Erfassung und Verarbeitung von Lichttransportmatrizen zur automatischen Sichtprüfung transparenter Objekte = Acquisition and processing of light transport matrices for automated transparent object inspection

Transparente Materialien kommen in diversen
Produkten zum Einsatz und müssen zur korrekten Erfüllung
ihres Zwecks oft hohen Qualitätsansprüchen genügen. Dazu
müssen diese Materialien insbesondere frei sein von sogenannten
streuenden Defekten wie beispielsweise eingeschlossenen Luftblasen.
Prüfsysteme auf Basis von Dunkelfeldanordnungen sind
prinzipiell in der Lage, diese Defekte abzubilden, haben jedoch
einen hohen manuellen Einrichtungsaufwand. In diesem Artikel
wird dargelegt, wie Lichttransportmatrizen für ein optisches System
bestehend aus einer programmierbaren Flächenlichtquelle
... mehr
und einer telezentrischen Kamera berechnet werden können. Es
werden zwei Merkmale vorgestellt, die aus diesen Matrizen extrahiert
werden können und die Abbildung streuender Defekte
in transparenten Objekten ermöglichen, ohne dass das System
speziell an den konkret vorliegenden Prüfling angepasst werden
muss. Synthetische Experimente mit Hilfe eines physikalisch basierten
und entsprechend erweiterten Renderingframeworks erlaubten
eine positive Evaluation des Ansatzes und bestätigten eine
gewisse Überlegenheit gegenüber klassischen Inspektionssystemen.

Transparent materials are employed for creating different
kinds of products and have to meet high quality requirements.
First of all, transparent materials have to be free from
so-called scattering defects, e. g., enclosed air bubbles. Visual inspection
systems based on dark field setups are principally capable
of imaging these kinds of defects, however, it usually requires
much effort to adapt them to the test object on hand. This article
shows how light transport matrices can be calculated for an optical
system consisting of a programmable area light source and
... mehr
a telecentric camera. Two features are proposed that can be extracted
out of these matrices and that allow to image scattering
defects present in a transparent object without the need of adapting
the system to the actual test object. The results of synthetic
experiments obtained using a physically based and adequately
extended rendering framework approved the proposed approach
and showed that it even outperforms classical inspection systems
in some situations.