(57)【要約】      （修正有）【課題】コーティングされた表面を有する材料、好ましくはガラスを、簡単でコスト的に有利に検査する装置を提供する。【解決手段】材料表面の上方に配置され、表面の方向に所定の波長範囲の光を発する光源と、検出された光の色値を決定するように設定された少なくとも１つのカメラ１１と、を備える。カメラ１１は、表面上に位置するラインの上方に光源に対して傾斜配置される。カメラ１１は、光源から発せられラインの第１の点３０によって反射された光を第１視野角で検出可能であり、且つ第１の点から離間したラインの第２の点４０によって反射された光を第２視野角で検出可能であるような、第１開口２１を有する。カメラ１１は、第１の点で反射された光の第１色値及び第２の点で反射された光の第２色値を決定する。カメラ１１に接続された評価装置は、第１色値及び第２色値又は第１色値と第２色値との差を、所定の色設定値又は所定の色設定値範囲と比較する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティングされた表面を有する材料（２）、好ましくはガラス、を検査する装置であって、該装置は、
前記表面の上方に配置され、前記表面の方向に、所定の波長範囲の光を発する光源（１８）と、
検出された光の色値を決定するように設定された少なくとも１つの第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）と、
を備え、
前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）は、前記表面上に位置するラインの上方に、前記光源に対して傾斜配置され、
前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）は、前記光源（１８）から発せられ前記ラインの第１の点によって反射された光を第１視野角で検出可能であり、且つ前記第１の点から離間した前記ラインの第２の点によって反射された光を第２視野角で検出可能であるような、第１開口（２１）を有し、
前記少なくとも１つの第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）は、前記第１の点で反射された光の第１色値及び前記第２の点で反射された光の第２色値を決定し、
前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）に接続された評価装置が設けられ、前記評価装置は、前記第１色値及び前記第２色値又は前記第１色値と前記第２色値との差と、所定の色設定値又は所定の色設定値範囲とを、比較することを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、前記評価装置は、前記ラインの前記第１の点の前記第１色値と前記ラインの前記第２の点の前記第２色値との差を、前記所定の色設定値又は前記所定の色設定値範囲と比較するように設定され、
前記第１の点と前記第２の点は、同一視野角又は略同一視野角で、前記カメラによって観察されることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置において、検出された光の色値を決定するように設定された少なくとも１つの第２カメラ（１２、１２´、１５´）が設けられ、
前記第２カメラ（１２、１２´、１５´）は、前記表面上に位置する前記ラインの上方に、前記光源に対して傾斜配置され、
前記第２カメラ（１２、１２´、１５´）は、前記光源（１８）から発せられ前記ラインの各点によって反射された光を、前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）及び前記第２カメラ（１２、１２´、１５´）によって、好ましくは、同時に検出されるような、第２開口（２２）を有し、
前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）及び前記第２カメラ（１２、１２´、１５´）はそれぞれ、前記検査ラインの各点によって反射された光の色値を決定し、
前記評価装置は前記第１カメラと前記第２カメラに接続され、前記評価装置は、前記検査ラインの各点における前記第１カメラ及び前記第２カメラの前記色値を用いて、前記所定の色設定値又は前記所定の色設定値範囲との比較を実行することを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置において、前記評価装置はさらに、関連づけられた前記視野角に応じて、前記ラインの異なる点によって反射された光の前記色値を評価することを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置において、前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）及び前記少なくとも１つの第２カメラ（１２、１２´、１５´）は、共通のキャリア（５）に配置されることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置において、前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）及び／又は前記少なくとも１つの第２カメラ（１２、１２´、１５´）は、ライン走査カメラ又は面走査カメラであることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置において、前記第１視野角と前記第２視野角とは、少なくとも１０度、好ましくは少なくとも１５度、特に好ましくは少なくとも２０度、異なっていることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置において、前記材料（２）は、前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）、前記第２カメラ（１２、１２´、１５´）及び前記光源（１８）に対して、送り方向（３）に移動可能であり、
前記光源（１８）及び／又は前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）及び／又は前記第２カメラ（１２、１２´、１５´）は、好ましくは、前記送り方向に、又は前記送り方向と反対方向に、傾斜していることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置において、検出された光の色値を決定するように設定された少なくとも１つの第３カメラ（１３、１３´、１６´）が設けられ、
前記第３カメラ（１３、１３´、１６´）は、前記ラインの上方に、前記光源（１８）に対して傾斜配置され、
前記第３カメラは、少なくとも前記ラインのある特定の範囲における前記ラインの点に対して、前記光源（１８）の反射光を検出し、関連づけられた色値を決定できるような、第３開口を有し、
前記評価装置は、前記ラインの前記ある特定の範囲の各点に対して、前記第３カメラの視野角を、前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）の視野角及び／又は前記第２カメラ（１２、１２´、１５´）の視野角と比較し、前記ある特定の範囲の対応する点に対して、関連づけられた前記視野角の差が最大となる、前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）、前記第２カメラ（１２、１２´、１５´）及び前記第３カメラ（１３、１３´、１６´）の前記第２色値を、前記所定の色設定値又は前記所定の色設定値範囲と比較することを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置において、前記評価装置は、前記ラインの各点において、該点から反射された光を観察する２つのカメラの２つの色値の色値差を決定し、該色値差を、所定の色値差設定値又は所定の色値差設定値範囲と比較することを特徴とする装置。
【請求項１１】
コーティングされた表面を有する材料（２）、好ましくはガラス、を検査する方法であって、
前記表面の上方に配置され、前記表面の方向に、所定の波長範囲の光を発する光源（１８）と、
検出された光の色値を決定するように設定された少なくとも１つの第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）と、
が設けられ、
前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）は、前記表面に位置するラインの上方に、前記光源に対して傾斜配置され、
前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）は、第１開口（２１）を有し、
該方法は、
前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）によって、前記光源（１８）から発せられ前記ラインの第１の点によって反射された光を、第１視野角で検出するとともに、前記光源から発せられ、前記第１の点から離間した前記ラインの第２の点によって反射された光を、第２視野角で検出し、前記第１カメラによって、前記第１の点によって反射された光の第１色値と前記第２の点によって反射された光の第２色値とを決定する工程と、
前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）に接続された評価装置によって、前記第１色値及び前記第２色値又は前記第１色値と前記第２色値との差を、所定の色設定値又は所定の色設定値範囲と比較する工程と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、検出された光の色値を決定するように設定された少なくとも１つの第２カメラ（１２、１２´、１５´）が設けられ、
前記第２カメラ（１２、１２´、１５´）は、前記表面上に位置する前記ラインの上方に、前記光源に対して傾斜配置され、
前記第２カメラ（１２、１２´、１５´）は、第２開口（２２）を有し、
前記光源（１８）から発せられ前記ラインの各点によって反射された光を、前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）及び前記第２カメラ（１２、１２´、１５´）によって、好ましくは、同時に検出し、
前記評価装置によって、前記ラインの各点によって反射された光の色値を決定して、該色値を、前記所定の色設定値又は前記所定の色設定値範囲と比較することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の方法において、前記評価装置はさらに、関連づけられた前記視野角に応じて、前記ラインの異なる点によって反射された光の前記色値を評価することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の方法において、検出された光の第３色値を決定するように設定された少なくとも１つの第３カメラ（１３、１３´、１６´）が設けられ、
前記第３カメラ（１３、１３´、１６´）は、前記ラインの上方に、前記光源（１８）に対して傾斜配置され、
前記第３カメラは、第３開口（２３）を有し、
前記第３カメラ（１３、１３´、１６´）によって、前記光源（１８）の反射光を検出し、少なくとも前記ラインのある特定の範囲における前記ラインの点に対して、関連づけられた色値を決定し、
前記評価装置によって、前記ラインの前記ある特定の範囲の各点に対して、前記第３カメラ（１３、１３´、１６´）の視野角を、前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）の視野角及び／又は前記第２カメラ（１２、１２´、１５´）の視野角と比較し、前記ある特定の範囲の対応する点に対して、関連づけられた前記視野角の差が最大となる、前記第１カメラ（１１、１１´、１１´´、１４´）、前記第２カメラ（１２、１２´、１５´）及び前記第３カメラ（１３、１３´、１６´）の前記第２色値を用いて、前記所定の色設定値又は前記所定の色設定値範囲と比較することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の方法において、前記評価装置は、前記ラインの各点において、該点から反射された光を観察する２つのカメラの２つの色値の色値差を決定し、該色値差を、所定の色値差設定値又は所定の色値差設定値範囲と比較することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティングされた表面を有する材料、好ましくはガラス、を検査する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料（特にガラス）に対する表面コーティングは、例えば、反射防止コーティングや遮熱コーティングのように、材料の特性を改善したり、変化させたりすることを目的としている。そのような膜としては、例えば、金属薄膜や誘電体薄膜がある。コーティング面（特に多層コーティング面）では、干渉（干渉層）が形成され、視野角が異なると異なる色を示す。これらの色は、特に、干渉層の膜厚によって予め決定される。
【０００３】
大きなガラス表面（例えばガラスファサード）では、そのような色効果は、設計の役割を果たすことができる。それと関連する目的（上記膜の他の機能を付加することも可能）としては、ガラスファサード全体を、単一の予め決められた色（多くは緑や青）で一様に見えるようにすることがある。ファサードでは、そのような単一で一様な色からの逸脱が起こると、見栄えが悪くなる。上記のように一様な色に見えるということは、材料表面によって反射された光は、ある特定の色（すなわち、ある特定の波長スペクトル）を有していることを意味する。このタイプの大きな表面では、さらに、視野角が変化しても（例えば、観察者が該ファサードを通り過ぎる場合）、ファサードの色が変化しないことが望まれる。
【０００４】
上記のようなコーティング面を有する材料を製造する際、表面の色を一様に見えなくする欠陥が発生する可能性がある。この場合、２つのタイプの欠陥に区別される。すなわち、タイプ１の欠陥は、一定の視野角で眺める際に色が変化する。タイプ２の欠陥は、一定の視野角では、表面は同じ色であるが、視野角を変えると表面の色が変化する。多層コーティングの目的は、ある特定の膜厚にすることによって、上記タイプの欠陥をできる限り最小にすることであるが、多層コーティングにおいて、原理的に、上記の状況は常に起こる。上記のように２つのタイプの欠陥に分ける理由は、これら２つのタイプの欠陥が、異なる原因をもち且つ異なる対策を必要とするからである。従って、色ずれが起きている場合、どのタイプの欠陥が存在するかを知ることは重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これまで、表面検査は、複数の分光計を用いて、表面で反射された光の色を少なくとも２つの視野角で決定することによって、行われてきた。各分光計では、表面のわずかな領域の色が決定できるだけなので、これら分光計を用いて各点を測定する方式で、表面を走査しなければならない。しかしながら、これは、複雑且つ時間のかかる作業である。従って、目的は、コーティング面の色を検査するための、簡単でコスト的に有利な解決法を見つけることにある。
【０００６】
上述の色欠陥に加えて、上記のような面を作製する際、その他多数の、色に影響を与えない欠陥（光学的欠陥、泡、介在物、スクラッチ等）が生じる可能性もある。現在、高品質表面（例えば、ガラスファサードを建造する際に使用されるガラス）は、上記のような他の欠陥のための光学検査をほとんど受けている。それら検査される欠陥は小さいため、検査システムは高分解能で動作する。しかし、そのような欠陥の検査には、反射光から得られる色情報は必要とされないので、そのような欠陥を検出するために使用される光学記録装置は、色情報を捉えることはない。
【０００７】
従って、本発明の目的は、簡単且つコスト的に有利な方式で、コーティングされた表面を有する材料の色検査を行える装置を提供することにある。同様に、本発明の目的は、コーティングされた表面の色を検査するための簡単且つコスト的に有利な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した問題は、請求項１の特徴を有する装置及び請求項１０に示される方法によって、解決される。
【０００９】
特に、本発明に係る装置は、
コーティングされた材料の表面の上方に配置され、前記表面の方向に、所定の波長範囲の光を発する光源と、
検出された光の色値を決定するように設定された少なくとも１つの第１カメラと、
を備え、
前記第１カメラは、前記表面上に位置するラインの上方に、前記光源に対して傾斜配置され、
前記第１カメラは、前記光源から発せられ前記ラインの第１の点によって反射された光を第１視野角で検出可能であり、且つ前記第１の点から離間した前記ラインの第２の点によって反射された光を第２視野角で検出可能であるような、（大きい）第１開口を有し、
前記少なくとも１つの第１カメラは、前記第１の点で反射された光の第１色値及び前記第２の点で反射された光の第２色値を決定し、
前記第１カメラに接続された評価装置が設けられ、前記評価装置は、前記第１色値及び前記第２色値又は前記第１色値と前記第２色値との差と、所定の色設定値又は所定の色設定値範囲とを、比較する。本発明の範囲内において、前記第１視野角と前記第２視野角は、同一でもよいし、異なってもよい。
【００１０】
前記表面の少なくとも第１及び第２の点（すなわち、複数の点）を同時に検出するカメラによって一時点において走査される、光源からの反射光のラインは、以下において、検査ライン又は走査ラインと呼ばれる。
【００１１】
本発明に係る装置において、検査ラインの２つの異なる点の第１色値と第２色値とを互いに比較することによって、単一のカメラだけで、色ずれが存在するかどうかを決定することができる。ここで、該点は、前記カメラによって、異なる視野角で観察される。色ずれが検知される場合、タイプ２の欠陥が存在する可能性が高い。
【００１２】
好ましい実施形態において、前記評価装置は、前記検査ラインの前記第１の点の前記第１色値と前記検査ラインの前記第２の点の前記第２色値との差を、前記所定の色設定値又は前記所定の色設定値範囲と比較するように設定され、前記第１の点と前記第２の点は、同一視野角又は略同一視野角で、前記カメラによって観察される（すなわち、前記２つの点は離間しており、前記第１視野角と前記第２視野角は同一又は略同一であり、前記視野角は、検査ラインに沿って、異なる方向において測定される）。この方法は、１対以上の点に対して、実行可能であり、各点は、同一又は略同一の視野角で観察される。この実施形態では、タイプ１の欠陥の存在を決定することはできるが、タイプ２の欠陥を除外することはできない。
【００１３】
本発明に係る装置の好ましい実施形態において、タイプ１の欠陥を確実に検出するため、検出された光の色値を検出するように設定された少なくとも１つの第２カメラがさらに設けられ、
前記第２カメラは、前記表面上に位置する検査ラインの上方に、前記光源に対して傾斜配置され、
前記第２カメラは、前記光源から発せられ前記検査ラインの各点によって反射された光を、前記第１カメラ及び前記第２カメラによって、好ましくは、同時に検出されるような、（大きな）第２開口を有し、
前記第１カメラ及び前記第２カメラはそれぞれ、前記検査ラインの各点によって反射された光の色値を決定し、
前記評価装置は前記第１カメラと前記第２カメラに接続され、前記評価装置は、前記検査ラインの各点における前記第１カメラ及び前記第２カメラの上記のように決定された前記色値を用いて、前記所定の色設定値又は前記所定の色設定値範囲との比較を実行する。
【００１４】
従って、本発明に係る装置は、１つの第１カメラと少なくとも１つの第２カメラを有し、これらカメラによって、検査ラインの各点から、光源から発せられ表面によって反射された光の第１カメラの色値と第２カメラの色値とを検出する。両方のカメラは、検査ラインの各点によって反射された光を第１カメラと第２カメラとで検出できるような大きさの開口を有する。第１カメラと第２カメラは、光源から発せられ検査ラインの各点によって反射された光が、各カメラによって、異なる視野角で記録されるように、互いに隣り合って配置される。カメラの配置によって、第１カメラの視野角が、第２カメラの視野角と全く異ならない、あるいは、わずかだけ異なる、という状況が起こりうる。この場合、そのような検査ラインの範囲に対して第３カメラを設けることは好適である。第３カメラは、検査ラインのその領域の点を、第３視野角で検出する。この手順は、以下で詳細に説明される。
【００１５】
本発明の範囲において、視野角は、検査ラインの対応する点に配置された表面上の法線に対する該点に向いたカメラの視線方向と見なされる。あるいは、検査ラインの対応する点に配置された表面上の法線と検査ラインとを通る平面に投影された、該点に向いたカメラの視線方向の角度を使用することもできる。
【００１６】
さらに、本発明の範囲において、「光源に対して傾斜」という表現は、カメラが、光源から発せられた光の、検査ラインの領域内のコーティングされた表面における鏡面反射を見るように配置されているという意味を意図している。
【００１７】
第１カメラ及び少なくとも１つの第２カメラによって決定された、検査ラインの各点からの色値は、評価装置に送られ、該評価装置によって、検査ラインの各点によって反射され第２カメラによって検出された光の色値は、所定の色設定値又は所定の色設定値範囲と比較されて、色ずれが存在するかどうかが判定される。この方法によれば、特に、タイプ２の欠陥に関する色ずれが存在するかどうかを判定することができる。第１及び第２カメラに対して（同一カメラに対して又は異なるカメラに対して）同一の視野角を有する点の色値を分析する場合、タイプ１の欠陥の存在をチェックすることもできる。オプションとして、前記評価装置はさらに、関連づけられた前記視野角に応じて、前記検査ラインの異なる点によって反射された光の前記色値を評価する。
【００１８】
検査ラインの全ての点に対して、差が最大限となる第１視野角と第２視野角とで色値を得るため、特に、３つのカメラを設けることが好適である。ここで、これらカメラは、検査ラインの上方において、互いに隣り合って配置されることが好ましい。それらカメラの開口は、検査ラインの各点によって反射された光が、３つのカメラのうちの少なくとも２つによって、異なる視野角で検出されるように、重なって配置される。
【００１９】
また、第１カメラ及び少なくとも１つの第２カメラは、共通のキャリアに配置されることは好適である。これにより、本発明に係る装置は、特にコンパクトになる。製造ラインの空間は限られており、検査スペースを付加することはコスト高となるため、そのようにコンパクトな装置は好適である。
【００２０】
さらに、第１カメラ及び／又は前記少なくとも１つの第２カメラは、ライン走査カメラ又は面走査カメラとして構成されることは好適である。ライン走査カメラは、一列に配列した複数の光検出素子を有する。面走査カメラは、ある面積領域に配置した複数の光検出素子（例えば、フォトダイオード）を有する。ライン走査カメラのカメラライン又は面走査カメラのラインは、１つの検査ラインの少なくとも１つの領域の反射光を同時に検出することができる。面走査カメラでは、複数の検査ラインの反射光の色値を、同時に記録することができる。
【００２１】
ライン走査カメラ及び面走査カメラは、各検出点の色値を決定するカラーカメラである。
【００２２】
これに関連して、カメラの各光検出素子（例えば、各フォトダイオード）は、検査ラインのある特定の点に対する色値を記録する。検査ラインに沿った「点」の広がりは、カメラの装置固有の解像度によって決まる。ある特定の視野角が、光を反射する検査ラインの各点に割り当てられる。ここで、光は、１つの光検出素子によって捕獲される。視野角は、カメラの上記点に向いた視線方向に由来する。従って、異なる視野角が、ライン走査カメラの全ての光検出素子によって同時に記録される検査ラインの全ての点に対して割り当てられる。面走査カメラも同様である。
【００２３】
材料すなわち表面コーティングに関して、特にタイプ２の欠陥に対する検査を確実に行うため、第１視野角と第２視野角との差をできる限り大きくすること、特に該視野角の差を少なくとも１０度、好ましくは少なくとも１５度、特に好ましくは少なくとも２０度にし、また、少なくとも２つのカメラを用いて１つの点を観察することが、好適である。
【００２４】
材料が、第１及び第２カメラに対して及び光源に対して、検査ラインに対して横方向である送り方向に移動可能であり、光源の鏡面反射を検出するために、前記光源及び／又は前記第１カメラ及び／又は前記第２カメラは、好ましくは、前記送り方向に、又は前記送り方向と反対方向に、傾斜している場合、大きなコーティング表面の効率的且つ正確な色検査が可能となる。コーティング表面の法線に対するカメラの傾斜角は、少なくとも２０度であることが好ましい。
【００２５】
本発明によれば、光源は、略線状の光源として設計されることが好ましい。この場合、検査ラインに対して平行に延在することが好ましく、白色光を発することが好ましい。光源は、１つのＬＥＤ列又は送り方向において前後に配置した複数のＬＥＤ列であることが特に好ましい。
【００２６】
検査ラインは、送り方向に垂直な材料の全幅をカバーすることが好ましく、その場合、全表面を容易且つ迅速に走査することができる。
【００２７】
上述のように、好適には、本発明に係る装置において、検出された光の第３色値を決定するように設定された少なくとも１つの第３カメラが設けられ、前記第３カメラは、前記検査ラインの上方に、前記光源に対して傾斜配置され、前記第３カメラは、少なくとも前記検査ラインのある特定の範囲における前記検査ラインの点に対して、前記光源（１８）の反射光を検出し、前記検査ラインのある特定の範囲において、関連づけられた色値を決定できるような、第３開口を有し、前記評価装置は、前記検査ラインの前記ある特定の範囲の各点に対して、前記第３カメラの視野角を、前記第１カメラの視野角及び／又は前記第２カメラの視野角と比較し、前記ある特定の範囲の対応する点に対して、関連づけられた前記視野角の差が最大となる、前記第１カメラ、前記第２カメラ及び前記第３カメラの前記第２色値を用いて、前記所定の色設定値又は前記所定の色設定値範囲と比較する。
【００２８】
この実施形態において、検査ラインの各点における視野角の比較によって、各点の色値を決定したカメラ全ての最大視野角及び最小視野角を決定する。評価装置は、最小視野角及び最大視野角を有する２つのカメラの色値を用いて、色設定値又は色設定値範囲と比較する。
【００２９】
他の好ましい実施形態において、前記評価装置は、前記検査ラインの各点において、該点によって反射された光を観察する２つの予め決められたカメラ（すなわち、第１、第２又は第３カメラ、例えば、視野角差が最大となる２つのカメラ）の２つの色値の色値差を決定し、該色値差を、（任意で、関連づけられた視野角の差に応じて）所定の色値差設定値又は所定の色値差設定値範囲と比較する。この評価方法は、特に、タイプ２の色欠陥の特定に好適であり、検査ラインの各点に対して２つのカメラの色値を個別に評価する場合よりも、迅速に行える。本発明に係る装置のこの実施形態は、特に、被検査対象であるコーティング表面が、ある特定の角度において最大色差を有することがわかっており、それ故、ある特定の小さい角度範囲だけを詳細に検査すればよい場合に、使用することができる。
【００３０】
本発明に係る、コーティングされた表面を有する材料、好ましくはガラス、を検査する方法において、前記表面の上方に配置され、前記表面の方向に、所定の波長範囲の光を発する光源と、検出された光の色値を決定するように設定された少なくとも１つのカメラと、が設けられ、前記第１カメラは、前記表面に位置する検査ラインの上方に、前記光源に対して傾斜配置され、前記第１カメラは、（大きい）第１開口を有し、
該方法は、特に、
前記第１カメラによって、前記光源から発せられ前記検査ラインの第１の点によって反射された光を、第１視野角で検出するとともに、前記光源から発せられ、前記第１の点から離間した前記検査ラインの第２の点によって反射された光を、第２視野角で検出し、前記第１カメラによって、前記第１の点によって反射された光の第１色値と前記第２の点によって反射された光の第２色値とを決定する工程と、
前記第１カメラに接続された評価装置によって、前記第１色値及び前記第２色値又は前記第１色値と前記第２色値との差を、所定の色設定値又は所定の色設定値範囲と比較する工程と、
を有する。
【００３１】
本発明に係る方法は、容易に実行され、本発明に係る上述の装置の効果を有する。上述したように、本方法は、特に、カメラによって、同一視野角で観察される検査ラインの点を色検査の基準として用いる場合、高い確率でタイプ１の欠陥の色ずれ又は色欠陥を特定することに適している。この実施形態において、タイプ２の欠陥を除外することはできない。異なる視野角を有する検査ラインの異なる点を用いて色検査を行って、色ずれを特定する場合、高い確率で、タイプ２の欠陥の存在を判定することができる。
【００３２】
本発明に係る装置に対して、上述した方法において、好適には、検出された光の色値を決定するように設定された少なくとも１つの第２カメラが設けられ、前記第２カメラは、前記表面上に位置する検査ラインの上方に、前記光源に対して傾斜配置され、前記第２カメラは、（大きい）第２開口を有し、前記光源から発せられ前記検査ラインの各点によって反射された光を、前記第１カメラ及び前記第２カメラによって、好ましくは、同時に検出し、各場合において、前記評価装置によって、前記検査ラインの各点によって反射された光の色値を決定して、該色値を、前記所定の色設定値又は前記所定の色設定値範囲と比較する。
【００３３】
本方法において、好適には、前記評価装置はさらに、関連づけられた前記視野角とは独立で、前記検査ラインの異なる点によって反射された光の前記色値を評価して、タイプ１の欠陥を判定する。従って、視野角が分析に組み込まれ、ある特定の視野角において所望の色値が得られるかどうかを判定するための検査が行われる。
【００３４】
本発明に係る方法の好ましい実施形態において、検出された光の第３色値を決定するように設定された少なくとも１つの第３カメラが設けられ、前記第３カメラは、前記検査ラインの上方に、前記光源に対して傾斜配置され、前記第３カメラは、（大きい）第３開口を有し、前記第３カメラによって、前記光源の反射光を検出し、少なくとも前記検査ラインのある特定の範囲における前記検査ラインの点に対して、関連づけられた色値を決定し、前記評価装置によって、前記検査ラインの前記ある特定の範囲の各点に対して、前記第３カメラの視野角を、前記第１カメラの視野角及び／又は前記第２カメラの視野角と比較し、前記ある特定の範囲の対応する点に対して、関連づけられた前記視野角の差が最大となる、前記第１カメラ、前記第２カメラ及び前記第３カメラの前記第２色値を用いて、前記所定の色設定値又は前記所定の色設定値範囲と比較する。上記したように、この実施形態において、例えば、検査ラインの各点に対して、所定の色設定値又は色設定値範囲と比較するために、最小視野角を有するカメラの色値及び最大視野角を有するカメラの色値を用いることができるので、大きい視野角差を得ることが可能となる。
【００３５】
上述のように、さらに好適には、前記評価装置は、前記検査ラインの各点において、該点から反射された光を観察する２つのカメラの２つの色値の色値差を決定し、該色値差を、（任意で、それぞれの視野角とは独立に）所定の色値差設定値又は所定の色値差設定値範囲と比較する。
【００３６】
第１色値及び／又は第２色値及び／又は任意で第３色値と色設定値又は色設定値範囲との比較を、評価装置にて、好ましくは、国際規格ＥＮ  ＩＳＯ  １１６６４−４で定義されるＬａｂ色空間に基づいて、行われる。この色空間（色モデル）は、知覚可能な色範囲をカバーし、反対色説に基づいて設計されている。Ｌａｂ色空間は、３次元座標系で記述され、ａ軸は、緑色部分又は赤色部分を示し、ｂ軸は、青色部分又は黄色部分を示し、Ｌ軸は、０〜１００の値で明度（輝度）を示す。この色空間は、以前はＣＩＥＬＡＢ色空間と呼ばれていた。色値と色設定値又は色設定値範囲との比較、又は色差値と色値差設定値又は色値差設定値範囲との比較のため、第１及び／又は第２カメラ及び／又は第３カメラから評価装置へ送られた色値を、Ｌａｂ色空間に変換することが必要な場合がある。
【００３７】
本発明は、実施形態に基づいて、及び／又は図面を参照して、以下で詳細に説明される。記載される及び／又は図示される全ての特徴は、請求項又は以下の説明における文言とは独立に、単独又は組み合わせて、本発明の主題を構成する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、本発明に係る装置の第１実施形態の正面図である。
【図２】図２は、図１に示す実施形態の側面図である。
【図３】図３は、本発明に係る装置の第２実施形態の正面図である。
【図４】図４は、第１実施形態における各カメラの視野角と検査ライン上の点の位置との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、図４に示す全てのカメラの視野角に基づいた、第１実施形態におけるカメラの小さい視野角、大きい視野角、及びそれら視野角の差と検査ライン上の点の位置との関係を示すグラフである。
【図６】図６は、第２実施形態における各カメラの視野角と検査ライン上の点の位置との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、図６に示す全てのカメラの視野角に基づいた、第２実施形態におけるカメラの小さい視野角、大きい視野角、及びそれら視野角の差と検査ライン上の点の位置との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、均一にコーティングされた材料を検査している際の本発明に係る装置の第３実施形態の正面図である。
【図９】図９は、非均一であるがカメラの光軸に対して対称にコーティングされた材料を検査している際の図８に示す実施形態の正面図である。
【図１０】図１０は、くさび形状にコーティングされた材料を検査している際の図８に示す実施形態の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、本発明に係る装置の実施形態を示す。図２に示すように、ガラス２の形態である材料の表面に、検査ライン１が示される。該材料は、表面コーティング（例えば、反射防止コーティング又は遮熱コーティング）が施されており、第１カメラ１１、第２カメラ１２、第３カメラ１３によって観察される。材料２は、材料２の表面の上方に配置された光源１８及び固定されたカメラ１１、１２、１３に対して、矢印３（図２参照）で示される移送方向に動かされる。光源１８は、例えば、検査ラインに対して平行に配置されたＬＥＤ列によって構成される。該ＬＥＤは、白色光を発する。ガラス２の全表面にわたって反射光の色を検査できるようにするため、幅ｂを有する検査ライン１は、前記移送方向に対して横方向に、ガラス２の全幅にわたって延在する。カメラ１１、１２、１３は、色カメラとして且つライン走査カメラとして構成される。
【００４０】
図１からわかるように、第１カメラ１１は第１開口２１を、第２カメラ１２は第２開口２２を、第３カメラ１３は第３開口２３を、それぞれ有している。第１カメラ１１、第２カメラ１２、第３カメラ１３は、ロッド形状のキャリア５（図２参照）に、互いに隣り合って配置される。第１カメラ１１及び第２カメラ１２は、材料２の表面の法線と検査ライン１とを通る面内において、該法線に対して所定の角度（図１では、カメラ１１の角度は角度α１で示されている）で傾斜配置されている。従って、各カメラ１１、１２は、光源１８から発せられて検査ライン１の各点において反射される光の反射を異なる視野角で検出することができる。図２で示されるように、光源１８から発せられる光の検査ライン１における反射をカメラ１１、１２、１３によって観察できるように、カメラ１１、１２、１３は、移送方向３に対して傾斜配置される。ここで、検査ライン１は、図２で示される概略図と異なり、ガラス２の表面内に位置していることに注意すべきである。この場合、ガラス２の表面に存在する可能性のある高低差を相殺するため且つそのような高低差にかかわらず色検査を実行できるようにするため、検査ライン１は、検査ライン１に対して横方向にある程度の広がりを有することが好ましい。この目的のため、光源１８から発せられ検査ラインの領域における表面で反射された光は、各カメラ１１、１２、１３に到達しなければならない。
【００４１】
各カメラ１１、１２、１３は、検査ライン１の上方に配置された光源１８によって発せられ、ガラス２の表面で反射された光を検出する。第１カメラ１１の第１開口２１及び第２カメラ１２の第２開口２２は、検査ライン１の全ての点を見ることのできる大きさに選択されているので、検査ライン１の各点の色値は、カメラ１１、１２によって、２つの異なる視野角で検出することができる。
【００４２】
さらに、第３カメラ１３は、検査ライン１の中央領域に配置される。第３カメラは、第３カメラ１３の開口２３内に位置する検査ライン１の点からガラス２の表面によって反射された光の色値を、第３視野角で検出する。
【００４３】
例えば、第１カメラ１１は、第１視線３１に沿って、検査ライン１の第１の点３０を見る。第２カメラ１２は、第２視線３２に沿って、第１の点３０を見る。第３カメラ１３は、第３視線３３に沿って、第１の点３０を見る。従って、ガラス２の表面からの反射光は、第１カメラ１１では、視線３１と点３０における法線Ｓとで形成される第１視野角で、第２カメラ１２では、視線３２と点３０における法線Ｓとで形成される第２視野角で、第３カメラ１３では、視線３３と点３０における法線Ｓとで形成される第３視野角で、それぞれ検出される。
【００４４】
同様に、検査ライン１の第２の点４０による反射光は、第１カメラ１１では、第１視線４１と点４０における法線Ｓとで形成される視野角で、第２カメラ１２では、第２視線４２と点４０における法線Ｓとで形成される第２視野角で、第３カメラ１３では、第３視線４３と点４０における法線Ｓとで形成される第３視野角で、それぞれ検出される。
【００４５】
カメラ１１、１２、１３によって決定された、検査ライン１の全ての点に対する色値は、評価ユニット（図示せず）に送られる。この評価ユニットは、各点に対して決定された色値（例えば、第１の点３０及び第２の点４０に対して決定された色値）を、所定の色設定値又は所定の色設定値範囲と比較する。色設定値範囲は、例えば、ある特定の青色範囲又は緑色範囲である。検査ラインの全ての点に対してカメラによって決定された色値が、前記所定の色設定値範囲にある場合、コーティングされたガラス２には欠陥がない。また、検査ラインの少なくとも１つの点において、２つの異なる視野角で２つの色値を検出し、これら２つの色値を所定の色設定値又は所定の色設定値範囲と比較して、ずれがあると判定される場合、タイプ２の欠陥が存在する。
【００４６】
また、少なくとも１つの一定の視野角で、以下のような分析が行われる。すなわち、決定された色値が、該視野角又は視野角範囲に対して設定された色設定値又は色設定値範囲にあるかどうかが判定される。この場合、タイプ１の欠陥が存在するかどうかが判定できる。
【００４７】
決定された色値と色設定値又は色設定値範囲との比較は、Ｌａｂ色空間で行われることが好ましい。この目的のため、色値は、カメラ１１、１２、１３それ自身によって、Ｌａｂ色空間に準じた値に変換される。又は、この変換は、評価装置による比較の前に行われる。
【００４８】
図４は、カメラの視野角（軸６１）と検査ライン１上の点の位置（軸６２）との関係を示す。曲線７１は、第１カメラ１１によって観察される検査ライン１の点からの反射光の視野角が、図１に示される検査ライン１の左側の点における角度約２０度から、図１に示される検査ライン１の右側の点における角度約５８度へと変化する様子を示している。同様に、カメラ１２の視野角は、検査ライン１に沿って左から右へと、約５８度から約２０度へと減少している（曲線７２参照）。第３カメラによる中央視野角範囲は、約１８度から約３５度にわたっている（曲線７３参照）。
【００４９】
図５は、視野角の大小及び視野角差に基づく評価を示している。この目的のため、各点における各カメラ１１、１２、１３の視野角が、評価装置によって、互いに比較される。
【００５０】
曲線７４は、検査ライン１の各点における最大視野角を示す。最大視野角は、約５８度から約４２度の間にあり、第２カメラの左側領域（図４の曲線７２を参照）と第１カメラの右側領域（図４の曲線７１を参照）とで生成される。図５の曲線７５は、検査ライン１の各点における最小視野角を示す。最小視野角は、第１カメラの第１左側領域（図４の曲線７１を参照）と第３カメラの中央領域（図４の曲線７３を参照）と第２カメラの右側領域とで生成される。取りうる最大視野角範囲をカバーするため、曲線７４に示される最大視野角を構成する特定の視野角に関連づけられたカメラの色値が、検査ライン１の各点に対して、対応する所定の色設定値又は色設定値範囲と比較される。同様に、曲線７５に示される最小視野角を構成する特定の視野角に関連づけられたカメラの色値が、検査ライン１の各点に対して、対応する所定の色設定値又は色設定値範囲と比較される。
【００５１】
他の実施形態では、曲線７４に示される各最大視野角と曲線７５に示される各最小視野角との間の視野角差が、検査ライン１の各点に対して、計算される。これによって、図５の曲線７６が生成される。さらに、各カメラに関連づけられた色値の間の差が決定される。例えば、検査ライン１の左側領域における第２カメラと第１カメラとの色値の差、第２カメラと第３カメラとの間の色値の差、中央領域における第１カメラと第３カメラとの間の色値の差、右側領域における第１カメラと第２カメラとの間の色値の差が決定される。これらの差を（曲線７６に示される視野角差を任意で参照することによって）調べることで、色値差が、所定の色値差設定値範囲内にあるかどうかが判定される。
【００５２】
最大視野角に対する各色値と最小視野角に対する各色値との差が、色値差設定値又は色値差設定値範囲から逸脱していることが、検査ラインの一点又は複数の点において検出される場合、タイプ２の欠陥が存在する。
【００５３】
タイプ１の欠陥が存在するかどうかを判定することが目的の場合、第１カメラ、第２カメラ、第３カメラの同一の視野角に対して、色値を決定しなければならない。ある特定の視野角の検査の場合、例えば、図５の曲線７４、７５が水平線と交差する、検査ラインの点に対して、色検査を行うことができる。交線の平行移動によって示すことができる、検査ラインの全幅にわたって存在する同一視野角の複数の組に対して、色検査を行うことができる。同一視野角の組に対して決定された色値を、所定の色設定値又は所定の色設定値範囲と比較することで、タイプ１の欠陥が検査ラインの全幅におけるいずれかに存在するかどうかを判定することができる。
【００５４】
曲線７５に関する記載は、制限はあるが、曲線７４にも同様にあてはまる。しかしながら、曲線７４で示される視野角に対しては、角度範囲は大きく、カメラは２つだけが使用される。
【００５５】
図３は、本発明に係る装置の第２実施形態を示す。この装置は、第１カメラ１１´、第２カメラ１２´、第３カメラ１３´、第４カメラ１４´、第５カメラ１５´、第６カメラ１６´を有する。これらカメラは、キャリア５上に互いに隣り合って配置され、線状白色光源（図示せず）から出て、コーティングされたガラス２の表面で反射された光を、検査ライン１´に沿って検出する。各カメラは、検査ライン上の法線に対して、ある角度で傾斜配置される。例えば、第１カメラ１１´は角度α１´で、第２カメラ１２´は第２角度α２´で、第４カメラ１４´は角度α４´で、第５カメラ１５´は第５角度α５´で、それぞれ傾斜配置される。第３カメラ１３´と第６カメラ１６´の傾斜角は示されていない。第１実施形態と同様に、全てのカメラ１１´、１２´、１３´、１４´、１５´、１６´は、検査ライン１´の大部分の領域における反射光を、異なる視野角で検出できるような大きさの開口を有している。各視野角範囲と位置との関係が、図６のグラフに示されている。第１カメラ１１´の視野角範囲は曲線８１で、第２カメラ１２´の視野角範囲は曲線８２で、第３カメラ１３´の視野角範囲は曲線８３で、第４カメラ１４´の視野角範囲は曲線８４で、第５カメラ１５´の視野角範囲は曲線８５で、第６カメラ１６´の視野角範囲は曲線８６で、それぞれ示される。図５のグラフに対して述べられた手順と同様に、本発明に係る装置において、検査ライン１´のある特定の点に対して大きい視野角（図７の曲線８７）及び／又は小さい視野角（図７の曲線８８）を有するカメラの色値だけを用いて、点ごとに、色設定値又は色設定値範囲と比較することもできる。また、上記手順と同様に、曲線８７で示される大きい視野角と曲線８８で示される小さい視野角との色値差（図７の曲線８９を参照）だけを用いて、対応する色値差設定値範囲と比較することもできる。
【００５６】
図３で示すように、本発明に係る装置のキャリアに、他の測定装置５０を配置してもよい。該測定装置は、ガラス２に他の欠陥（例えば、光学的欠陥、泡、介在物、スクラッチ）が存在するかどうかを検査する。この目的のためには、高分解能カメラが用いられることが好ましい。
【００５７】
以下では、図８〜図１０を参照して、単一のカメラ１１´´を有する本発明に係る装置における、ガラス材料２Ｂのコーティング２Ａの品質に関する説明が行われる。
【００５８】
カメラ１１´´は、コーティング２Ａ、２Ａ´、２Ａ´´が設けられたガラス材料２Ｂの上方に且つコーティング２Ａ、２Ａ´、２Ａ´´の表面上を延在する検査ライン（図示せず）の上方に、垂直に配置される。検査ラインは、点９１、９２、９３、９４を有する。カメラ１１´´は、コーティングが設けられたガラス材料を、カメラ１１´´によって、全幅にわたって検査できる程度の大きさの開口を有する。光源（図示せず。図２に関する記載を参照。）は、コーティングされたガラス材料の上方に、カメラ１１´´に対して傾斜させて配置される。
【００５９】
図８〜図１０に示されるように、カメラ１１´´が、コーティングされたガラス材料を垂直下方に見下ろしている場合、状況は最も簡単である。詳細には、例えば、カメラ１１´´は、検査ラインの点９１、９２で反射された光源からの光を、視線１０１、１０２に沿って同一の視野角で観察する。点９３、９４で反射された光源からの光は、視線１０３、１０４に沿って異なる視野角で検出される。
【００６０】
図８に示されるコーティング２Ａは均一な厚さを有する。従って、タイプ１の欠陥は存在しない。同一の膜厚且つ同一の視野角である場合（点９１、９２及び視線１０１、１０２を参照）、色値は同じとなる。視野角が異なると（点９２、９３、９４及び視線１０２、１０３、１０４を参照）、色値は異なりうる。タイプ１の欠陥が存在するのか又はタイプ２の欠陥が存在するのかは明確に決定することはできない。所定の設定値又は設定値範囲からの色ずれがあることしか特定できない。特に、図１及び図３で示される実施形態で実行されるような、コーティングガラスの各点に対して、少なくとも２つの色値を異なる視野角で検出することで検査される、タイプ２の欠陥に関して、全表面検査をすることはできない。
【００６１】
図９は、カメラ１１´´の光軸に対して対称である非均一なコーティング２Ａ´を示す。
【００６２】
このようなコーティングばらつきの場合、タイプ１の欠陥が存在するとしても、同一の視野角（点９１、９２及び視線１０１、１０２を参照）では同一の色値が測定される。視野角が異なると（点９２、９３、９４及び視線１０２、１０３、１０４を参照）、異なる色値が検出される。図８と同様な手法で、原因とは関係なく、２つの別々の点に対して、タイプ２の欠陥を特定することができる。
【００６３】
図１０では、くさび形状のコーティング２Ａ´´の場合が考察される。
【００６４】
同一の視野角（点９１、９２及び視線１０１、１０２を参照）において、異なる色値が決定され、異なる視野角（点９２、９３、９４及び視線１０２、１０３、１０４を参照）では、明確に異なる色値が検出される。このようなコーティングばらつきの場合も、図８と同様な手法で、原因とは関係なく、全幅にわたって、２つの別々の点に対して、タイプ２の欠陥を特定することができる。
【００６５】
全体では、まず、異なる視野角における色ずれの検出は、欠陥がタイプ１であるかタイプ２であるかに依らない。検査対象であるコーティングされた材料の検査ライン又は表面に沿って、大きな色ずれがある場合、この材料は、例えば、ファサードに全く適していない。
【００６６】
欠陥タイプに依らない色ずれは、対応する開口を有する１台のカメラによって、容易に決定することができる。多くの実際的なケースに対しては、上記のような結果で十分である。しかしながら、タイプ１の欠陥を除外するためには、同一の視野角でガラス上の異なる点を観察し、色値が同一であることを判定する少なくとも２台のカメラを使用しなければならない。
【符号の説明】
【００６７】
１、１´…検査ライン
２…表面コーティングされたガラス
２Ａ、２Ａ´、２Ａ´´…コーティング
２Ｂ…材料（ガラス）
３…矢印（移送方向）
５…キャリア
１１、１１´、１１´´…第１カメラ
１２、１２´…第２カメラ
１３、１３´…第３カメラ
１４´…第４カメラ
１５´…第５カメラ
１６´…第６カメラ
１８…光源
２１…第１カメラ１１の第１開口
２２…第２カメラ１２の第２開口
２３…第３カメラ１３の第３開口
３０、４０…検査ライン１上の点
３１、３２、３３、４１、４２、４３、１０１、１０２、１０３、１０４…視線
５０…他の測定装置
６１…軸（視野角（度））
６２…軸（検査ライン１、１´上の点の位置（ｍｍ））
７１、７２、７３、７４、７５、７６、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９…曲線
９１、９２、９３、９４…検査ライン上の点
α１、α１´…表面の法線に対する第１カメラ１１、１１´の傾斜角
α２´…表面の法線に対する第２カメラ１２の傾斜角
α４´…表面の法線に対する第４カメラ１４´の傾斜角
α５´…表面の法線に対する第５カメラ１５´の傾斜角
ｂ…検査ライン１の幅
Ｓ…ガラス２の表面の法線
【図１】
2015155895.tif 000003
【図２】
2015155895.tif 000004
【図３】
2015155895.tif 000005
【図４】
2015155895.tif 000006
【図５】
2015155895.tif 000007
【図６】
2015155895.tif 000008
【図７】
2015155895.tif 000009
【図８】
2015155895.tif 000010
【図９】
2015155895.tif 000011
【図１０】
2015155895.tif 000012
【外国語明細書】
Device for Inspecting a Material Provided with a Coated Surface and Related Method
The present invention relates to a device for inspecting a material provided with a coated surface, preferably glass, and a related method.
Surface coatings on materials, in particular glass, are intended to improve or modify the properties of these materials, for example, as antireflective coatings or thermal barrier coatings. Such layers are thin metal layers or dielectric layers, for example. Coated surfaces, in particular those having a plurality of layers, form interferences (interference layers), which cause the surfaces to exhibit different colors from different viewing angles. These colors are predefined by the thickness of the interference layers, in particular. 
For large glass surfaces, e.g., glass facades, such color effects can function as a design. In this connection, the objective (possibly in addition to other functions of these layers) is to have the entire glass facade appear homogeneous in a single, predefined color (often green or blue), wherein deviations from these colors are perceived to be unattractive. This means that the light reflected by the material surface has a certain color, i.e., a certain spectrum of wavelengths. For large surfaces of this type, it is furthermore desirable that the facade color not change, even when the viewing angle changes, for example when the observer passes by this facade.
When such materials having coated surfaces are produced, defects can occur that cause the color of the surface to no longer appear homogeneous. A distinction is made in this case to two different types of defects, namely defect type 1, in which the color changes when viewed from a constant viewing angle. Defect type 2 results when the surface has the same color under a constant viewing angle, but the color of the surface changes when the viewing angle changes. This effect always occurs, in principle, with multiple coatings, although the goal is to minimize this defect type to the greatest extent possible by maintaining certain layer thicknesses. The reason for the differentiation into the two aforementioned defect types is that the two defect types have different causes and require different countermeasures. Therefore, it is also important to know which defect type is present when a color deviation occurs.
Up to now, the inspection of the surfaces was carried out using a plurality of spectrometers, which have determined the color of the light reflected on the surface at at least two viewing angles. Since the color of only a small region of the surface can be determined in each spectrometer, the surface must be scanned in a pointwise manner using these spectrometers. This is highly complex and time-consuming, however, and so the objective is to find a simpler and more cost-favorable solution for inspecting the color of coated surfaces.
In addition to the above-described color defects, it is also possible for a plurality of other defects to occur during the production of such surfaces that do not affect the color, such as optical defects, bubbles, inclusions, and scratches. Nowadays, high-quality surfaces, for example glass that is used to build glass facades, are nearly always subjected to an optical inspection for these other defects. These inspection systems operate with high resolution since the defects being sought are small. The color information obtained from the reflected light is not required for the investigation of such defects, and therefore the optical recording devices used to detect such defects do not capture the color information.
The problem addressed by the present invention is therefore that of providing a device with which the color inspection of a material provided with a coated surface can be carried out in a simple and and cost-favorable manner. Correspondingly, the objective is to provide a simple and cost-favorable method for inspecting the color of coated surfaces.
The aforementioned statement of the problem is solved by the device having the features of claim 1 and by the method indicated in claim 10.
In particular, the device according to the invention comprises a light source, which is disposed above the surface of the coated material and emits light in a predefined wavelength range in the direction of the surface, 
and comprises at least one first camera, wherein the first camera is set up to determine a color value of the detected light, 
wherein the first camera is disposed above a line, which is located on the surface, is tilted relative to the light source, and has a first (large) aperture such that
light from the light source that is reflected by a first point of the line can be detected at a first viewing angle and the light reflected by a second point of the line, which is spaced apart from the first point, can be detected separately at a second viewing angle, wherein the at least one first camera determines a first color value of the light reflected by the first point and a second color value of the light reflected by the second point,
wherein an evaluation device is provided, which is connected to the first camera and compares the first color value and the second color value, or the difference between the two, with a certain predefined color setpoint value or with a certain predefined color setpoint value range. Within the scope of the present invention, the first and the second viewing angle can be the same or different.
The line of reflected light from the light source that is scanned by the camera at one point in time, by means of which at least the first and the second point, i.e., a plurality of points, of the surface are detected simultaneously, is also referred to in the following as an inspection line or a scanning line.
The device according to the invention makes it possible, while using only one camera, to determine whether color deviations are present by comparing the first color value and the second color value of two different points of the inspection line with one another, said points being observed by the camera at different viewing angles. If color deviations are found, it is highly likely that defect type 2 is present.
In a preferred exemplary embodiment, the evaluation device is set up such that the difference of the first color value of the first point of the inspection line and the second color value of the second point of the inspection line is compared with the certain predefined color setpoint value or the certain predefined color setpoint value range, wherein the first point and the second point are observed by the camera at the same or approximately the same viewing angle (i.e., the two points are spaced apart, wherein the first viewing angle and the second viewing angle are the same or approximately the same, and wherein the viewing angles are measured in a different direction along the inspection line). This method can be carried out with one or more pairs of points, each of which are observed at the same or approximately the same viewing angle. In this exemplary embodiment, it can be determined defect type 1 is very likely present, but defect type 2 cannot be ruled out.
In order to permit reliable detection of defect type 1 as well, in a preferred exemplary embodiment of the device according to the invention, at least one second camera is additionally provided, wherein the second camera is also set up to detect a color value of the detected light,
wherein the second camera is disposed above the inspection line located on the surface and is tilted relative to the light source, wherein the second camera has a second (large) aperture such that light from the light source that is reflected by each point of the inspection line is preferably detected simultaneously by the first camera and by the second camera, wherein the first camera and the second camera each determine the color value of the light reflected by each point of the inspection line, wherein the evaluation device connected to the first camera and the second camera uses the thusly determined color values of the first camera and the second camera at each point of the inspection line to perform a comparison with the certain predefined color setpoint value or the certain predefined color setpoint value range.
The device according to the invention therefore comprises one first camera and at least one second camera, which detect  from each point of the inspection line  a color value of the first camera and a color value of the second camera of the light from the light source that is reflected by the surface. Both cameras have such a large aperture that the light reflected by each point of the inspection line can be detected by the first camera and by the second camera. The first camera and the second camera are disposed next to one another such that the light from the light source that is reflected by each point of the inspection line is recorded by each camera at a different viewing angle. Depending on the arrangement of the cameras, the situation can arise in which the viewing angle of the first camera differs not at all or only very slighly from the viewing angle of the second camera. In this case, it is advantageous to provide a third camera for such a range of the inspection line, said third camera detecting the points of the region of the inspection line at a third viewing angle. This procedure is described in detail further below.
Within the scope of the present invention, the viewing angle is considered to be the viewing direction of the particular camera onto the corresponding point of the inspection line relative to the normal line on the surface that is disposed at this point, or, as an alternative, it is also possible to use the angle of the viewing direction of the particular camera onto the corresponding point of the inspection line, projected onto the plane that passes through the normal line on the surface that is disposed at this point and the inspection line. 
Moreover, within the scope of the present invention, the expression "tilted (slanted) relative to the light source" is intended to mean that the camera is disposed such that it sees the specular reflection of the light emitted from the light source on the coated surface in the region of the inspection line.
The evaluation unit, to which the color values from each point of the inspection line are transferred, said color values having been determined by the first camera and by the at least one second camera, is then used to compare the color values of the light that is reflected by each point of the inspection line and is detected by the second camera with a certain predefined color setpoint value or a certain predefined color setpoint value range in order to determine whether a color deviation is present. With this method it is possible, in particular, to determine whether a color deviation according to defect type 2 is present. If the color values of the points that have the same viewing angle with respect to the first and the second camera (either relative to the same camera or relative to the various cameras) are also analyzed, then it is also possible to check for the presence of defect type 1. As an option, the evaluation device also evaluates the color value of the light reflected by various points of the inspection line depending on the associated viewing angle. 
In order to obtain color values at a first viewing angle and a second viewing angle, the viewing angles of which have the greatest possible difference, for all points of the inspection line, it is advantageous, in particular, if at least three cameras are provided, which are preferably disposed next to one another above the inspection line. The apertures of the cameras are disposed so as to overlap such that light reflected by each point of the inspection line is detected by at least two of the three cameras, at a different viewing angle by each of the two cameras.
In addition, it is advantageous when the first camera and the at least one second camera are disposed on a common carrier. As a result, the device according to the invention is particularly compact, which is advantageous since space in the production lines is very limited and every additional inspection site is expensive.
Furthermore, it is advantageous when the first camera and/or the at least one second camera are each formed as a line scan camera or an area scan camera, wherein the line scan camera comprises a plurality of light detection elements disposed in a row and the area scan camera comprises a plurality of light detection elements (e.g., photodiodes) disposed in an area. The camera line of a line scan camera or a line of an area scan camera can simultaneously detect the reflected light of at least one region of an inspection line. The color value of the reflected light of a plurality of inspection lines can be recorded simultaneously by means of an area scan camera.
The line scan camera and the area scan camera are color cameras that determine the color value of each detected point.
In this connection, each light detection element (e.g., each photodiode) of the camera records a color value for a certain point of the inspection line, wherein the extension of the "point" along the inspection line is determined by means of the device-specific resolution of the camera. A certain viewing angle is assigned to each point of the inspection line that reflects light, wherein the light is captured by a single light detection element. The viewing angle results from the viewing direction of the camera onto this point. Therefore, different viewing angles are assigned to all points of the inspection line, which are recorded simultaneously by all light detection elements of a line scan camera. The same applies similarly for an area scan camera.
In order to obtain a reliable finding regarding the quality of the material or the surface coating with respect to defect type 2 in particular, it is advantageous when the difference of the first viewing angle and the second viewing angle is as great as possible, in particular when the viewing angle difference is at least  10°, preferably at least 15°, particularly preferably at least 20°, also when at least two cameras are used to observe one point.
An efficient and exact color inspection of large coated surfaces is possible when the material can be moved relative to the first and the second camera and relative to the light source in the direction of a feed direction transversely to the inspection line, wherein the light source and/or the first camera and/or the second camera are preferably tilted in the feed direction or counter to the feed direction in order to detect the specular reflection of the light source. The angle of inclination of the camera relative to the normal line on the coated surface is preferably at least 20°. 
According to the invention, the light source is preferably designed as a substantially linear light source, which preferably extends parallel to the inspection line and preferably emits white light. Particularly preferably, a light source is used that comprises one row or a plurality of rows of LEDs disposed one behind the other in the feed direction. 
When the inspection line preferably covers the entire width of the material perpendicularly to the feed direction, the entire surface can be scanned easily and rapidly.
As explained above, it is advantageous when at least one third camera is provided in the device according to the invention, which is set up to determine a third color value of the detected light, wherein the third camera is disposed above the inspection line and it tilted relative to the light source, wherein the third camera has a third aperture such that the reflected light of the light source (18) can be additionally detected and the associated color value can be determined in a certain range of the inspection line, at least for the points of the inspection line in a certain range of the inspection line, wherein the evaluation device compares the viewing angle of the third camera with the viewing angle of the first camera and/or the viewing angle of the second camera for each point of the determined region of the inspection line and, for the corresponding point of the determined region, uses those second color values of the first camera, the second camera, and the third camera for comparison with the certain predefined color setpoint value or the certain predetermined color setpoint value range for which the difference of the associated viewing angle is greatest.
In this exemplary embodiment, the comparison of the viewing angle in each point of the inspection line is used to determine the respective minimum and maximum viewing angles of all cameras that have determined color values in the respective point. The evaluation device then utilizes the color values of the two cameras for the comparison with the color setpoint value or the color setpoint value range, the associated camera of which has the minimum viewing angle and the camera of which has the maximum viewing angle. 
In a further preferred exemplary embodiment, the evaluation device determines, in each point of the inspection line, a color value difference of two color values of two certain predefined cameras (i.e., the first, second, or third camera, e.g., the cameras having the greatest viewing angle difference), which observe the light reflected by this point, and compares this color value difference with a certain predefined color value difference setpoint value or a certain predefined color value difference setpoint range, optionally dependent on the difference of the associated viewing angles. This evaluation method is advantageous, in particular, for identifying a type 2 color defect and is faster than an individual evaluation of the color values of the two cameras for each point of the inspection line. This exemplary embodiment of a device according to the invention can be used, in particular, when it is known that the coated surface to be investigated has the greatest color differences at certain angles, and therefore only certain small angular ranges need to be examined in greater detail.
The method according to the invention for inspecting a material provided with a coated surface, preferably glass, wherein a light source that is disposed above the surface and emits light in a predefined wavelength range in the direction of the surface, and at least one camera are provided, wherein the first camera is set up to determine a color value of the detected light, wherein the first camera is disposed above an inspection line located on the surface, at a slant relative to the light source, and has a first (large) aperture, comprises the following steps, in particular, of:
・separately detecting, by means of the first camera, the light from the light source that is reflected by a first point of the inspection line at a first viewing angle and the light from the light source that is reflected by a second point of the inspection line, which is spaced apart from the first point, at a second viewing angle, wherein the first camera determines a first color value of the light reflected by the first point and a second color value of the light reflected by the second point,
・wherein, by means of an evaluation device, which is connected to the first camera, the first color value and the second color value or the difference between the two are compared with a certain predefined color setpoint value or a certain predefined color setpoint value range.
The method according to the invention is easy to carry out and has the advantages of the above-described device according to the invention. As described above, the method indicated is suitable, in particular, for identifying a color deviation  or color defect of defect type 1 with high probability when points of the inspection line that are observed by the camera at the same viewing angle are used as the basis for the color inspection. Defect type 2 cannot be ruled out with this embodiment. If various points of the inspection line having different viewing angles are used for the color inspection and color deviations are identified, then the presence of defect type 2 can be determined only with high probability.
In a manner analogous to the statements provided above with respect to the device according to the invention, it is advantageous when at least one second camera is provided, wherein the second camera is also set up to determine a color value of the detected light, wherein the second camera is disposed above the inspection line located on the surface and at a slant relative to the light source, wherein the second camera has a second (large) aperture, wherein the first camera and the second camera preferably simultaneously detect light from the light source that is reflected by each point of the inspection line and, in each case, the color value of the light reflected by each point of the inspection line is determined and is compared, by means of the evaluation device, with the certain predefined color setpoint value or the certain predefined color setpoint value range.
With respect to the method, it is also advantageous when the evaluation device additionally evaluates the color value of the reflected light of various points of the inspection line, independently of the associated viewing angle thereof, in order to determine the defect type 1. The viewing angle is therefore incorporated into the analysis and a check is carried out to determine whether the desired color value is obtained at a certain viewing angle.
In a preferred exemplary embodiment of the method according to the invention, at least one third camera is provided, which is set up to determine a third color value of the detected light, wherein the third camera is disposed above the inspection line and at a slant relative to the light source, wherein the third camera has a third (large) aperture, wherein the third camera additionally detects the reflected light of the light source and determines the associated color value at least for the points of the inspection line in a certain range of the inspection line, wherein the evaluation device compares the viewing angle of the third camera with the viewing angle of the first camera and/or the viewing angle of the second camera for each point of the certain region of the inspection line and, for the corresponding point of the certain region, uses those second color values of the first camera, the second camera, and the third camera for the comparison with the certain predefined color setpoint value or the certain predefined color setpoint value range for which the difference of the associated viewing angle is greatest. As explained above, this embodiment makes it possible to obtain a large viewing angle difference since it is possible to use the color value of the camera having the minimum viewing angle and the color value of the camera having the maximum viewing angle for the comparison with the predefined color setpoint value or the color setpoint value range, for each point of the inspection line, for example.
As described above, it is furthermore advantageous when the evaluation device determines a color value difference of two color values of two certain cameras that observe the light reflected from this point, at each point of the inspection line, and compares this color value difference with a certain predefined color value difference setpoint value or a certain predefined color value difference setpoint range, optionally additionally independently of the respective viewing angle.
The comparison of the first color value and/or the second color value and/or, optionally, the third color value with the color setpoint value or the color setpoint value range is carried out in the evaluation unit, preferably on the basis of the Lab color space, which is defined by the standard EN ISO 11664-4. This color space (color model) covers the range of perceptible colors and is designed on the basis of the color-opponent theory. The Lab color space is described by a three-dimensional coordinate system, wherein the a axis describes the green fraction or red fraction of a color, the b axis describes the blue fraction or yellow fraction of a color, and the L axis describes the brightness (luminance) of the color with values between 0 and 100. This color space was previously referred to as the CIELAB color space. For the comparison of the color values or the color difference values with the color setpoint value or the color setpoint value range or with the color value difference setpoint value or the color value difference setpoint value range, it may be necessary to convert the color values transmitted to the evaluation device from the first and/or the second camera and/or the third camera to the Lab color space.
The invention is explained in greater detail in the following on the basis of exemplary embodiments and/or with reference to the figures. All the features that are described and/or graphically depicted form the subject matter of the invention, either alone or in any combination, independently of their wording in the claims or their back-references.
Schematic depictions are presented in:
Figure 1        showing a first exemplary embodiment of a device accordi            ng to the invention, in a view from the front,
Figure 2        showing the exemplary embodiment according to figure 1,             in a view from the side,
Figure 3        showing a second exemplary embodiment of a device accord            ing to the invention, in a view from the front,
Figure 4        showing a diagram depicting the course of the viewing angle of each camera of the first exemplary embodiment, depending on the location of the point on the inspection line,
Figure 5        showing a diagram based on the viewing-angle course for             all cameras shown in figure 4, which depicts the course of small viewing angles and the course of large viewing angles as well as the difference thereof for the cameras according to the first exemplary embodiment, depending on the location of the point on the inspection line,
Figure 6        showing a diagram based on the course of the viewing angle of each camera of the second exemplary embodiment, depending on the location of the point on the inspection line,
Figure 7        showing a diagram based on the viewing-angle course for             all cameras shown in figure 6, which depicts the course of small viewing angles and the course of large viewing angles as well as the difference thereof for the cameras according to the second exemplary embodiment, depending on the location of the point on the inspection line,
Figure 8        showing a third exemplary embodiment of a device according to the invention during the inspection of a uniformly coated material, in a view from the front,
Figure 9        showing the exemplary embodiment according to figure 8 during the inspection of a material, which is coated non-uniformly but symmetrically relative to the optical axis of the camera, in a view from the front, and
Figure 10       showing the exemplary embodiment according to figure 8 during the inspection of a material coated in the shape of a wedge, in a view from the front.
The exemplary embodiment of a device according to the invention depicted in figure 1 shows the inspection line 1 on the surface of the material, which is shown in figure 2, in the form of a glass 2, which is provided with a surface coating (e.g., an antireflective coating or a thermal barrier coating) and which is observed by a first camera 11, a second camera 12, and a third camera 13. The material 2 is moved in the moving direction indicated by the arrow 3 (see figure 2) relative to the fixed cameras 11, 12, 13 and the light source 18, which is disposed above the surface of the material 2 and is formed, for example, by a row of LEDs arranged parallel to the inspection line, wherein said LEDs emit white light. The inspection line 1 having the width b extends transversely to the moving direction and extends across the entire width of the glass 2 such that the entire surface of the glass 2 can be inspected with regard to the color of the reflected light. The cameras 11, 12 and 13 are each designed as color cameras and as line scan cameras.
As is evident in figure 1, the first camera 11 has a first aperture 21, the second camera 12 has a second aperture 22, and the third camera 13 has a third aperture 23. The first camera 11, the second camera 12, and the third camera 13 are disposed next to one another on a rod-shaped carrier 5 (see figure 2). The first camera 11 and the second camera 12 are tilted at a certain predefined angle (the angle α1 associated with the camera 11 is indicated in figure 1) relative to the normal line on the surface of the material 2 in the plane passing through the normal line and the inspection line 1. Each of these two cameras 11, 12 can therefore detect the reflection of the light that is emitted by the light source 18 and is reflected in each point of the inspection line 1 at a different viewing angle. Figure 2 shows that the cameras 11, 12, 13 are tilted relative to the moving direction 3 such that the reflection of the light emitted by the light source 18 can also be observed on the inspection line 1 by the cameras 11, 12, 13. At this point it should be pointed out that the inspection line 1 is located in the surface of the glass 2, which differs from the schematic depiction in figure 2, wherein the inspection line 1 preferably has a certain extension on the surface in the direction transversely to the inspection line 1 in order to compensate for height differences that the glass 2 can have on the surface thereof, and to permit a color inspection to be carried out despite such height differences. To this end, it is necessary that the light from the light source 18 that is reflected on the surface in the region of the inspection line reach the respective camera 11, 12, 13.
Each camera 11, 12 and 13 detects the light that is generated by the light source 18, which is disposed above the inspection line 1, and that is reflected on the surface of the glass 2. Since the first aperture 21 of the first camera 11 and the second aperture 22 of the second camera 12 are selected to be so large that these cameras 11, 12 can view every point of the inspection line 1, the color value of each point of the inspection line 1 can be detected by the cameras 11, 12 at two different viewing angles.
In addition, the third camera 13 is disposed in the middle region of the inspection line 1, wherein said third camera detects the color value of the light reflected by the surface of the glass 2 from the points of the inspection line 1 that are located within the aperture 23 of the third camera 13, at a third viewing angle .
For example, the first camera 11 sees a first point 30 of the inspection line 1 along a first line of sight 31, the second camera 12 sees the first point 30 along a second line of sight 32, and the third camera 13 sees this point along a third line of sight 33. The light reflected from the surface of the glass 2 is therefore detected by the first camera 11 at a first viewing angle, which is formed by the line of sight 31 with the normal line S in this point 30, by the second camera at a second viewing angle, which is formed by the line of sight 32 with the normal line S in this point 30, and by the third camera 13 at a third viewing angle, which is formed by the line of sight 33 with the normal line S in this point 30.
Correspondingly, the light reflected by a second point 40 of the inspection line 1 is detected by the first camera 11 at a viewing angle that is formed by a first line of sight 41 with the normal line S in this point 40, by the second camera 12 at a second viewing angle that is formed by the second line of sight 42 with the normal line S in this point 40, and by the third camera 13 at a third viewing angle that is formed by the third line of sight 43 with the normal line S in this point 40.
The color values determined by the cameras 11, 12, 13 for all points of the inspection line 1 are transmitted to the evaluation unit, which is not shown. This evaluation unit compares the color values determined for the respective points, i.e., for example, the color values determined for the first point 30 and the second point 40, with the predefined color setpoint values or color setpoint value ranges, wherein such a color setpoint value range comprises, for example, a certain blue range or green range. If the color values determined by the cameras for all points of the inspection line are located in the predefined color setpoint value range, then the coated glass 2 is free of defects. If it is determined that deviations exist for at least one point of the inspection line, for which two color values are detected from two different viewing directions, by means of a comparison of these two color values for this point with the predefined color setpoint value or the predefined color setpoint value range, then a defect type 2 is present.
In addition, an analysis is carried out for at least one constant viewing angle to determine whether the determined color values are located in a color setpoint value or color setpoint value range that is predefined for the particular viewing angle or viewing angle range. In this manner it can be determined whether a defect type 1 is present.
The comparison of the determined color values with the color setpoint value or the color setpoint value range is preferably carried out in the Lab color space. To this end, the color values are converted into a value according to the Lab color space by the particular camera 11, 12, 13 itself or this conversion is carried out before the comparison by the evaluation device.
Figure 4 shows the viewing angle of the cameras (axis 61) depending on the position of the point on the inspection line 1 (see axis 62). The curve 71 shows that the viewing angle of the reflected light that is observed from the points of the inspection line 1 by the first camera 11 changes from an angle of approximately 20° for a point on the left side of the inspection line 1 shown in figure 1 to approximately 58° for a point on the right side of the inspection line 1 in figure 1. Correspondingly, the viewing angle for the camera 12 decreases from left to right along the inspection line 1 from approximately 58° to 20° (see curve 72). The middle viewing angle range detected by the third camera extends between approximately 18° and 35° (see curve 73).
The diagram in figure 5 illustrates the evaluation on the basis of small and large viewing angles and on the basis of the viewing angle difference. To this end, the viewing angles of each camera 11, 12, 13 in each point are compared with one another by the evaluation device.
The curve 74 shows the respective largest (maximum) viewing angles in each point of the inspection line 1, which are located between approximately 58° and 42°, and which are generated in the left subregion by the second camera (see curve 72 in figure 4) and in the right subregion by the first camera (see curve 71 in figure 4). The smallest (minimum) viewing angles in each point of the inspection line 1, which are shown in curve 75 of figure 5, are formed in a first left region by the first camera (see curve 71 in figure 4), in a middle region by the third camera (see curve 73 in figure 4), and in a right region by the second camera. In order to cover the largest possible viewing angle range, the color values of the camera associated with the particular viewing angle that form the largest viewing angle depicted in curve 74 are compared with the corresponding, predefined color setpoint value or the color setpoint value range, for each point of the inspection line 1. In an analogous manner, the color values of the camera associated with the particular viewing angle that form the smallest viewing angle depicted in curve 75 are compared with the corresponding, predefined color setpoint value or the color setpoint value range, for each point of the inspection line 1.
In a further exemplary embodiment, the viewing angle difference between the respective largest viewing angle depicted in curve 74 and the respective smallest viewing angle depicted in curve 75 is calculated, for each point of the inspection line 1. This yields the curve 76 in figure 5. Furthermore, the difference between the color values associated with the respective cameras is determined, i.e., for example, the difference between the color values of the second camera and the first camera in a left region of the inspection line 1, the difference between the color values of the second camera and the third camera and then the difference between the color values of the first camera and the third camera in a middle region, and the difference between color values of the first camera and the second camera in a right region. These differences are then investigated (optionally by referring to the respective viewing angle difference depicted in curve 76) to determine whether the color value differences are located in a predefined color value difference setpoint value range.
If a deviation of the difference between the respective color value for the largest viewing angle difference and the respective color value for the smallest viewing angle from the color value difference setpoint value or the color value difference setpoint value range is found at one point or several points of the inspection line, then a defect type 2 is present. 
If the objective is to then determine whether defect type 1 is present, the color value must be determined for the same viewing angle of the first camera, the second camera, and the third camera. For a certain viewing angle, the color inspection can be carried out for points of the inspection line at which, for example, the curves 74 and 75 in figure 5 are intersected by horizontal lines. The color inspection can be carried out for a plurality of sets of identical viewing angles that extend across the entire width of the inspection line, which can be illustrated by means of a parallel displacement of the intersection lines. The color values determined for the sets of identical viewing angles can be compared with the certain predefined color setpoint value or the certain predefined color setpoint value range in order to determine whether a defect type 1 is present anywhere across the entire width of the inspection line.
The statements made regarding the curve 75 also apply, with limitation, to the curve 74. However, for the viewing angles depicted in curve 74, the angular range is larger and only two cameras are used.
Figure 3 shows a second exemplary embodiment of a device according to the invention comprising a first camera 11', a second camera 12', a third camera 13', a fourth camera 14', a fifth camera 15', and a sixth camera 16', which are disposed next to one another on a carrier 5 and detect the light, along the inspection line 1', that was emitted by the linear and white light source, which is not shown, and that was reflected by the surface of the coated glass 2. Each camera is tilted at an angle relative to the normal line on the inspection line, for example the first camera 11' is tilted at an angle α1', the second camera 12' is tilted at a second angle α2', the fourth camera 14' is tilted at an angle α4', and the fifth camera 15' is tilted at a fifth angle α5'. The inclination angles of the third camera 13' and the sixth camera 16' are not shown. In a manner analogous to the first exemplary embodiment, all the cameras 11', 12', 13', 14', 15', 16' have large apertures, thereby enabling these cameras to detect the reflected light of a large region of the inspection line 1' at various viewing angles. The respective viewing angle range can be found in the diagram presented in figure 6 depending on the location, wherein the viewing angle range of the first camera 11' is illustrated by the curve 81, the viewing angle range of the second camera 12' is illustrated by the curve 82, the viewing angle range of the third camera 13' is illustrated by the curve 83, the viewing angle range of the fourth camera 14' is illustrated by the curve 84, the viewing angle range of the fifth camera 15' is illustrated by the curve 85, and the viewing angle range of the sixth camera 16' is illustrated by the curve 86. In a manner analogous to the procedure that was described with reference to the diagram shown in figure 5, it is also possible, with this device according to the invention, to only use those color values of the camera-in a pointwise manner-for the comparison with a color setpoint value or a color setpoint value range that have a large viewing angle (cf. curve 87 in figure 7) and/or a small viewing angle (cf. curve 88 in figure 7) for a certain point of the inspection line 1'. In a manner analogous to the above-described procedure, it is also possible to use only a difference between the color values for the large viewing angles shown in curve 87 and the small viewing angles shown in curve 88 (see curve 89 in figure 7) for the comparison with a corresponding color value difference setpoint value range.
Additional measuring devices 50 can be disposed on the carrier of the device according to the invention, which is depicted in figure 3, wherein said measuring devices investigate the glass 2 for the presence of further defects, such as optical defects, bubbles, inclusions, and scratches, for example. High-resolution cameras are preferably used for this purpose. 
Figures 8 to 10 will be referred to in the following in order to describe what further statements can be made regarding the quality of a coating 2A of a glass material 2B using a device according to the invention having a single camera 11''.
The camera 11'' is situated perpendicularly above the glass material 2B provided with the coating 2A, 2A', 2A'' and above the non-illustrated inspection line, which extends on the surface of the coating 2A, 2A', 2A'' and has, inter alia, the points 91, 92, 93, 94. The camera 11'' has an aperture that is so large that the glass material provided with the coating can be investigated by the camera 11'' along the entire width thereof. The non-illustrated light source (see the explanations provided for figure 2) is disposed above the coated glass material, at a slant relative to the camera 11''.
The conditions are simplest when the camera 11'' looks down perpendicularly onto the coated glass material, as illustrated in figures 8 to 10. Specifically, the camera 11'' observes, for example, the light from the light source that is reflected at the points 91, 92 of the inspection line at the same viewing angle along the lines of sight 101 and 102. The light from the light source that is reflected at the points 93 and 94 is detected at various viewing angles along the lines of sight 103 and 104. 
The coating 2A depicted in figure 8 has a uniform thickness, and therefore defect type 1 is not present. Given the same layer thickness and the same viewing angles (see points 91, 92 and lines of sight 101 and 102), the color values are the same. The color values can be different at different viewing angles (see points 92, 93, 94 and lines of sight 102, 103, 104). It cannot be unambiguously determined whether defect type 1 or 2 is present. It is only possible to identify a color deviation from the predefined setpoint value or setpoint value range. In particular, it not possible to investigate the entire surface with regard to the defect type 2, wherein at least two color values for different viewing angles are detected for each point of the coated glass, as can be carried out with the exemplary embodiments depicted in figures 1 and 3.
Figure 9, which follows, shows a non-uniform coating 2A', which is symmetrical with respect to the optical axis of the camera 11''.
In this variant of a coating, identical color values are determined at identical viewing angles (see points 91, 92 and lines of sight 101 and 102), even though defect type 1 is present. Different color values are detected at different viewing angles (see points 92, 93, 94 and lines of sight 102, 103, 104). Defect type 2 can be identified in a manner analogous to figure 8 for two separate points, independently of the cause thereof.
The case of a wedge-shaped coating 2A'' should also be considered, which is depicted in figure 10.
Different color values are determined at the same viewing angles (see points 91, 92 and lines of sight 101 and 102) and color values that are clearly different are detected at different viewing angles (see points 92, 93, 94 and lines of sight 102, 103, 104). In this coating variant as well, defect type 2 can be identified for two separate points, in a manner analogous to that depicted in figure 8, across the entire width independently of the cause thereof.
In all, the detection of a color deviation at different viewing angles is initially independent of defect type 1 or 2. If there are great color deviations along the inspection line or the surface of the coated material to be investigated, this is entirely unsuitable for a facade, for example. 
A color deviation that is independent of the defect type can be easily determined with a camera having a corresponding aperture. Such a result is sufficient for many practical cases.  In order to rule out defect type 1, however, at least two cameras must be used, which look at different points of the glass at the same viewing angle and determine that the color values are the same.
List of reference characters
1, 1'                           inspection line
2                               glass with coating on the surface
2A, 2A', 2A''                   coating
2B                              material (glass)
3                               arrow (moving direction)
5                               carrier
11, 11', 11''                   first camera
12, 12'                         second camera
13, 13'                         third camera
14'                             fourth camera
15'                             fifth camera
16'                             sixth camera
18                              light source
21                              first aperture of the first camera 11
22                              second aperture of the second  camera 12
23                              third aperture of the third camera 13
31, 32, 33                      line of sight
41, 42, 43                      line of sight
30, 40                          point on inspection line 1
50                              additional measuring device
61                              axis (viewing angle in degrees)
62                              axis (position of the point on the                                                      inspection line 1, 1' in millimeters)
71, 72, 73, 74, 75, 76          curve 
81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89      curve
91, 92, 93, 94                  point on the inspection line
101, 102, 103, 104              line of sight
α1, α1'                       inclination angle of the first camera 11,                                       11' relative to the normal line on the surface
α2'                            inclination angle of the second camera 12,
relative to the normal line on the surface
α4'                            inclination angle of the fourth camera 14',
relative to the normal line on the surface
α5'                            inclination angle of the fifth camera 15',
relative to the normal line on the surface
b                               width of the inspection line 1
S                               normal line on the surface of the glass 2
Claims
1.      A device for inspecting a material (2) provided with a coated surface, preferably glass, comprising 
a light source (18) that is disposed above the surface and emits light in a predefined wavelength range in the direction of the surface,
and at least one first camera (11, 11', 11'', 14'), wherein the first camera (11, 11', 11'', 14') is set up to determine a color value of the detected light, 
wherein the first camera (11, 11', 11'', 14') is disposed above a line, which is located on the surface, is tilted relative to the light source, and has a first aperture (21) such that
light from the light source (18) that is reflected by a first point of the line can be detected at a first viewing angle and the light reflected by a second point of the line, which is spaced apart from the first point, can be detected separately at a second viewing angle, wherein the at least one first camera (11, 11', 11'', 14') determines a first color value of the light reflected by the first point and a second color value of the light reflected by the second point,
wherein an evaluation device is provided, which is connected to the first camera (11, 11', 11'', 14') and compares the first color value and the second color value, or the difference between the two, with a certain predefined color setpoint value or with a certain predefined color setpoint value range.
2.      The device according to claim 1, characterized in that the evaluation device is set up such that the difference of the first color value of the first point of the line and the second color value of the second point of the line is compared with the certain predefined color setpoint value or the certain predefined color setpoint value range, wherein the first point and the second point are observed by the camera at the same or approximately the same viewing angle.
3.      The device according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one second camera (12, 12', 15') is provided, wherein the second camera (12, 12', 15') is also set up to determine a color value of the detected light,
wherein the second camera (12, 12', 15') is disposed above the line located on the surface and is tilted relative to the light source, wherein the second camera (12, 12', 15') has a second aperture (22) such that light from the light source (18) that is reflected by each point of the line is preferably detected simultaneously by the first camera (11, 11', 11'', 14') and by the second camera (12, 12',15'), wherein the first camera (11, 11', 11'', 14') and the second camera (12, 12', 15') each determine the color value of the light reflected by each point of the inspection line, wherein the evaluation device connected to the first camera and the second camera uses the color values of the first camera and the second camera at each point of the inspection line to perform a comparison with the certain predefined color setpoint value or the certain predefined color setpoint value range. 
4.      The device according to any one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device also evaluates the color value of the light reflected by various points of the line depending on the associated viewing angle.
5.      The device according to any one of the preceding claims, characterized in that the first camera (11, 11', 11'', 14') and the at least one second camera (12, 12', 15') are disposed on a common carrier (5).
6.      The device according to any one of the preceding claims, characterized in that the first camera (11, 11', 11'', 14') and/or the at least one second camera (12, 12', 15') are each a line scan camera or an area scan camera.
7.      The device according to any one of the preceding claims, characterized in that the first viewing angle and the second viewing angle differ by at least 10°, preferably by at least 15°, particularly preferably by at least 20°.
8.      The device according to any one of the preceding claims, characterized in that the material (2) can be moved relative to the first camera (11, 11', 11'', 14') and the second camera (12, 12', 15') and the light source (18) in the direction of a feed direction (3), wherein the light source (18) and/or the first camera (11, 11', 11'', 14') and/or the second camera (12, 12', 15') are preferably tilted in the feed direction or counter to the feed direction.
9.      The device according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one third camera (13, 13', 16') is provided, which is set up to determine a color value of the detected light, wherein the third camera (13, 13', 16') is disposed above the line and tilted relative to the light source (18), wherein the third camera has a third aperture such that the reflected light of the light source (18) can be additionally detected and the associated color value can be determined, at least for the points of the line in a certain range of the line, 
wherein the evaluation device compares the viewing angle of the third camera with the viewing angle of the first camera (11, 11', 11'', 14') and/or the viewing angle of the second camera (12, 12', 15') for each point of the certain region of the line and, for the corresponding point of the certain region, uses those second color values of the first camera (11, 11', 11'', 14'), the second camera (12, 12', 15'), and the third camera (13, 13', 16') for the comparison with the certain predefined color setpoint value or the certain predefined color setpoint value range for which the difference of the associated viewing angle is greatest.
10.     The device according to any one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device determines a color value difference of two color values of two certain cameras that observe the light reflected from this point, at each point of the line, and compares this color value difference with a certain predefined color value difference setpoint value or a certain predefined color value difference setpoint range.
11.     A method for inspecting a material (2) provided with a coated surface, preferably glass, wherein
a light source (18) that is disposed above the surface and emits light in a predefined wavelength range in the direction of the surface,
and at least one first camera (11, 11', 11'', 14') are provided, wherein the first camera (11, 11', 11'', 14') is set up to determine a color value of the detected light, wherein the first camera (11, 11', 11'', 14') is disposed above a line located on the surface, at a slant relative to the light source, and has a first aperture (21), having the following steps of:
・separately detecting, by means of the first camera (11, 11', 11'', 14'), the light from the light source (18) that is reflected by a first point of the line at a first viewing angle and the light from the light source that is reflected by a second point of the line,which is spaced apart from the first point, at a second viewing angle, wherein the first camera determines a first color value of the light reflected by the first point and a second color value of the light reflected by the second point,
・wherein, by means of an evaluation device, which is connected to the first camera (11, 11', 11'', 14'), the first color value and the second color value or the difference between the two are compared with a certain predefined color setpoint value or a certain predefined color setpoint value range.
12.     The method according to claim 11, characterized in that at least one second camera (12, 12', 15') is provided, wherein the second camera (12, 12', 15') is also set up to determine a color value of the detected light,
wherein the second camera (12, 12', 15') is disposed above the line located on the surface and is tilted relative to the light source, wherein the second camera (12, 12', 15') has a second aperture (22), wherein light from the light source (18) that is reflected by each point of the line is preferably detected simultaneously by the first camera (11, 11', 11'', 14') and by the second camera (12, 12',15'), and the color value of the light reflected by each point of the line is determined and is compared, by the evaluation device, with the certain predefined color setpoint value or the certain predefined color setpoint value range.
13.     The method according to claim 11 or 12, characterized in that the evaluation device also evaluates the color value of the light reflected by various points of the line depending on the associated viewing angle.
14.     The method according to claims 11 to 13, characterized in that at least one third camera (13, 13', 16') is provided, which is set up to determine a third color value of the detected light, wherein the third camera (13, 13', 16') is disposed above the line and at a slant relative to the light source (18), wherein the third camera (13, 13', 16') has a third aperture (23), wherein the third camera (13, 13', 16') additionally detects the reflected light of the light source (18) and determines the associated color value at least for the points of the line in a certain range of the line, wherein the evaluation device compares the viewing angle of the third camera (13, 13', 16') with the viewing angle of the first camera (11, 11', 11'', 14') and/or the viewing angle of the second camera (12, 12', 15') for each point of the certain region of the line and, for the corresponding point of the certain region, uses those second color values of the first camera (11, 11', 11'', 14'), the second camera (12, 12', 15'), and the third camera (13, 13', 16') for the comparison with the certain predefined color setpoint value or the certain predefined color setpoint value range for which the difference of the associated viewing angle is greatest.
15.     The method according to any one of claims 11 to 14, characterized in that the evaluation device determines a color value difference of two color values of two certain cameras that observe the light reflected from this point, at each point of the line, and compares this color value difference with a certain predefined color value difference setpoint value or a certain predefined color value difference setpoint range.
1. Abstract:
Device for Inspecting a Material Provided with a Coated Surface and 
Related Method
The invention refers to a device for inspecting a material (2) provided with a coated surface, preferably glass, which can be carried out in a simple and cost-effective manner. The device comprises a light source (18) that is disposed above the surface and emits light in a predefined wavelength range in the direction of the surface, and at least one first camera (11, 11', 11'', 14'), wherein the first camera (11, 11', 11'', 14') is set up to determine a color value of the detected light, wherein the first camera (11, 11', 11'', 14') is disposed above a line, which is located on the surface, is tilted relative to the light source, and has a first aperture (21) such that light from the light source (18) that is reflected by a first point of the line can be detected at a first viewing angle and the light reflected by a second point of the line, which is spaced apart from the first point, can be detected separately at a second viewing angle, wherein the at least one first camera (11, 11', 11'', 14') determines a first color value of the light reflected by the first point and a second color value of the light reflected by the second point, wherein an evaluation device is provided, which is connected to the first camera (11, 11', 11'', 14') and compares the first color value and the second color value, or the difference between the two, with a certain predefined color setpoint value or with a certain predefined color setpoint value range. Furthermore, a method for color inspection is proposed.
2. Representative Drawing
Fig. 1
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