DE102012021725A1 - Quality inspection of a tilting image of a lens structure - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen der Qualität eines Kippbildes einer Linsenstruktur 4, welche auf einem Träger 2 angeordnet ist, welche sich dadurch auszeichnet, dass der Träger 2 auf einer Halterung 6 befestigt wird, wobei die Halterung 6 von einem Motor 8 gedreht wird. Eine Lichtquelle 10 beleuchtet die Linsenstruktur 4 während eine optische Aufnahmevorrichtung 12 mindestens ein Bild von der Linsenstruktur 4 während der Drehung der Halterung 6 aufnimmt. Eine Datenverarbeitungseinrichtung 14 wertet das mindestens eine aufgenommene Bild der Linsenstruktur 4 hinsichtlich seiner Farbwerte aus und steuert den Motor 8.The present invention discloses an apparatus and a method for checking the quality of a tilted image of a lens structure 4, which is arranged on a support 2, which is characterized in that the support 2 is mounted on a holder 6, wherein the holder 6 from a motor 8 is turned. A light source 10 illuminates the lens structure 4 while an optical pickup 12 receives at least one image from the lens structure 4 during rotation of the holder 6. A data processing device 14 evaluates the at least one recorded image of the lens structure 4 with regard to its color values and controls the motor 8.
Description
Die Erfindung offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen der Qualität eines Kippbildes einer Linsenstruktur, welche sich auf einem Träger, z. B. ein tragbarer Datenträger, befindet.The invention discloses an apparatus and method for checking the quality of a tilted image of a lens structure which is placed on a support, e.g. As a portable data carrier is located.
Zur Beschriftung eines Trägers mittels Laser nutzt man über eine elektrische Ansteuerung bewegliche Ablenkspiegel. Der Abstand zwischen Träger und Laser ist in der Regel relativ groß. Folglich ist solch ein Verfahren sehr empfindlich gegenüber Störungen.For labeling a carrier by means of a laser, one uses movable deflection mirrors via an electrical control. The distance between carrier and laser is usually relatively large. Consequently, such a method is very sensitive to disturbances.
Während einer Laserbeschriftung zur Darstellung von Bildern wird üblicherweise im Rastermodus gearbeitet, d. h. das Bild wird mittels eines gepulst betriebenen Lasers in serieller Abarbeitung Punkt für Punkt zeilen- oder spaltenweise in wohldefinierten und gleichförmigen Abstand zueinander geschrieben.During a laser inscription for the representation of images is usually worked in raster mode, d. H. the image is written line by line or column by column in well-defined and uniform distance by means of a pulsed laser in serial processing.
Das Auge des Betrachters sieht auf der fertig beschrifteten Karte dann nicht mehr die einzelnen Rasterpunkte, sondern je nach Punktgröße und Abstand zu einander und je nach Verhältnis von schwarzen Punkten zu hellem Hintergrund ein mehr oder weniger kräftiges Grau.The eye of the beholder no longer sees the individual halftone dots on the finished label, but depending on the size of the dots and the distance to each other and depending on the ratio of black dots to a light background, a more or less strong gray.
Wird nun während einer Laserbeschriftung entweder der Laser oder der Spiegel oder der Träger, z. B. eine Karte, irregulär bewegt, z. B. durch Einkopplung von mechanischen Schwingungen oder Erschütterungen, so verändert sich der Abstand der Rasterpunkte entsprechend. Je nach Art und Dauer der Störung ergeben sich dann dunkle, d. h. ein kleinerer Punktabstand, oder helle, d. h. ein größerer Punktabstand, Streifen im gelaserten Bild.If now during a laser inscription either the laser or the mirror or the carrier, z. As a card, irregular moves, z. B. by coupling of mechanical vibrations or vibrations, so the distance of the grid points changed accordingly. Depending on the nature and duration of the disturbance then dark, d. H. a smaller dot pitch, or bright, d. H. a larger dot pitch, stripes in the lasered image.
Entsprechend können sich Streifenstrukturen ergeben, wenn eine elektrische Einkopplung, z. B. ein 50-Hz-Brumm, die Ansteuer- bzw. Positionierlogik der Ablenkspiegel stört.Accordingly, stripe structures can result if an electrical coupling, z. B. a 50 Hz hum, the Ansteuer- or positioning logic disturbs the deflection mirror.
Weitere Effekte, die zu Streifenstrukturen im Laserbild führen können, sind z. B. Laserleistungsschwankungen, d. h. Punktgrößenänderungen, während der Laserbeschriftung.Other effects that can lead to stripe structures in the laser image, z. B. laser power fluctuations, d. H. Dot size changes during laser marking.
Zusätzlich zu Streifen gibt es Qualitätsmängel in Form von mehr oder weniger punktförmigen bzw. fleckenhaften dunklen oder hellen Strukturen im Bereich gelaserter Bilder bzw., in schweren Fällen, auch im Bereich von gelaserten Buchstaben. Die Ursachen dafür sind in der Regel eher komplex und können zum Einen durch lokal begrenzte Einschlüsse in der Karte, z. B. Fusseln erklärt werden, gehen über Abhängigkeit von der/den verwendeten Druckfarbe(n) incl. UV-Druck bis hin zu Kurzzeit-Effekten im Bereich des Lasers wie z. B. fehlerhaft eingestellte Erstpuls-Unterdrückung etc..In addition to stripes, there are quality defects in the form of more or less punctiform or patchy dark or light structures in the area of lasered images or, in severe cases, also in the area of lasered letters. The causes are usually rather complex and can be due to locally limited inclusions in the map, z. As lint be explained, go on dependence on the / the used ink (s) incl. UV printing to short-term effects in the laser range such. B. incorrectly set first-pulse suppression etc.
Entsprechende qualitätsmindernde Effekte, die zur Streifenbildung oder Fleckenbildung führen, gibt es auch bei Personalisierungsverfahren die mit Drucktechnik arbeiten (z. B. ink jet Druck).Corresponding quality-reducing effects that lead to banding or staining are also found in personalization processes that use printing technology (eg inkjet printing).
Innerhalb einer laufenden Kartenpersonalisierung unter Produktionsbedingungen besteht nun die Herausforderung festzustellen, ob eine personalisierte Karte bzw. ein Paß ein Gut- oder ein Schlecht-(”Reject-”)Dokument ist. Als Kriterium dafür kann man z. B. Anzahl und jeweilige Größe der Störungen bestimmen. Übersteigt nun Anzahl oder Größe der Störungen ein vorher festgelegtes Maß, so wird das entsprechende Dokument (Karte, Paß) als Reject ausgesteuert.Within ongoing card personalization under production conditions, the challenge now is to determine if a personalized card or passport is a good or a bad ("reject") document. As a criterion for this can be z. B. Determine the number and size of the disturbance. If the number or size of the disturbances now exceeds a predetermined amount, the corresponding document (card, passport) is rejected as a reject.
Die Prüfung der Qualität von darzustellenden Informationen in einem Datenträger, welche in Form eines Kippbildes einer Linsenstruktur in einem tragbaren Datenträger ausgeführt sind, erfolgt durch eine subjektive visuelle Prüfung und Bewertung z. B. des Kontrastes, des Kippverhaltens oder der Gesamtintensität.The examination of the quality of information to be displayed in a data carrier, which are executed in the form of a tilted image of a lens structure in a portable data carrier, is carried out by a subjective visual examination and evaluation z. As the contrast, the tilting behavior or the total intensity.
Für einen Träger kommen alle geeigneten Träger in Frage. Insbesondere werden tragbare Datenträger als Träger verwendet. Linsenstrukturen werden auf tragbare Datenträger, wie z. B. Kreditkarten, Gesundheitskarten, Passen, Personalausweisen, Visum, Geldscheinen, Eintrittskarten, SIM-Karten etc. aufgebracht.For a carrier, all suitable carriers come into question. In particular, portable data carriers are used as carriers. Lens structures are on portable data carriers, such as. As credit cards, health cards, passports, identity cards, visa, bills, tickets, SIM cards, etc. applied.
Nachteilig an der subjektiven Prüfung ist, dass weder überhaupt eine objektive Bewertung der Qualität der darzustellenden Information möglich ist noch ein objektiver Vergleich zwischen zwei Linsenstrukturen, welche jeweils ein Kippbild darstellen, möglich ist.A disadvantage of the subjective examination is that neither an objective evaluation of the quality of the information to be displayed is possible nor an objective comparison between two lens structures, which each represent a tilted image, is possible.
Um die Ausformung und Ausführung von Linsenstrukturen zu prüfen und zu bewerten werden die Linsenparameter mittels geometrischer Vermessung der Linsenparameter, z. B. mittels eines Höhentasters vermessen. Dieses Prüfverfahren prüft allerdings nur die geometrischen bzw. optischen Eigenschaften der Linsenstrukturen und liefert keine Aussage über das Kippverhalten und die Qualität der Darstellung von eingeschriebenen Informationen. Kippverhalten, Darstellungsqualität, Schärfe und Kontrast werden allerdings über ein komplexes Zusammenspiel zwischen Linsenparametern, Ausführung der Beschriftung, z. B. Auflösung, Farbe, und Kartenaufbau bestimmt. Ein abschließende Beurteilung der Qualität des Kippverhaltens der Linsenstrukturen bzw. die Qualität der durch das Kippverhalten der Linsenstruktur dargestellten Information ist deshalb erst am Endprodukt, d. h. am bereits hergestellten Träger mit aufgebrachter Linsenstruktur möglich. In order to examine and evaluate the shaping and execution of lens structures, the lens parameters are determined by geometrical measurement of the lens parameters, e.g. B. measured by means of a height sensor. However, this test method only checks the geometric or optical properties of the lens structures and provides no information about the tilting behavior and the quality of the representation of inscribed information. However, tilting behavior, display quality, sharpness and contrast are influenced by a complex interplay between lens parameters, design of the inscription, eg. As resolution, color, and card design determined. A final assessment of the quality of the tilting behavior of the lens structures or the quality of the information represented by the tilting behavior of the lens structure is therefore only possible on the end product, ie on the carrier already produced with an applied lens structure.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Lösung zur Überwindung der Nachteile des Stands der Technik zu finden.The object of the invention is to find a solution for overcoming the disadvantages of the prior art.
Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung eine Lösung zu finden, um eine objektive Beurteilung der Darstellungsqualität des Kippeffekts einer Linsenstruktur zu ermöglichen.In particular, it is an object of the invention to find a solution to allow an objective assessment of the quality of presentation of the tilting effect of a lens structure.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch den unabhängigen Anspruch und den nebengeordneten Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object of the invention is achieved by the independent claim and the independent claim. Advantageous embodiments are described in the dependent claims.
Die Erfindung offenbart zur Lösung der Aufgabe eine Vorrichtung zum Prüfen der Qualität eines Kippbildes einer Linsenstruktur, welche auf einem Träger angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst
- – eine Halterung, zur Befestigung des Trägers,
- – einen Motor, um die Halterung zu drehen,
- – einer Lichtquelle, um die Linsenstruktur zu beleuchten,
- – eine optische Aufnahmevorrichtung, um mindestens ein Bild von der Linsenstruktur während der Drehung der Halterung aufzunehmen,
- – eine Datenverarbeitungseinrichtung, um das mindestens eine von der optischen Aufnahmevorrichtung aufgenommene Bild hinsichtlich seiner Farbwerte auszuwerten und um den Motor zu steuern.
- A holder for fixing the carrier,
- A motor to rotate the mount,
- A light source to illuminate the lens structure,
- An optical pick-up device for picking up at least one image of the lens structure during rotation of the holder,
- - A data processing means for evaluating the at least one image taken by the optical pickup device with respect to its color values and to control the motor.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass der Motor ein Schrittmotor ist, um die Halterung schrittweise um einen definierten Winkel zu drehen.An advantageous embodiment is characterized in that the motor is a stepping motor to rotate the holder gradually by a defined angle.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die optische Aufnahmevorrichtung eine Kamera ist.Another advantageous embodiment is characterized in that the optical recording device is a camera.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorrichtung eine Abschirmung gegen Fremdlicht aufweist.A further advantageous embodiment is characterized in that the device has a shield against extraneous light.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens die Halterung und/oder die Lichtquelle und/oder die optische Erfassungseinrichtung so eingerichtet sind, dass ein Abstand und/oder ein Winkel zur Linsenstruktur variabel einstellbar sind.A further advantageous embodiment is characterized in that at least the holder and / or the light source and / or the optical detection device are set up such that a distance and / or an angle to the lens structure can be variably adjusted.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die optische Erfassungseinrichtung ein Mikroskop ist.Another advantageous embodiment is characterized in that the optical detection device is a microscope.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Lichtquelle ein weißes oder ein farbiges Licht erzeugt.Another advantageous embodiment is characterized in that the light source generates a white or a colored light.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass der Träger ein tragbarer Datenträger ist.Another advantageous embodiment is characterized in that the carrier is a portable data carrier.
Die Erfindung offenbart ferner zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zum Prüfen der Qualität eines Kippbildes einer Linsenstruktur, welche auf einem Träger angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mindestens die folgenden Schritte umfasst
- – befestigen des Trägers auf einer Halterung,
- – drehen der Halterung mittels eines Motors,
- – beleuchten der Linsenstruktur mit einer Lichtquelle,
- – aufnehmen mindestens eines Bildes von der Linsenstruktur während der Drehung der Halterung mittels einer optischen Aufnahmevorrichtung,
- – auswerten des mindestens einen von der optischen Aufnahmevorrichtung aufgenommenen Bilds hinsichtlich seiner Farbwerte und steuern des Motors mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung.
- - fixing the carrier on a holder,
- Turning the holder by means of a motor,
- Illuminate the lens structure with a light source,
- Receiving at least one image from the lens structure during rotation of the holder by means of an optical recording device,
- Evaluating the at least one image recorded by the optical recording device with respect to its color values and controlling the motor by means of a data processing device.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens ein zu vermessendes Feld in der zu prüfenden Linsenstruktur definiert wird.An advantageous embodiment is characterized in that at least one field to be measured is defined in the lens structure to be tested.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass bei mindestens zwei zu vermessenden Feldern, die Felder gleich oder unterschiedlich groß sind.A further advantageous embodiment is characterized in that at least two fields to be measured, the fields are the same or different sizes.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens ein Testmuster in die Linsenstruktur eingebracht wird.Another advantageous embodiment is characterized in that at least one test pattern is introduced into the lens structure.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das Testmuster mindestens zwei Flächen umfasst, welche gleiche oder unterschiedliche Farbwerte haben. A further advantageous embodiment is characterized in that the test pattern comprises at least two surfaces which have the same or different color values.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das Testmuster mindestens zwei Flächen umfasst, welche gleich oder unterschiedlich groß sind.A further advantageous embodiment is characterized in that the test pattern comprises at least two surfaces which are the same or different in size.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass das Testmuster mittels Laser in die Linsenstruktur eingebracht wird.Another advantageous embodiment is characterized in that the test pattern is introduced into the lens structure by means of a laser.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass über alle Bilder, welche während einer Drehung der Halterung von der Linsenstruktur aufgenommen werden, für mindestens eine zu messende Fläche und/oder Testmuster die Farbwerte ausgewertet werden.A further advantageous embodiment is characterized in that the color values are evaluated for all the images which are taken by the lens structure during rotation of the holder for at least one surface and / or test pattern to be measured.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens ein Bild von der Linsenstruktur pro einer zu bestimmenden Winkelstellung während der Drehung aufgenommen wird.A further advantageous embodiment is characterized in that at least one image is taken of the lens structure per an angular position to be determined during the rotation.
Die vorliegende Erfindung stellt ein objektives Messverfahren zur Verfügung, das es ermöglicht die Qualität der Darstellung von Information mittels Kippeffekt einer Linsenstruktur objektiv zu beurteilen.The present invention provides an objective measuring method which makes it possible to objectively judge the quality of the presentation of information by means of the tilting effect of a lens structure.
Das Messverfahren kann beispielsweise mittels entsprechend vorbereiteter zu prüfender Träger mit Linsenstruktur durchgeführt werden, mit dem die Beurteilung einer zu erwartenden Qualität eines Produktionsloses durchgeführt werden kann.The measuring method can be carried out, for example, by means of suitably prepared carriers having a lens structure, with which the assessment of an expected quality of a production batch can be carried out.
Ferner ermöglicht die Erfindung zum einen die Prüfung der Qualität von linsenerzeugenden Produktionsmitteln, wie z. B. Kaschierblechen. Im Umkehrschluss ermöglicht die Erfindung ein Aussortieren von ungeeigneten Produktionsmitteln.Furthermore, the invention makes it possible, on the one hand, to check the quality of lens-producing production means, such as e.g. B. laminating sheets. Conversely, the invention allows a sorting out of inappropriate production means.
Zum anderen können Kartenaufbauten, wie z. B. Foliendicken, Folienschichtungen, etc., auf ihre prinzipielle Eignung zur Darstellung von Kippeffekten geprüft werden.On the other card structures, such. As film thicknesses, film coatings, etc., are tested for their principal suitability for the presentation of tilting effects.
Bisher wurden Träger mit Linsenstrukturen mit Kippeffekt geprüft, indem ein Träger mit Linsenstruktur mit der Hand relativ zu einer feststehenden Lichtquelle positioniert wurde. Der Träger wurde um die Querachse gekippt und mit dem bloßen Auge das Kippbild der Linsenstruktur auf ein Wegkippen hin geprüft.Heretofore, carriers having tilting lens structures have been tested by positioning a lens-structured carrier by hand relative to a fixed light source. The carrier was tilted about the transverse axis and tested with the naked eye, the tilting image of the lens structure on a tilting out.
Zum Prüfen wird erfindungsgemäß eine zu prüfende Linsenstruktur auf einen Träger, wie z. B. eine Kreditkarte oder eine Passseite, aufgebracht. Optional kann in die Linsenstruktur ein Testmuster z. B. mittels Laser eingebracht werden. Anschließend wird die zu prüfende Linsenstruktur mit oben beschriebener Vorrichtung und oben beschriebenen Verfahren vermessen und geprüft. Der ermittelte Farbwert wird dann in Abhängigkeit vom Winkel, in welchem die optische Erfassungseinrichtung von der Linsenstruktur Bilder aufgenommen hat, dargestellt. Eine Messkurve, welche den Verlauf der Farbwerte in Abhängigkeit vom Winkel, welcher zwischen der gedrehten Halterung und der optischen Erfassungseinrichtung liegt, zeigt, wird anhand festgelegter Kriterien beurteilt. In der Regel hat die Messkurve eine sogenannte Gauss-Form. Eine breite und flache Kurve bedeutet eine schlechte Qualität. Eine schmale und hohe Kurve bedeutet eine gute Qualität.For testing according to the invention to be tested lens structure on a support such. As a credit card or passport page applied. Optionally, in the lens structure, a test pattern z. B. be introduced by laser. Subsequently, the lens structure to be tested is measured and tested with the device described above and the method described above. The determined color value is then displayed as a function of the angle at which the optical detection device has taken pictures from the lens structure. A measurement curve showing the course of the color values as a function of the angle which lies between the rotated holder and the optical detection device is assessed on the basis of defined criteria. As a rule, the trace has a so-called Gaussian shape. A broad and flat curve means poor quality. A narrow and high curve means a good quality.
Das erfindungsgemäße Testmuster besteht aus unterschiedlich hell- bis dunkelgrauen Flächen. Alternativ können die Flächen auch schwarz oder weiss oder jede andere geeignete Farbe aufweisen. Ferner können auch sogenannte Graukeile im Testmuster enthalten sein. Ein Graukeil weist einen stufenlosen Verlauf vom Hellen ins Dunkel auf, z. B. von Schwarz nach Weiß. Das erfindungsgemäße Testmuster wird mittels Laser in die Linsenstruktur eingebracht. Beim Einbringen wird eine sogenannte kalibrierte Laseranlage verwendet, welche eine definierte Laserleistung bzw. einen definierten Farbwert, z. B. einen Grauwert, aufweist. Beispielsweise ist auch ein sogenannter Dot-per-Inch-Wert (dpi-Wert) definiert. Das Testmuster liegt beispielsweise mittig innerhalb der Linsenstruktur. Das Testmuster hat eine Skalierung von beispielsweis 1:1. Das bedeutet, dass ein Raster aus beispielsweise viereckigen Flächen eine Fläche von 0,64 × 0,64 Quadratmillimeter groß ist. Dies kann beispielsweise zur Vermessung oder zur Kontrolle der Linsenbreite verwendet werden.The test pattern according to the invention consists of different light to dark gray areas. Alternatively, the surfaces may also be black or white or any other suitable color. Furthermore, so-called gray wedges may be included in the test pattern. A gray wedge has a stepless progression from the light to the dark, z. From black to white. The test pattern according to the invention is introduced into the lens structure by means of a laser. When introducing a so-called calibrated laser system is used, which has a defined laser power or a defined color value, for. B. a gray value has. For example, a so-called dot-per-inch value (dpi value) is defined. For example, the test pattern is centered within the lens structure. The test pattern has a scaling of, for example, 1: 1. This means that a grid of, for example, quadrilateral areas has an area of 0.64 x 0.64 square millimeters. This can be used, for example, to measure or control the lens width.
Zur Prüfung des Trägers mit einer Linsenstruktur mit Kippeffekt wird der Träger auf einer Halterung befestigt. Die Halterung wird über einen Motor gedreht. Vorteilhafterweise wird ein Schrittmotor verwendet. Ein Schrittmotor hat den Vorteil, dass die Halterung schrittweise gedreht wird, wobei jeder Schritt einem bestimmten Winkel entspricht. Der Winkel kann eingestellt werden. Je kleiner der Winkel ist, desto besser ist die Genauigkeit der auszuwertenden Daten. Eine optische Aufnahmeeinrichtung nimmt mindestens ein Bild von der Linsenstruktur während der Drehung auf. Vorteilhafterweise wird für jeden Winkelschritt, um den die Halterung gedreht wird, mindestens ein Bild aufgenommen. Nach der Aufnahme der Bilder für zumindest eine teilweise Drehung wird zumindest eine in den Bildern zu messende Fläche, sogenannte „Regions of interest (ROI)” definiert. Vorteilhafterweise werden mehrere ROI's definiert. Hier empfiehlt es sich zumindest eine ROI für eine helle, z. B. weiße, und eine dunkle, z. B. schwarze, Fläche im Bild zu definieren. Die ROIs haben vorteilhafterweise gleiche Flächengröße. Vor Auswertung der aufgenommen Bilder wird kontrolliert, ob die ROIs für jeden gemessenen Winkel bzw. eines jeden Bilds richtig positioniert sind.To test the carrier with a lens structure with tilting effect, the carrier is mounted on a holder. The holder is rotated by a motor. Advantageously, a stepping motor is used. A stepper motor has the advantage that the holder is rotated stepwise, with each step corresponding to a certain angle. The angle can be adjusted. The smaller the angle, the better the accuracy of the data to be evaluated. An optical pickup device captures at least one image of the lens structure during rotation. Advantageously, at least one image is taken for each angular step by which the holder is rotated. After taking the images for at least a partial rotation, at least one surface to be measured in the images, so-called "regions of interest (ROI)" is defined. Advantageously, multiple ROIs are defined. Here it is recommended at least a ROI for a bright, z. B. white, and a dark, z. For example, to define black areas in the image. The ROIs advantageously have the same area size. Before evaluating the captured images, it is checked whether the ROIs are correctly positioned for each measured angle or image.
Für jede ROI wird dann der Farbwert, z. B. Grauwert, Schwarzwert, Weißwert, etc., für jeden Winkel der Drehung des Halters mit der Linsenstruktur bestimmt. Aus diesen Werten wird dann vorteilhafterweise ein Mittelwert über alle Bilder für die jeweilige ROI bestimmt, z. B. einen mittleren Grauwert oder einen mittleren Weißwert für das jeweilige ROI. Die ermittelten Farbwerte werden über den Winkel in ein Diagramm eingetragen und ausgewertet, wie dies oben beschrieben wurde. For each ROI then the color value, z. Gray value, black level, white level, etc., for each angle of rotation of the holder with the lens structure. From these values, an average over all images for the respective ROI is then advantageously determined, for. B. an average gray value or a mean white value for each ROI. The color values determined are entered into a diagram via the angle and evaluated, as described above.
Somit ist eine objektive Qualitätsprüfung eines Kippbildes einer Linenstruktur mit der vorliegenden Erfindung möglich.Thus, an objective quality inspection of a tilted image of a line structure is possible with the present invention.
Ein großer Vorteil der Erfindung ist, dass eventuelle qualitätsmindernde Effekte frühzeitig beispielsweise bereits vor einer Massenproduktion erkannt werden, da die Qualitätsprüfung anhand von entsprechend vorbereiteten sogenannten Prüflingen durchgeführt wird, welche entsprechende Träger mit Linsenstruktur mit Kippeffekt sind.A great advantage of the invention is that any quality-reducing effects are detected early, for example, even before mass production, since the quality inspection is carried out on the basis of appropriately prepared so-called test specimens, which are corresponding carriers with lens structure with tilting effect.
Das Verfahren kann dazu benutzt werden, um die Ursache von qualitätsmindernden Effekten im Zusammenhang mit Kippbildern festzustellen. So lassen sich beispielsweise kritische Kaschierbleche überprüfen und gegebenenfalls ersetzen.The method can be used to determine the cause of quality degrading effects associated with tilting images. For example, critical laminating sheets can be checked and replaced if necessary.
Nach Behebung der Ursache für eine Qualitätsminderung wird die Ausschussrate gesenkt und entsprechende Kosten werden vermieden.After eliminating the cause of a quality reduction, the reject rate is reduced and the associated costs are avoided.
Die Vorrichtung und das Verfahren sind erweiterbar. So können z. B. die Positionen von Linsen, ihre Radien oder die Winkeltreue von in die Linsenstruktur eingeschriebenen beispielsweise rechteckigen Strukturen geprüft und vermessen werden. Weitere Erweiterungen sind beispielsweise die Prüfung der Darstellungsqualität von metallischen Strukturen im Datenträger wie beispielsweise eines Hologramms oder eines Kinegramms oder eines Sicherheitsfadens.The device and method are expandable. So z. B. the positions of lenses, their radii or the angular accuracy of inscribed in the lens structure, for example, rectangular structures are checked and measured. Further extensions are, for example, the examination of the quality of representation of metallic structures in the data carrier, such as a hologram or a kinegram or a security thread.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.In the following, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Es zeigenShow it
Der Motor
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Abschirmung gegen Fremdlicht auf. Die Abschirmung ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die Abschirmung besteht dazu aus einem lichtundurchlässigen Material. Vorteilhafterweise kann die Abschirmung geöffnet und geschlossen werden, um einen zu prüfenden Träger
Mindestens die Halterung
Die optische Aufnahmevorrichtung
In der optischen Aufnahmevorrichtung
In einem der Aufnahme eines Bildes vorgeschalteten Schritt kann eine Eichung der optischen Aufnahmevorrichtung
Prinzipiell kann man auch ein Referenzbild wie z. B. einen Graukeil dem aufgenommenen Bild überlagern.In principle, you can also use a reference image such. B. overlay a gray wedge the captured image.
Mittels Bildverarbeitung können insbesondere bestimmte Farbwerte, Helligkeit, etc. unterdrückt oder verstärkt werden.By means of image processing in particular certain color values, brightness, etc. can be suppressed or enhanced.
Weiterhin kann man über eine Bildfilterung, z. B. mittels Sobel-Filter, etc., z. B. Kanten hervorheben, um z. B. ein maschinell auswertbares Kriterium zu erhalten. Damit lässt sich die vollautomatische Vermessung beispielsweise eines auf einem Träger
Die Lichtquelle
Der Träger
Die vorliegende Erfindung offenbart ferner ein Verfahren zum Prüfen der Qualität eines Kippbildes einer Linsenstruktur
Während oder im Anschluss an eine Drehung der Halterung
Nach der Aufnahme der Bilder durch die optische Aufnahmevorrichtung
In der einfachsten Ausführungsform wird nur eine zu vermessende Fläche
Alternativ können mehrere Teilbereiche jedes Bildes einer Folge ausgewertet werden. Wertet man für jedes Bild mehrere unterschiedlich positionierte zu vermessende Flächen
Mittels jeweils einer zu vermessenden Fläche
Mit dem hier beschriebenen Verfahren ist es außerdem möglich, Effekte herauszurechnen, die sich z. B. durch eine ungleichmäßige Ausleuchtung der zu prüfenden Linsenstruktur
Beispielsweise kann die Erfindung verwendet werden, um Personalisierungsanlagen für tragbare Datenträger, wie z. B. Kreditkarten, Personalausweise, etc., zu qualifizieren. Dies kann einerseits bei der Erstabnahme solcher Anlagen geschehen, kann aber andererseits auch in der laufenden Produktion eingesetzt werden, um eventuelle Qualitätsmängel bei der Personalisierung festzustellen. Entsprechende Tests werden außerdem nach Instandsetzung einer Anlage durchgeführt, um vor Wiederaufnahme der Produktion den Nachweis einer erfolgreichen Reparatur bzw. Justage führen zu können.For example, the invention can be used to personalization systems for portable data carriers, such. As credit cards, identity cards, etc., to qualify. This can on the one hand in the However, on the other hand, it can also be used in ongoing production to detect possible quality defects in the personalization. Corresponding tests are also carried out after a plant has been repaired in order to prove that it has been successfully repaired or adjusted before resuming production.
Dazu wird ein vorbereitetes und geometrisch definiertes Testmuster
Die zu qualifizierende Anlage schreibt das Testmuster
Ein weiterer Prüfschritt bei der Qualifizierung bzw. Abnahme von Personalisierungsanlagen ist die Kontrolle der Grauwertkalibrierung, insbesondere bei Laseranlagen, bzw. der Farbkalibrierung, insbesondere bei Personalisierungsanlagen mit Drucktechnik.A further test step in the qualification and acceptance of personalization systems is the control of the gray value calibration, in particular in laser systems, or the color calibration, especially in personalization systems with printing technology.
Dabei wird überprüft, ob die Personalisierungsanlage den vollen Umfang aller Grauwerte zwischen schwarz und weiß, bzw. bei Farbwerten den vollen Farbumfang, darstellen kann und ob die Darstellung der Grauwerte, insbesondere der Farbwerte, stabil, d. h. ohne Drift, z. B. über einen ganzen Produktionstag möglich ist.It is checked whether the Personalisierungsanlage the full extent of all gray values between black and white, and color values can represent the full color gamut, and whether the representation of the gray values, in particular the color values, stable, d. H. without drift, z. B. over a whole day of production is possible.
Außerdem können damit mehrere Anlagen gleichen Typs auf gleiche Qualität justiert werden.In addition, several systems of the same type can be adjusted to the same quality.
Die Überprüfung einer Grauwertkalibrierung kann z. B. durchgeführt werden, indem ein mit einem sogenannten Graukeil
Zur Darstellung und Interpretation der Messpunkte trägt man die jeweils gemessenen Farbwerte, z. B. Helligkeit, über dem jeweiligen Winkel auf, bei dem die optische Aufnahmevorrichtung
Die Bewertung des zu prüfenden Trägers
Bei einer schmalen Spitze findet eine große Änderung des Kontrasts bei geringer Änderung des Betrachtungswinkels statt. Bei einer breiten Spitze ändert sich der Kontrast auch bei größerer Änderung des Betrachtungswinkels nur wenig, die Linsenstruktur
Bei mehrstufigen Kippbildern kann man außerdem durch Auswertung der Maxima und Minima der Kurve eine Trennschärfe zwischen den einzelnen Kippbildern bestimmen.In the case of multi-level tilt images, it is also possible to determine a selectivity between the individual tilt images by evaluating the maxima and minima of the curve.
Testergebnisse zeigen, daß für deutlich unterschiedliche Linsenradien auch die Form der gemessenen Kurve unterschiedlich ist. Demnach ist das Qualitätskriterium für eine gute bzw. eine schlechte Linsenstruktur
Weitere Qualitätskriterien können eine Gleichförmigkeit bzw. Stetigkeit der Messkurve sowie eine jeweilige Standardabweichung der Grauwerte sein. Unstetige bzw. verrauschte Kurven deuten dabei auf Störungen innerhalb der zu messenden Fläche
Im Folgenden sollen weitere Möglichkeiten zur Auswertung von aufgenommenen Bildern beschrieben werden. Nimmt man pro Winkelstellung mehr als ein Bild auf, eine sogenannte Subsequenz von Bildern, so kann man innerhalb einer Subsequenz z. B. die Position der zu messenden Fläche
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zunächst als eigenständige Vorrichtung zu verwenden. Prinzipiell kann die erfindungsgemäße Vorrichtung aber auch in Form eines Modules in Personalisierungsanlagen eingebaut und dann zur Prozesskontrolle bzw. Qualitätssicherung verwendet werden.The device according to the invention is initially to be used as a separate device. In principle, however, the device according to the invention can also be installed in the form of a module in personalization systems and then used for process control or quality assurance.
Das Testmuster
Das Testmuster
Ein zu prüfender Träger
In einer erweiterten Ausführungsform kann das Testmuster
Enthält das Testmuster
In einer weiteren Ausführungsform werden mehrere, ggf. unterschiedliche Testmuster
Prinzipiell kann ein entsprechendes Testmuster
Die zu vermessende Fläche
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Trägercarrier
- 44
- Linsenstrukturlens structure
- 66
- Halterungbracket
- 88th
- Motorengine
- 1010
- Lichtquellelight source
- 1212
- optische Aufnahmevorrichtungoptical recording device
- 1414
- DatenverarbeitungseinrichtungData processing device
- 1616
- Testmustertest pattern
- 1818
- Bereich mit schwarzen und weißen QuadratenArea with black and white squares
- 2020
- Graukeilwedge
- 2222
- schwarzer Streifenblack stripe
- 2424
- weißer Streifenwhite stripe
- 2626
- zu vermessende Fläche, Region of Interest (ROI)area to be measured, region of interest (ROI)
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2010/043443 A1 [0014] WO 2010/043443 A1 [0014]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- ISO 7810 [0076] ISO 7810 [0076]
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