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DE19733297A1 - Berührungslose optische Dickenmessung - Google Patents

Berührungslose optische Dickenmessung

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DE19733297A1
DE19733297A1 DE1997133297 DE19733297A DE19733297A1 DE 19733297 A1 DE19733297 A1 DE 19733297A1 DE 1997133297 DE1997133297 DE 1997133297 DE 19733297 A DE19733297 A DE 19733297A DE 19733297 A1 DE19733297 A1 DE 19733297A1
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Germany
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camera
measuring
distance
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camera device
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DE1997133297
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Marcus Gut
Juergen Froehner
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    • 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
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material

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

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zum Vermessen der Dicke eines Körpers, insbesondere eines flächigen endlos gefertigten Körpers.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Vermessen der Dicke eines Körpers, insbesondere eines flächigen endlos gefertigten Körpers.
Eine derartige Meßvorrichtung kommt beispielsweise in der industriellen Fertigung bei der Produktion von flächigen endlos gefertigten Produkten, wie Folien oder Platten zum Einsatz. Zur Überwachung des Herstellungsprozesses besteht dabei der Wunsch, das Produkt während der Produktion bezüglich seiner Dicke zu vermessen.
Hierzu existieren bereits verschiedene Meßverfahren, die im wesentlichen in berührende und berührungslose Meßverfahren eingeteilt werden können. Grundlage der berührenden Meßverfahren sind insbesondere sogenannte kapazitive oder magneto-induktive Meßverfahren, während die berührungslosen Meßverfahren auf radioaktiven Meßverfahren oder Lasertriangulations-Sensoren bzw. auf auf Luftkissen über das zu vermessende Objekt schwebenden Sensoren basieren. Diese berührungslosen Meßverfahren sind aus ökologischer Sicht nicht unbedenklich, da als Sensormaterial radioaktive Stoffe eingesetzt werden. Zudem ist die Meßgenauigkeit der Verfahren aufgrund der physikalischen Umgebungsbedingungen sowie aufgrund der Materialeigenschaften häufig nicht befriedigend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung und ein Verfahren anzugeben, die bzw. das auf einfache Weise exakt und ohne ökologisch unbedenklich eine berührungslose Messung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Meßvorrichtung zum Vermessen der Dicke eines Körpers, insbesondere eines flächigen endlos gefertigten Körpers mit mindestens einer auf die zu vermessende Oberfläche des Körpers gerichteten Kameravorrichtung, und mit einer Auswerteeinrichtung zur Auswertung der von der Kameravorrichtungen aufgenommenen Bilder derart, daß die Schärfe der Bilder bezogen auf die Oberfläche des Körpers und hieraus der Abstand zwischen der Kameravorrichtung und der Oberfläche des Körpers ermittelt wird, und mit einem Abstandssensor zur Ermittlung des Abstandes zwischen der Kameravorrichtung und der der Kameravorrichtung gegenüberliegenden Oberfläche des Körpers gelöst. Eine derartige Meßvorrichtung ist insbesondere für eine einseitige Vermessung des Körpers geeignet, d. h. in den Fällen, in denen ein fest definierter Bezugspunkt auf der der zu vermessenden Seite gegenüberliegenden Seite vorgegeben ist.
Alternativ wird diese Aufgabe bei einem beidseitig zu vermessenden Körper durch eine Meßvorrichtung zum Vermessen der Dicke eines Körpers, insbesondere eines flächigen endlos gefertigten Körpers mit einer auf einer ersten Seite des Körpers angeordneten ersten Kameravorrichtung und mit einer auf der gegenüberliegenden zweiten Seite des Körpers angeordneten zweiten Kameravorrichtung, mit einer Auswerteeinrichtung zur Auswertung der von den Kameravorrichtungen aufgenommenen Bilder derart, daß die Schärfe der Bilder bezogen auf die Oberfläche der ersten Seite des Körpers und hieraus die Abstände zwischen der ersten Kameravorrichtung und der Oberfläche der ersten und zweiten Oberfläche des Körpers ermittelt wird, und mit einem Abstandssensor zur Ermittlung des Abstandes zwischen der ersten und zweiten Kameravorrichtung gelöst.
Bei den Kameravorrichtungen handelt es sich jeweils um eine Bild- oder Zeilenkamera, welche auf die Oberflächen des zu vermessenden Körpers gerichtet werden. Die Schärfeeinstellung der von den Kameravorrichtungen aufgenommenen Bilder wird von der beispielsweise als Computer ausgebildeten Auswerteeinrichtung überwacht. Dabei erfolgt mittels der Auswerteeinrichtung eine Digitalisierung der Kamerabilder und eine Überprüfung auf deren Schärfe. Eine Scharfstellung des Kamerabildes liegt dann vor, wenn der Brennpunkt der optischen Einheit der Kameravorrichtung auf der Höhe der Oberfläche des zu vermessenden Körpers ist. In Abhängigkeit der ermittelten Schärfe kann die Kameravorrichtung parallel ihrer optischen Achse solange verfahren werden, bis ein Bild mit hinreichender Schärfe erkannt wird. Dabei gilt, daß der Abstand zwischen dem Objektiv der Kameravorrichtung und der Oberfläche des Körpers bei scharfer Einstellung konstant ist. Eine Alternative ohne Verfahren der Kameravorrichtungen besteht darin, die Kamerabilder bezüglich ihrer Schärfe derart auszuwerten, daß aus dem Grad der Schärfe auf den Abstand der Kameravorrichtung von der Oberfläche des Körpers geschlossen werden kann. Diese Vorgehensweise ist insbesondere dann anwendbar, wenn die Kameravorrichtungen nicht senkrecht, sondern vielmehr schräg auf die Oberfläche des Körpers gerichtet werden. Anhand der in diesem Fall entsprechend dem jeweils unterschiedlichen Abstand teils mehr oder weniger scharfen Teilbildbereiche kann mittels der Auswertevorrichtung beispielsweise durch Vergleich mit Vergleichbildern der Abstand interpoliert werden. Als weitere Meßgröße wird bei einem Meßsystem mit lediglich einseitig angeordneter Kameravorrichtung der Abstand zwischen der Kameravorrichtung und der der Kameravorrichtung gegenüberliegenden Oberfläche bzw. bei einer zweiseitig angeordneten Meßvorrichtung der Abstand zwischen den beiden Kameravorrichtungen benötigt. Dieser wird mit Hilfe eines Abstandssensors ermittelt. Basierend auf den ermittelten Abstandswerten kann dann in einfacher rechnerischer Verknüpfung durch die Auswertevorrichtung die Dicke des Körpers ermittelt werden. Durch Bewegung der Meßvorrichtung oder durch Bewegung des zu vermessenden Körpers kann so die Dicke des zu vermessenden Körpers durch Ermittlung neuer Abstandswerte kontinuierlich vermessen werden.
Die Scharfstellung der Kameras kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, daß die Kameravorrichtung(en) insbesondere in senkrechter Richtung zur Oberfläche des zu vermessenden Körpers verschiebbar ist (sind).
Eine sichere Erkennung der Oberfläche des Körpers kann dadurch gewährleistet werden, daß die Meßvorrichtung eine Beleuchtungsvorrichtung aufweist, die zur Beleuchtung des Körpers, insbesondere zu einer seitlichen Beleuchtung des Körpers in einem flachen Winkel zwischen 1 und 45° vorgesehen ist, wobei der Winkel zwischen der Oberfläche des Körpers und der Lichtaustrittsrichtung der Beleuchtungsvorrichtung gebildet wird.
Die Sicherheit bei der Detektion der Oberfläche insbesondere eines durchsichtigen Körpers kann dadurch erhöht werden, daß die Kamera ein Vergrößerungsobjektiv aufweist. Besonders vorteilhaft ist es, daß der Körper seitlich in einem flachen Winkel beleuchtet wird.
Eine erste Möglichkeit zur Ermittlung des Abstandes der Kameravorrichtung und des Objektes besteht darin, daß die Einstellung der Schärfe der Kameravorrichtungen durch Verschiebung der Kameravorrichtungen in senkrechter Richtung zur Oberfläche des zu vermessenden Körpers erfolgt.
Eine alternative Möglichkeit zur Abstandsermittlung besteht darin, daß die Auswerteeinrichtung zur Auswertung der von der Kameravorrichtung aufgenommenen Bilder vorgesehen ist und daß Mittel vorgesehen sind, die in Abhängigkeit der ermittelten Schärfe des Bildes den für eine optimale Schärfe des Bildes erforderlichen Weg ermitteln.
Eine Ermittlung des Abstandes zwischen der Kameravorrichtung und der gegenüberliegenden Oberfläche des Körpers bzw. zwischen den beiden Kameravorrichtungen kann dadurch erfolgen, daß als Abstandssensor ein induktiver, insbesondere ein magneto-induktiver Abstandssensor mit einer magnetischen Gegenplatte vorgesehen ist.
In den Fällen, in denen eine Abstandsermittlung zwischen den auf beiden Seiten des Objektes angeordneten Kameravorrichtungen nicht durch das zu vermessende Objekt hindurch möglich ist, kann zur Ermittlung der Abstands zwischen der Kameravorrichtung und der der Kameravorrichtung gegenüberliegenden Oberfläche des Körpers bzw. zur Ermittlung des Abstands zwischen den Kameravorrichtungen eine Positionsbestimmungsvorrichtung vorgesehen werden, die ausgehend von einer Bezugsposition die jeweilige Stellung der Kameravorrichtung(en) ermittelt.
Eine vorteilhafte Realisierung einer derartigen Positionsbestimmungs­ vorrichtung besteht darin, daß zur Bestimmung der Stellungen der Kameravorrichtungen ein Laserstrahl vorgesehen ist, wobei durch den Laserstrahl die Position der Kameravorrichtungen in senkrechter Richtung auf die Oberfläche der zu vermessenden Körpers ermittelt wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer einseitig angeordnete Meßvorrichtung zum Messen der Dicke einer Platte,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer beidseitig angeordneten Meßvorrichtung zum Messen der Dicke einer Platte,
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer beidseitig angeordneten Meßvorrichtung zum Messen der Dicke einer Platte mit senkrecht zur Platte angeordneten Kameravorrichtungen,
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer beidseitig angeordneten Meßvorrichtung zum Messen der Dicke einer Platte mit schräg zur Platte angeordneten Kameravorrichtungen,
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer beidseitig angeordneten Meßvorrichtung und einer Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Position der Kameravorrichtungen und
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer einseitig angeordnete Meßvorrichtung zum Messen der Dicke einer Platte mit senkrecht zur Platte angeordnetem Objektiv und schräg angeordneter Kameravorrichtung.
Fig. 1 zeigt eine einseitig angeordnete Meßvorrichtung zum Messen der Dicke D eines Körpers 1, beispielsweise einer Platte. Die Meßvorrichtung besteht aus einer Kameravorrichtung 2 mit Objektiv 4, aus einem Abstandssensor 5 sowie einer Auswertevorrichtung 6. Darüberhinaus ist eine Beleuchtungsvorrichtung 3 zur seitlichen Beleuchtung des Körpers 1 vorgesehen. Die Meßvorrichtung bestimmt einen Abstand A zwischen dem Kameraobjektiv 4 und der der Kamera 2 zugewandten Seite der Oberfläche des Körpers 1 sowie einen Abstand C' zwischen dem Abstandssensor 5 und der der Kamera 2 abgewandten Seite des Körpers. Zum besseren Verständnis ist in Fig. 1 darüberhinaus ein Achsenkreuz eingezeichnet, das die geometrischen x-, y- und Achsen angibt.
Die Kamera 2, beispielsweise eine Bild- oder Zeilenkamera wird mit dem als Mikroskop wirkenden Vergrößerungsobjektiv 4 senkrecht auf die Oberfläche des zu vermessenden Körpers 1 gerichtet. Das Vergrößerungsobjektiv dient dazu, daß der Meßfleck möglichst klein wird und so die Oberfläche des Körpers 1 für die Kamera möglichst gut "sichtbar" wird. Durch die Vergrößerung erkennt die Kamera 2 auch bei durchsichtigen Folien oder Platten "Einschlüsse" an der Oberfläche im Herstellungsmaterial des Körpers, die automatisch beim Herstellungsprozeß durch Verschmutzung der Oberfläche, durch Umgebungsstaub oder durch feine Kratzer entstehen. Durch die seitliche Beleuchtung durch die Beleuchtungsvorrichtung 3 ist außerdem eher gewährleistet, daß die Kamera 2 eine Struktur auf der Materialoberfläche des Körpers 1 erkennt. Denn ohne seitliche Beleuchtung könnte dies bei einem durchsichtigen Körper und einer senkrechten Beleuchtung des Körpers 1 bewirken, daß sich die Kamera nicht auf der Oberfläche des Körpers 1 scharfstellt, sondern in tieferen Schichten. Der Meßvorgang selbst kann ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Meßvorrichtung folgendermaßen erfolgen:
Zunächst wird in einem ersten Schritt mittels der Auswerteeinrichtung 6 die Schärfe des Kamerabildes überwacht. Hierzu wird das Kamerabild digitalisiert und auf seine Eigenschaft der Schärfe überprüft. Ziel dieser Schärfeüberwachung ist es, den Abstand A zwischen der Kamera 2 bzw. dem Objektiv 4 der Kamera und der Oberfläche des Körpers 1 zu ermitteln, denn bei scharfer Einstellung ist dieser Abstand A zwischen Objektiv 4 und Körper 1 stets konstant. Für die Einstellung der Schärfe kommen zwei Möglichkeiten in Betracht. Die eine Möglichkeit besteht darin, die komplette Kameraeinheit, d. h. Kamera 2 und Objektiv 4 in senkrechter Richtung zur Oberfläche des Körpers 1 zu verfahren. Dies setzt eine Motorsteuerung der Kameravorrichtung 2, 4 voraus, wie diese im Zusammenhang mit Fig. 3 noch gezeigt wird. Diese erste Möglichkeit hat Ähnlichkeit mit der bei Fotokameras etc. bekannten Auto-Focus-Funktion. Die zweite Möglichkeit besteht darin, das Kamerabild in der Auswerteeinrichtung 6, beispielsweise einem Computer mit geeigneten Mitteln, beispielsweise in Form von Software auszuwerten und aus dem unscharfen Bild, d. h. aus dem Grad der Unschärfe bzw. Schärfe direkt den für eine Korrektur notwendigen Weg zu ermitteln.
Dieser Weg wird nun addiert bzw. subtrahiert von einem in der Auswertevorrichtung gespeicherten optimalen Abstand zwischen Objektiv 4 und Oberfläche des Körpers 1. Dieser optimale Abstand liegt dann vor, wenn das Objekt 1 im Brennpunkt des Objektives liegt. Als Ergebnis dieses ersten Schrittes liegt in der Auswertevorrichtung ein Wert für den Abstand A zwischen Kameravorrichtung 2, 4 und Oberfläche des Körpers 1 vor.
In einem zweiten Schritt wird der Abstand C' zwischen der Kameravorrichtung 2, 4 und der der Kamera 2, 4 abgewandten Seite des Körpers ermittelt. Hierzu ist bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausfürungsbeispiel an der Kameravorrichtung 2, 4 ein Abstandssensor 5 vorgesehen. Dieser ist beispielsweise als induktiver Abstandssensor ausgebildet und bestimmt ausgehend von einem Bezugspunkt, beispielsweise einem Auflagepunkt der Oberfläche des Körpers 1 durch den Körper 1 hindurch den Abstand zwischen der der Kamera 2, 4 abgewandten Oberfläche des Körpers und der Kameravorrichtung 2, 4. Anstelle eines induktiven Abstandssensors ist es auch möglich, die Position der Kameravorrichtung und die Position des auf der gegenüberliegenden Seite des Körpers durch eine Meßaufnehmer, beispielsweise durch einen Laserstrahl zu vermessen, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 5 noch gezeigt und beschrieben ist. Als Ergebnis dieses zweiten Schrittes liegt in jedem Fall in der Auswertevorrichtung ein Wert für den Abstand C' zwischen Kameravorrichtung 2, 4 und gegenüberliegenden Oberfläche des Körpers 1 vor.
Ausgehend von diesen im ersten und zweiten Schritt ermittelten Werten A, C' wird in der Auswerteeinrichtung nach der Formel: D= C' - A die Dicke D des Körpers 1 ermittelt. Die komplette Meßvorrichtung wird nach Abschluß dieser Messung parallel zur Oberfläche des Körpers 1 verschoben und an einer weiteren Stelle unter Durchführung der Schritte 1 bis 3 ein neuer Meßwert bestimmt. Alternativ zur Verschiebung der Meßvorrichtung kann auch der Körper 1 selbst verschoben werden, während die Meßvorrichtung dann nicht bewegt wird. Die in Fig. 1 gezeigte Meßvorrichtung mit lediglich einer Kameravorrichtung 2, 4 auf lediglich einer Seite des Körpers kommt insbesondere in den Fällen zum Einsatz, in denen die Anforderungen bezüglich der Toleranzen der Dicke der Oberfläche lediglich in Bezug auf ein Seite der Oberfläche des Körpers 1 bestehen. Die Teilmeßvorrichtungen bestehen im wesentlichen aus den bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten Vorrichtungen. So besteht die erste Teilmeßvorrichtung aus einer ersten Kameravorrichtung 2a mit Objektiv 4a, aus einem Abstandssensor 5 sowie einer Auswertevorrichtung 6. Darüberhinaus ist eine erste Beleuchtungsvorrichtung 3a zur seitlichen Beleuchtung des Körpers 1 von oben vorgesehen. Die erste Teilmeßvorrichtung weist eine zweite Kameravorrichtung 2b mit Objektiv 4b, eine magnetische Gegenplatte 7 sowie eine zweite Beleuchtungsvorrichtung 3b zur seitlichen Beleuchtung des Körpers 1 von unten.
Die erste Teilmeßvorrichtung dient der Bestimmung eines Abstands A zwischen dem ersten Kameraobjektiv 4a und der der ersten Kamera 2a zugewandten Oberfläche des Körpers 1, während mittels der zweiten Teilmeßvorrichtung im wesentlichen ein Abstand B zwischen dem zweiten Kameraobjektiv und der der zweiten Kamera zugewandten Oberfläche des Körpers 1 bestimmt wird. Über den Abstandssensor 5 mit zugehöriger magnetischer Gegenplatte 7 wird ein Abstand C ermittelt, der dem Abstand zwischen dem Objektiv der erste Kameravorrichtung 2a und dem zweiten Objektiv 4b der zweiten Kameravorrichtung 2b entspricht. Gemäß der Formel: D = C - B - A wird in der Auswerteeinrichtung 5 dann die jeweilige Dicke des Körpers 1 bestimmt.
Die Grundfunktionen der Kameravorrichtungen 2a, 2b, der Objektive und der Beleuchtungsvorrichtungen 3a, 3b entspricht bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen den bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterten Funktionen, so daß hierauf verwiesen wird. Die in Fig. 2 dargestellte Meßvorrichtung, die aus den auf beiden Seiten des zu vermessenden Körpers angeordneten nahezu identischen Teilmeßvorrichtungen gebildet wird, ist besonders in den Fällen vorteilhaft, in denen der zu vermessende Körper leicht gebogen ist und/oder auch Bewegungen in z-Richtung machen kann. Ein Meßvorgang läuft bei der in Fig. 2 dargestellte Meßvorrichtung folgendermaßen ab: Die Kamerabilder der ersten 2a- und zweiten 2b-Kamera werden in der bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Weise mittels der Auswerteeinrichtung 6 bezüglich ihrer Schärfe ausgewertet. In Abhängigkeit der ermittelten Schärfe bzw. Unschärfe werden die Kameravorrichtungen 2a, 2b dann entweder solange verfahren, bis die Kamerabilder scharf sind oder die Auswerteeinrichtung 6 ermittelt aus dem Grad der Unschärfe den Weg, der für eine Korrektur der Schärfe erforderlich wäre. Grundlage für diese Vorgehensweise ist dabei wieder, daß der Abstand A bzw. B zwischen Objektiv 4a, 4b und zu vermessendem Körper 1 bei scharfer Einstellung konstant ist. Die so ermittelten Abstandswerte A, B werden in der Auswerteeinrichtung zwischengespeichert.
Als nächstes wird über den induktiven Abstandssensor 5 mit der induktiven Gegenplatte 7 der Abstand C zwischen der ersten und der zweiten Kamera 2a, 2b ermittelt. Auch dieser Abstandswert wird in der Auswerteeinrichtung 6 zwischengespeichert und zur Berechnung der Dicke D des Körpers 1 verwendet. Der Meßvorgang kann anschließend an weiteren Positionen des Körpers 1 wiederholt werden. Die Meßvorrichtung ist in der Lage in zuverlässiger Weise eine berührungslose Dickenmessung basierend auf einem rein optischen Meßsystem durchzuführen, ohne daß irgendwelche ökologisch bedenklichen Materialien zum Einsatz kommen.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer beidseitig angeordneten Meßvorrichtung zum Messen der Dicke einer Platte 1 mit senkrecht zur Platte angeordneten Kameravorrichtungen 2a, 4a; 2b, 4b. Dabei werden die bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 angegebenen Bezugszeichen verwendet. Darüberhinaus ist bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel die erste 2a sowie die zweite 2b Kameravorrichtung jeweils über einen Motor 7a, 7b an einer Achse 8a, 8b verschiebbar gelagert.
Die verschiebbare Lagerung der Kameravorrichtungen 2a, 2b dient dazu, die Kameravorrichtungen entsprechend der jeweils ermittelten Schärfe/Unschärfe in Z-Richtung verschieben zu könne, bis eine optimale Schärfeeinstellung vorliegt.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer beidseitig angeordneten Meßvorrichtung zum Messen der Dicke einer Platte 1 mit schräg zur Platte angeordneten Kameravorrichtungen 2a, 2b. In diesem Fall wertet die Auswerteeinrichtung 6 die von den Kameravorrichtungen derart aus, daß anhand des Grads der Schärfe der Teilbildbereiche der jeweilige Abstand interpoliert wird. Ansonsten wird auf die Ausführungen zu den Fig. 1 bis 3 verwiesen.
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer beidseitig angeordneten Meßvorrichtung mit Positionsbestimmungseinrichtungen 10a, 10b zur Bestimmung der Position der Kameravorrichtungen 2a, 2b. Die Positionsbestimmungseinrichtungen 10a, 10b stellen eine Alternative zu der im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 gezeigten induktiven Abstandssensor dar. Die Positionsbestimmungsvorrichtungen 10a, 10b bestehen aus jeweils einem Laser, der jeweils einen Laserstrahl 11a, 11b erzeugt. Der Laserstrahl 11a, 11b trifft auf eine in der Kamera 2a, 2b integrierte Kamera, die die jeweilige Position des Laserstrahls 11a, 11b und damit den jeweiligen Abstand der Kamera 2a, 2b von dem Körper 1 an die Auswerteeinrichtung 5 übermittelt.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer einseitig angeordneten Meßvorrichtung zum Messen der Dicke einer Platte 1 mit einem senkrecht zur Platte 1 angeordnetem Objektiv 4 und schräg angeordneter Kameravorrichtung 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel sieht die Kamera 2 das durch das Objektiv 4 vergrößerte Bild von der Seite. Auch in diesem Fall wertet die Auswerteeinrichtung 6 die von der Kameravorrichtung 2 derart aus, daß anhand des Grads der Schärfe der Teilbildbereiche der jeweilige Abstand interpoliert wird. Ansonsten wird auf die Ausführungen zu den Fig. 1 bis 3 verwiesen. Das in Fig. 6 dargestellte Meßsystem kann auch beidseitig entsprechend den in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen ausgebildet sein.

Claims (20)

1. Meßvorrichtung zum Vermessen der Dicke (D) eines Körpers (1), insbesondere eines flächigen endlos gefertigten Körpers (1) mit mindestens einer auf die zu vermessende Oberfläche des Körpers (1) gerichteten Kameravorrichtung (2), und mit einer Auswerteeinrichtung (6) zur Auswertung der von der Kameravorrichtungen (2) aufgenommenen Bilder derart, daß die Schärfe der Bilder bezogen auf die Oberfläche des Körpers (1) und hieraus der Abstand (A) zwischen der Kameravorrichtung (2) und der Oberfläche des Körpers (1) ermittelt wird, und mit einem Abstandssensor (5) zur Ermittlung des Abstandes (C') zwischen der Kameravorrichtung (2) und der der Kameravorrichtung (2) gegenüberliegenden Oberfläche des Körpers (1).
2. Meßvorrichtung zum Vermessen der Dicke (D) eines Körpers (1), insbesondere eines flächigen endlos gefertigten Körpers (1) mit einer auf einer ersten Seite des Körpers (1) angeordneten ersten Kameravorrichtung (2a) und mit einer auf der gegenüberliegenden zweiten Seite des Körpers (1) angeordneten zweiten Kameravorrichtung (2b), mit einer Auswerteeinrichtung (6) zur Auswertung der von den Kameravorrichtungen (2a, 2b) aufgenommenen Bilder derart, daß die Schärfe der Bilder bezogen auf die Oberfläche der ersten Seite des Körpers (1) und hieraus die Abstände (A, B) zwischen der ersten Kameravorrichtung (2a) und der Oberfläche der ersten und zweiten Oberfläche des Körpers (1) ermittelt wird, und mit einem Abstandssensor (5) zur Ermittlung des Abstandes (C) zwischen der ersten (2a) und zweiten (2b) Kameravorrichtung.
3. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß als Abstandssensor (5) ein induktiver, insbesondere ein magneto­ induktiver Abstandssensor mit einer magnetischen Gegenplatte (7) vorgesehen ist.
4. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kameravorrichtung (2, 2a, 2b) insbesondere in senkrechter Richtung zur Oberfläche des zu vermessenden Körpers (1) verschiebbar ist.
5. Meßvorrichtung hach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (10) eine Beleuchtungsvorrichtung (3) aufweist, die zur Beleuchtung des Körpers (1), insbesondere zu einer seitlichen Beleuchtung des Körpers (1) in einem flachen Winkel (11) zwischen 1 und 45° vorgesehen ist, wobei der Winkel (11) zwischen der Oberfläche des Körpers (1) und der Lichtaustrittsrichtung der Beleuchtungsvorrichtung gebildet wird.
6. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (2) ein Vergrößerungsobjektiv (4) aufweist.
7. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Schärfe der Kameravorrichtungen (2, 2a, 2b) durch Verschiebung der Kameravorrichtungen (2, 2a, 2b) in senkrechter Richtung zur Oberfläche des zu vermessenden Körpers (1) erfolgt.
8. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (6) zur Auswertung der von der Kameravorrichtung (2, 2a, 2b) aufgenommenen Bilder vorgesehen ist und daß Mittel vorgesehen sind, die in Abhängigkeit der ermittelten Schärfe des Bildes den für eine optimale Schärfe des Bildes erforderlichen Weg ermitteln.
9. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Abstands (C') zwischen der Kameravorrichtung und der der Kameravorrichtung (2) gegenüberliegenden Oberfläche des Körpers (1) bzw. zur Ermittlung des Abstands (C) zwischen den Kameravorrichtungen (2a, 2b) eine Positionsbestimmungsvorrichtung (10) vorgesehen ist, die ausgehend von einer Bezugsposition die jeweilige Position der Kameravorrichtung(en) (2, 2a, 2b) ermittelt.
10. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Stellungen der Kameravorrichtungen ein Laserstrahl vorgesehen ist, wobei durch den Laserstrahl die Position der Kameravorrichtungen (2, 2a, 2b) in senkrechter Richtung auf die Oberfläche der zu vermessenden Körpers ermittelt wird.
11. Verfahren zum Vermessen der Dicke (D) eines Körpers (1), insbesondere eines flächigen endlos gefertigten Körpers (1), bei dem auf die zu vermessende Oberfläche des Körpers (1) mindestens eine Kameravorrichtung (2) gerichtet wird, und bei dem die von der Kameravorrichtungen (2) aufgenommenen Bilder derart ausgewertet werden, daß die Schärfe der Bilder bezogen auf die Oberfläche des Körpers (1) und hieraus der Abstand (A) zwischen der Kameravorrichtung (2) und der Oberfläche des Körpers (1) ermittelt wird, und bei dem der Abstand (C') zwischen der Kameravorrichtung (2) und der der Kameravorrichtung (2) gegenüberliegenden Oberfläche des Körpers (1) ermittelt wird.
12. Verfahren zum Vermessen der Dicke (D) eines Körpers (1), insbesondere eines flächigen endlos gefertigten Körpers (1), bei dem auf eine erste Seite des Körpers (1) eine erste Kameravorrichtung (2a) und auf eine gegenüberliegende zweiten Seite des Körpers (1) eine zweite Kameravorrichtung (2b) gerichtet werden, bei dem die von den Kameravorrichtungen (2a, 2b) aufgenommenen Bilder derart ausgewertet werden, daß die Schärfe der Bilder bezogen auf die Oberfläche der ersten Seite des Körpers (1) und hieraus die Abstände (A, B) zwischen der ersten Kameravorrichtung (2a) und der Oberfläche der ersten und zweiten Oberfläche des Körpers (1) ermittelt wird, und bei dem der Abstand (C) zwischen der ersten (2a) und zweiten (2b) Kameravorrichtung ermittelt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (C) zwischen der ersten (2a) und zweiten (2b) Kameravorrichtung durch einen induktiven, insbesondere einen magneto­ induktiven Abstandssensor mit einer magnetischen Gegenplatte (7) ermittelt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kameravorrichtung(en) (2, 2a, 2b) insbesondere in senkrechter Richtung zur Oberfläche des zu vermessenden Körpers (1) verschoben werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zu vermessende Körper (1) durch eine Beleuchtungsvorrichtung (3) beleuchtet wird, insbesondere seitlich in einem flachen Winkel (11) zwischen 1 und 45°, wobei der Winkel (11) zwischen der Oberfläche des Körpers (1) und der Lichtaustrittsrichtung der Beleuchtungsvorrichtung gebildet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilder der Kamera (2, 2a, 2b) durch ein Vergrößerungsobjektiv (4) vergrößert werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Schärfe der Kameravorrichtungen (2, 2a, 2b) durch Verschiebung der Kameravorrichtungen (2, 2a, 2b) in senkrechter Richtung zur Oberfläche des zu vermessenden Körpers (1) erfolgt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Kameravorrichtung (2, 2a, 2b) aufgenommenen Bilder von der Auswerteeinrichtung (6) ausgewertet werden und daß in Abhängigkeit der ermittelten Schärfe des Bildes der für eine optimale Schärfe des Bildes erforderlichen Weg ermittelt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einer Bezugsposition die jeweilige Position der Kameravorrichtung(en) (2, 2a, 2b) dadurch ermittelt wird, daß der Abstand (C') zwischen der Kameravorrichtung und der der Kameravorrichtung (2) gegenüberliegenden Oberfläche des Körpers (1) bzw. der Abstand (C) zwischen den Kameravorrichtungen (2a, 2b) durch eine Positionsbestimmungsvorrichtung (10) bestimmt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellungen der Kameravorrichtungen durch einen Laserstrahl bestimmt werden, wobei durch den Laserstrahl die Position der Kameravorrichtungen (2, 2a, 2b) in senkrechter Richtung auf die Oberfläche der zu vermessenden Körpers ermittelt wird.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10060144A1 (de) * 2000-12-04 2002-06-13 Dillinger Huettenwerke Ag Vorrichtung zur Dickenmessung an bahn- oder plattenförmigen Meßobjekten
DE102006044235A1 (de) * 2006-09-15 2008-03-27 Leica Microsystems Cms Gmbh Anordnung zum Bestimmen des Abstands, kapazitiver Abstandssensor und Verfahren zum automatischen Fokussieren eines Mikroskops
WO2008046966A1 (en) * 2006-10-18 2008-04-24 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus Determining surface and thickness
DE102006059415A1 (de) * 2006-12-15 2008-06-26 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Dickenmessung
US7425094B2 (en) * 2003-06-17 2008-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for detecting position and format of a film cassette
WO2009032094A1 (en) * 2007-08-31 2009-03-12 Abb Ltd. Web thickness measurement device
US8064072B2 (en) 2006-12-15 2011-11-22 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Method and apparatus for thickness measurement
US10072927B2 (en) 2016-01-07 2018-09-11 Rarecyte, Inc. Detecting a substrate

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007022580B4 (de) * 2007-05-11 2011-07-28 Electronic Wood Systems GmbH, 31785 Verfahren und Vorrichtung zur Dickenmessung einer Platte

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2108648A1 (de) * 1971-02-24 1972-08-31 Kilian K Optisches Gerät zur genauen, berührungsfreien Dickenmessung
DE3006043A1 (de) * 1980-02-18 1981-08-27 Polygram Gmbh, 2000 Hamburg Anordnung zur beruehrungsloesen optischen messung der dicke von platten beliebigen materials mit hoher genauigkeit
DE3642377A1 (de) * 1986-05-14 1987-11-19 Sensodec Oy Verfahren und vorrichtung zur abmessung der dicke einer folien- oder blattartigen materialbahn
DE3701558A1 (de) * 1987-01-21 1988-08-04 Buehler Ag Geb Vorrichtung zum bestimmen der schichtdicke

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2108648A1 (de) * 1971-02-24 1972-08-31 Kilian K Optisches Gerät zur genauen, berührungsfreien Dickenmessung
DE3006043A1 (de) * 1980-02-18 1981-08-27 Polygram Gmbh, 2000 Hamburg Anordnung zur beruehrungsloesen optischen messung der dicke von platten beliebigen materials mit hoher genauigkeit
DE3642377A1 (de) * 1986-05-14 1987-11-19 Sensodec Oy Verfahren und vorrichtung zur abmessung der dicke einer folien- oder blattartigen materialbahn
DE3701558A1 (de) * 1987-01-21 1988-08-04 Buehler Ag Geb Vorrichtung zum bestimmen der schichtdicke

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10060144A1 (de) * 2000-12-04 2002-06-13 Dillinger Huettenwerke Ag Vorrichtung zur Dickenmessung an bahn- oder plattenförmigen Meßobjekten
US7425094B2 (en) * 2003-06-17 2008-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for detecting position and format of a film cassette
DE10327268B4 (de) * 2003-06-17 2010-12-23 Siemens Ag Vorrichtung zur Erkennung der Position und des Formats einer Filmkassette
US7924027B2 (en) 2006-09-15 2011-04-12 Leica Microsytems Cms Gmbh Arrangement for determining the distance, capacitive distance sensor and method for automatically focussing a microscope
DE102006044235A1 (de) * 2006-09-15 2008-03-27 Leica Microsystems Cms Gmbh Anordnung zum Bestimmen des Abstands, kapazitiver Abstandssensor und Verfahren zum automatischen Fokussieren eines Mikroskops
DE102006044235B4 (de) * 2006-09-15 2021-02-11 Leica Microsystems Cms Gmbh Anordnung zum Bestimmen des Abstands, kapazitiver Abstandssensor und Verfahren zum automatischen Fokussieren eines Mikroskops
WO2008046966A1 (en) * 2006-10-18 2008-04-24 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus Determining surface and thickness
US7936464B2 (en) 2006-10-18 2011-05-03 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus Determining surface and thickness
DE102006059415A1 (de) * 2006-12-15 2008-06-26 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur Dickenmessung
US8064072B2 (en) 2006-12-15 2011-11-22 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Method and apparatus for thickness measurement
US8228488B2 (en) 2006-12-15 2012-07-24 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Method and apparatus for thickness measurement
US7889342B2 (en) 2007-08-31 2011-02-15 Abb Ltd. Web measurement device
US7847943B2 (en) 2007-08-31 2010-12-07 Abb Ltd. Web measurement device
WO2009032094A1 (en) * 2007-08-31 2009-03-12 Abb Ltd. Web thickness measurement device
US10072927B2 (en) 2016-01-07 2018-09-11 Rarecyte, Inc. Detecting a substrate

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DE19733297C2 (de) 1999-12-09

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