用于对表面经涂覆的材料进行检查的设备及相应的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于对表面经涂覆的材料一一优选玻璃一一进行检查的设备，以 及一种相应的方法。
【背景技术】
[0002] 在材料一一特别是玻璃一一上的表面涂层用于改进或改变这种材料的性能，例如 作为防反射涂层或隔热涂层。这种层例如是薄的金属层或电介质层。经涂覆的表面、特别 是那些具有多层的表面形成干涉（干涉膜/干涉层），这种干涉导致了，表面在不同的视角 下显示出不同色彩。这些色彩特别通过干涉膜的厚度预定。
[0003] 在大玻璃面积、例如玻璃幕墙的情况下，这种色彩效果可以达到设计效果。在此， (除了这些层的可能的其它功能之外）还预期要实现的是，整个玻璃幕墙均匀地显现唯 一一种预定的色彩（通常是绿色或蓝色），其中，色彩偏差会带给人不美观的感受。这表明， 由材料表面反射的光具有特定的色彩、即特定的波长光谱。在这样大的面积的情况下还预 期了，幕墙色彩即使在视角改变时，例如在从该幕墙旁边走过时也不会改变。
[0004] 在制造这种表面经涂覆的材料时可能出现误差，该误差导致，表面的色彩不再看 上去是均匀的。在此有两种不同的错误类型，即错误类型1，其中，色彩在以不变视角观察时 改变。错误类型2得出，在以不变视角观察时表面虽然具有相同的色彩，然而表面的色彩会 随着视角的改变而改变。这种效果在多层涂层中基本上总是会出现，然而要致力于通过保 持特定的层厚度使得这种错误类型保持得尽可能小。上述两种错误类型要加以区分，因为 两种错误类型具有不同的起因并需要不同的应对措施。因此也重要的是知晓对应于错误类 型的色彩偏差。
[0005] 迄今为止利用多种分光仪对表面进行检验，分光仪在至少两个视角下测定在表面 上反射的光的色彩。由于在各个分光仪中仅能确定表面的一小块区域的色彩，因此必须利 用这些分光仪逐点地扫描表面。然而这是投入非常高的且费时费力的，因此要寻找一种更 简单且成本更低廉的用于检查经涂覆表面的色彩的解决方案。
[0006] 除了上述色彩误差之外，在生产这样的表面时还会出现多种另外的误差，这些误 差对色彩不会产生影响，例如是光学误差、气泡、杂质、刮痕。高质量的表面一一例如用于玻 璃幕墙的建筑玻璃一一当前几乎一直被以光学方式针对这些另外的误差进行检查。该检查 设备以高分辨率工作，因为要寻找的误差较小。来自反射光的色彩信息对于这种误差的检 查不是必需的，因此，用于识别这种误差的光学拍摄装置不获取该色彩信息。
【发明内容】
[0007] 因此本发明的目的是，提出一种设备，利用该设备能够简单且成本低廉地对表面 经涂覆的材料进行色彩检查。目的相应地在于，提出一种用于对经涂覆的表面进行色彩检 查的简单且成本低廉的方法。
[0008] 上述目的通过具有权利要求1的特征的设备以及在权利要求10中所提出的方法 来实现。
[0009] 特别地，根据本发明的设备具有：布置在表面上方的光源，该光源朝向所述表面发 出预定波长范围内的光；至少一个第一摄像机，其中，第一摄像机设计用于测定所获取的光 的色彩值，第一摄像机相对于光源倾斜地布置在一位于表面上的线上方并具有（较大的） 第一张角，从而能独立地在第一视角下获取由所述线的第一点反射的光源光并在第二视角 下获取由所述线的与第一点间隔开的第二点反射的光源光，其中，所述至少一个第一摄像 机测定由第一点反射的光的第一色彩值和由第二点反射的光的第二色彩值，设有与第一摄 像机相连的分析装置，该分析装置将第一色彩值和第二色彩值或二者之差分别与确定的、 预定的色彩理论值或确定的、预定的色彩理论值范围进行比较。在本发明的范围内，第一视 角和第二视角可以相同，也可以不同。
[0010] 由摄像机在一时刻扫描的线在下文中也称为检查线或扫描线，该线对光源光进行 反射，利用该摄像机同时对表面的至少第一点和第二点，即多个点进行检测。
[0011] 根据本发明的设备在使用仅一个摄像机的情况下基于检查线的两个不同点的 第一色彩值与第二色彩值之间的比较一一该两个不同点通过摄像机在不同的视角下观 察一一能够确定是否存在色彩偏差。如果确定有色彩偏差，则出现错误类型2的可能性高。
[0012] 在一个优选的实施例中，所述分析装置设计为，将所述线的第一点的第一色彩值 与所述线的第二点的第二色彩值的差与确定的、预定的色彩理论值或确定的、预定的色彩 理论值范围进行比较，其中，第一点和第二点由摄像机在相同或接近相同的视角下观察， (也就是说涉及的是彼此间隔开的点，其中，第一视角和第二视角是相同的或近似相同的， 以及其中，沿检查线在不同方向上测量视角）。该方法可以利用一个或多个点对来实施，分 别在相同的或近似相同的视角下观察该点对。在该实施例中可以确定，出现错误类型1的 可能性高，也不能排除错误类型2。
[0013] 为了也能够可靠地探测到错误类型1的存在，在根据本发明的设备的一个优选的 实施例中额外地设有至少一个第二摄像机，第二摄像机同样设计用于测定所获取的光的色 彩值，其中，第二摄像机相对于光源倾斜地布置在所述位于表面上的检查线上方，其中第 二摄像机具有（较大的）第二张角，使得由检查线的每一点反射的光源光能一一优选同时 地一一被第一摄像机和第二摄像机获取，其中，第一摄像机和第二摄像机分别测定由检查 线的每一点反射的光的色彩值，其中，与第一摄像机和第二摄像机相连的分析装置使第一 摄像机和第二摄像机针对所述线的每一点测定的色彩值与确定的、预定的色彩理论值或确 定的、预定的色彩理论值范围进行比较。
[0014] 根据本发明的设备因此包括第一摄像机和至少一个第二摄像机，该第一摄像机和 至少一个第二摄像机针对检查线的每个点获取由表面反射的光源光的第一摄像机色彩值 和第二摄像机色彩值。在此，两个摄像机具有的张角这样大，使得由第一摄像机和第二摄像 机能够获取到由检查线的每个点反射的光。第一摄像机和第二摄像机优选彼此并排地布 置，使得由检查线的每个点反射的光源光都能被每个摄像机在不同的视角下获取到。在此， 根据摄像机的布置可能出现以下情况：第一摄像机的视角与第二摄像机的视角没有区别或 仅有很微小的区别。在这种情况下有利的是，为检查线的这样的区域设有第三摄像机，该第 三摄像机在第三视角下对检查线的局部区域的点进行检测。这种操作方法在下面还要详细 描述。
[0015] 在本发明的范围内，视角是指：相应摄像机对检查线相应点（进行观察）的视线方 向相对于在该点处的表面垂线的立体角，另选地也可以考虑的是：相应摄像机对检查线相 应点（进行观察）的视线方向在如下平面中投影形成的角：该平面由检查线和在该点处的 表面垂线张成。
[0016] 此外，在本发明的范围内的词语"相对于光源倾斜（斜置）"应理解为：摄像机布 置为使之观察到从光源发出的光在检查线的区域中在经涂覆表面上的镜面反射。
[0017] 由第一摄像机和至少一个第二摄像机测定的、检查线每个点的色彩值被传输到分 析装置，借助于该分析装置将从检查线的每个点反射的、由第一摄像机和第二摄像机获取 的光的色彩值分别与一确定的、预定的色彩理论值或一确定的、预定的色彩理论值范围进 行比较，以便识别出可能存在的色彩偏差。通过该方法可以特别是确定是否存在根据错误 类型2的色彩偏差。如果额外地对多点的色彩值进行分析一一其针对第一摄像机和第二摄 像机具有相同的视角（参照相同摄像机或不同摄像机），则还能够检查是否存在错误类型 1。在此，分析装置在必要时额外地对由检查线的不同点反射的光的色彩值进行与相应的视 角相关的分析。
[0018] 为了对于检查线的所有点获得在第一视角和第二视角下的色彩值一一其视角具 有尽可能大的差，特别有利的是，设有至少三个在检查线上方优选并排地布置的摄像机。在 此，摄像机的张角这样搭叠地设置，从而通过三个摄像机中的至少两个摄像机一一在此是 通过两个摄像机在不同视角下一一获取从检查线的每个点反射的光。
[0019] 此外有利的是，所述第一摄像机和至少一个第二摄像机布置在一共同的支承件 上。由此根据本发明的设备的结构特别小，这是有利的，因为生产线中的空间非常有限且每 个额外的检查工位都是昂贵的。
[0020] 此外有利的是，所述第一摄像机和/或至少一个第二摄像机分别设计为线阵摄像 机（Zeilenkamera)或面阵摄像机（FlSchenkamera )，其中，线阵摄像机具有多