置設計為，將所述線的第一點的第一色彩值 與所述線的第二點的第二色彩值的差與確定的、預定的色彩理論值或確定的、預定的色彩 理論值范圍進行比較，其中，第一點和第二點由攝像機在相同或接近相同的視角下觀察， (也就是說涉及的是彼此間隔開的點，其中，第一視角和第二視角是相同的或近似相同的， 以及其中，沿檢查線在不同方向上測量視角）。該方法可以利用一個或多個點對來實施，分 別在相同的或近似相同的視角下觀察該點對。在該實施例中可以確定，出現錯誤類型1的 可能性高，也不能排除錯誤類型2。
[0013] 為了也能夠可靠地探測到錯誤類型1的存在，在根據本發明的設備的一個優選的 實施例中額外地設有至少一個第二攝像機，第二攝像機同樣設計用于測定所獲取的光的色 彩值，其中，第二攝像機相對于光源傾斜地布置在所述位于表面上的檢查線上方，其中第 二攝像機具有（較大的）第二張角，使得由檢查線的每一點反射的光源光能一一優選同時 地一一被第一攝像機和第二攝像機獲取，其中，第一攝像機和第二攝像機分別測定由檢查 線的每一點反射的光的色彩值，其中，與第一攝像機和第二攝像機相連的分析裝置使第一 攝像機和第二攝像機針對所述線的每一點測定的色彩值與確定的、預定的色彩理論值或確 定的、預定的色彩理論值范圍進行比較。
[0014] 根據本發明的設備因此包括第一攝像機和至少一個第二攝像機，該第一攝像機和 至少一個第二攝像機針對檢查線的每個點獲取由表面反射的光源光的第一攝像機色彩值 和第二攝像機色彩值。在此，兩個攝像機具有的張角這樣大，使得由第一攝像機和第二攝像 機能夠獲取到由檢查線的每個點反射的光。第一攝像機和第二攝像機優選彼此并排地布 置，使得由檢查線的每個點反射的光源光都能被每個攝像機在不同的視角下獲取到。在此， 根據攝像機的布置可能出現以下情況：第一攝像機的視角與第二攝像機的視角沒有區別或 僅有很微小的區別。在這種情況下有利的是，為檢查線的這樣的區域設有第三攝像機，該第 三攝像機在第三視角下對檢查線的局部區域的點進行檢測。這種操作方法在下面還要詳細 描述。
[0015] 在本發明的范圍內，視角是指：相應攝像機對檢查線相應點（進行觀察）的視線方 向相對于在該點處的表面垂線的立體角，另選地也可以考慮的是：相應攝像機對檢查線相 應點（進行觀察）的視線方向在如下平面中投影形成的角：該平面由檢查線和在該點處的 表面垂線張成。
[0016] 此外，在本發明的范圍內的詞語"相對于光源傾斜（斜置）"應理解為：攝像機布 置為使之觀察到從光源發出的光在檢查線的區域中在經涂覆表面上的鏡面反射。
[0017] 由第一攝像機和至少一個第二攝像機測定的、檢查線每個點的色彩值被傳輸到分 析裝置，借助于該分析裝置將從檢查線的每個點反射的、由第一攝像機和第二攝像機獲取 的光的色彩值分別與一確定的、預定的色彩理論值或一確定的、預定的色彩理論值范圍進 行比較，以便識別出可能存在的色彩偏差。通過該方法可以特別是確定是否存在根據錯誤 類型2的色彩偏差。如果額外地對多點的色彩值進行分析一一其針對第一攝像機和第二攝 像機具有相同的視角（參照相同攝像機或不同攝像機），則還能夠檢查是否存在錯誤類型 1。在此，分析裝置在必要時額外地對由檢查線的不同點反射的光的色彩值進行與相應的視 角相關的分析。
[0018] 為了對于檢查線的所有點獲得在第一視角和第二視角下的色彩值一一其視角具 有盡可能大的差，特別有利的是，設有至少三個在檢查線上方優選并排地布置的攝像機。在 此，攝像機的張角這樣搭疊地設置，從而通過三個攝像機中的至少兩個攝像機一一在此是 通過兩個攝像機在不同視角下一一獲取從檢查線的每個點反射的光。
[0019] 此外有利的是，所述第一攝像機和至少一個第二攝像機布置在一共同的支承件 上。由此根據本發明的設備的結構特別小，這是有利的，因為生產線中的空間非常有限且每 個額外的檢查工位都是昂貴的。
[0020] 此外有利的是，所述第一攝像機和/或至少一個第二攝像機分別設計為線陣攝像 機（Zeilenkamera)或面陣攝像機（FlSchenkamera )，其中，線陣攝像機具有多