用于識(shí)別透明片體內(nèi)的缺陷部位的裝置和方法以及該裝置的使用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于識(shí)別透明的片(10)，優(yōu)選玻璃片體內(nèi)的缺陷部位的裝置(11)。裝置(11)包括光照機(jī)構(gòu)(12)，利用其將入射光(20)對(duì)準(zhǔn)片(10)的表面的至少一部分以照射片(10)；以及圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)(14、16)，由片(10)反散射的光(22)對(duì)準(zhǔn)該圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)以通過(guò)圖像技術(shù)檢測(cè)片(10)。裝置(11)構(gòu)造用于在不同拍攝條件下產(chǎn)生至少兩個(gè)干涉圖像，以便借助評(píng)估該至少兩個(gè)干涉圖像能夠?qū)崿F(xiàn)或執(zhí)行對(duì)缺陷部位的識(shí)別。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于識(shí)別透明片體內(nèi)的缺陷部位的裝置和方法以及該裝置 的使用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明通常涉及在制造和/或加工透明片，優(yōu)選玻璃片時(shí)的質(zhì)量管理，尤其是識(shí) 別在片體內(nèi)的缺陷部位或缺陷。

【背景技術(shù)】
[0002] 缺陷檢查在玻璃制造中通常通過(guò)成像式的光學(xué)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此，測(cè)試對(duì)象的材 料缺陷借助例如基于明視場(chǎng)方法或暗視場(chǎng)方法的對(duì)該測(cè)試對(duì)象的照射并且借助鏡片系統(tǒng) 成像在(XD芯片上。在計(jì)算機(jī)單元中評(píng)估由此產(chǎn)生的圖像，并且基于圖像信息來(lái)判斷這是 否是玻璃缺陷并且在必要時(shí)判斷是哪一類(lèi)玻璃缺陷。這個(gè)系統(tǒng)的缺陷靈敏度依賴(lài)于拍攝單 元的像素分辨率、對(duì)象的分辨率以及信噪比。
[0003] 通常實(shí)施為行掃描式照相機(jī)（Zeilenkamera)的圖像傳感器的數(shù)據(jù)率是有限的。 具有例如25至50kHz的水平頻率的行掃描式照相機(jī)可以用于15至30m/min的測(cè)試對(duì)象的 進(jìn)給。在此，通常使用光照通道。因此，在使用多個(gè)通道時(shí)需要多個(gè)照相機(jī)工作臺(tái)。
[0004] 產(chǎn)品線的進(jìn)給的提高會(huì)導(dǎo)致在對(duì)每個(gè)圖像行的保持不變的照射的情況下可供使 用的光較少，由此會(huì)降低信噪比。為了避免這種變差，備選地可以降低在進(jìn)給方向上的像素 分辨率。但因此降低了缺陷靈敏度。
[0005] 較高的光學(xué)分辨率在光學(xué)成像系統(tǒng)中會(huì)導(dǎo)致景深（SchSffemiefe )減小，其至少 應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)于所檢驗(yàn)的測(cè)試對(duì)象的玻璃厚度。由于在運(yùn)送時(shí)的容差以及由于玻璃的可能的彎 曲，一般來(lái)說(shuō)甚至需要較大的景深。
[0006] 因此，為了例如每像素低于20 μ m的分辨率以及例如每分鐘35米的進(jìn)給，成像系 統(tǒng)將是復(fù)雜、難以操控且昂貴的。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)公知了用于就缺陷部位對(duì)物體的外表面或體內(nèi)執(zhí)行檢驗(yàn)的方法。
[0008] JP 4576962 B2示出了一種用于檢測(cè)測(cè)試對(duì)象的缺陷部位，例如平的覆層的厚度 由于異物導(dǎo)致的波動(dòng)的方法。為此，光照射到測(cè)試對(duì)象上并分析反散射光。分析以對(duì)反散 射光的偏光分量的評(píng)估為基礎(chǔ)。
[0009] W0 2006/108137 A2示出了借助如下系統(tǒng)來(lái)探測(cè)玻璃片中的瑕疵，該系統(tǒng)將激光 二極管的光對(duì)準(zhǔn)待檢驗(yàn)的玻璃片并且對(duì)從該玻璃片的前側(cè)和背側(cè)作為干涉圖案反散射到 行掃描儀上的光進(jìn)行評(píng)估。
[0010] 在公知的方法中有問(wèn)題的是，所用的行掃描儀具有以測(cè)試對(duì)象的量級(jí)的傳感器表 面。此外，測(cè)得的圖像由于污染通常在測(cè)試對(duì)象中不存在缺陷部位的情況下也提供圖案，從 而使得對(duì)圖像的自動(dòng)評(píng)估可能是有錯(cuò)的。此外，由于較小的缺陷部位導(dǎo)致的圖案可能基于 樣本幾何結(jié)構(gòu)與置放其上的圖案不利地迭合，從而使得缺陷部位無(wú)法被可靠地識(shí)別出。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的任務(wù)在于提供對(duì)透明片體內(nèi)的缺陷部位的識(shí)別，其可以有效避免錯(cuò)誤地 工作并且可以廉價(jià)地實(shí)現(xiàn)。
[0012] 該任務(wù)以最令人驚奇地簡(jiǎn)單的方式通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的主題來(lái)解決。有利的設(shè)計(jì) 方案以及改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明。只要在技術(shù)上合理可行，改進(jìn)方案的特點(diǎn)可以 彼此組合。
[0013] 本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種用于識(shí)別透明片，優(yōu)選玻璃片體內(nèi)的缺陷部位的裝 置，其中，該片可以是面式的、大致呈矩形的物體。該片可以平坦地、隆起地或任意地成形。 借助該裝置通常可以檢測(cè)到并識(shí)別出在對(duì)象的外壁或體內(nèi)的缺陷部位。
[0014] 該裝置可以包括用于照射的光照機(jī)構(gòu)。借助該光照機(jī)構(gòu)，光可以對(duì)準(zhǔn)片的表面的 一部分或整個(gè)表面。光照機(jī)構(gòu)尤其可以構(gòu)造用于照射在進(jìn)給方向上相對(duì)光照機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的 片。因此，入射光作為光條照射到該片上，其中，光條照射該片的整個(gè)寬度。在此，將該片橫 向于進(jìn)給方向的尺寸理解為寬度。
[0015] 入射光可以是光點(diǎn)，其照射i)部分區(qū)域或ii)整個(gè)片。在i)的情況下，該光點(diǎn)掃 描橫向于進(jìn)給方向掃描該片。
[0016] 此外，該裝置還可以包括圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)，由對(duì)象反散射的光對(duì)準(zhǔn)該圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu) 來(lái)在圖像技術(shù)上檢測(cè)該片。反散射光接下來(lái)被理解為，在照射該片之后，通過(guò)入射光與片的 交互作用，優(yōu)選借助在該片上的反射或衍射，在圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)的方向上偏斜的光。圖像檢測(cè) 機(jī)構(gòu)可以構(gòu)造用于產(chǎn)生至少兩個(gè)，優(yōu)選電子或數(shù)字的圖像。
[0017] 該裝置可以構(gòu)造用于產(chǎn)生在不同拍攝條件下的至少兩個(gè)干涉圖像，以便借助評(píng)估 這至少兩個(gè)干涉圖像來(lái)識(shí)別缺陷部位或使缺陷部位的識(shí)別成為可能。干涉圖像的評(píng)估可以 通過(guò)操作人員或必要時(shí)通過(guò)與圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)和/或光照機(jī)構(gòu)聯(lián)接的計(jì)算單元來(lái)執(zhí)行。
[0018] 可以將具有干涉圖案的圖像理解為干涉圖像。除了大的和中等的缺陷以外，基于 多個(gè)在不同拍攝條件下所拍攝的干涉圖像也能以有利的方式識(shí)別出小的和極小的缺陷。
[0019] 干涉圖案可以通過(guò)入射光由該片的表面或外表面以及下表面或內(nèi)表面的反射形 成。由此，反射光或反散射光具有兩個(gè)迭合的分量。因此，反射光分量的迭合可以在圖像檢 測(cè)機(jī)構(gòu)處產(chǎn)生干涉圖案。
[0020] 但是，缺陷部位的可見(jiàn)的效果很少是通過(guò)在片的缺陷部位或損壞部處的散射或折 射產(chǎn)生，而是通過(guò)該片的材料基質(zhì)的由損壞部導(dǎo)致的局部干擾產(chǎn)生。于是，缺陷圖案通過(guò)由 于局部材料干擾導(dǎo)致的波前變形及其與參考波的未受干擾的波前的迭合產(chǎn)生。
[0021] 根據(jù)實(shí)施方式，用于識(shí)別缺陷部位的裝置可以構(gòu)造用于通過(guò)干涉圖像的比對(duì)來(lái)識(shí) 別缺陷部位或使缺陷部位的識(shí)別成為可能。缺陷部位的識(shí)別可以通過(guò)操作人員或在必要時(shí) 通過(guò)計(jì)算單元來(lái)執(zhí)行。
[0022] 干涉圖像的比對(duì)優(yōu)選可以通過(guò)測(cè)定干涉圖像間的差異產(chǎn)生。為此，可以使用在時(shí) 間上依次地或必要時(shí)同時(shí)地產(chǎn)生的干涉圖像。
[0023] 干涉圖像的比對(duì)也可以通過(guò)在一個(gè)或多個(gè)圖像屏幕上示出干涉圖像產(chǎn)生，從而通 過(guò)操作人員來(lái)測(cè)定干涉圖像間的差異。
[0024] 比對(duì)在不同拍攝條件下所產(chǎn)生的干涉圖像例如可以表明，由于缺陷導(dǎo)致的干涉結(jié) 構(gòu)相對(duì)于該片的基礎(chǔ)干涉結(jié)構(gòu)更快地變化。這些圖像包含不同的圖案，這些圖案總地允許 在接下來(lái)的圖案識(shí)別出中可以很有幫助的圖示。
[0025] 基于比對(duì)多個(gè)在不同拍攝條件下所拍攝的干涉圖像，除了大的和中等的缺陷以 夕卜，有利地也可以識(shí)別出小的和極小的缺陷。例如可以識(shí)別出〈50 μ m的核心尺寸的固體內(nèi) 含物，以及〈150 μ m的核心尺寸的氣體內(nèi)含物。
[0026] 在一系列在不同拍攝條件下所產(chǎn)生的多個(gè)干涉圖像中，在其中一個(gè)干涉圖像中的 干涉圖案可以理解為期望值，該期望值對(duì)于其余干涉圖案來(lái)說(shuō)被用作參考。期望值可以分 別與其余圖像的干涉圖案進(jìn)行比對(duì)。
[0027] 缺陷的特征可以在于，在不同圖像中的干涉圖案與期望值有偏差。該偏差可以相 力口，從而可以探測(cè)到小的缺陷并且可以詳細(xì)地檢測(cè)較大的缺陷。
[0028] 干涉圖像的比對(duì)可以包括其余圖像的相應(yīng)的干涉圖案與期望值之間的差形成、相 關(guān)性或相似性的檢驗(yàn)。
[0029] 有利地，通過(guò)污物以及污斑在差圖像中的保持不變的特性可以區(qū)分它們。此外，通 過(guò)比對(duì)多個(gè)干涉圖像也可以識(shí)別出缺陷，這些缺陷在單個(gè)干涉圖像中由于干涉波的很小的 強(qiáng)度或振幅并且由于缺陷干涉圖案與基礎(chǔ)圖案不利的迭合而難以看到。
[0030] 缺陷部位必要時(shí)也可以通過(guò)測(cè)定在干涉圖像中的干擾來(lái)識(shí)別。為此，例如可以檢 驗(yàn)干涉圖像是否存在干涉圖案相對(duì)于未受干擾的干涉圖案或相對(duì)于在干涉圖像的未受干 擾區(qū)域中的干涉圖案的改變或干擾。未受干擾的干涉圖案可以由不存在導(dǎo)致干涉的缺陷部 位的片體內(nèi)區(qū)域產(chǎn)生。但是，在缺陷部位周?chē)獯┻^(guò)與未受干擾的區(qū)域不同的路徑，從而 使得由于其而出現(xiàn)片折射率的不均性的缺陷部位導(dǎo)致干涉圖案的改變或干擾。
[0031] 為了識(shí)別出缺陷部位，相對(duì)于片的光學(xué)成像，干涉圖像是非常有利的：
[0032] -在干涉圖像中由缺陷部位所導(dǎo)致的干擾比缺陷部位還大例如10或12倍。由此， 較小的光學(xué)分辨率就足夠觀察到缺陷部位。
[0033] -相較于材料缺陷，對(duì)象的表面上的污物在比對(duì)多個(gè)干涉圖像時(shí)不會(huì)產(chǎn)生干擾。這 使得區(qū)分材料缺陷與表面的污物成為可能。
[0034]-與光學(xué)分辨率相比很小的干擾可以通過(guò)多次觀察以及使用相對(duì)于未受干擾的區(qū) 域中的信號(hào)變換更大的信號(hào)變換來(lái)識(shí)別。
[0035] 本發(fā)明的另一方面涉及一種用于識(shí)別透明片，優(yōu)選玻璃片體內(nèi)的缺陷部位的方 法。
[0036] 該識(shí)別可借助用以照射該片的光照機(jī)構(gòu)以及用以檢測(cè)從該片反散射的光的圖像 檢測(cè)機(jī)構(gòu)來(lái)執(zhí)行。
[0037] 借助該光照機(jī)構(gòu)可以產(chǎn)生入射光并將其對(duì)準(zhǔn)該片的表面的至少一部分，其中，光 照機(jī)構(gòu)優(yōu)選可以具有至少一個(gè)光源。
[0038] 在該方法的一個(gè)步驟中，該片可以通過(guò)光照機(jī)構(gòu)被照射，從而使得光通過(guò)該片被 散射或反散射并被對(duì)準(zhǔn)圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
[0039] 在另一步驟中，反散射光可以通過(guò)圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)被檢測(cè)。
[0040] 在另一步驟中，至少兩個(gè)干涉圖像可以通過(guò)圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)，優(yōu)選結(jié)合光照機(jī)構(gòu)在 不同拍攝條件下產(chǎn)生。
[0041] 在另一步驟中，缺陷部位可以借助評(píng)估至少兩個(gè)干涉圖像，例如通過(guò)操作人員或 通過(guò)與圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)和/或光照機(jī)構(gòu)聯(lián)接的計(jì)算單元來(lái)識(shí)別。
[0042] 光照機(jī)構(gòu)可以根據(jù)實(shí)施方式被構(gòu)造用于產(chǎn)生具有至少兩個(gè)不同波長(zhǎng)和/或波形 的光。通過(guò)使片以不同波長(zhǎng)的光照射且圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)由該片反散射的光，可以產(chǎn)生至 少兩個(gè)干涉圖像?；诖耍梢酝ㄟ^(guò)分別以與用來(lái)產(chǎn)生另一個(gè)干涉圖像或其他干涉圖像的 光的波長(zhǎng)不同的波長(zhǎng)的光產(chǎn)生干涉圖像來(lái)提供不同拍攝條件。
[0043] 干涉圖像的拍攝條件也可以通過(guò)針對(duì)相應(yīng)的干涉圖像所用的光的波形彼此不同 或有所差別的方式來(lái)區(qū)別。
[0044] 光照機(jī)構(gòu)優(yōu)選可以被構(gòu)造用于使入射光在至少兩個(gè)光照角度下對(duì)準(zhǔn)片。基于此， 可以通過(guò)分別以在與其他干涉圖像的入射光的光照角度不同的光照角度下對(duì)準(zhǔn)片的入射 光產(chǎn)生干涉圖像來(lái)提供不同的拍攝條件。
[0045]圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)尤其可以構(gòu)造用于在不同檢測(cè)角度下檢測(cè)反散射光，其中，如下角 度可理解為檢測(cè)角度，反散射光在該角度下入射到圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)上?；诖耍梢酝ㄟ^(guò)分別 在與其他干涉圖像的檢測(cè)角度不同的檢測(cè)角度下入射到圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)上的反散射光產(chǎn)生 干涉圖像來(lái)提供不同的拍攝條件。
[0046] -個(gè)干涉圖像的光照角度和檢測(cè)角度優(yōu)選可以不同于其他干涉圖像的相應(yīng)的角 度，因此以此方式可以提供不同的拍攝條件。
[0047] 根據(jù)實(shí)施方式，光照機(jī)構(gòu)被構(gòu)造用于產(chǎn)生具有至少兩個(gè)不同相位的入射光，例如 通過(guò)針對(duì)相應(yīng)的干涉圖像的入射光以光照機(jī)構(gòu)相對(duì)于片的不同距離產(chǎn)生，或通過(guò)針對(duì)相應(yīng) 的干涉圖像光照機(jī)構(gòu)經(jīng)由片至圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)的整個(gè)光徑具有不同長(zhǎng)度。
[0048] 使用多個(gè)干涉圖像能夠以有利的方式使檢驗(yàn)干涉圖像是否存在干涉圖案相對(duì)于 未受干擾的干涉圖案的改變或干擾的效率改善成為可能。因此，干涉圖像的該拍攝條件優(yōu) 選設(shè)定為使對(duì)干涉圖案的改變或干擾的識(shí)別變得容易。該識(shí)別尤其可以通過(guò)在干涉圖像的 未受干擾的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)破壞性干涉的方式變得容易或得到改善。
[0049] 根據(jù)實(shí)施方式，光照機(jī)構(gòu)具有至少一個(gè)光源，其例如構(gòu)造為鈉氣燈或激光器。光源 優(yōu)選可以具有相干長(zhǎng)度，其大于片厚度的兩倍或大于3_。
[0050] 根據(jù)另一實(shí)施方式，圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)可以具有屏幕，反散射光對(duì)準(zhǔn)該屏幕以呈現(xiàn)干 涉圖像。
[0051] 圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)能夠以有利的方式具有圖像傳感器，其被構(gòu)造為
[0052] -矩陣照相機(jī)，
[0053] -行掃描式照相機(jī)，
[0054] -具有時(shí)延積分（TDI :Time Delayed Integration)傳感器的行掃描式照相機(jī)，其 作為準(zhǔn)矩陣照相機(jī)來(lái)運(yùn)行，或
[0055] -攝影機(jī)，
[0056] 用于檢測(cè)從片反散射到圖像傳感器上的光或呈現(xiàn)在屏幕上的干涉圖像。借助矩陣 照相機(jī)、行掃描式照相機(jī)或具有TDI傳感器的行掃描式照相機(jī)，能夠以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)不 同的檢測(cè)角度。圖像傳感器被構(gòu)造用于產(chǎn)生至少兩個(gè)電子或數(shù)字的干涉圖像。
[0057] 具有TDI傳感器的行掃描式照相機(jī)在結(jié)構(gòu)類(lèi)型上是具有傳感器的高與寬的高高 寬比的矩陣照相機(jī)。通常探測(cè)器行的電荷圖像（Ladungsbild)朝向下一個(gè)探測(cè)器行進(jìn)一步 移動(dòng)并加至其上，從而總地改善了信噪比。在特定的運(yùn)行形式中，這樣的傳感器可以像矩陣 照相機(jī)那樣來(lái)讀取，這在檢驗(yàn)扁平但狹長(zhǎng)的對(duì)象時(shí)是有利的。
[0058] 圖像傳感器可以在特定時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)整個(gè)屏幕或該屏幕的分區(qū)域。在檢測(cè)分區(qū)域 時(shí)，在檢測(cè)時(shí)間結(jié)束之后也檢測(cè)整個(gè)屏幕。同樣的情況適用于片的直接圖像技術(shù)檢測(cè)，而不 使用屏幕。
[0059] 通過(guò)使用被反散射光對(duì)準(zhǔn)以在光學(xué)上呈現(xiàn)圖像的屏幕，以有利的方式實(shí)現(xiàn)了使圖 像傳感器無(wú)需直接檢測(cè)反散射光。以此方式，使用較小且較廉價(jià)的圖像傳感器。
[0060] 該裝置以有利方式可以具有與圖像傳感器和/或光照機(jī)構(gòu)聯(lián)接的計(jì)算單元。該計(jì) 算單元被構(gòu)造用于實(shí)施對(duì)干涉圖像的評(píng)估，以及測(cè)定干涉圖像中的干擾并識(shí)別缺陷部位。 備選地，干涉圖像的評(píng)估也可以通過(guò)操作人員來(lái)執(zhí)行。
[0061] 以有利的方式，圖案識(shí)別系統(tǒng)可以在計(jì)算單元上運(yùn)行，以評(píng)估干涉圖像間的差異 并測(cè)定干涉圖像中的干擾。為此，在測(cè)試或?qū)W習(xí)階段中，為圖案識(shí)別系統(tǒng)提供干涉圖像或干 涉圖案，這些干涉圖像或干涉圖案來(lái)自沒(méi)有缺陷部位的片或具有已知的缺陷部位的片。由 此，圖案識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)以識(shí)別出干涉圖像中的干擾。在提供新的干涉圖像的情況下，經(jīng) 過(guò)訓(xùn)練的圖案識(shí)別系統(tǒng)可以使用所學(xué)知識(shí)并成功識(shí)別出那些與在學(xué)習(xí)階段中所提供的干 擾類(lèi)似的干擾。
[0062] 根據(jù)實(shí)施方式，該裝置可以具有運(yùn)輸裝置，其使片相對(duì)于光照機(jī)構(gòu)和/或圖像檢 測(cè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。
[0063] 運(yùn)輸裝置以有利的方式可以具有滾輪，經(jīng)由該滾輪引導(dǎo)片。在此，滾輪可以通過(guò)驅(qū) 動(dòng)機(jī)被旋轉(zhuǎn)，以便使片向前運(yùn)動(dòng)。必要時(shí)，片也可以通過(guò)與滾輪分開(kāi)的驅(qū)動(dòng)機(jī)被向前運(yùn)動(dòng)。 [0064] 在由玻璃構(gòu)成并例如可以實(shí)施為玻璃帶的片中，由于內(nèi)部應(yīng)力產(chǎn)生了局部隆起， 這使相對(duì)于光照機(jī)構(gòu)和/或圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)的限定的位置或準(zhǔn)確的定位變得困難。為了解決 這個(gè)問(wèn)題，玻璃帶可以經(jīng)由滾輪來(lái)引導(dǎo)，從而通過(guò)彎曲向玻璃施加補(bǔ)償內(nèi)部應(yīng)力的外部應(yīng) 力。由此，可以明確限定反射部位的位置。
[0065] 根據(jù)另一實(shí)施方式，光照機(jī)構(gòu)借助可調(diào)式光源在時(shí)間上依次地產(chǎn)生具有多個(gè)不同 波長(zhǎng)的光。
[0066] 光源可以?xún)?yōu)選是應(yīng)力控制的激光二極管，其發(fā)射出具有依賴(lài)于所施加的應(yīng)力的波 長(zhǎng)的光。由此，干涉圖像能夠以在時(shí)間上依次的順序產(chǎn)生，例如通過(guò)控制光照機(jī)構(gòu)在激光二 極管上提供隨時(shí)間可變的應(yīng)力，其中，在分別對(duì)應(yīng)于特定的波長(zhǎng)的所選的時(shí)間點(diǎn)讀取圖像 傳感器。
[0067] 根據(jù)另一實(shí)施方式，光照機(jī)構(gòu)借助具有限定的光譜寬度的光源以及可調(diào)的濾波器 在時(shí)間上依次產(chǎn)生具有多個(gè)不同波長(zhǎng)的光。
[0068] 濾波器優(yōu)選可以是應(yīng)力控制的濾波器，其允許具有依賴(lài)于所施加的應(yīng)力的波長(zhǎng)的 光穿過(guò)。濾波器的變化范圍大致對(duì)應(yīng)于光源的光譜寬度。
[0069] 由此，干涉圖像能夠以在時(shí)間上依次的順序產(chǎn)生，例如通過(guò)控制光照機(jī)構(gòu)在濾波 器上提供隨時(shí)間可改的應(yīng)力，其中，在分別對(duì)應(yīng)于特定的波長(zhǎng)的所選時(shí)間點(diǎn)讀取圖像傳感 器。
[0070] 根據(jù)實(shí)施方式，光照機(jī)構(gòu)可以借助多個(gè)在空間上分開(kāi)布置的光源同時(shí)或大致同時(shí) 產(chǎn)生具有多個(gè)不同波長(zhǎng)的光。
[0071] 光照機(jī)構(gòu)優(yōu)選可以包括具有激光器或激光二極管的矩陣。光源的光的波長(zhǎng)在此可 以不同于其他光源中的每一個(gè)的光的波長(zhǎng)。圖像傳感器可以構(gòu)造用于針對(duì)每個(gè)波長(zhǎng)的光分 別提供電信號(hào)，從而可以為每個(gè)波長(zhǎng)提供單獨(dú)的干涉圖像。由此，可以同時(shí)或大致同時(shí)產(chǎn)生 干涉圖像。
[0072] 根據(jù)實(shí)施方式，光照機(jī)構(gòu)具有優(yōu)選至少2個(gè)、或5個(gè)、或10個(gè)、或50個(gè)光源。
[0073] 以有利的方式，在產(chǎn)生干涉圖像時(shí)所使用的彼此不同的波長(zhǎng)以如下方式確定，即， 使得在干涉圖像的未受缺陷部位干擾的圖像區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)破壞性的干涉。
[0074] 同時(shí)或在時(shí)間上依次發(fā)射出具有不同波長(zhǎng)的光以及通過(guò)圖像傳感器針對(duì)每個(gè)波 長(zhǎng)產(chǎn)生干涉圖像用于使得最優(yōu)的干涉圖像的選擇成為可能。該最優(yōu)的干涉圖像在未受干擾 的圖像區(qū)域內(nèi)，在所有產(chǎn)生的干涉圖像中具有最高的波消除或破壞性的干涉。
[0075] 最優(yōu)的干涉圖像的信息內(nèi)容在未受干擾的圖像區(qū)域內(nèi)非常少，這是因?yàn)槠洳痪哂?或具有很少的圖像結(jié)構(gòu)，由此使對(duì)最優(yōu)的干涉圖像中干擾的自動(dòng)測(cè)定或鑒別明顯變得容易 且商效地執(zhí)行。
[0076] 測(cè)定干擾優(yōu)選可以包括通過(guò)加權(quán)迭合干涉圖像產(chǎn)生迭合圖像。為了產(chǎn)生相應(yīng)的干 涉圖像所使用的波長(zhǎng)結(jié)合用于加權(quán)迭合的加權(quán)因子的適當(dāng)選擇可以如下這樣來(lái)確定，即， 使得在迭合圖像的未受缺陷部位干擾的圖像區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)破壞性的波迭合。
[0077] 測(cè)定適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)以及加權(quán)因子表示一種最佳化過(guò)程，其中，波長(zhǎng)和加權(quán)因子被改 變，以便盡可能在未受缺陷部位干擾的圖像區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)破壞性的波迭合。由此可以實(shí)現(xiàn)的 是，干涉幅度的和在迭合圖像的未受缺陷部位干擾的圖像區(qū)域內(nèi)最小而在迭合圖像的干擾 區(qū)域內(nèi)最大。
[0078] 在此，將干涉幅度的絕對(duì)值的和或干涉幅度的平方的和理解為干涉幅度的和。
[0079] 干涉圖像的迭合可以以像素的方式，優(yōu)選在干涉圖像通過(guò)圖像配準(zhǔn) (Bildregistrierung)而彼此協(xié)調(diào)一致之后執(zhí)行。
[0080] 以有利的方式，可以借助圖案識(shí)別系統(tǒng)在迭合圖像中以高命中機(jī)率識(shí)別出干擾。
[0081] 根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種將上面所描述的裝置用于分選具有缺陷部位的薄 玻璃或厚度小于200 μ m的玻璃的用途。利用根據(jù)本發(fā)明的裝置進(jìn)行檢驗(yàn)并根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果 進(jìn)行分類(lèi)的薄玻璃具有明顯降低的缺陷密度或缺陷數(shù)量。
[0082] 根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序當(dāng)它被裝載到計(jì)算機(jī) 中或在計(jì)算機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以實(shí)施上面所描述的方法。此外，本發(fā)明還涉及一種具有這樣的 程序的程序存儲(chǔ)介質(zhì)或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0083] 下面將借助實(shí)施例并且參照附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。在此，相同的附圖標(biāo)記表示 相同或?qū)?yīng)組件。不同實(shí)施例的特征可彼此組合。在附圖中：
[0084] 圖1示出根據(jù)第一實(shí)施方式的本發(fā)明裝置的圖示，
[0085] 圖2示出根據(jù)第二實(shí)施方式的本發(fā)明裝置的第一圖示，
[0086] 圖3示出根據(jù)第二實(shí)施方式的本發(fā)明裝置的第二圖示，
[0087] 圖4示出根據(jù)第三實(shí)施方式的本發(fā)明裝置的圖示，
[0088] 圖5a示出在25倍放大倍率下具有內(nèi)含物的透明片的干涉圖像，
[0089] 圖5b示出在100倍放大倍率下在圖5a中所用的片的顯微圖，
[0090] 圖6a示出在25倍放大倍率下具有氣泡的透明片的干涉圖像，
[0091] 圖6b示出在100倍放大倍率下在圖6a中所用的片的顯微圖，
[0092] 圖7a至7d示出在不同檢測(cè)角度下紀(jì)錄的具有金屬內(nèi)含物的透明片的干涉圖像， 以及
[0093] 圖8a與8d為在不同檢測(cè)角度下紀(jì)錄的具有氣泡的透明片的干涉圖像。

【具體實(shí)施方式】
[0094] 圖1示出根據(jù)第一實(shí)施方式的本發(fā)明裝置11的圖示。在此涉及一種玻璃對(duì)象。
[0095] 裝置11具有
[0096] -光照機(jī)構(gòu)12,利用其使入射光20對(duì)準(zhǔn)片10的表面的至少一部分以照射片10,以 及
[0097] -圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)14、16,由片10反散射的光22對(duì)準(zhǔn)該圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)以在圖像技術(shù) 上檢測(cè)片10。
[0098] 裝置11構(gòu)造用于在不同拍攝條件下產(chǎn)生至少兩個(gè)干涉圖像。借助評(píng)估這至少兩 個(gè)干涉圖像，裝置11可識(shí)別出缺陷部位。
[0099] 這些缺陷部位通過(guò)將干涉圖像進(jìn)行比對(duì)來(lái)識(shí)別。根據(jù)前述實(shí)施方式，比對(duì)基于對(duì) 干涉圖像間差異的測(cè)定。干涉圖像的評(píng)估由操作人員來(lái)實(shí)施。
[0100] 通過(guò)分別以與產(chǎn)生其他干涉圖像所用的光的波長(zhǎng)有所區(qū)別的波長(zhǎng)的光產(chǎn)生干涉 圖像來(lái)提供不同的拍攝條件。在此，這些干涉圖像同時(shí)產(chǎn)生。
[0101] 根據(jù)圖1，光照機(jī)構(gòu)具有構(gòu)造為激光器的相干光源12。借助光源12對(duì)片10進(jìn)行 垂直的同軸的照射。為此，水平射出的光20從分光器26偏斜至片10上。從片10反射回 來(lái)的光22向上經(jīng)過(guò)分光器26并由圖像傳感器16來(lái)檢測(cè)。
[0102] 分光器26具有選擇性透光性，其中，入射光20反射到片10上且從片10來(lái)的光22 穿過(guò)分光器26。
[0103] 干涉圖案經(jīng)由具有測(cè)試物的寬度的傳感器行16來(lái)檢測(cè)。不同的干涉圖案通過(guò)以 波長(zhǎng)λ ρ i = 1、2、…的照射而產(chǎn)生，這些干涉圖案以時(shí)間間隔或光譜分離的方式來(lái)觀察。
[0104] 缺陷部位通過(guò)比對(duì)這些干涉圖像來(lái)識(shí)別，其中，裝置11構(gòu)造用于實(shí)施該比對(duì)。干 涉圖像的比對(duì)通過(guò)測(cè)定干涉圖像間的差異產(chǎn)生。
[0105] 在一系列以不同波長(zhǎng)產(chǎn)生的多個(gè)干涉圖像中可以由其中一個(gè)干涉圖像來(lái)確定期 望干涉圖案，該期望干涉圖案對(duì)于其余干涉圖案而言被用做參考。將該參考圖案或期望值 以如下方式分別與其余圖像的干涉圖案進(jìn)行比對(duì)，即，從其余圖像的各自的干涉圖案扣除 期望值。
[0106] 裝置11具有運(yùn)輸裝置24,其相對(duì)于光照機(jī)構(gòu)12和圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)14、16移動(dòng)片10。 [0107] 圖2與3中示出根據(jù)第二實(shí)施方式的本發(fā)明裝置11的圖示。
[0108] 測(cè)試物的表面通過(guò)相干光源12被照射。干涉圖案經(jīng)由屏幕14以及照相機(jī)/鏡片 系統(tǒng)16來(lái)觀察。照相機(jī)16的幀率在此如下這樣選定，S卩，多次在不同光照角度下或以不同 干涉圖案來(lái)觀察每個(gè)點(diǎn)。
[0109] 片10的在時(shí)間點(diǎn)t位于部位X。處（圖3)的點(diǎn)，入射光20在光照角度或入射角 度下散射到屏幕14上，該光照角度或入射角度與反散射光22的檢測(cè)角度或反射角度Φ相 同。在此，入射角度與反射角度Φ是相應(yīng)的光束20、22相對(duì)于片10的面法線的角度。
[0110] 片1〇借助運(yùn)輸裝置24沿向前的方向移動(dòng)。因此，前述的點(diǎn)在稍晚的時(shí)間點(diǎn)t+At 位于片10的部位Xf Λ X處且入射光20在檢測(cè)角度或反射角度Φ +Λ Φ下散射到屏幕14 上。以此方式，前述的點(diǎn)在多個(gè)光照角度Φ、

【權(quán)利要求】
1. 一種用于識(shí)別透明的片（10)，優(yōu)選玻璃片，體內(nèi)的缺陷部位的裝置，所述裝置包括： -光照機(jī)構(gòu)（12)，利用所述光照機(jī)構(gòu)將入射光（20)對(duì)準(zhǔn)所述片（10)的表面的至少一 部分以照射所述片（10)，以及 -圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)（14、16)，由所述片（10)反散射的光（22)對(duì)準(zhǔn)所述圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)以通 過(guò)圖像技術(shù)檢測(cè)所述片（10)， 其中，所述裝置（11)構(gòu)造用于在不同拍攝條件下產(chǎn)生至少兩個(gè)干涉圖像，以便借助對(duì) 所述至少兩個(gè)干涉圖像的評(píng)估能夠?qū)崿F(xiàn)或執(zhí)行對(duì)缺陷部位的識(shí)別。
2. 按前述權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述裝置（11)構(gòu)造用于通過(guò)所述干涉圖 像的比對(duì)，優(yōu)選通過(guò)測(cè)定所述干涉圖像間的差異來(lái)識(shí)別缺陷部位或使對(duì)缺陷部位的識(shí)別成 為可能，其中，所述干涉圖像尤其能夠按時(shí)序或必要時(shí)同時(shí)產(chǎn)生。
3. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于， -所述光照機(jī)構(gòu)（12)構(gòu)造用于產(chǎn)生具有至少兩個(gè)不同的波長(zhǎng)和/或波形的入射光 (20)，和/或 -所述光照機(jī)構(gòu)（12)構(gòu)造用于將入射光（20)在至少兩個(gè)光照角度下對(duì)準(zhǔn)所述片 (10)，和/或 -所述圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)（14、16)構(gòu)造用于在至少兩個(gè)檢測(cè)角度下檢測(cè)反散射光（22)，和 /或 -所述光照機(jī)構(gòu)（12)構(gòu)造用于產(chǎn)生具有至少兩個(gè)不同的相位的入射光（20)， 用于在不同拍攝條件下產(chǎn)生至少兩個(gè)干涉圖像。
4. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于， -所述光照機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)光源（12)，所述光源構(gòu)造為鈉氣燈或激光器，其中，所述 光源（12)優(yōu)選具有大于所述片（10)的厚度的兩倍的或大于3mm的相干長(zhǎng)度，和/或 -所述圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括屏幕（14)，反散射光（22)對(duì)準(zhǔn)所述屏幕以呈現(xiàn)干涉圖像，和 /或 -所述圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)圖像傳感器（16)，用以檢測(cè)由所述片（10)反散射在 所示圖像傳感器（16)上的光（22)或必要時(shí)呈現(xiàn)在所述屏幕（14)上的干涉圖像，和/或 -所述裝置（11)包括與所述圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)（14、16)和/或所述光照機(jī)構(gòu)（12)聯(lián)接的 計(jì)算單元（18)，和/或 -所述裝置（11)包括運(yùn)輸裝置（24)，所述運(yùn)輸裝置將所述片（10)相對(duì)所述光照機(jī)構(gòu) (12)和/或圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)（14、16)運(yùn)動(dòng)。
5. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述圖像傳感器（16)構(gòu)造為 -矩陣照相機(jī)，和/或 -一個(gè)或多個(gè)行掃描式照相機(jī)，和/或 -具有時(shí)延積分（TDI)傳感器的作為矩陣照相機(jī)運(yùn)行的行掃描式照相機(jī)， 用于在至少兩個(gè)檢測(cè)角度下檢測(cè)反散射光（22)。
6. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述運(yùn)輸裝置（24)具有滾輪 (25)，經(jīng)由所述滾輪引導(dǎo)所述片（10)。
7. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于具有圖案識(shí)別系統(tǒng)，所述圖案識(shí) 別系統(tǒng)用于評(píng)估干涉圖像間的差異。
8. 按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述光照機(jī)構(gòu)（12)包括： -可調(diào)的光源（12)，用于在時(shí)間上依次產(chǎn)生具有多個(gè)不同的波長(zhǎng)的入射光（20)，和/或 -具有限定的光譜寬度的光源（12)以及可調(diào)的濾波器，用于在時(shí)間上依次產(chǎn)生具有多 個(gè)不同的波長(zhǎng)的入射光（20)，和/或 -多個(gè)在空間上分開(kāi)布置的光源（12)，用于同時(shí)或大致同時(shí)產(chǎn)生具有多個(gè)不同的波長(zhǎng) 的入射光（20)，和/或 -至少2個(gè)、或5個(gè)、或10個(gè)、或50個(gè)光源（12)。
9. 一種將按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置（11)用于分選具有缺陷部位的薄玻璃 或厚度小于200 μ m的玻璃的用途。
10. -種用于識(shí)別透明的片（10)，優(yōu)選玻璃片，體內(nèi)的缺陷部位的方法，所述方法借助 -光照機(jī)構(gòu)（12)，利用所述光照機(jī)構(gòu)產(chǎn)生入射光（20)并將入射光對(duì)準(zhǔn)所述片（10)的 表面的至少一部分，以及 -圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)（14、16)，所述圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)用于檢測(cè)由所述片（10)反散射的光（22)， 所述方法具有下列步驟： a) 通過(guò)所述光照機(jī)構(gòu)（12)照射所述片（10)，由此由所述片（10)反散射的光（22)對(duì) 準(zhǔn)所述圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)（14、16); b) 通過(guò)所述圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)（14、16)檢測(cè)所述反散射光（22); c) 通過(guò)所述圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)（14、16)在不同拍攝條件下產(chǎn)生至少兩個(gè)干涉圖像；以及 d) 借助評(píng)估所述至少兩個(gè)干涉圖像來(lái)識(shí)別出缺陷部位。
11. 按前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于， -通過(guò)分別相互比對(duì)所述干涉圖像來(lái)識(shí)別出缺陷部位，和/或 -測(cè)定所述干涉圖像間的差異以識(shí)別出缺陷部位，和/或 -按時(shí)序或必要時(shí)同時(shí)產(chǎn)生所述干涉圖像。
12. 按前兩個(gè)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)如下方式將所述干涉圖 像相互比對(duì)，即，由一個(gè)干涉圖像的干涉圖案形成期望值，所述期望值分別與其他干涉圖像 的干涉圖案進(jìn)行比對(duì)，其中，干涉圖像的比對(duì)優(yōu)選包括所述期望值與其余干涉圖像的相應(yīng) 的干涉圖案之間的差形成、相關(guān)性、或者相似性或差異的檢核。
13. 按前三個(gè)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，不同的拍攝條件借助下列步 驟中的至少一個(gè)步驟的實(shí)施來(lái)提供： -通過(guò)所述光照機(jī)構(gòu)（12)產(chǎn)生具有至少兩個(gè)不同的波長(zhǎng)和/或波形的入射光（20); -通過(guò)所述光照機(jī)構(gòu)（12)產(chǎn)生在至少兩個(gè)光照角度下對(duì)準(zhǔn)所述片（10)的入射光 (20)； -通過(guò)所述圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)（14、16)在不同光照角度下檢測(cè)反散射光（22); -通過(guò)所述光照機(jī)構(gòu)（12)產(chǎn)生具有至少兩個(gè)不同的相位的入射光（20)。
14. 按前四個(gè)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，實(shí)施下列步驟中的至少一個(gè) 步驟： -產(chǎn)生干涉圖像，所述干涉圖像具有未受缺陷部位干擾的圖像區(qū)域，在所述圖像區(qū)域 內(nèi)，通過(guò)入射光（20)波長(zhǎng)的相應(yīng)確定出現(xiàn)破壞性的干涉； -借助加權(quán)迭合干涉圖像產(chǎn)生迭合圖像，其中，為了產(chǎn)生干涉圖像所使用的波長(zhǎng)和加權(quán) 因子以如下方式確定，即，使所述迭合圖像的未受缺陷部位干擾的圖像區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)破壞性 的波迭合； -借助圖案識(shí)別系統(tǒng)評(píng)估或檢驗(yàn)干涉圖像和/或所述迭合圖像，以識(shí)別出缺陷部位。
15. 按前五個(gè)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于， -所述片（10)相對(duì)所述光照機(jī)構(gòu)（12)和/或圖像檢測(cè)機(jī)構(gòu)（14、16)被運(yùn)動(dòng)，和/或 -所述片（10)通過(guò)如下方式被運(yùn)動(dòng)，即，所述片通過(guò)滾輪（25)引導(dǎo)，從而優(yōu)選通過(guò)所述 片（10)的彎曲向所述片（10)施加補(bǔ)償內(nèi)部應(yīng)力的外部應(yīng)力。
16. -種計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序當(dāng)它被裝載到計(jì)算機(jī)上或在計(jì)算機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能 實(shí)施按前六個(gè)權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法。
17. -種具有按前述權(quán)利要求所述的程序的程序存儲(chǔ)介質(zhì)或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】G01N21/958GK104094104SQ201280069284
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月7日
【發(fā)明者】布魯諾·施拉德?tīng)? 弗蘭克·馬赫賴(lài), 霍爾格·維格納, 米夏埃爾·史特爾策 申請(qǐng)人:肖特公開(kāi)股份有限公司