DE1919879A1 - Vorrichtung zum Nachweisen von Oberflaechenfehlern - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, Ί9Ί98/9

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 27, DEN

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

RA/HI

Mandrel Industries Inc. Houston, Texas,County of Harris

USA

Vorrichtung zum Nachweisen von Oberflachenfehlern

Die vorliegende Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum Nachweisen von Fehlern auf einer Oberfläche. Diese Vorrichtung ist insbesondere in Verbindung mit Inspektions- oder Sortierungsvorrichtungen verwendbar.

Es sind verschiedene Vorrichtungstypen entwickelt worden, die zum Nachweisen von Pehlern wie Tupfen, Flecken und Oberflächenstörungen (im folgenden allgemein ala Fehler bezeichnet) Lichtnachweistechniken verwenden, wobei der von den Fehlern reflektierte Lichtbetrag von dem der umgebenden Oberfläche verschieden ist. Eine Fehlernachweisvorrichtung kann in Verbindung mit Sortierungsvorrichtungen zum Sortieren von Objekten verschiedener Gestalt verwendet werden, um jene Objekte auszusortieren, die unerwünschte Oberflächeneigenschaften haben. Eine Fehlernachweiseihrichtung kann auch zur Inspektion von Heizfäden oder Streifen aus Materialien wie Papier oder Garn oder Seilen verwendet werden.

909846/067$

Bekannte Nachweisvorrichtungen weisen, obwohl sie in vielen Fällen zufriedenstellend sind, dennoch gewisse Unzulänglichkeiten auf. Beispielsweise wird bei -einem bekannten Pehlernachweisvorrichtungstyp ein Schlitz oder eine längliche Öffnung verwendet, die so lang ist, wie die zu untertauchende Oberfläche breit ist und die so breit ist, wie die Breite des kleinsten nachzuweisenden Fehlers. Wenn das Objekt relativ zur Beobachtungsöffnung bewegt wird, kommt die vollständige Oberfläche in das Blickfeld der Öffnung. Das Vorhandensein eines Fehlers in dem Bereich, der für die öffnung sichtbar ist, verursacht eine Änderung der Beleuchtung, die zum Erzeugen eines das Vorhandensein eines Fehlers anzeigenden Signals nachgewiesen wird. Wenn die Oberfläche groß ist und die Fehler relativ klein, dann wird ein Schwanken des von der Oberfläche herkommenden Lichtes nachgewiesen, wobei Beleuchtungsänderungen oder eine sprunghafte Bewegung der Oberfläche Signalschwankungen hervorrufen, die gleich oder größer den Signaländerungen sind, die vom Vorhandensein eines Fehlers herrühren. Demzufolge werden ungewollte Signale erzeugt und ein Zurückweisen von Objekten oder Heizfadenteilen verursacht, die nicht mit Fehlern behaftet sind.

Als anderes Beispiel für die bei bekannten Vorrichtungen auftretenden Schwierigkeiten sei eine weitere bekannte Fehlernachweisvorrichtung erwähnt, bei der eine Matrix kleiner Festkörperfotozellen verwendet wird, die so angeordnet sind, daß sie einen Beobachtungsbereich bilden, der eine ähnliche Konfiguration hat wie der oben beschriebene Schlitz oder längliche Öffnung. Jede Zelle sieht daher nur einen schmalen Streifen der zu untersuchenden Oberfläche, wenn die Oberfläche an der

BAD ORiStNAL 903846/067$

Matrix vorbeibewegt wird. Die Zellen sind so verbunden, daß jede l^elle, die einen Fehler sieht, ein Auogamjssignal erzeugen kann, das eine Zurückweiöungsvorriehtung pder einen ähnlichen Mechanismus auslöst. Obwohl eine solche Vorrichtung eine cute Ansprechempfindlichkeit ohne häufiges Auftreten eines ungewollten Ansprechens aufweist, sind Festkörperfotozellen dennoch viel su kostspielig, vor allem da wu ein schnelles Ansprechen der Fotosellen erforderlich ist. Weiterhin sind die teuren Silizium!"ectkörperfotozellen häufig gegen blaues Licht relativ unempfindlich, so daß extrem starke Lichtquellen benötigt werden, wenn die Oberfläche mit Licht einer .Spektralfarbe des blauen Endes des Lichtspektrums untersucht wird.

Es sei als Beisuiel noch eine andere bekannte Vorrichtung erwähnt. Bei einer solchen Vorrichtung wird ein Schlitz oder eine längliche Öffnung verwendet, wie in der zuerst beschriebenen Vorrichtung, in Verbindung mit einer rotierenden Scheibe. Die Scheibe ist mit einer Vielzahl Löchern versehen und wenn die Scheibe gegenüber dem Rahmen gedreht wird, wird der Schlitz längsweise durch die Bewegung der Löcher in der Scheibe abgetastet. Zum Sammeln des die Löcher in der rotierenden Scheibe durchdringenden Lichtes sind ein geeignetes Linsensystem und eine Fotozelle geeignet angeordnet. Ein solches System gewährleistet eine hohe Empfindlichkeit ohne Erzeugen eines ungewollten Ansprechens. Jedoch, ändert die Quelle des in das Linsensystem einfallenden Lichtes ihre Position über einen relativ großen Bereich mit der Bewegung der Löcher, die das Licht durchdringt. Demzufolge muß gewöhnlich eine genügend große Linse verwendet werden, die ein Bild mit sehr geringer Vignettierung oder Qualitäteveiringerung oder Helligkeit über die Geeamtlänge des Schlitzes erzeugt. Das vergrößert in vielen Ftillen den Umfang und die fco·ten jbeträchtlieh.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine zum Nachweisen von Fehlern auf einer Oberfläche besser geeignete Vorrichtung anzugeben, die eine hohe Empfindlichkeit aufweist, die relativ unempfindlich gegen Schwankungen des reflektierten Lichtes und ruckartige Bewegungen der zu untersuchenden Oberfläche ist, bei der das Problem der Linsenvignettierung 'minimal ist, die billig ist, die ein rasches Ansprechen gewährleistet und die, um den Schwankungen des reflektierten Lichtes Rechnung zu tragen, automatisch normierbar ist.

P Bei einer Vorrichtung zum Nachweisen von Fehlern auf einer Oberfläche wird die vorstehende Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch Einrichtungen zum Erzeugen einer Abbildung eines Bereiches der zu untersuchenden Oberfläche, deucert Bildfläche ungefähr die gleiche Größe wie die Fläche des kleinsten nachzuweisenden Fehlers hat, durch Abtasteinrichtun^en zum Abtasten des Beleuchungsgrades der erzeugten Abbildung, durch reflektierende Einrichtungen, die zum Bilden eines Lichtweges' zwischen der Oberfläche und den Abtasteinrichtungen geeignet angeordnet sind, und durch Einrichtungen zum Bewegen der reflektierenden Ein-

k richtungen in einem vorgegebenen Abtastmuster. · zum Wechseln des den Abtasteinrichtungen sichtbaren Abbildungsbereiches der Oberfläche.

V/eitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Erläuterungen sowie der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren 1 bis 6.

In Figur 1 ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.

Figur 2 zeigt schematisch die Vorrichtung nach Figur von hinten gesehen.

909846/087« *»««"««.

Figur 3 stellt ein Blockschaltbild der in der Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendeten Schaltung dar.

Figur 4 zeigt eine Reihe von Kurven, die die Funktionsweise der in Figur 3 dargestellten Schaltung veranschaulichen.

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Figur 6 stellt ein Blockschaltbild der in der Vorrichtung nach Figur 5 verwendeten elektrischen Schaltung dar.

Die Fehlernachweisvorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt im wesentlichen eine Einrichtung 11, die zum Erzeugen eines Bildes eines Bereiches der zu untersuchenden Oberfläche 12 dient, dessen Bildfläche ungefähr die gleiche Größe wie die Fläche des kleinsten nachzuweisenden Fehlers hat. Außerdem ist eine Abtasteinrichtung vorgesehen, die zum Abtasten des Beleuchtungsgrades des erzeugten Bildes dient, Zudem sind reflektierende Einrichtungen 14 im Strahlengang derart angeordnet, daß der Strahlengang zwischen der Oberfläche und der Abtasteinrichtung in geeigneter Weise umgelenkt wird. Weiterhin ist eine Einrichtung 16 vorgesehen, die zum Bewegen der reflektierenden Einrichtungen dient in einem vorgegebenen Abtastmuster, um den Abbildungsbereich der Oberfläche, den die Abtasteinrichtung sieht, zu wechseln.

Es folgt eine genauere Betrachtung der Figuren 1 und Die Bilderzeugungseinrichtung 11 umfaßt eine lichtundurchlässige Platte 17 aus einem hierzu geeigneten Material, die einen Spalt 18 bildet. Eine Linse 19 ist gegenüber der Blende 18 so angeordnet, daß sie ein Bild der Oberfläche 12 in oder nahe der Ebene der mit der

909846/0676

Öffnung versehenen Platte 17 fokussiert. Wenn es gewünscht wird, kann statt der dargestellten Einzellinse H eine Linsenkombination verwendet werden. Die Bilderzeugungseinrichtung umfaßt außerdem einen Spiegel 21, der mit seiner reflektierenden Oberfläche in einem Winkel von etwa 45 zur Linsen-Öffnungs-Achse angeordnet ist. Der Spiegel 21, die Linse 19 und die Öffnungsplatte sind relativ zur Bewegung der Oberfläche 12 fixiert, wie noch beschrieben wird, und die Lichtstrahlen, die durch die Öffnung 18 hindurchtreten, durchdringen immer denselben Linsenteil der Linse 19 und immer in der gleichen Richtung. Das reduziert die an die zu verwendende Linse gestellten Anforderungen hinsichtlich ihrer Große und Qualität stark und die Vignettierung des Bildes das die Öffnung passiert ist durch die Linse minimal.

Um den Beleuchtungsgrad der durch die Apertur 18 definierten Abbildung abzutasten, ist die Abtasteinrichtung 1? hinter der Platte 17 gegenüber der Öffnung und der Linse 19 ausgerichtet angeordnet. Die Abtasteinrichtung 13 ist in 3?orm eines darin enthaltenen Fotomultipliers jeder geeigneten Konstruktion dargestellt. Die Öffnung 18 hat eine Abmessung, deren Fläche ungefähr der Fläche des kleinsten nachzuweisenden Fehlers entspricht. Demzufolge wird sich das Ausgangssignal des Fotomultipliers entsprechend ändern, wenn während des weiter unten beschriebenen Abtastvorganges ein Fehler in den Abbildungsbereich rückt, den die Abtasteinrichtung oder der Fotomultiplier 13 sieht. Dieses Ausgangssignal wird, wie weiter unten beschrieben, mit einem Vergleichspegel verglichen und wenn eine ausreichende Abweichung von diesem Vergleichspegel vorhanden ist, dann wird ein Signal erzeugt, das eine geeignete, nicht dargestellte, Zurückweisungsvorrichtung in Tätigkeit setzt.

Um den Lichtweg von de.r Oberfläche 12 auf die Abtasteinrichtung 11 zu lenken, ist die reflektierende

9098A6/067S

Einrichtung 14 zwischen der Oberfläche und der Abtasteinrichtung angeordnet. Die reflektierende Einrichtung v/ird in einem vorgegebenen Abtastmuster bewegt, qo daß der abgebildete Bereich der Überfläche, den die Abtasteinrichtung 13 öureh die Öffnung 18 sieht, gewechselt wird. In der dargestellten Vorrichtung enthält die reflektierende Einrichtung 14 einen opiegel, der eine Vielzahl ebener "eile 22 besitzt, die um die Peripherie eines Tri'.gerteileü 2'j derart angeordnet sind, daß sie eine achteckige reflektierende Außenfläche bilden. Der Trägerteil 23 wird mittels einer Riemenscheibe 24 gedreht, die über einen Treibriemen 26 mit der Antriebsscheibe 27 eines Motors 28 gekoppelt ist. Die Rotationsrichtung ist in Figur 1 durch den Pfeil am Rotationsteil angedeutet.

Bei Betrachtung der Figur 1 ist ersichtlich, daß, wenn der Trägerteil 23 rotiert, aufeinanderfolgend eine* der Spiegelteile 22 in eine Stellung gebracht wird, in der ein Bild der Oberfläche 12 auf den Spiegel 21 reflektiert wird und von diesem durch die Linse 19 und die Öffnung auf den Fotomultiplier 13 abgebildet wird. Wenn sich die Winkelstellung der einzelnen Spiegelteile ändert, wird der Bildausschnitt, den der Fotomultiplier 13 durch die Öffnung 18 sieht, in Figur 1 von links nach rechts bewegt. Der besondere Lichtweg eines Bildes von einem Bereich 24 auf der Oberfläche 12 ist mit den Linien 31, 32 und 33 aufgezeigt. Die Folge der Bewegung des Spiegelteiles ist eine Verschiebung der Linie 31 in Richtung des sie kreuzenden Pfeiles. Die Folge ist ein Abtasten von links nach rechts in Figur 1, wenn jedes nachfolgende Spiegelteil in die geeignete Stellung hinein und durch diese hindurch bewegt wird. Gleichzeitig wird das Objekt 34, das die zu untersuchende Oberfläche 12 aufv/eist, in einer Richtung· in die Zeichenebene von Figur 1 hinein bewegt mittels eines geebneten Antriebes eines Fördergerätes 36, auf dem das Objekt liegt. Diese Bewegung ist so gewählt, daß die Oberfläche 12 -

BAD OBIGtNAL 909846/067S

aus Gründen, die nachfolgend erläutert werden - nicht mehr als um die Hälfte der Breite der öffnung 18 bei jeder links-rechts „Bewegung der optischen Bahn 31 verschoben wird, Vom Antriebsmotor 28 zum Förder-'gerät 36 verläuft eine Antriebsvorrichtung, die schematisch angedeutet und mit dem Bezugszeichen 35 versehen ist, welche dazu dient, die Bewegungen beider in einer gewünschten Beziehung zu halten. Die Fördergerät bewegung kann linear sein, wie dargestellt, sie kann aber auch jedes anderen zum Abtasten der zu untersuchenden Oberfläche geeigneten Typs sein. Beispielsweise können zylindrische Objekte durch Verwendung eines Fördergerätes urtersucht werden, das das Objekt um eine Rotationsachse des Trägerteils 23 rotiert. Zum in Betrieb setzen der Nachweisvorrichtung, wenn ein zu untersuchendes Objekt vorhanden ist und zum Abschalten des Betriebes, wenn die Untersuchung vollendet ist, können geeignete, nicht dargestellte Einrichtungen, wie z.B. mechanische Kontaktschalter oder eine Fotozelle verwendet werden.

Um ein ungewolltes Ansprechen der Nachweisvorrichtung zu vermeiden, ist es wichtig, daß die zu untersuchende Oberfläche während des Abtastens ausreichend und gleichmäßig beleuchtet ist. Eine gleichmäßige Beleuchtung ist schwierig, wenn die zu untersuchende Oberfläche unregelmäßig ist, wegen der Schwierigkeit einer Beleuchtung der in ihr vorhandenen Vertiefungen. Um das Problem der gleichmäßigen Beleuchtung zu lösen, kann ein Linsen- und Spiegelsystem koiBfcruiert werden, das nach dem Reflexprinzip arbeitet, um eine Beleuchtung zu erzeugen, die parallel zur Beobachtungslinie ist. Jedoch können in einem Reflexsystem Verunreinigungen auf der Oberfläche des Spiegels 14 zu einem ungewollten Ansprechen führen, wenn solche Verunreinigungen in den von der Oberfläche zur Öffnung 18 führenden Lichtpfad gelangen. Die nächstbeste Lösung ist eine Beleuchtung vorzusehen, die einer

SQ984ß/QS7f

• idealen parallelen Beleuchtung so nahe wie möglich kommt. Die meisten Lampenbirnen sind jedoch in der Anwendung aufgrund ihrer Glasumhüllung in dem Maße beschränkt, wie dicht sie an den rotierenden Spiegel zur Erzielung des gewünschten Beleuchtungswinkels herangebracht werden können.

Bei der in Figur 2 dargestellten Vorrichtung gemäß der Erfindung wird das vorstehend erörterte Beleuahtungaproblem durch Verwendung eines G-lasprismenpaaree 37 und 38 gelöst, die an gegenüberliegenden Seiten dea Rotationsteilas 23 angeordnet sind. Bas von einem Lampenbirnenpaar 39 und 31 herrührende Licht wird-von Kondensorlinaen 42 und 43 so gebündelt, daß die Lichtstrahlen in die Prismen im wesentlichen parallel eintreten. Die Prismen reflektieren die Identstrahlen, so daß sie auf die Oberfläche 12 an den mit den Bessugszeichen und 46 versehenen Stellen projiziert werden. Durch eine geeignete Konstruktion können die Prismen 37 und 38 sehr dißht an das Rotationsteil 23 herangebraoht werden, so daß der Be^euchtungspfad immer parallel mit der Betrachtungslinie ist. Mit zwei Lampen und zwai Prismen werden die Schatten minimalisiert und die Vertiefungen und Hisse in der Oberfläch© 12 werden ausreichend und gleichmäßig beleuchtet.

Es sei bessrkt, daJB, wenn eier Spiegel 14 rotisrt, aioh dia länge des optischen Sweigas von der Linse 19 zur Oberfläche 12 ändert. Das bedingt eine Inderimg des Brennpunktes des Bildes und damit des Yergrößerungsverhältnisses der Abbildung. lieiM-uiöIge ist es ratsam» eine Linse mit kleinem BurokaesBüi/ an verwenden, UE den Defokussieruxigseffekt au verringern, der infolge der Objektabstandsänderung auftritt. Is ist außerdem ratsam, eine langbrennweitige Muse Qa versenden, um die Vergrößerungsäiiderimg und die LiGhtteündelungeatärke der Linse zu verringern, wenn sich der Objektabstand ändert.

- 1.0 -

Der rotierende Spiegel H ist an einem solchen Platz im Strahlengang angeordnet, daß eine Abtastlänge erzeugt wird, die ein Mehrfaches der Länge des Objektes 34 beträgt, d.h. der links nach rechts Abmessung in Figur 1. Das hat den Zweck, daß eine Vignettierung, die auftritt, wenn die Abbildung des Zwischenstückes zweier, benachbarter Teile 22 des Spiegels 14 sich der.Öffnung 18 " nähert, nicht auftritt, wenn irgend eine der Ob,jektoberflachen sichtbar ist,, sondern nur dann auftritt, wenn Bereiche außerhalb der Ob^ektobsrfläclia nach beiden Seiten sichtbar sind. Auf dieses Überlappen an beiden Enden der Ablenkung wird mittels einer torgesteuerten Einrichtung geachtet, die im folgenden beschrieben wird und die den ungewünschten Teil der Ablenkung beseitigt.

Die torgesteuerte Einrichtung wird zum Beseitigen unerwünschter Teile der Ablenkung mittels einer ¹SqV- Lampe 47 und einer Tor- Fotozelle 48 ausgelöst* Die Tor- Lampe ist in einem Gehäuse 49 angeordnet, das eine schmale öffnung 51 aufweist. Ähnlich ist die Tor-Fotozelle in einem lichtundurqhlässigen Sehäuse 52 angeordnet, das eine kleine öffnung 53 aufweist» Die zwei Öffnungen 51 und 53 sind ao angeordnet, daß die Tor=· Fotozelle von der Tor- Lampe nur in einer bestimmten Winkelstellung jedes Teiles 22 des Spiegels 14 Licht empfängt. Wenn der Spiegel rotiert, wird Ton der Tor-Fotozelle ein Impuls erzeugt, und zwar jedesmal, wenn ein Spiegelteil vorbeigeht. Dieser Impuls wird sum Starten der Abtastperiode verwendet, indem der Abtastimpuls eher auftritt als das gewünschte Einsetzen ä&v Atotestperiode und einen Verz8g@rungsmultivibrati>3? (weiter unten beschrieben) betreibt, der die Startstellung der Abtastperiode bestimmt. Auf diese Weise kann der Multivibrator rasch in die genaue Startstellung der Abtastpariods eingestellt werden. Sin ähnlicher Multivibrator (unten beschrieben), der zu Beginn der Abtastperiode

- 11 -

angesteuert wird, kann zum Einstellen der Länge der Abtastperiode verwendet werden. Als eine Alternative zu der vorausgehend beschriebenen Anordnung kann der Von der Fotozelle 48 erzeugte Impuls zum Starten der Abtastperiode verwendet werden, indem der Impuls auftritt, wenn zu Beginn der Rand des Objektes durch die Öffnung 18 in Sicht kommt.

In Figur 3 ist im wesentlichen die Anordnung des in der Erfindung verwendeten elektrischen Systems dargestellt. Der Fotomultiplier 13, an dessen Stelle eine Pestkörperfotozelle verwendet werden kann, umfaßt eine Platte 54, eine Primärkathode 56 und eine Vielzahl von Sekundärkathoden oder Dynoden 57, die mit Punkten verbunden sind, die längs eines Spannungsteilers 58 verteilt sind. Der Spannungsteiler 58 ist über einen verstellbaren Abgriff 54 mit Erde verbunden und die an den Spannungsteiler 58 angelegte Spannung wird durch Einstellen des Abgriffes 54 geregelt. Der Abgriff bildet einen Teil eines Potentiometers 61, das mit einem Widerstand 62 zwischen einer Spannungsquelle 63 mit hohem negativen Potential und Erde in Reihe geschaltet ist. Die Platte 54 ist über einen Widerstand 64 mit einer positiven Spannungsquelle 66 \^rerbunden. Die Platte ist außerdem mit einem Fotoröhrenverstärker 67 verbunden.

Änderungen in der vom Fotomultiplier 13 nachgewiesenen Lichtmenge erzeugen entsprechende Änderungen in der Höhe des an den Verstärker 67 angelegten Signals. Das Ausgangssignal des Verstärkers 67 wird über eine, weiter unten ausführlicher beschriebene, Normierungsvorrichtung 68 einem Verstärker 69 zugeführt, der aus noch zu erläuternden Gründen eine" relativ hohe Eingangsimpedanz hat. Das Ausgangssignal des Verstärkers 69 wird über ein Satter 70 in einen Spannungsdetektor 73 eingespeist. Das Gatter 70 umfaßt einen Widerstand 71

90S8A6/0&7S

und einen Verstärker 72, die zwischen dem Verstärker 69 und dem Spannungsdetektor 73 in Reihe geschaltet sind· Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 71 _v und dem Verstärker 72 ist über einen elektronischen Schalter 76 geerdet. .

Der Spannungsdetektor 73 ist ein geeignetes spannungsempfindliches Gerät, das seinen Zustand ändert, wenn das Eingangssignal einen vorgegebenen Wert übersteigt, und ist durch ein geeignetes, schematisch dargestelltes Potentiometer 74 regelbar. Die Ausbildung des Detektors ist abhängig von dem Signaltyp, der zum Antreiben der verwendeten speziellen Sortier- oder ZurückweiE3ungsvorrichtung benötigt wird, die von der Natur des au untersuchenden Objektes oder der zu untersuchenden Objekte abhängt. Venn das zu untersuchende Objekt kontinuierlich ist, wie z.B. ein ausgezogener Heizfaden oder Streifen aus Papier oder Stoff, und wenn die Zurückweisungseinrichtung eine solche ist, die nur auf den Teil des Streifens oder Heizfadens einwirkt, der einen Defekt hat _} dann kann der Detektor eine Schmidt- Trigger-Schaltung enthalten. Eine solche Schaltung stellt sich automatisch zurück, sobald der Defekt vorbeigelaufen ist. Yfenn das zu untersuchende Objekt eines von vielen diskreten Objekten ist und wenn ein fehlerhaftes Objekt individuell von einer geeigneten Ausrückvorrichtung ausgestoßen werden soll, dann kann der Detektor 73 eine rückstellbare bistabile Einrichtung enthalten, wie z.B. eine 3?lip- Plop- Stufe oder einen geeignet verbundenen, gesteuerten Verstärker* Der Spannungedetektor ändert dabei seinen Zustand, sobald ein Fehler festgestellt wird und verbleibt in diesem Zustand, bis er rüekgestellt wird, nachdem das ganze Objikt abgetastet worden ist, Wf Qpmmm$&&*ii9ktö2 75 fcfum in seinen Hiöht^urüekireijsuiyiJBssiistand asiiruefcgfrirfctlit werden» sobald ein abzutast;«nd»i änderte Objekt an einer geeigneten Stelle erecheijiifc.

BAD ORlGtNAU

Wie bereits beschrieben, ist Vorsorge getroffen, daß die Schaltung in der Weise gesteuert wird, daß das tatsächliche Abtasten nur während der Zeit stattfindet, während der die Oberfläche des Objektes an der Bilderzeugungsvorrichtung vorbeigeführt wird. Das Steuern wird durch das Gatter 70 bewerkstelligt, das den elektronischen Schalter 76 umfaßt, der an den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 71 und dem Eingang des Verstärkers 72 angeschlossen ist, um die Signale mit Erde nebenzuschließen. Der von der Torsteuerfotozelle 48 erzeugte Impuls, der mit der Bewegung des'-Spiegels 14 synchronisiert ist, wird über einen Verstärker 77 einen die Nachweisperiode startenden monostabilen Multivibrator 78 zugeführt. Der monostabile Multivibrator 78 ist mit einer Verzögerung verbunden, die mittels einer 3chematisch dargestellten Potentiometereinrichtung 79 einstellbar ist. Auf einen Eingangsimpuls ansprechend liefert der monostabile Multivibrator 78 nach der eingestellten Verzögerungsdauer ein Ausgangssignal, das einen die Periodenlänge nachweisenden monostabilen Multivibrator 81 zugeführt wird. Auf den Empfang dieses Impulses ansprechend liefert der Multivibrator 81 ein Ausgangssignal, dessen Dauer durch ein geeignetes Potentiometer 82, das in den Figuren schematisch dargestellt ist, einstellbar ist. Das Ausgangssignal des Multivibrators 81 wird dem elektronischen Schalter 76-zugeführt, um den Schalter für die geeignete Länge der Zeit für die Nachweisperiode während des Abtastens geöffnet zu halten.

Die Beziehung der verschiedenen Impulse kann aus Figur durch Vergleichen der graphischen Darstellungen A, B, G und H entnommen werden. Es ist ersichtlich, daß das Einsetzen des Ansteigens der Eingangsspannung

909846/067*

- 14 -

an dem Spannungsdetektor mit der Vorderflanke des, ._,,·.*....,..,.-. Impulses des monostabilen Multivibrators 78 zeitlich. übereinstimmt. Die Lage dieser Vorderflanke ist einstellbar, wie das mit Pfeilen angedeutet ist. Ähnlich wird die Hinterflanke des Eingangs3Oannungssignals zum Spannungsdetektor durch die Hinterflanke des rechteckwellenförmigen Ausgangssignals des Multivibrators gesteuert, das einstellbar ist, wie das durch die Pfeile in Figur 4C angedeutet ist. Für einen zuverlässigen und exakten Betrieb ist es erwünscht, daß das Eingangssignal zum Spannungsdetektor 73 mit einem präzisen Bezugswert eichbar ist, so daß die Dunkelheit der Fehler gegen ein unveränderliches Standard gemessen werden kann. Verschiedene Einflüsse können au einem zeitlichen Wandern des Eotomultipliers führen. Wenn im Fördergerät zum Befördern der Objekte eine transparente Flüssigkeit verwendet wird anstalt., eines Förderbandes oder eines beweglichen Tisches wie bei den dargestellten Vorrichtungen, dann kann die Flüssigkeit verunreinigt und damit die lichtdurchlässigkeit verringert werden. ,Die Lampenbirnen-39 "und können zu einer mit dem Älter zunehmenden Verringerung der Lichtausbeute neigen und damit eine Verringerung des Beleuchtungsgrades der zu untersuchenden Oberfläche bewirken. Das Ausgangssignal des Fotomultipliers 13 , kann unstabil sein oder sich in der Stärke ändern· Deshalb ist eine Normierungevorrichtung 67 und 69 vorgesehen, die von Zeit zu Zeit zum automatischen Normieren oder Eichen des Fotomultipliers 13 dient·

Wenn die abzutastenden Objekte relativ kleine Oberflächen haben, ist es möglich, während der Zeit zwischen zwei Objekten zu normieren oder nachzueiehen. Wenn die Oberfläche jedoch groß'ist, so daß mehrere Überstreichungen

9098A6/0S7S

- 15 -

der Oberfläche vorgenommen werden müssen, kann es erwünscht sein^ häufiger zu normieren* Die Normierungseinrichtung 68 der Erfindung umfaßt einen Widerstand und einen Kondensator 84» die zwischen aen Ausgang des Verstärkers 67 und den Eingang des Verstärkers 69 mithoher Impedanz in Reihe geschaltet sind. Ein elektronischer Schalter 86 ist von dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 84 und dem Verstärker 69 mit dem veränderbaren Abgriff eines Potentiometers 87 verbunden. Das Potentiometer 87 ist an einem Ende mit einer Vor— spannungsquelle 88 verbunden und ermöglicht eine Einstellung der Vorspannung am Punkt 89 duroh den elektronischen Schalter 86, Der elektronische Schalter 86 ist bidirektional und kann beispielsweise eine geeignete Feldeffektvorriehtung enthalten. Wenn der Schalter 86 eingeschaltet ist, ist der Punkt 89 über den variablen Widerstand 87 mit der Vorspannungsquelle 88 verbunden* Unter solchen Umstanden nimmt der Kondensator eine Ladung auf, die gleich, der Potentialdifferenz zwischen uem Ausgang des 3?otozellenverstärkers 67 und der Vorspannung am Abgriff des Potentiometers 87 ist. Der Normierungsprozeßj der unten beschrieben wird, findet statt während einem Überstreichen um das andere der Abbildung auf der Oberfläche, Das ist möglich, weil, wie bereits erwähnt, das Fördergerät so betrieben wird, daß es während jedes Überstreichens nicht mehr als um die Hälfte der Breite der Öffnung 18 wandert. Der elektronische Schalter 86 wird in einer solchen Weise ein- und ausgeschaltet, daß er während einem Überstreichen um das andere eingeschaltet ist· Um dies zu ermöglichen» ist der Uaehweisperiodenlängen multivibrator 81 mit dem Eingang oder der Trigger* verbindung einer biet&btXen Einrichtung odea? yiip*· llop Stuf· 91 verbunden· B»r flip-* Plop 91 ist von dem 3?yp, dtr nach dem Empfang γοη aufeinanderfolgenden Impulsen Zustand In ein oder aus weofceelt oder Behaltet,

- 16 -

Der Ausgang des Hachweisperiodenlängenriiultivibrators 81 überbrückt außerdem den Flip- Flop 91 und ist mit dem Eingang eines. UHD-*Gatters 92 verbunden„ Der Ausgang des "bistabilen Flip- Flop 91 ist mit dem 'anderen Eingang des UIJD-Gatters 92 verbunden» Der Ausgang des UIID-Gatters 92 ist mit dem bidirektionalen Schalter 86 verbunden und wenn das UIiD- Gatter einen •Impuls dahin liefert, wird der Schalter 86 während der Uachweisperiode geschlossen. Das UlCD- Gatter liefert jedoch nur dann ein Aus gang's signal, wenn an dessen beiden Eingängen Signale gegenwärtig sind.

Infolgedessen liefert das UND- Gatter nur während einer liachweisperiode um die andere ein Ausgangssignal zum Schließen des bidirektionalen Schalters 86«, Diese soeben beschriebene Betriebsweise läßt sich durch Vergleichen der Kurven G, D una E der Figur 4 verstehen.

Während des IJormierungsprozesses mit geschlossenem bidirektionalen Schalter 86 ist die im Kondensator 84 während der liachweisperiode gespeicherte Ladung ungefähr gleich dem Mittelwert dejf während geschlossenem Schalter 86 empfangenen Lichtsignals. Dies wird durch eine solche Auswahl der Komponenten ausgeführt, aaß die Zeitkonstante des Koppelkondensators 84 und des Reihenwiderstandes des Fotoröhrenverstärkers 67 und des elektronischen Schalters 86 ungefähr gleich der zum Überstreichen der Oberfläche benötigten Zeit ist« Um die auf dem Koppelkondensator 05 befindliche Ladung an einer Änderung während der Zeit zu uindern, während der der Schalter 86 geöffnet ist, ist die Zeitkonstante des Koppelkondensators und der Eingangsimpedanz des Verstärkers so ausgewählt, daß sie ausreichende Länge hat, um eine Ladungsänderung in dem Koppelkondensator während zwei liachweisperioden zu verhindern.
Ja der Eingang des EormierungsVerstärkers 69 während

909846/067$

- 17 -

einer ilachweisperiode um die andere mit der Vergleichsvorspannungsquelle am Potentiometer 87 verbunden ist, ist jede Änderung der Lichtstärke ausgeschlossen, die von Verunreinigungen der optischen Elemente oder der Bewegung des Objektes herrührt« Die graphischen Darstellungen F, G und H der Figur 4 illustrieren den iiorinierungsbetrieb* Aus der Darstellung F ist ersichxlich, daß das Fotomultiplierausgangssignal mit den Spitzen 93 während jeder Machweisperiode das Vorhandensein eines Fehlers anzeigt. Ein solcher Fehler, der sich wiederholende Anzeigen liefert, kann eine Linie sein, die transversal zur Überstreichungsrichtung verläuft. Während der liormierungsperioden ist das Ausgangssignal des Normierungsverstärkers 69 mit hoher Impedanz jedoch eben wie es das Eingangssignal zum Spannungsdetektor 73 ist (Graphische Darstellung H) . Dieses Niveau, das durch Einstellen des Vorspannungspotentiometers 87 ausgewählt ist, liegt unter dem Schaltniveau, das in der graphischen Darstellung H durch die gestrichelte Linie angezeigt ist· Es sei an diesem Punkt außerdem bemerkt, daß der elektronische Schalter 76 während der Normierungsperioden die Eingangsspannung zum Spannungsdetektor 73 auf Null absenkt. Während der Uichtnormierungsperioden kann auch beobachtet werden, daß das Fotomultiplierausgangssignal die am Kondensator 84 liegende Spannung moduliert» Wie in der graphischen Darstellung H angezeigt ist, wird das resultierende Signal von dem Verstärker 69 mit hoher Impedanz verstärkt und dem Spannungsdetektor 73 zugeführt. Die Spitze 93 ist während der Nichtnormierungsperiode Vorhanden, und durch geeignete Einstellung des Vergleichsniveaus des Spannungsdetektors übersteigt das Schaltniveau des Spannungsdetektors das Vergleiohsniveau. Das hat zur Folge, daß der Spannungsdetektor ein Ausgangssignal zum Zurückweisen des entsprechenden Objektes oder Heizfadenteils oder Blattes liefert.

909846/Q67S

In Figur 5 ist eine weitere Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung nach. Figur 5 ist zum Abtasten von mehr als einer Oberfläche eines Objektes geeignet, indem zwei Teile des Spiegels gleichzeitig verv/endet werden. In Figur 5 sind Teile die in ihrer Funktion Teilen in Figur 1 ähnlich sind, mit dem gleichen Bezugszeichen versehen, denen eine 1 voraussteht. Folglich wird die Oberseite 112 eines auf einem Fördergerät 136 befindlichen Objektes 134 mit einem Fotomultiplier 113 und den Bilderzeugungseinrichtungen 111 untersucht. Die Bilderzeugungseinrichtungen umfassen eine mit einer Öffnung 118 versehene liehtundurchlässige Platte 117, eine Linse 119 und ein Reflexionsprisma 121. An dieser Stelle sei bemerkt, daß ein Spiegel statt des Prismas 121 verwendet werden kann und daß ein Prisma durch den Spiegel 21 in der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung ersetzt werden kann.

Der Drehspiegel 114 umfaßt acht Spiegelteile 122, die achteckförmig um die Peripherie des Drehteil3 123 angeordnet sind. Zur besseren Übersicht sind die Einrichtungen zum Drehen des Drehteiles 123 nicht dargestellt, es können aber dieselben verwendet werden, die in der zuvor beschriebenen Vorrichtung verwendet worden sind. V/enn der Spiegel rotiert, fungiert der Lichtpfad, der durch die Öffnung 118 hindurchtritt und durch die Linien 131, 132 und 133 dargestellt X3t, in einer ähnlichen V/eise, wie der in der vorhergehenden Vorrichtung, indem er über die Oberfläche 112 von links nach rechts ausgelenkt wird«

Unter gewissen Umständen, z.B. durch unexaktes Platzieren der Objekte 134 auf dem Transportgerät 136, kann es nicht möglich sein, das Absperren des Eingangs zum Spannungsdetektor auf das präzise Ende der ITachweisperiode einzustellen. Eine Möglichkeit zum Vermeiden eines ungewollten Ansprechend unter solchen Umständen ist

909846/Q67S

ία _

in Figur 5 dargestellt. Ein beleuchtetes Teil, aas aus einer Platte 201 aus diffusem Glas "besteht, ist so angeordnet, daß, wenn sich der Spiegel in der von einem Schattenbild angezeigten stellung befindet und der Lichtpfad datier keinen Teil der überfläche 112 ein; chließt, der Liciitpfad vom diffusen Glas 201 aufgefangen wird, ^as ist mit der gestrichelten Erweiterung der Linie 131 angedeutet. Eine geeignete Lampe 202 ist mit einem nicht dargestellten lietzausschluß über eine variable Steuerung 203 verbundene Der Beleuchtungsgrad der Lampe ist so groß, daß die Oberfläche des diffusen Glases ungefähr den gleichen Beleuchtungsgrad aufweist wie die Oberfläche 112 des Objektes 134. Infolgedessen tritt in üer elektrischen Schaltung kein ungewolltes Ansprechen auf. Die vertikale Oberfläche 204 des Objektes 134 wird durch einen lOtomultiplier 206 abgetastet. Der Fo tomultiplier sieht einen kleinen Bereich der Oberfläche 204 durch eine Öffnung 207 in einer lichtundurchlässigen Platte 208. Gegenüber der Öffnung 207 ist eine Linse angeordnet, v/v durch eine aer Bilderzeugungseinrichtung ähnliehe Bilderzeugungseinrichtung 211 gebildet ist. Ein anderer der Einsätze oder Teile 122 des Spiegels wird zum lieflektieren des Lichtes in ein Prisma 212 verwendet, welches wiederum das .Licht auf die Oberfläche reflektiert, wenn der Spiegel 114 gedreht wird, wird der Lichtpfad über den abzutastenden Bereich der Oberfläche 204 geführt. In dieser Anordnung tr ;itt beim Überstreichen icein ungewolltes Ansprechen auf, weil der Fotomultiplier 206 lediglich die Oberseite 112 des Objektes sieht, venn sieh der Spiegel in der im Schattenbild gezeigten Stellung befindet, in der das Überstreichen des Lichtpfades erfolgt, wie das mit der gestrichelten Linie in Figur 5 angedeutet ist, wobei die Oberfläcne im wesentlichen in demselben Grad beleuchtet wird wie die Oberfläche 204· Die elektrische Schaltung für die Vorrichtung nach Figur ist in Figur 6 dargestellt. Jene Teile in Figur 6,

909846/067S

BAD ORIGINAL

- 20 -

die identisch mit den teilen in Figur 3 sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei ihnen eine 1 voraussteht. In der Einrichtung nach Figur 6 ist für das Seiteno.erfläclienabtasten ein zweiter ' Kanal vorgesehen, o^er zweite Kanal ist identisch mit dem ersten und dessen Elemente sind daher mit den gleichen Bezugszeiclien versehen und mit einer voraus-. stellenden 2. Für beide Kanäle wird eine, in Figur 5 nicht dargestellte, Einzeltorsteuerungsfotozelle 148 verwendet. Die !Eorsteuerungsfotozelle 148 liefert über einen Verstärker 177 an beide monostabilen Multi-

k vibratoren Signale. Die Ausgänge der Spannungsdetektoren 173 und 273 sind über ein ODER- Gatter 301 mit der, nicht dargestellten, Zurückweisungseinrichtung oder ähnlichen Mechanismen verbunden. In dem Fall, in dem ein Dehler von einem der Abtastkanäle nachgewiesen wird, wird ein Zurückweisungssignal erzeugte Die Beleuchtungseinrichtung für die Vorrichtungen nach den Figuren 5 und 6, die nicht dargestellt ist, enthält geeignete Beleuchtungslampen in Verbindung mit Kondensorlinsen und reflektierenden Prismen in der in Figur 2 dargestellten Weise,, Somit ist eine gleichmäßige Beleuchtung der zu untersuchenden Oberflächen gewährleistet, obwohl in einer solchen Oberfläche Unregel-

" mäßigkeiten vorhanden sein können.

Es ist daher offensichtlich, daß die Vorrichtung gemäß der Erfindung eine empfindliche und exakte Einrichtung zum Untersuchen von Oberflächen auf Fehler darstellt. Die Vorrichtung ist relativ billig, gewährleistet ein rasches Ansprechen und ist, um lichtschwanlcungen Rechnung zu tragen, automatisch normierbar. Probleme, die im Zu~ sammenhang mit der Vignettierung von Linsen auftreten,, sind minimalisiert und die Vorrichtung kann derart ausgebildet sein, daß sie sich zum gleichzeitigen Abtasten mehrerer Seiten eines Objektes eignet.

- Patentansprüche — 909846/067E BADQRfGtNAL

- 21 -

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. !Vorrichtung zum nachweisen von Fehlern auf einer ^-^ Oberfläche, gekennzeichnet durch Einrichtungen (11) zum Erzeugen einer Abbildung eines Bereiches der zu untersuchenden Oberfläche (12), dessen Bildfläche ungefähr die gleiche Größe wie die Fläche des kleinsten nachzuweisenden Fehlers hat, durch Abtasteinrichtungen (13) zum Abtasten des Beleuohtungsgrades der erzeugten Abbildung, durch reflektierende Einrichtungen (14)% die zum Bilden eines Lichtv/eges zwischen der Oberfläche (12) und den Abtasteinrichtungen (13) gaeignet angeordnet sind, und durch Einrichtungen (16) zum Bewegen der reflektierenden Einrichtungen (14) in einem vorgegebenen Abtastmuster zum Wechseln des den Abtasteinrichtungen (13) sichtbaren Abbildungsbereiches der Oberfläche (12).

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderzeugungseinrichtung (11) eine Linse (19) und eine Öffnung (18) umfaßt, die zueinander und gegenüber der Abtasteinrichtung (13) derart angeordnet sind, daß die Öffnung (18) den ,abzubildenden Bereich der Oberfläche (12) bestimmt.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung einen 3?oto— multiplier (13) umfaßt.

   4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierenden Einrichtungen einen Spiegel (14) umfassen, der aus einer Vielzahl ebener, um einen Trägerteil (23) herum angeordneter Teile (22) besteht, und daß die Bewegungseinrichtungen (16) Einrichtungen (24₉ 26 _s 27%

   S09846/Oi? I

   zum Drehen des Trägerteils (23) umfassen.

   5ο Vorrichtung nach einem der itiisprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (39» 41) und reflektierende Einrichtungen (37, 38) benachbart dem Trägerteil (23) angeordnet sind, um das zur Beleuchtung der Oberfläche (12) dienende Licht auf einen Einfallsv.'eg abzulenken, der nahezu parallel den optischen 7/eg ist.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilderzeugungseinrichtung (11) eine v/eitere reflektierende Einrichtung (21) umfaßt, die zum Bilden eines Lichtveges zwischen der Linse (19) und den reflektierenden Einrichtungen (14) geeignet angeordnet ist.

   7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein beleuchtebes Teil (201) vorgesehen ist, das benachbart zur Oberfläche (12) so angeordnet ist, daß der Lichtpfad unterbrochen wird, wenn die reflektierenden Einrichtungen (14) so weit gedreht sind, daß der Lichtpfad die Oberfläche (12) verfehlt«.

   8„ Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7_? dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastabstand wesentlich größer ist als die Abmessungen der zu überstreichenden Oberfläche (12) und daß Einrichtungen (47, 48) vorgesehen sind, die zum Abschalten der Abtasteinrichtung (13) dienen während des Abtastens mit den reflektierenden Einrichtungen (14) außerhalb der Oberfläche (12).

   9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Tbis O₃, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastmuster der reflektierenden Einrichtungen (14) linear ist, und daß zum. Bewegen

   BAD ORIGINAL

   09843/3S7S

   - 23

   der Oberfläche (12) in einer quer zur Abtastrichtung verlaufenden Richtung eine Fördereinrichtung (36) vorgesehen, ist.

   10c Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (36) mit der Bewegung^einrichtung (16) synchronisiert ist.

   11, Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (36) so ausgebildet ist, daß sie die Oberfläche (12) bei jedem Überstreichen axt den reflektierenden Einrichtungen (14-) über einen Abstand zu bewegen vermag, der ungefähr die Hälfte der Breite der Öffnung (18) beträgt, unu daß Einrichtungen (68) zum Normieren der Abtasteinrichtung (13) auf einen Beaugspegel bei einem Überstreichen uiit den reflektierenden Einrichtungen (14) um das andere vorgesehen sind.

   12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hcrmierunfseinrichtungen (68) Einrichtungen zum Synchronisieren mit der Bewegung der reflektierenden Einrichtungen (H) umfassen,

   13· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,, daß die Synchronisierungseinrichtung eine Steuerschaltung und optische Naoliweiseinrichtungen umfaßt, die auf eine bestimmte Stellung der reflektierenden Einrichtungen (14) zum Auslösen der Steuerschaltung ansprechen,,.

   14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13» gekennzeichnet durch einen Fotomultiplier (13), durch eine deu Fotomultiplier (13) benachbart angeordnete

   909846/0675 BAD ORtQtNAL

   - 24 -

   ■Platte (17), die eine öffnung (18) mit vorgegebenen Abmessungen aufweist*, durch einen Spiegel (14) ι eier zum Bilden eines Lichtpfades zwischen der Oberfläche (12) und der Öffnung (18) geeignet angeordnet ist, durch Einrichtungen (19, 21) zum Erzeugen einer Abbildung in der üffnungsebene, wobei die Öffnung ungefähr die gleiche Größe hat v/ie der Bereich des kleinsten nachzuweisenden Ji'ehlers, und durch Einrichtungen zum Bewegen des Spiegels (14) in einem bestimmten Abtastmuster, um den für den Fotomultiplier (13) sichtbaren jJij-dausschnitt der Oberfläche (12) zu wechseln.

   15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegel (14) eine Vielzahl ebene, um ein Trägerteil (23) herum angeordnete Teile (22) umfaßt, uaß die Bewegungseinrichtungen (16) Einrichtungen (24, 26, 27, 28) zum Drehen des Trägerteils (23) umfassen, und daß Fördereinrichtungen (36) vorgesehen sind, die zum Bewegen der Oberfläche (12) in einer Richtung dienen, die ungefähr parallel zur Rotationsachse des Trägerteils (23) verläuft.

   16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen eines Bezugsspannungspegels eine liormierungsschaltung (68) vorgesehen ist, die einen in den Signalweg des optischen Abtasters (13) in Reihe geschalteten Koppelkondensator (84), eine Vorspannungsquelle (88) mit vorgegebener Höhe, einen elektronischen Schalter (86), der zum Verbinden der Quelle (88) und des Kondensators (84) dient, um die Ladung auf dem Kondensator in Beziehung zum Vorspannungspotential zu halten und eine Synchronisierungseinrichtung umfaßt, die zum periodischen Schließen des Schalters und damit zum Koppeln der Vorspannung mit dem Kondensator dien^ _{g g A} g , _{Q 6 7 s}