DE4201523A1 - Verfahren und vorrichtung zum erfassen von daten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von Daten mit Hilfe mindestens eines Teils einer an sich bekannten optischen Leseeinrichtung, mit welcher Hell/Dunkel- Unterschiede oder Farbunterschiede erfaßt, interpretiert und gegebenenfalls einer weiteren Verarbeitung bzw. Anzeige zugeführt werden.

Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zum Erfassen von Daten, die an Gegenständen in Form von Erhebungen und/oder Vertiefungen vorliegen, mit mindestens einem Teil einer an sich bekannten optischen Leseeinrichtung, welche Zeichen anhand von Hell/Dunkel-Unterschieden oder anhand von Farbunterschieden erkennt, interpretiert und für eine weitere Verarbeitung bereitstellt.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden im allgemeinen auf kontrastreiche Beschriftungen angewendet. Den größten Bekanntheitsgrad dürfte dabei das mittlerweile an vielen Supermarkt- und Kaufhauskassen vorzufindende Abtastsystem für Strichcodes haben. Bei einem solchen Lese- bzw. Erfassungssystem wird ein Laserstrahl über ein Feld geführt, welches aus Strichen von im allgemeinen unterschiedlicher Breite und in unterschiedlichen Abständen besteht. Das entsprechend mehr oder weniger reflektierte Licht wird empfangen und die so erfaßte Strichbreite und die Abstände zwischen den Strichen werden in entsprechende Zahlenwerte umgesetzt. Auf diese Weise werden beispielsweise der Preis der Ware, gleichzeitig jedoch auch eine Codenummer erfaßt, die den Gegenstand als solchen kennzeichnet, so daß der Kunde einen Kassenbon mit entsprechendem Ausdruck vorfindet. Außerdem kann so die Anzahl verkaufter Artikel leicht kontrolliert werden, was die Lagerhaltung und Logistik beträchtlich erleichtert.

Darüber hinaus sind auch Klarschriftleser bekannt, die allgemein auch als Scanner bezeichnet werden. Diese können entsprechend bestimmten Programmierungen, z. B. durch Vergleich mit einem vorgegebenen Schriftmuster, eine oder mehrere Druckschrifttypen in ihrer Zeichenbedeu­ tung erkennen und dementsprechend z. B. in einen ASCII-Code umsetzen, so daß lediglich in gedruckter Form vorliegende Dokumente unmittelbar auch in Form eines elektronischen Zeichencodes erfaßt, abgespeichert und damit leicht, z. B. in einer Textverarbeitung, weiterver­ arbeitet, ergänzt und korrigiert werden können.

Was bisher lediglich im Zusammenhang mit der absoluten Helligkeit von Flächen beschrieben wurde, gilt in analoger Weise auch für Farbunterschiede bzw. für unterschiedliche Farbhelligkeiten.

Flächen mit gleicher Helligkeit können unterschiedliche Farben haben, wobei die Farbunterschiede durch passend gewählte Farbfilter ohne weiteres in Hell/Dunkel-Unterschiede umgesetzt werden können. Dabei sind nicht notwendigerweise Farbfilter erforderlich, sondern es reicht bereits eine spektrale Abhängigkeit des betreffenden Detektorsystems aus, um Farbunterschiede ansonsten gleich heller Flächen zu erfassen.

Man hat auch bereits versucht, mit den vorstehend beschriebenen Lesesystemen Zeichen zu erfassen und zu erkennen, die nicht in Form von aufgedruckten Zeichen oder andersartig aufgebrachten Markierungen mit starkem Helligkeitskontrast vorliegen, sondern in Form von Einprägungen, Vertiefungen bzw. Gravuren oder in Form von Erhebungen. Bei den bereits erwähnten Strichcodes lassen sich die bekannten Verfahren auch dann noch mit einer hinreichenden Erfolgsquote verwirklichen, wenn sie in Form von Vertiefungen oder Erhebungen vorliegen, indem nämlich der betreffende Gegenstand aus einer entsprechend gewählten Richtung beleuchtet wird, so daß der durch die Erhebungen oder Vertiefungen bedingte Schattenwurf und/oder Helligkeitsunterschiede aufgrund von stark reflektierenden und weniger reflektierenden Bereichen für die Hell/Dunkel-Unterscheidung der betreffenden Abtastsysteme ausreicht.

Werden die bekannten Lesegeräte jedoch in Fällen eingesetzt, bei welchen die Daten in Form von Erhebungen oder Vertiefungen in der Oberfläche des Gegenstandes vorliegen, bei welchen jedoch der Verlauf der die Daten darstellenden Linien relativ zu der vorgesehenen Beleuchtung nicht kontrollierbar ist, also z. B. bei nahezu allen Klarschriften oder auch in Fällen, in welchen mit Strichcode versehene Gegenstände in unterschiedlichen relativen Orientierungen zu dem Lesesystem gelangen, so haben derartige Lesesysteme eine relativ hohe Fehlerquote, die sie für den praktischen Einsatz ungeeignet macht. Je nachdem aus welcher Richtung Licht auf eine Erhebung oder in eine Vertiefung fällt, kann es nämlich durchaus sein, daß diese sich in der Helligkeit von den benachbarten Flächenbereichen nicht hinreichend unterscheidet.

Andererseits ist es jedoch nicht möglich, in industriellen Herstellungsprozessen automatisch zu ver- bzw. zu bearbeitende Gegenstände immer mit einer aufgedruckten oder sonstwie kontrastreichen Markierung zu versehen. Häufig erhalten Einzelteile, die zu einem komplexeren Gerät zusammenmontiert werden, oder auch ganze Baugruppen von Geräten Markierungen in Form von Schlagzahlen oder Gravuren, welche die Zuordnung der Teile oder Baugruppen zu anderen Teilen oder Baugruppen festlegt. Dies ist nicht nur wichtig bei halbautomatischer bzw. manueller Fertigung, um den montierenden Personen die Zuordnung zu erleichtern, sondern ist vor allem wichtig bei vollautomatischen Fertigungs- und Montageprozessen, bei welchen die Einzelteile oder Baugruppen entsprechend derartigen Codierungen automatisch richtig miteinander kombiniert und den entsprechenden Fertigungsstationen zugeleitet werden müssen. Grundsätzlich kann man zwar derartige Teile oder Baugruppen in manchen Fällen auch allein aufgrund ihrer äußeren Form unterscheiden, jedoch stellen solche Unterscheidungen insbesondere bei sehr komplexen und in wahlloser Orientierung vorliegenden Gegenständen ein schwieriges Problem dar, das derzeit nur mit äußerst aufwendigen programmtechnischen und auch hardwaremäßigen Maßnahmen lösbar ist. Darüber hinaus gibt es auch Gegenstände, die sich in ihrer äußeren Gestalt gar nicht, wohl aber in ihrem inneren Aufbau unterscheiden und auch aus diesem Grunde mit unterschiedlichen Teilen kombiniert werden müssen. Derartige Teile sind nur durch äußere Markierungen zu unterscheiden, wobei Markierungen in Form von Gravuren, Schlagzahlen oder Erhebungen auch deshalb bevorzugt sind, weil sie dauerhaft und haltbar sind und allen chemischen, thermischen oder mechanischen Behandlungen genauso standhalten, wie der Gegenstand selbst, im Gegensatz zu mit Farbe oder in Form von Etiketten aufgebrachten Markierungen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen von Daten in Form von Erhebungen oder Vertiefungen zu schaffen, welches eine hohe Zuverlässigkeit bei der Erkennung der Daten bietet.

Hinsichtlich des eingangs näher beschriebenen Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Höhenunterschiede auf dem Gegenstand erfaßt und in Grauwertabstufungen umgesetzt werden und daß erst anschließend diese Grauwertbilder dem auf Hell/Dunkel-Unterschiede empfindlichen Lesesystem zur weiteren Interpretation und Verarbeitung zugeleitet werden.

Der Begriff "Grauwertbilder" ist dabei sehr abstrakt und allgemein zu fassen. Im allgemeinen werden nämlich die Höhenunterschiede elektronisch erfaßt und in digitale Daten umgesetzt, die dann zwar einem Grauwertbild entsprechen, allerdings nicht tatsächlich optisch als Grauwertbild abgebildet werden müssen, sondern direkt von dem entsprechenden Auswertesystem der Leseeinrichtung in digitalisierter Form erfaßt und bearbeitet werden können. Insofern erfährt im allgemeinen auch das verwendete, an sich bekannte Lesesystem eine Modifikation, da die ansonsten notwendige optische Abtastung und Erfassung der Hell/Dunkel-Unterschiede, die im allgemeinen auch zu digitalisierten Werten für die Grauwerte oder Hell/Dunkel-Werte der Fläche führt, nicht mehr erforderlich, denn diese digitalisierten Grauwerte liegen nun bereits in Form der erfaßten Höhenwerte vor. Ein Grauwertbild in diesem Sinne ist eine aus einzelnen Flächen­ elementen aufgebaute Fläche, wobei die Flächenelemente abgestufte Grauwerte zwischen den beiden Extremen "Schwarz" und "Weiß" haben. Diese Abstufung erreicht man z. B. in der Drucktechnik dadurch, daß die Flächenelemente ihrerseits aus noch kleineren, nahezu punktförmigen Flächenbereichen, sogenannten Pixeln, bestehen, die ihrerseits nur einen der beiden Extremwerte "Schwarz" oder "Weiß" annehmen können. Baut man ein Flächenelement aus einer größeren Anzahl derartiger Pixel auf, so entspricht die Gesamtzahl der Pixel der Anzahl der möglichen Grauabstufungen im Bereich zwischen "Schwarz" und "Weiß", je mehr Pixel schwarz dargestellt werden, um so dunkler ist der Grauwert des betreffenden Flächenelementes. Der Grauwert eines Flächenelementes läßt sich dann also einfach durch eine Zahl wiedergeben, die der Anzahl oder dem prozentualen Anteil der schwarzen Pixel in einem Flächenelement entsprechen. Es versteht sich, daß sich derartige "Grauwertbilder" leicht in digitalisierter Form als Zahlenmatrix darstellen und auch weiterverarbeiten lassen.

Bei der Belichtung von CCD-Platten, die später noch im einzelnen angesprochen werden, nehmen die erwähnten Flächenelemente bei der Belichtung elektrische Ladung auf. Die elektrische Spannung, die aus dieser Ladung des Flächenelementes resultiert, ist proportional zu der einfallenden Lichtmenge und wird nach Digitalisierung in der Auswerteeinheit als "Grauwert" bezeichnet und weiterverarbeitet.

Auch Verfahren und Geräte zur Erfassung von Höhenunterschieden sind an sich ebenfalls bekannt und werden beispielsweise für die oben erwähnte optische Erkennung von Gegenständen anhand ihrer äußeren, dreidimensionalen Gestalt eingesetzt. Dabei sind auch Verfahren bekannt, bei welchen Höhenunterschiede in unterschiedliche Grauwerte umgesetzt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung, wird jedoch eine solche Grauwertdarstellung bzw. werden die in digitaler Form erfaßten Daten von Höhenunterschieden im Sinne einer Grauwertinterpretation von einer nachfolgenden Leseeinrichtung erfaßt, die aus dem Muster der Grauwerte die in Form von Höhenunterschieden auf den Gegenständen vorliegenden Zeichen erkennt. Eine Absoluthöhen­ messung ist dabei nicht erforderlich, vielmehr ist es ausreichend, Relativmessungen durch­ zuführen, d. h. die Höhenwerte von Flächenabschnitten des Gegenstandes relativ zueinander zu erfassen mit einer willkürlich gewählten Absoluthöhe.

In analoger Weise wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung dadurch gelöst, daß eine der Leseeinrichtung vorgeschaltete Einrichtung zum Erfassen von Höhenunterschieden vorgesehen ist, welche auf dem Gegenstand gemessene Höhenunterschiede in unterschiedliche Grauwerte umsetzt, die der Leseeinrichtung zwecks Interpretation und gegebenenfalls weiterer Verarbeitung oder Anzeige zugeführt werden. Auch hier ist der Begriff "Grauwerte" abstrakt zu verstehen und umfaßt beispielsweise ein Tableau unterschiedlicher digitaler Werte, das der Fläche, auf welcher sich die betreffende Markierung findet, entspricht.

Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung finden sich in den Unteransprüchen.

Insbesondere ist eine Ausgestaltung des Verfahrens bevorzugt, bei welcher die Höhenunterschiede auf dem Gegenstand aus der Position mindestens eines Lichtpunktes oder Lichtstriches bestimmt werden, der auf dem Gegenstand durch Beleuchtung mit mindestens einem Lichtstrahl erzeugt und in ein Bildfeld projiziert wird, wobei der Lichtstrahl unter einem Winkel von größer als 0° und kleiner als 90° zu einer Gegenstandsebene konstanten Höhenniveaus auf die Oberfläche des Gegenstandes gerichtet ist. Dabei kommt es nicht darauf an, ob der Gegenstand tatsächlich eine Ebene konstanten Höhenniveaus aufweist (im folgenden auch kurz "Niveauebene" genannt), sondern es geht lediglich darum, eine solche Ebene dadurch zu definieren, daß die Position eines auf der Ebene erkennbaren Lichtpunktes bzw. Lichtstriches, und damit auch die Projektion dieser Ebene in ein entsprechendes Bild unverändert bleibt, wenn die betreffende Gegenstandsebene unter dem Lichtpunkt bzw. -strich in einer der in der Ebene liegenden Richtungen bewegt wird. Ein Anheben oder Absenken der Ebene ist jedoch sofort mit einer entsprechenden Positionsver­ änderung des Lichtpunktes (-striches) auf der Ebene und in dem projizierten Bild verbunden.

Vorzugsweise wird ein solcher Lichtpunkt von einem Laserstrahl erzeugt, da Laserstrahlen sich sehr fein bündeln lassen und gleichzeitig einen sehr hellen Lichtpunkt erzeugen können, der auch nach der Aufweitung zu einem Lichtstrich genügend hoch ist. Entsprechend hoch ist die Auflösung bzw. Auflösungsmöglichkeit des Systems. Für die folgende Beschreibung wird im allgemeinen nur auf einen Lichtpunkt Bezug genommen, wobei jedoch die Betrachtungen in völlig analoger Weise auch für einen Lichtstrich gelten und wobei die den Lichtpunkt betreffende Beschreibung als Schnitt entlang einer Ebene senkrecht zu einem solchen Lichtstrich zu verstehen ist für die Erzeugung eines Lichtstriches aus einem Laserstrahl, wird vorzugsweise eine Zylinderlinse in den Strahlengang des Lasers gebracht, welche den Strahl in lediglich einer Richtung aufweitet.

Weiterhin sind Ausführungsformen der Erfindung bevorzugt, bei welchen der Laserstrahl von einer Laserdiode erzeugt wird. Laserdioden sind ein äußerst preiswertes und gleichzeitig sehr zuverlässiges und wartungsfreies Mittel zur Erzeugung von Laserstrahlen zumindest in dem niederenergetischen Bereich, der für die vorliegenden Beleuchtungszwecke völlig ausreichend ist.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher mehrere Lichtstrahlen parallel in einer Reihe erzeugt werden, beispielsweise durch eine lineare Anordnung mehrerer Laserdioden, die dementsprechend auf der darunter angeordneten Oberfläche des Gegenstandes eine Reihe von Lichtpunkten bzw. durch Vorschalten entsprechender Optiken Lichtlinien bzw. Lichtstriche erzeugen. Diese Linie verläuft jedoch nur bei ebenen Gegenstandsoberflächen gerade. Bei stark strukturierten Oberflächen folgt eine solche Lichtlinie in der ebenen Draufsicht auf den Gegenstand und bei schrägem Einfall der Lichtstrahlen einem mehr oder weniger gekrümmten oder auch unterbrochenen Verlauf mit Versetzungen, welcher die Höhenstruktur der Gegenstandsoberfläche wiederspiegelt. Das Bildfeld ist bei Verwendung einer solchen Lichtlinie auf dem Gegenstand zweckmäßigerweise eine zweidimensionale Projektionsfläche, die ein - vorzugsweise nicht verzerrtes - Abbild des von dem entsprechenden Abbildesystem erfaßten Ausschnittes der Gegenstandsoberfläche wiedergibt. Die Projektionsebene ist dabei vorzugsweise parallel zu einer Niveauebene. Das Verfahren kann im Prinzip mit jedem beliebigen Einfallswinkel der Lichtstrahlen außer 0° und 90° arbeiten, jedoch sind aus praktischen Gründen Winkelwerte im Bereich zwischen 10° und 80° z. B. im Bereich zwischen 40 und 60°, insbesondere um 45°, bevorzugt. Bei sehr flachen Einfallswinkeln erhält man nämlich lange Schattenbereiche, die einer Strukturauflösung nicht zugänglich sind, bei sehr steilen Einfallswinkeln in der Nähe von 90° wird die Messung zunehmend ungenauer, weil sich dann trotz großer Höhendifferenzen nur geringe Positionsverschiebungen des Leuchtpunktes ergeben. Bei einer (im allgemeinen linearen) Anordnung mehrerer Laserdioden, können parallel mehrere Lichtlinien auf der Gegenstandsober­ fläche erzeugt werden, die zweckmäßigerweise in Abtastrichtung der Oberfläche relativ zueinander versetzt sind. Damit erfaßt man gleichzeitig mehrere hintereinanderliegende Abschnitte der Gegenstandsoberfläche, so daß die Abtastung der Fläche insgesamt erheblich schneller erfolgen kann.

Zweckmäßigerweise wird das Bild auf einer lichtempfindlichen Platte erzeugt und zwar besonders bevorzugt auf einer solchen lichtempfindlichen Platte, die Belichtungswerte unmittelbar in Form von elektrischen Signalen wiedergibt. Derartige "Platten" (z. B. Halbleiterplättchen) sind auch als CCD-Sensoren (Charge-Coupled-Device) bekannt und finden Verwendung z. B. in Videokameras. Das der Grauwerterzeugung mittels der höhenempfindlichen Messung nachgeschaltete Lesesystem kann von einem der bekannten Lesesysteme stammen. Dabei ist es durchaus möglich, aus dem Signal der lichtempfindlichen Platte ein reales Grauwertbild zu erzeugen, was mit einem Laserscanner abgetastet wird, zweckmäßigerweise wird man jedoch unmittelbar aus den elektrischen Signalen der Platte digitalisierte Daten erzeugen, die Grauwerten entsprechen und unmittelbar dem Auswertesystem eines Laserscanners oder dergleichen zugeführt werden können.

Da zu einem gegebenen Zeitpunkt immer nur eine Linie aus der Oberfläche des Gegenstandes beleuchtet werden kann, muß die Gesamtoberfläche durch Relativbewegung zwischen den die Linie erzeugenden Lichtstrahlen und der Gegenstandsoberfläche abgetastet werden. Zweckmäßi­ gerweise wird dabei der Gegenstand entlang einer Niveauebene unter den Lichtstrahlen hinwegbewegt. Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, mit dem Lichtstrahl bzw. den Lichtstrahlen über den Gegenstand hinwegzuscannen, wobei bei einem Scanverfahren mit Verkippen der Laserdioden bzw. Lichtquellen die sich ändernden Einfallswinkel berücksichtigt werden können. Das Verfahren mit einem in einer Ebene bewegten Gegenstand hat jedoch den Vorteil, daß es sich sehr einfach auf übliche Produktionsprozesse anwenden läßt, da derartige Gegenstände sehr häufig auf Transportbändern, -rollen oder -wagen transportiert werden, über denen eine entsprechende Einrichtung zum Erfassen der in Form von Vertiefungen oder Erhebungen aufgebrachten Daten angeordnet werden kann. Bei einer Relativbewegung mit konstanter Geschwindigkeit kann dann die Zeit unmittelbar in die entsprechende Raumkoordinate in Bewegungsrichtung umgesetzt werden. Die von einer Lichtquelle erzeugte Lichtlinie verläuft dann vorzugsweise senkrecht zur Richtung der Relativbewegung.

Bei Verwendung eines Lichtpunktes muß dieser, neben der Abtastung der Gegenstandsoberfläche in Richtung der eben erwähnten Relativbewegung bzw. Objektbewegung auch noch quer über den interessierenden Bereich der Objektoberfläche hinwegbewegt werden, da ansonsten die Information auf den von dem Lichtpunkt aufgrund der Objektbewegung überstrichenen Streifen beschränkt wäre. Bei Verwendung eines Lichtstriches, der sich quer zur Richtung der Objektbewegung (nicht notwendigerweise unter 90° quer) erstreckt, ist ein solches Scannen in Querrichtung nicht erforderlich.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, daß diese eine optische Bilderfassungseinrichtung aufweist, welche einen flächigen oder linienförmigen Ausschnitt aus der Oberfläche des Gegenstandes erfaßt und auf eine Abbildungsfläche bzw. -linie projiziert, wobei eine Lichtquelle vorgesehen ist, die mindestens einen Lichtstrahl erzeugt, der unter einem Winkel zwischen 0° und 90° relativ zu einer Niveauebene auf den Gegenstand gerichtet ist, wobei die verschiedenen Positionen des Lichtpunktes auf der Abbildungsfläche bzw. -linie verschiedenen Grauwerten entsprechen.

Erfindungsgemäß ist als Lichtquelle eine einzelne Laserdiode oder auch eine Reihe von Laserdioden vorgesehen. Die Vorteile einer solchen Reihe von Laserdioden, die mehrere parallele Lichtstriche erzeugen, sind bereits im Zusammenhang mit den entsprechenden Verfahrens­ merkmalen beschrieben worden. Für die Bilderfassung bzw. die Abbildung und Projektion der von den Lichtstrahlen beleuchteten Oberfläche des Gegenstandes ist vorzugsweise eine Matrixkamera vorgesehen, welche einen entsprechenden Flächenausschnitt des Gegenstandes erfaßt. Mit einer solchen Matrixkamera läßt sich die Position einer Vielzahl von Lichtpunkten auf einer Fläche, insbesondere also ein nahezu beliebiger Verlauch der von den Laserdioden erzeugten, gegebenenfalls gekrümmten oder unterbrochenen und versetzten Linie simultan erfassen. Dabei sind Bildfrequenzen von 50 pro Sekunde leicht zu verwirklichen, so daß auch bei einer relativ schnellen Bewegung des Gegenstandes gegenüber dem stationären Erfassungssystem eine hinreichende Auflösung in Bewegungsrichtung möglich ist. Die Schnelligkeit eines solchen Verfahrens zum Erfassen von Daten ist selbstverständlich eine wesentliche Voraussetzung für die Einsatzfähigkeit in vielen Produktionsprozessen, in welchen eine Vielzahl von in kurzen Abständen aufeinanderfolgenden Gegenständen erkannt und der richtigen Bearbeitungsstation zugeführt werden muß.

Die Projektionsebene einer solchen Matrixkamera bzw. des zugehörigen optischen Systems ist wiederum parallel zu einer Niveauebene des Gegenstandes, die im allgemeinen auch parallel zu der Transportebene verläuft.

Bei schnellen Objektbewegungen oder bei schnellen Lesevorgängen eignet sich eine besondere Ausführung von Zeilenkameras für den erfindungsgemäßen Zweck. Bei diesen Zeilenkameras ist die lichtempfindliche Fläche einer Zelle (Pixel) des Sensors nicht quadratisch oder rechteckig, sondern spitz bzw. keilförmig zulaufend, wobei dieser Keil senkrecht zur Längsausdehnung des aus einer mehr oder weniger langen Reihe von Zellen bestehenden Sensors verläuft. Die Länge des Keils bestimmt die Breite der erfaßten "Zeile" bzw. Fläche. Hierbei kann sowohl die Zelle selbst diese Keilform haben oder die rechteckigen Zellen bzw. Sensorelemente werden durch eine Maske bzw. Blende entsprechend abgedeckt. Eine Ablenkung des Laserstriches gegenüber einer Grundlinie, weiche einer Niveauebene entspricht und welche im allgemeinen parallel zu der Sensorausdehnung (der Reihe von Zellen) verläuft, führt bei diesem Sensor zu einer Zunahme oder Abnahme der Ladung der betreffenden Zelle und zwar wegen der erwähnten Keilform, indem nämlich die belichtete Fläche größer bzw. kleiner wird, je nach der Richtung der Abweichung der Grundlinie, wobei der Sensor auf das Objekt gerichtet ist. Diese Zu- bzw. Abnahme ist dann ebenfalls proportional zur Höhenveränderung der Objektoberfläche. Damit liegt wiederum eine "Grauwertinformation" vor, die der Höheninformation über die betreffenden Flächenbereiche des Objektes entspricht. Der wesentliche Vorteil einer solchen Zeilenkamera liegt darin, daß der Sensor einer solchen Zeilenkamera bis zu 1000mal pro Sekunde und sogar noch schneller ausgelesen werden kann, so daß der Lesevorgang sehr schnell ablaufen kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen und der dazugehörigen Figuren. Es zeigt

Fig. 1 schematisch das Prinzip der Positionsverschiebung in einer Projektion eines Lichtpunktes, der von einem schräg einfallenden Lichtstrahl auf einer strukturierten Oberfläche erzeugt wird,

Fig. 2 veranschaulicht in einer Serie von Momentanaufnahmen die möglichen Lichtpunkt- bzw. Lichtstrichpositionen bei einem Gegenstand mit strukturierter Oberfläche,

Fig. 3 ist eine räumliche Darstellung eines Gegenstandes und des zugehörigen Meßsystems und

Fig. 4 das vor der Kamera erfaßte, projizierte Bild einer Lichtlinie bei dem Gegenstand gemäß Fig. 3.

Fig. 1 zeigt schematisch die Wirkung der unterschiedlichen Höhe einer Gegenstandsoberfläche auf die Position eines Lichtpunktes, der von einem schräg einfallenden Lichtstrahl erzeugt wird. Dargestellt sind drei verschiedene Oberflächen 2 des Gegenstandes 1. Mit einer strichpunktierten Linie ist in einer ansonsten ebenen Oberfläche 2 eine Kerbe bzw. eine V-förmige Vertiefung 3 in der Oberfläche 2 angedeutet. Eine durchgezogene Linie deutet eine vollständig ebene Oberfläche 4 an und eine gestrichelte Linie umreißt eine Erhebung 5 auf der Oberfläche 2. Der auf die Oberflächenstrukturen 3 bis 5 auftreffende Lichtpunkt wird in eine Ebene 6 projiziert, die parallel zu einer Niveauebene des Gegenstandes 1 liegt, wobei der Begriff "Niveauebene" im folgenden noch näher erläutert wird. In dem in Fig. 1 dargestellten Schema wird allerdings nur die in der Papierebene liegende Linie als Schnitt der Niveauebene betrachtet, die ihrerseits senkrecht zu der Papierebene verläuft. Diese Projektion wird im allgemeinen durch ein optisches System oberhalb der Oberfläche 2 des Gegenstandes 1 erzeugt, welches ein Abbild der darunterliegenden Oberfläche auf einer entsprechenden ebenen Fläche liefert, z. B. mit Hilfe einer Matrixkamera 7 (siehe Fig. 3). Der Einfachheit halber ist jedoch in Fig. 1 diese Projektionsebene 6 nach unten verlegt worden und die Positionen der Lichtpunkte sind durch senkrecht zur Projektionsebene 6 verlaufende, gestrichelte Linien angedeutet.

Geht man zunächst davon aus, daß die Oberfläche 2 des Gegenstandes 1 vollständig eben ist und diese Ebene auch parallel zu der Projektionsebene verläuft, so erkennt man, daß der Lichtstrahl an einer Stelle der Oberfläche 4 auftreffen und dort einen Lichtpunkt erzeugen würde, welcher in der Projektionsebene 6 der Position a entspricht. Weist die Oberfläche 2 jedoch die Vertiefung 3 auf, so trifft der Lichtstrahl erst in der Vertiefung auf die Oberfläche auf und erzeugt einen Lichtpunkt, dessen Lage in der Projektionsebene 6 durch den Punkt b gekennzeichnet ist. Weist der Gegenstand 1 jedoch eine Erhöhung entsprechend der gestrichelten Linie bei 5 auf, so trifft der Lichtstrahl an einer Stelle dieser Erhebung 5 auf, die in der Projektion dem Punkt c entspricht. Man kann also anhand der Positionen a, b und c eindeutig unterscheiden, in welcher Höhe, zumindest in welcher relativen Höhe zueinander die Auftreffpunkte des Lichtstrahles auf der Oberfläche 2 des Gegenstandes 1 liegen.

Die Abtastung der Struktur des Gegenstandes 1 erfolgt in der Praxis dadurch, daß entweder ein Schwenkspiegel oder ein Drehspiegel den Lichtstrahl kontinuierlich über den Gegenstand 1 hinwegbewegen oder der Gegenstand 1 beispielsweise von links nach rechts unter dem stationären Lichtstrahlen S hindurch bewegt wird. Zweckmäßigerweise geschieht dies mit konstanter Geschwindigkeit, so daß der Zeitablauf der Raumkoordinate des Gegenstandes 1 in Bewegungsrichtung entspricht. Dieser Zeitablauf ist in Fig. 2 dadurch veranschaulicht, daß schematisch eine Reihe von in gleichen Abständen aufeinanderfolgenden Momentaufnahmen dargestellt ist, wobei der Beobachter sich mit dem Gegenstand 1 von links nach rechts bewegt. Dann wandert scheinbar der Lichtstrahl S von rechts nach links mit konstanter Geschwindigkeit über die Oberfläche 2 des Gegenstandes 1 hinweg. Auch hier ist wieder die Projektion des auf der Oberfläche 2 erzeugten Lichtpunktes unterhalb der Ebene 2 in der Projektionsebene 6 dargestellt. Unter Beibehaltung der Konvention, daß sich der Gegenstand von links nach rechts durch das Bild bewegt, scheinbar also der Lichtstrahl S von rechts nach links über die Oberfläche des Gegenstandes 1 hinwegläuft, erkennt man, daß zunächst, von rechts beginnend, die Position des Projektionspunktes unverändert bleibt, da die Projektionsebene relativ zum Lichtstrahl S ortsfest ist, sich also ebenfalls mit konstanter Geschwindigkeit von rechts nach links bewegt, d. h. der Abstand a′ der in Fig. 2 eingezeichneten Projektionen dividiert durch das Zeitintervall zwischen den Momentaufnahmen entspricht genau der Vorschubgeschwindigkeit des Gegen­ standes. Trifft jedoch der Lichtstrahl S auf die Erhebung 5, so erkennt man, daß die Bewegung der Projektion (des projizierten Lichtpunktes) relativ zur Bewegung des Lichtstrahles S verlangsamt wird, die Abstände c′ der Projektion werden kürzer, was gleichbedeutend damit ist, daß das Oberflächenniveau ansteigt. Sobald das Maximum der Erhebung 5 erreicht ist, nehmen die Abstände der aufeinanderfolgenden Projektionen wieder zu. Wird die Vertiefung 3 erreicht, so nimmt der Abstand der aufeinanderfolgenden Projektionen plötzlich auf den Wert b′ zu, um anschließend auf der ansteigenden Flanke der Vertiefung 3 wieder enger zu werden.

Trägt man nun auf einer Skala jeweils die Abweichung der Projektionen von dem Wert auf, den sie bei einer horizontalen, ebenen Oberfläche 2 hätten, d. h. die Abweichung gegenüber einer Position, die sich aus fortlaufender Addition der konstanten Abstände ergibt, so erhält man genau das gleiche Bild der Projektion wie in Fig. 1 dargestellt, d. h. bei Erhebungen verschiebt sich der Lichtpunkt bzw. dessen Projektion, ausgehend von der Normalposition a nach rechts in die Position c, bei Vertiefungen verschiebt sich die Projektion nach links in Richtung b, wobei die Werte b und c proportional zur Höhe der Erhebungen 5 bzw. zur Tiefe der Vertiefungen 3 bezüglich der Ebene 4 sind. Eine stationäre Kamera, die oberhalb des Gegenstandes 1, z. B. mittig über der Position a angeordnet ist und senkrecht nach unten auf die Oberfläche 2 des Gegenstandes 1 gerichtet ist, sieht unmittelbar die Hin- und Herbewegungen bzw. das Hin- und Herspringen des Lichtpunktes auf der Oberfläche des Gegenstandes zwischen den Positionen a, b und c. Sprünge treten immer dann auf, wenn Teile der Oberflächen 2 von anderen Teilen aufgrund der vorgegebenen Richtung des Lichtstrahles S beschattet werden. Ansonsten bewegt sich der Lichtpunkt kontinuierlich zwischen maximalen und minimalen Positionen.

Eine Niveauebene, d. h. eine Ebene konstanten Höhenniveaus, ist dann, wie man leicht erkennen kann, dadurch definiert, daß die Position des Lichtpunktes bzw. seiner Projektion sich nicht verändert, d. h. eine Ebene parallel zu der Ebene 4. Durch willkürliche Festlegung eines Nullpunktes kann man nun den Positionen a, b und c Zahlenwerte zuordnen, die den Grauwerten eines Bildes entsprechen. Zweckmäßigerweise wählt man den Nullpunkt so, daß er entweder mit dem Maximum oder mit dem Minimum der Werte b, c zusammenfällt, während entsprechend der andere Extremwert mit 1 oder 100% gleichgesetzt wird. Diese Zahlen können dann unmittelbar dem Schwärzungsgrad einer Fläche entsprechen. Der Wert 0 entspricht dann also der Darstellung eines weißen Flächenelementes, der Wert 1 einem schwarzen Flächenelement im allgemeinen wird man jedoch etwas andere Festiegungen wählen, da bei gegebenen Gegenständen die aufgebrachten Daten im allgemeinen entweder nur in Form von Vertiefungen oder nur in Form von Erhebungen vorliegen, so daß es zweckmäßig ist, maximalen Kontrast zwischen der Fläche der Ebene 4 und entweder einer Vertiefung oder einer Erhöhung zu haben. Zweckmäßigerweise wird die Definition dann so gewählt, daß der Wert a dem Schwärzungsgrad 0 entspricht, während entweder der Minimalwert b oder der Maximalwert c dem Schwärzungsgrad 100% entspricht.

Für eine Schrifterkennung ist es im allgemeinen vorteilhaft, wenn nicht etwa abgestufte Grauwerte, sondern nur schwarze oder nur weiße Flächen dargestellt werden, die einen entsprechend großen Kontrast haben. Hierzu gibt man einen geeigneten (Höhen-) Schwellwert vor, der in der Nähe der Gegenstandsoberfläche liegt. Sind dann Zahlen oder Buchstaben in Form von Vertiefungen in diese Oberfläche eingeschlagen und liegt der Schwellwert etwa im Bereich der Oberfläche bzw. knapp darunter, so daß der größte Teil der Vertiefungen sich unter dem Schwellwert befindet und nur ihr Rand und die Gegenstandsoberfläche oberhalb des Schwellwertes liegen, so definiert man für das Lesesystem zweckmäßigerweise die Höhenmeßwerte unterhalb des Schwellwertes als "schwarz" und die Höhenmeßwerte oberhalb des Schwellwertes als "weiß". Man erhält dann, anschaulich gesprochen, die eingeschlagenen Schriftzeichen als schwarze Zeichen auf weißem Grund. Selbstverständlich kann man die Definition Schwarz/Weiß auch ohne weiteres umkehren. In ähnlicher Weise verfährt man bei Zeichen, die in Form von Erhebungen der betreffenden Oberfläche aufgeprägt sind, wobei dann der Schwellwert vorzugsweise knapp oberhalb der Gegenstandsoberfläche liegen sollte, so daß der größte Teil der Erhebungen oberhalb des Schwellwertes liegt, die Gegenstandsoberfläche und der Rand der Erhebungen jedoch unterhalb des Schwellwertes liegt.

Aus diesen Zahlen läßt sich unmittelbar auch eine bildliche Darstellung ableiten, die mit einem herkömmlichen Lesesystem abgetastet werden könnte. Dieses erzeugt jedoch wiederum digitale Werte der Schwärzungsgrade einzelner Flächenelemente, die anschließend mit vorgegebenen Mustern verglichen und interpretiert würden, um die Daten bzw. Zeichen zu interpretieren. Aus diesem Grunde erscheint es zweckmäßig, die von der Höhenmeßeinrichtung erzeugten digitalen Werte für die Positionen a, b bzw. c unmittelbar einer entsprechenden Interpretations- und Auswertelogik zuzuführen.

Während in Fig. 1 und 2 jeweils nur ein einziger Lichtstrahl S dargestellt ist, der sozusagen nur eine einzige Zeile der Oberfläche 2 eines Gegenstandes 1 in Vorschubrichtung abtastet, erkennt man in Fig. 3 eine räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem eine Laserdiode mit einer vorgeschalteten Optik 8 auf der Oberfläche 2 des Gegenstandes einen Lichtstrich 9 hervorruft. In Fig. 3 ist auf der Oberfläche 2 eines Gegenstandes 1 eine Erhebung 5 bzw. ein zusätzliches Objekt angeordnet, das, anschaulich gesprochen, die Form eines halben Zwillingsreifens hat.

Der Lichtstrich 9 trifft in dem dargestellten Zeitpunkt gerade auf den höchsten Bereich dieses Objektes, erstreckt sich jedoch nach vorn und hinten über das Objekt hinaus, so daß auch auf der ebenen Oberfläche des Gegenstandes 1 vor dem untersuchten Objekt ein Teil des Lichtstriches 9 zu erkennen ist. Eine den betreffenden Flächenausschnitt aufnehmende CCD-Kamera 7 ist oberhalb des Gegenstandes 1 so angeordnet, daß sie den von dem Lichtstrich 9 erfaßten Flächenbereich im Rahmen aller praktisch vorkommenden Erhebungen und Vertiefungen der Gegenstandsoberfläche erfaßt. Das Bild, welches in dem dargestellten Beispiel auf der lichtempfindlichen Platte der CCD-Kamera abgebildet ist, ist in Fig. 4 dargestellt. Die Liniensegmente G entsprechen dabei der Projektion des Lichtstriches auf die Niveauebene 2 des Gegenstandes 1. Im Bereich der Erhebung 5 ist dieser Strich im Gesichtsfeld der Kamera 7 ausgelenkt bzw. versetzt. Dabei entspricht die Form dieses ausgelenkten Liniensegmentes L genau dem Höhenprofil des Gegenstandes entlang des Lichtstriches. Man erkennt daher an dem ausgelenkten Liniensegment die Oberflächenkontur eines "Zwillingsreifens" mit einer zwischen den "Laufflächen" angeordneten Vertiefung wieder.

Betrachtet man das Bildfeld gemäß Fig. 4 als ein Koordinatensystem, bei welchem die Abszisse der Breite des untersuchten Oberflächenbereiches und die Ordinate einem Grauwert bzw. Schwärzungsgrad auf der Oberfläche entspricht, so erhält man aus der zeitlich dichten Aufeinanderfolge von Bildern entsprechend Fig. 4 ein vollständiges Bild der Oberfläche, bei welcher die Grundebene der Oberfläche weiß und erhabene Bereiche der Oberfläche grau, bzw. geschwärzt dargestellt sind. Eine solche Darstellung kann von einem Strichcode- oder Klarschriftleser wesentlich besser erfaßt werden als eine wie auch immer beleuchtete, strukturierte Oberfläche aus homogenem Material.

In Fig. 4 ist als horizontale Linie H auch ein Schwellwert eingezeichnet. Während also das ausgelenkte Liniensegment je nach der Position des Lichtstriches relativ zu der in Fig. 3 dargestellten Erhebung und ausgehend von der Grundlinie G nach oben wandert bis auf einen Maximalwert und dann wieder absinkt und bei der dargestellten Anordnung mehr oder weniger sprunghaft auf die Grundlinie zurückkehrt, werden für das Lese- bzw. Auswertesystem alle Werte unterhalb der Linie H beispielsweise als "weiß" definiert, während alle Werte oberhalb der Linie H unabhängig von ihrem absoluten Wert und etwaigen vielfältigen Variationen und Strukturen als "schwarz" definiert werden. Man erhält dann ein sehr kontrastreiches Schwarz/Weiß-Bild, auf dem alle Erhebungen als schwarze Flächen dargestellt sind.

Mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Schlagzahlen und dergleichen, welche z. B. auf den Oberflächen von Motor und/oder Getriebeteilen, Blechen etc. angebracht sind, mit sehr hoher Zuverlässigkeit in einer automatischen Leseeinrichtung in ihrer Bedeutung zu erfassen und die Teile automatisch richtig zuzuordnen. Dabei können die jeweils angebrachten Daten auch Informationen über die Orientierung des Gegenstandes selbst enthalten, so daß auch die automatische Handhabung der Gegenstände, z. B. durch Roboter, hierdurch erleichtert wird, die dann nicht mehr die Gestalt und Orientierung des Gegenstandes durch die komplette Erfassung seiner äußeren Oberfläche identifizieren müssen, sondern die entsprechende Information in Form der eingeschlagenen oder eingravierten Informationen erhalten, die wesentlich schneller zu erfassen sind.

Claims (24)

1. Verfahren zum Erfassen von Daten, welche an einem Gegenstand (1) in Form von Vertiefungen (2) und/oder Erhebungen (3) angebracht sind, mit mindestens einem Teil eines Lesesystems, welches Helligkeitsunterschiede erfaßt, interpretiert und gegebenenfalls für eine weitere Verarbeitung bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenunterschiede auf dem Gegenstand zunächst von einer Höhenmeßeinrichtung erfaßt werden, wobei unterschiedliche Höhenniveaus in unterschiedliche Grauwerte umgesetzt werden und daß anschließend die in Grauwerte umgesetzten Daten dem Lesesystem zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenunterschiede auf dem Gegenstand aus der Position mindestens eines Lichtpunktes bestimmt werden, der auf dem Gegenstand durch Beleuchtung mit mindestens einem Lichtstrahl erzeugt und in ein Bildfeld projiziert wird, wobei der Lichtstrahl unter einem Winkel α relativ zu einer Ebene konstanten Höhenniveaus auf die Oberfläche des Gegenstandes gerichtet ist und wobei der Winkel α größer als 0° und kleiner als 90° ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtpunkt von einem Laserstrahl erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl von einer Laserdiode erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl in einer Richtung aufgeweitet wird und so auf der Oberfläche des Gegenstandes im allgemeinen einen Lichtstrich erzeugt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl unter einem Winkel zwischen ca. 10° und 80° relativ zu einer Niveauebene auf den Gegenstand gerichtet ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl unter einem Winkel von ca. 45° relativ zu einer Niveauebene auf den Gegenstand gerichtet ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bild des beleuchteten Gegenstandsabschnittes in einer Ebene parallel zu einer Ebene konstanten Höhenniveaus des Gegenstandes (Niveauebene) erzeugt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lichtpunkte oder Lichtstriche von einer Reihe vorzugsweise paralleler Lichtstrahlen auf dem Gegenstand erzeugt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild des beleuchteten Gegenstandsabschnittes auf einer lichtempfindlichen Platte erzeugt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte eine CCD-Platte ist (Charge-Coupled-Device).

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Lesesystem mindestens ein Teil eines ein Klarschrift- oder Strichcodelesesystems ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand (1) in einer zu einem Höhenniveau parallelen Ebene relativ zu einem Lichtstrahl und einer Projektionsvorrichtung bewegt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Umsetzung in Grauwerte die gemessenen Höhenwerte oberhalb eines vorgebbaren Schwellwertes im wesentlichen schwarz und unterhalb des Schwellwertes im wesentlichen weiß wiedergegeben werden, oder umgekehrt.

15. Vorrichtung zum Erfassen von Daten, die an einem Gegenstand in Form von Erhebungen und/oder Vertiefungen vorliegen, mit mindestens einem Teil einer an sich bekannten optischen Leseeinrichtung, welche Zeichen anhand von Hell/Dunkel-Unterschieden oder anhand von Farbunterschieden erfaßt, interpretiert und gegebenenfalls entsprechende Daten anzeigt bzw. für eine weitere Verarbeitung bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Leseeinrichtung vorgeschaltete Einrichtung zum Erfassen von Höhenunterschieden vorgesehen ist, welche auf dem Gegenstand (1) gemessene Höhenunterschiede in unterschiedliche Grauwerte umsetzt, die anschließend der Leseeinrichtung bzw. deren Teil zwecks Erfassen bzw. Interpretation zugeleitet werden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erfassen von Höhenunterschieden eine optische Bilderfassungseinrichtung (4) aufweist, welche einen flächigen oder linienförmigen Ausschnitt aus der Oberfläche des Gegenstandes (1) erfaßt und auf eine Bildfläche oder Bildlinie projiziert, daß eine Lichtquelle (5) vorgesehen ist, die mindestens einen Lichtstrahl erzeugt, der unter einem Winkel zwischen 0° und 90° relativ zu einer Gegenstandsebene konstanter Höhe auf den Gegenstand (1) auftrifft, wobei die auf dem Bild erzeugten unterschiedlichen Positionen des von dem Lichtstrahl erzeugten Lichtpunktes oder Lichtstriches unterschiedlichen Grauwerten entsprechen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle eine Laserdiode oder eine Reihe von Laserdioden vorgesehen sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeilenkamera mit nicht rechteckigen, lichtempfindlichen Flächen zum Erfassen eines Oberflächen­ ausschnittes des Gegenstandes (1) vorgesehen ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Matrixkamera (7) zum Erfassen des Oberflächenausschnittes des Gegenstandes (1) vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transporteinrichtung für den Transport des Gegenstandes in einer Ebene vorgesehen ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwing- oder Drehspiegel für ein Überstreichen des Gegenstandes mit einem Lichtpunkt oder einem Lichtstrich vorgesehen ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionsebene der optischen Bilderfassungseinrichtung parallel zu einer Gegenstandsebene konstanten Höhenniveaus verläuft.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle derartig angeordnet ist, daß sie mindestens einen Lichtstrahl unter einem Winkel von größer als 0 und kleiner als 90° relativ zu einer Niveauebene des Gegenstandes (1), vorzugsweise im Bereich von 10° bis 80°, zum Beispiel im Bereich von 40 bis 60° zu einer Niveauebene, erzeugt.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Lichtstriches eine Zylinderoptik vorgesehen ist.