AT502409A4

AT502409A4 - Verfahren und vorrichtung zur prüfung von gegenständen

Info

Publication number: AT502409A4
Application number: AT0087706A
Authority: AT
Inventors: Konrad Dipl Ing Mayer; Dorothea Dipl Ing Heiss
Original assignee: Arc Seibersdorf Res Gmbh
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2007-03-15
Also published as: AT502409B1; DE102007022320B4; DE102007022320A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 20.
Die Auflösung von Flächensensoren bei den herkömmlichen Bildaufnahmeeinheiten lässt für gewisse Anwendungszwecke zu wünschen übrig. Die Erhöhung der Anzahl der Pixel in den Zeilen derartiger Flächensensoren führt zu beträchtlichem Herstellungsaufwand und hohen Kosten.
Ziel der Erfindung ist die Erstellung einer Einrichtung und eines Verfahrens, mit der bzw. dem Gegenstände mit hoher Auflösung geprüft werden können. Die Einrichtung soll betriebssicher und einfach aufgebaut und mit geringem Aufwand herstellbar sein.
Diese Ziele werden bei der Einrichtung der eingangs genannten Art mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Merkmalen erreicht.

Ein erfindungsgemässes Verfahren ist mit den Merkmalen des Anspruches 20 charakterisiert.
Durch eine Anordnung eines herkömmlich aufgebauten Flächensensors in einem spitzen Winkel zur Richtung der Relativbewegung zwischen dem zu prüfenden Gegenstand und den Zeilen des Flächensensors kann bei entsprechender Signalauswertung die Auflösung ohne weiteres verdoppelt oder verdreifacht werden.
Zweckmässigerweise ist vorgesehen, dass, in Richtung der Relativbewegung gesehen, in den Zwischenräumen zwischen den sensitiven Pixelbereichen einer ersten Zeile ein sensitiver Pixelbereich von zumindest einer zugeordneten weiteren, vorzugsweise von zwei weiteren, Zeile(n) liegt bzw.

eingeschachtelt wird.
Vorteilhafterweise ist dabei vorgesehen, dass die Signale der Pixel einer ersten Zeile und die Signale der Pixel einer vorgegebenen Anzahl von dieser ersten Zeile zugeordneten weiteren Zeilen, vorzugsweise von einer oder zwei weiteren Zeilen, in einer durch die zunehmende Entfernung der Pixel von einer zur Richtung der Relativbewegung parallelen, insbesondere am Zeilenbeginn gelegenen, Bezugsgeraden bestimmten Reihenfolge in Form von Bildpunkten einer Resultatzeile geordnet bzw. der Reihe nach verschachtelt einer Auswerteeinheit zugeführt werden.
Ein wesentlicher Vorteil liegt darin, dassi obwohl m zwischen den sensitiven Sensorbereichen der Pixel insensitive Bereiche liegen, dennoch die gesamte Gegenstandszeile aufgenommen wird, da die insensitiven Bereiche einer Zeile von den sensitiven Bereichen zumindest einer zugeordneten weiteren Zeile abgedeckt werden.

Von Vorteil ist es daher, wenn die sensitiven Pixelbereiche aller weiteren zugeordneten Zeilen gemeinsam den Zwischenraum (Z) zwischen zwei aufeinanderfolgenden sensitiven Pixelbereichen der ersten Zeile in einem Ausmass von 80 % bis 120 % abdecken. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Erstreckung des sensitiven Pixelbereichs eines Pixels etwa 40 % bis 60 % der Erstreckung des Pixels in Zeilenrichtung beträgt.

Ferner ist vorgesehen, dass an den Flächensensor ein Zeilenbildner angeschlossen ist, dem die Signale der Pixel der einzelnen Zeilen zugeführt werden, in welchem Zeilenbildner die Signale der ersten und der dieser zugeordneten weiteren Zeile(n) in Form einer Resultatzeile zusammengestellt bzw. verschachtelt werden.
Je nachdem, ob zwischen den Pixel einer ersten Zeile in Richtung der Relativbewegung gesehen ein Pixel einer weiteren Zeile oder allenfalls zwei Pixel von zwei weiteren Zeilen zu liegen kommen, wird die Auflösung des Flächensensors verdoppelt bzw. verdreifacht. Diese Verdopplung bzw. Verdreifachung wird durch Wahl des Neigungswinkels des Flächensensors in Relation zur Richtung der Relativbewegung bestimmt.

Dieser Winkel wird vorgegeben durch den Abstand der sensitiven Pixelbereiche in den einzelnen Zeilen bzw. durch den Abstand der sensitiven Pixeibereiche aufeinanderfolgender Zeilen.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 20 enthaltenen Merkmale charakterisiert.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 bis 3 schematische Ansichten der Anordnung eines Flächensensors einer Bildaufnahmeeinheit relativ zu einem Gegenstand.
In Fig. 1 ist ein Gegenstand 1 dargestellt, der zur besseren Verständlichkeit mit Linien versehen ist. Zur Aufnahme des Gegenstandes ist ein Flächensensor 2 vorgesehen, der Teil einer herkömmlichen Bildaufnahmeeinheit ist.

Diese Bildaufnahmeeinheit umfasst ferner einen an den Flächensensor 2 angeschlossenen Zeilenbildner 10 und eine an diesen angeschlossene Auswerteeinheit 11.
Der Gegenstand 1 und der Flächensensor 2 vollführen eine Relativbewegung, deren Richtung mit R bezeichnet ist und die im voriiegenden Fall parallel zu den Linien erfolgt. Üblicherweise wird der Gegenstand 1 in Bezug auf den Flächensensor 2 bewegt.
Der Flächensensor (2) ist üblicher Bauart, d.h. er besitzt eine Anzahl von Zeilen 3, 4, 5, 6, ... mit einer Vielzahl von Pixel bzw. sensitiven Pixelbereichen 7, 8, 9
Zu beachten ist, dass die Zeilen des Flächensensors 2 zur Richtung R der Relativbewegung geneigt angeordnet sind. Die Ausrichtung A der Zeilen schliesst mit der Richtung R der Relativbewegung einen spitzen Winkel [alpha] ein.

Dieser Winkel [alpha] liegt im Bereich von 45[deg.] < [alpha] < 90, vorzugsweise zwischen 60[deg.] <= [alpha] <=89[deg.].
Aufgrund der Neigung kommen - in der Richtung R der Relativbewegung gesehen - in Fig. 1 die in der Zeile 4 angeordneten Pixel bzw. sensitiven Pixelbereiche 8 zwischen den Pixel bzw. sensitiven Pixelbereichen 7 der Sensorzeile 3 zu liegen, sodass bei Überstreichen des Flächensensors 2 über den Gegenstand 1 von der Sensorzeile 3 nicht aufgenommene Bildbereiche bzw. -punkte der entsprechenden Gegenstandszeile von den Pixelbereichen 8 der Sensorzeile 4 aufgenommen werden können.

Damit erhöht sich die durch den Flächensensor 2 erzielte Auflösung auf das Doppelte.
In Fig. 2 ist dargestellt, dass durch eine entsprechende Wahl des Winkels [alpha] zwischen jeweils zwei Pixel bzw. zwei sensitiven Pixelbereichen 7 der ersten Zeile 3 jeweils ein Pixel bzw. sensitiver Pixelbereich 8 der Zeile 4 und ein Pixel bzw. ein sensitiver Pixelbereich 9 der Zeile 5 - in Richtung R der Relativbewegung gesehen - zu liegen kommen, womit die durch den Flächensensor 2 erzielte Auflösung verdreifacht wird.
Es kann vorgesehen sein, dass die jeweils aufzunehmende Gegenstandszeile auf die einander zugeordneten bzw. gemeinsam auszuwertenden Zeilen 3 und 4 bzw. 3, 4 und 5 abgebildet wird. Diese Abbildung kann durch eine entsprechende Optik gleichzeitig auf die erste Zeile und die zugeordnete(n) Zeile(n) erfolgen.

Es ist allerdings auch möglich, die jeweilige Gegenstandszeile aufeinanderfolgend bzw. in zeitlichen Abständen auf die einander zugeordneten Zeilen 3 und 4 bzw. 3, 4 und 5 abzubilden.
Zur Aufnahme von Gegenstandszeilen kann vorgesehen sein, dass eine Belichtungseinheit vorhanden ist, mit der die dieselbe Gegenstandszeile aufnehmenden, einander zugeordneten Zeilen unter Berücksichtigung der Relativgeschwindigkeit zwischen Flächensensor 2 und Gegenstand 1 zu vorgegebenen Zeiten bzw.

in vorgegebenen Zeitabständen belichtet werden.
Für die Auswertung ist des Weiteren von Vorteil, wenn der Zeilentakt des Zeilenbildners 15 einem durch die Anzahl der einander zugeordneten Zeilen bestimmten Vielfachen des Bildaufnahmetaktes entspricht.
Die Auswertung der Signale des Flächensensors 2 erfolgt derart, dass die von den einander zugeordneten Zeilen einlangenden Signale verschachtelt zu einer Resultatzeile angeordnet werden.

Die Reihung wird derart vorgenommen, dass ausgehend z.B. vom linken Rand des gekippt angeordneten Flächensensors bzw. von dem Pixel, das am weitesten links gelegen ist oder von einer Bezugsgeraden, die durch das am weitesten linksgelegene Pixel veriäuft, das Signal des ersten Pixels als erstes der Resultatzeile zugeführt wird und in Folge entsprechend dem zunehmenden Abstand von der Bezugsgeraden B, die parallel zur Richtung der Relativbewegung veriäuft, bzw. vom am weitersten links gelegenen Pixel, eine Reihung bzw.

Verschachtelung und Aufnahme der Signale der in einander zugeordneten Zeilen befindlichen Pixel in die Resultatzeile erfolgt.
Die Anordnung der einander zugeordneten Zeilen kann derart getroffen werden, dass die erste Zeile und die weiteren zur Bildung der Resultatzeile herangezogenen bzw. zugeordneten Zeilen auf dem Flächensensor 2 aufeinanderfolgend angeordnet sind.
Die Anordnung der Pixel auf dem Flächensensor 2 kann derart vorgesehen sein, dass die nebeneinander liegenden Pixelzeilen auf dem Flächensensor die Form eines Rechteckes ausbilden.

Alternativ können die Pixel auf dem Flächensensor 2 auch derart angeordnet sein, dass die Pixelzeilen auf dem Flächensensor in Form eines Parallelogramms aufgebracht sind, wobei der kleinere Winkel des Parallelogramms im Bereich von 45[deg.] bis < 90[deg.], vorzugsweise zwischen 60[deg.] und 89[deg.], liegt und die kürzeren Seiten parallel zur Richtung (R) der Relativbewegung ausgerichtet sind. In diesem Fall könnte die Ausbildung von bei der Auswertung auszuschliessenden Randpixel, welche zur Resultatzeile nichts beitragen, vermieden werden.
Von Vorteil für eine rasche Auswertung ist es, wenn der Flächensensor ein CMOS - Flächensensor ist.
Die gegenseitigen Abstände der Pixel bzw. der Zeilen sind von weniger grosser Bedeutung; diese Parameter bestimmen jedoch den Neigungswinkel [alpha].

Vorteilhafterweise wird darauf geachtet, dass die Abstände der Pixel in einer Richtung in und/oder quer zur Richtung R der Relativbewegung regelmässig bzw. gleich sind.
Von Vorteil kann es sein, wenn die Pixel des Flächensensors 2 mit einer BAYER Matrix versehen sind, wie dies beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist. Durch eine entsprechende Auswertung der von den einander zugeordneten Zeilen erhaltenen Signale kann eine Auswertung im Hinblick auf die einzelnen Farben der BAYER - Matrix erfolgen.
Wenn man den Winkel der Neigung zwischen der Ausrichtung A der Zeilen und der Richtung R der Relativbewegung klein halten will, sodass dieser Winkel nur geringfügig von 90[deg.] abweicht, kann man dies erreichen, indem man der jeweils ersten Sensorzeile eine oder mehrere weitere Zeile(n) zuordnet, die relativ weit von der ersten Sensorzeile entfernt bzw. auseinander liegen.

Eine derartige Auswahl der Zeilen in grösserem gegenseitigem Abstand kann von Vorteil sein, wenn die Zeilenerstreckung des Flächensensors möglichst senkrecht zur Relativbewegung ausgerichtet sein soll, z.B. wenn der mögliche Aufnahmebereich aus mechanischen Gründen eingeschränkt ist. Wenn es hingegen wichtig ist, z.B. aus Beleuchtungsgründen, dass die erste Zeile und die dieser ersten Zeile zugeordneten weiteren Zeilen nahe nebeneinander liegen sollen, wird der Winkel [alpha] stärker von 90[deg.] abweichen.

Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn nur ein schmaler Streifen des Gegenstandes ausgeleuchtet ist.
Von Vorteil kann es sein, wenn zur Abbildung von Gegenstandszeilen auf den Flächensensor eine anamorphe Optik vorgesehen ist.
Mit einer derartigen Optik werden die Gegenstandsbereiche in Richtung der Relativbewegung in grösserem Massstab abgebildet, wogegen quer zur Richtung R der Relativbewegung bzw. in Zeilenrichtung ohne Vergrösserung bzw. in einem kleineren Massstab abgebildet wird. Die Abstände der Gegenstandszeilen in der Transportrichtung erscheinen somit vergrössert; die Abstände der Zeilenbereiche in Zeilenrichtung werden mit dem üblichen Abbildungsmassstab abgebildet.

Die Breite des Streifens am Objekt bzw. die Erstreckung des Streifens in Richtung R der Relativbewegung, der für die Aufnahme sichtbar und entsprechend beleuchtet sein muss, wird damit reduziert.
Bei der Anwendung eines Flächensensors mit BAYER - Matrix wird für jeden Punkt der Gegenstandszeile üblicherweise nur ein Farbwert (R-, G- oder B-Wert) ermittelt. Die jeweils fehlende/Farbkomponenten einer Pixelposition müssen aus den umliegenden Werten interpoliert bzw. heuristisch bestimmt werden. An einer Stelle, an der z.B. ein rotes Pixel liegt, könnte der Grün- und Blauwert durch ein passendes Verfahren aus den umgebenden Pixel errechnet werden. Dies kann jedoch in der Praxis zu Artefakten, wie z.B.

Moiree - Mustern führen.
Da bei der Verwendung eines Flächensensors als Zeilenkamera jeder Punkt der Gegenstandszeile von mehreren Pixeln aufgenommen wird, kann für jeden Punkt mehr als ein Farbwert ausgewertet werden. Fig. 4 zeigt, dass bei einem Winkel von beispielsweise 60[deg.] jeder Gegenstandspunkt von Pixel mit 2 unterschiedlichen Farbwerten aufgenommen wird (nämlich entweder R und G oder B und G). Es ist jedoch auch möglich, dass die sensitiven Pixeibereiche von einander zugeordneten Sensorzeilen nicht genau auf einer Linie liegen und somit nicht exakt denselben Gegenstandspunkt aufnehmen. An sich wird es möglich, für jeden Gegenstandspunkt alle drei unterschiedlichen Farbwerte zu erhalten.

Dieser Vorteil kann den Nachteil einer leichten Unscharfe des Bildes, weil die Pixel der einzelnen Sensorzeilen nicht exakt denselben Gegenstandspunkt aufnehmen, aufwiegen.
Von Vorteil ist es somit, wenn durch ein Verkippen b;zw. Neigen des Flächensensors im Winkel [alpha] zur Richtung R der Relativbewegung bei einem mit einer BAYER - Matrix versehenen Flächensensor die rotempfindlichen Pixel einer Zeile mit den grünempfindlichen Pixel einer zugeordneten Zeile und den blauempfindlichen Pixel einer weiteren zugeordneten Zeile in Richtung R der Relativbewegung ausgerichtet werden oder dieser Richtung möglichst nahe angenähert werden.
Es ist zweckmässig, mehr Sensorzeilen mit Blauwerten als mit Rot- und Grünwerten in die Auswertung einzubeziehen, da für jeden Gegenstandspunkt der Blauwert öfter als Rot- bzw.

Grünwert aufakkumuliert werden soll, um die geringere Blauempfindlichkeit der Pixel auszugleichen.
Ganz allgemein kann eine bestimmte Komponente von grösserem Interesse sein, z.B. um die spektrale Zusammensetzung der Beleuchtung oder eine unterschiedliche Empfindlichkeit des Sensors für die einzelnen Farbkomponenten zu berücksichtigen oder um das zu prüfende Objekt in einer bestimmten Farbkomponente mit einer höheren Aufnahmequalität bzw. einem besseren Signal-Rauschverhältnis aufzunehmen. Entsprechend kann eine Additionseinheit vorgesehen sein, mit der die einzelnen Pixel der Zeilen des Sensors verbunden sind und in der unter entsprechenden Vorgaben eine Verknüpfung bzw.

Akkumulierung der Signale der gewünschten Pixel vorgenommen wird.
Aufgrund der geneigten Anordnung des Flächensensors ist die Möglichkeit gegeben, entweder durch Auswertung der Signale der Pixel von mehreren einander zugeordneten Zeilen eine höhere Ortsauflösung zu erreichen, oder aber eine höhere Dynamikauflösung zu erreichen, indem die mit den Pixel unterschiedlicher Zeilen vom gleichen oder von sehr naheliegenden Gegenstandsbereich(en) erhaltenen Signale aufakkumuliert werden.
Prinzipiell kann allerdings auch eine Kombination dieser beiden Vorgangsweisen gewählt werden, indem in vorgegebener Weise die Signale der Pixel der einander zugeordneten Zeilen mit der Additionseinheit verknüpft werden.
Die jeweils erste Zeile kann eine beliebige Zeile des Flächensensors 3 sein; bei dieser ersten Zeile muss es nicht eine Randzeile sein.

Die Zuordnung der weiteren Zeilen zu dieser ersten Zeile kann elektronisch bzw. durch eine entsprechende Zuordnungsschaltung vorgenommen werden, welche die Signale der zugeordneten Zeilen mit den Signalen der ersten Zeile verschachtelt.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung vergleichbar mit Fig. 3. In Fig. 4 ist jedoch der Neigungswinkel [alpha] derart gewählt, dass alle Pixel einer ersten Zeile mit Pixel einer zweiten Farbe in Richtung R der Relativbewegung fluchten. Dies hat den Vorteil, dass für jedes Pixel zwei Farbwerte, d.h. die Farbwerte R G bzw. G R erhalten werden.

Auch für die verschachtelte Signalfolge werden diese beiden Farbwerte für die verschachtelte'fixel der jeweils ersten und jeweils zugeordneten Zeile erhalten.
Die Verschachtelung erfolgt durch die Wahl des Winkels [alpha], der wiederum durch den Abstand der einzelnen Zeilen am Flächensensor und dem Abstand der Pixel bzw. der sensitiven Pixelbereiche innerhalb der einzelnen Zeilen beeinflusst wird.
Erfindungsgemäss wird somit eine Anzahl von Zeilen zusammengefasst bzw. ausgehend von einer ersten Zeile erfolgt eine Verschachtelung der Signalwerte, d.h. die Pixel der zugeordneten Zeilen werden zwischen die Pixel bzw. in die Zwischenräume der Pixel der jeweils als erste Zeile gewählten Zeile eingeordnet. Damit werden die zwischen den sensitiven Pixelbereichen der gewählten ersten Zeile vorhandenen, nicht sensitiven Bereiche erfasst und die Auflösung erhöht.

Die Abstände der Pixel innerhalb der Zeilen können beliebig sein. Gleiches gilt für die Abstände zwischen den einzelnen Zeilen.

Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zur Abbildung bzw. zur Prüfung von Gegenständen (1) mit einer Bildaufnahmeeinheit, die einen Flächensensor (2) umfasst, wobei der Gegenstand (1) und die Bildaufnahmeeinheit samt Flächensensor (2) zueinander eine Relativbewegung vollführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung (A) der Pixelzeilen (3, 4, 5, 6, ...) des Flächensensors (2) zur Richtung (R) der Relativbewegung geneigt ist und diese beiden Richtungen (R, A) einen Winkel ([alpha]) kleiner als 90[deg.] einschliessen.

1. Einrichtung zur Abbildung bzw. zur Prüfung von Gegenständen (1) mit einer Bildaufnahmeeinheit, die einen Flächensensor (2) umfasst, wobei der Gegenstand (1 ) und die Bildaufnahmeeinheit samt Flächensensor (2) zueinander eine Relativbewegung vollführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung (A) der Pixelzeilen (3, 4, 5, 6, ...) des Flächensensors (2) zur Richtung (R) der Relativbewegung geneigt ist und diese beiden Richtungen (R, A) einen Winkel ([alpha]) kleiner als 90[deg.] einschliessen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene der aufzunehmenden Oberfläche des Gegenstandes (1) und die Ebene des Flächensensors (2) parallel ausgerichtet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel ([alpha]) im Bereich von 45[deg.] bis 90[deg.], vorzugsweise zwischen 60[deg.] und 89[deg.], liegt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Pixel (7) einer ersten Zeile (3) des Flächensensors (2) und die Signale der Pixel (8, 9) einer vorgegebenen Anzahl von dieser ersten Zeile zugeordneten weiteren Zeilen (4, 5) des Flächensensors (2), vorzugsweise von einer oder zwei weiteren Zeilen, in einer durch die zunehmende Entfernung der Pixel vom Zeilenanfang bzw. von einer zur Richtung (R) der Relativbewegung parallelen, insbesondere am Zeilenbeginn gelegenen, Bezugsgeraden (B) bestimmten Reihenfolge verschachtelt bzw. in Form von Bildpunkten einer Resultatzeile geordnet einer Auswerteeinheit (11) zugeführt sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Pixel (7) einer ersten Zeile (3) des Flächensensors (2) und die Signale der Pixel (8, 9) einer vorgegebenen Anzahl von dieser ersten Zeile zugeordneten weiteren Zeilen (4, 5) des Flächensensors (2), vorzugsweise von einer oder zwei weiteren Zeilen, in einer durch die zunehmende Entfernung der Pixel vom Zeilenanfang bzw. von einer zur Richtung (R) der Relativbewegung parallelen, insbesondere am Zeilenbeginn gelegenen, Bezugsgeraden (B) bestimmten Reihenfolge verschachtelt bzw. in Form von Bildpunkten einer Resultatzeile geordnet einer Auswerteeinheit (11 ) zugeführt sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung (R) der Relativbewegung gesehen, in den Zwischenräumen (Z) zwischen den sensitiven Pixelbereichen (7) der ersten Zeile (3) des Flächensensors (2) ein sensitiver Pixelbereich (8, 9) von zumindest einer weiteren, vorzugsweise von zwei weiteren, Zeile(n) (4, 5) des Flächensensors (2), liegt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung der sensitiven Pixelbereiche (8, 9) in der zumindest einen zugeordneten weiteren Zeile(n) (4, 5) den Zwischenraum (Z) zwischen zwei aufeinanderfolgenden sensitiven Pixelbereichen (7) in der ersten Zeile (3) in einem Ausmass von 80 % bis 120 % abdecken.

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7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zeile (3) und die weiteren zur Bildung der Resultatzeile herangezogenen bzw. die zugeordnete(n) Zeile(n) (4, 5) auf dem Flächensensor (2) aufeinanderfolgend angeordnet sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den Flächensensor (2) ein Zeilenbildner (10) angeschlossen ist, dem die Signale der Pixel (7, 8, 9, ...) der einzelnen Zeilen (3, 4, 5, 6, ...) zugeführt sind, welcher Zeilenbildner (10) mit den Signalen der ersten und der dieser zugeordneten weiteren Zeilen eine Resultatszeile erstellt bzw. diese Signale verschachtelt, wobei die Reihenfolge der Signale in der Resultatzeile von der zunehmenden Entfernung der jeweiligen Pixel von einer zur Richtung (R) der Relativbewegung parallelen, insbesondere am Zeilenbeginn gelegenen, Bezugsgeraden (B) bestimmt ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung des sensitiven Pixelbereichs eines Pixels etwa 40 bis 60 % der Erstreckung eines Pixels in Zeilenrichtung beträgt.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Belichtungseinheit vorgesehen ist, mit der die dieselbe Gegenstandszeile aufnehmenden, einander zugeordneten Zeilen gleichzeitig belichtet werden.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Belichtungseinheit vorgesehen ist, mit der die dieselbe Gegenstandszeile aufnehmenden, einander zugeordneten Zeilen unter Berücksichtigung der Relativgeschwindigkeit zwischen Flächensensor (2) und Gegenstand (1) zu vorgegebenen Zeiten bzw. in vorgegebenen Zeitabständen belichtet werden.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Belichtungseinheit vorgesehen ist, mit der die dieselbe Gegenstandszeile aufnehmenden, einander zugeordneten Zeilen unter Berücksichtigung der Relativgeschwindigkeit zwischen Flächensensor (2) und Gegenstand (1) zu vorgegebenen Zeiten bzw. in vorgegebenen Zeitabständen belichtet werden.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixel bzw. die sensitiven Bereiche der Pixel des Flächensensors (2) mit einer BayerMatrix versehen sind.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die nebeneinander liegenden Pixelzeilen (3, 4, 5, 6, ...) auf dem Flächensensor (2) in Form eines Rechteckes aufgebracht sind. <EMI ID=12.1> l<i>kli

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die nebeneinander liegenden Pixelzeilen (3, 4, 5, 6, ...) auf dem Flächensensor (2) in Form eines Rechteckes aufgebracht sind.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixelzeilen auf dem Flächensensor in Form eines Parallelogramms aufgebracht sind, wobei der kleinere Winkel des Parallelogramms im Bereich von 45[deg.] <= [alpha] <90[deg.], vorzugsweise zwischen 60[deg.] und 89[deg.], liegt und die kürzeren Seiten parallel zur Richtung (R) der Relativbewegung ausgerichtet sind.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixel der Zeilen (3, 4, 5, 6, ...) in Zeilenrichtung (A) in Richtung der Relativbewegung (R) gesehen, unmittelbar aneinander anschliessen.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Flächensensor (2) ein CMOS - Flächensensor ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeilentakt des Zeilenbildners (10) einem durch die Anzahl der einander zugeordneten Zeilen bestimmten Vielfachen des Bildaufnahmetaktes entspricht.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeilenbildner (10) eine Additionsschaltung zur Verknüpfung bzw. Akkumulierung und/oder Verschachtelung der Signale von insbesondere dieselben Gegenstandsbereiche aufnehmenden Pixel unterschiedlicher Zeilen aufweist.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abbildung von Gegenstandszeilen auf den Flächensensor eine anamorphe Optik vorgesehen ist.

20. Verfahren zur Abbildung bzw. zur Prüfung von Gegenständen (1) mit einer Bildaufnahmeeinheit, die einen Flächensensor (2) umfasst, wobei der Gegenstand (1) und die Bildaufnahmeeinheit mit dem Flächensensor (2) zueinander eine Relativbewegung vollführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixelzeilen (3, 4, 5, 6, ...) des Flächensensors (2) zur Richtung (R) der Relativbewegung geneigt angeordnet werden, wobei diese beiden Richtungen (R, A) einen spitzen Winkel ([alpha]) einschliessen.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Pixel (7) einer ersten Zeile (3) des Flächensensors (2) und die Signale der Pixel (8) einer vorgegebenen Anzahl von dieser ersten Zeile zugeordneten weiteren Zeilen (4, 5) des Flächensensors (2), vorzugsweise von einer oder zwei weiteren geilen, in einer durch dip

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21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Pixel (7) einer ersten Zeile (3) des Flächensensors (2) und die Signale der Pixel (8) einer vorgegebenen Anzahl von dieser ersten Zeile zugeordneten weiteren Zeilen (4, 5) des Flächensensors (2), vorzugsweise von einer oder zwei weiteren Zeilen, in einer durch diezunehmende Entfernung der Pixel vom Zeilenanfang bzw. von einer zur Richtung (R) der Relativbewegung parallelen, insbesondere am Zeilenbeginn gelegenen, Bezugsgeraden (B) bestimmten Reihenfolge verschachtelt bzw. in Form von Bildpunkten einer Resultatzeile geordnet einer Auswerteeinheit (11 ) zugeführt werden.

22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Belichtungseinheit die dieselbe Gegenstandszeile aufnehmenden, einander zugeordneten Zeilen gleichzeitig belichtet werden oder dass die die dieselbe Gegenstandszeile aufnehmenden, einander zugeordneten Zeilen unter Berücksichtigung der Relativgeschwindigkeit zwischen Flächensensor (2) und Gegenstand (1) zu vorgegebenen Zeiten bzw. in vorgegebenen Zeitabständen belichtet werden.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Verkippen bzw. Neigen des Flächensensors im Winkel ([alpha]) zur Richtung (R) der Relativbewegung bei einem mit einer BAYER - Matrix versehenen Flächensensor (2) die rotempfindlichen Pixel einer Zeile mit den grünempfindlichen Pixel einer zugeordneten Zeile und den blauempfindlichen Pixel einer weiteren zugeordneten Zeile in Richtung (R) der Relativbewegung ausgerichtet werden oder dieser Richtung möglichst nahe angenähert werden.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Pixel von einander zugeordneten Zeilen und die Signale von weiteren einander zugeordneten Zeilen, deren Pixel bezüglich der erstgenannten Zeilen lagegleich angeordnet sind, akkumuliert werden.

Wien, am 19. Mai 2006

Patentansprüche

Wien, am 23. Oktober 2006

NACHGEREICHT