PL172759B1 - Method of and apparatus for inspecting transparent materials - Google Patents

Method of and apparatus for inspecting transparent materials

Info

Publication number
PL172759B1
PL172759B1 PL93308462A PL30846293A PL172759B1 PL 172759 B1 PL172759 B1 PL 172759B1 PL 93308462 A PL93308462 A PL 93308462A PL 30846293 A PL30846293 A PL 30846293A PL 172759 B1 PL172759 B1 PL 172759B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
camera
transparent material
defects
laser light
illuminated
Prior art date
Application number
PL93308462A
Other languages
English (en)
Other versions
PL308462A1 (en
Inventor
Yann Jutard
Jean-Jacques Sacre
Original Assignee
Thomson Csf
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson Csf filed Critical Thomson Csf
Publication of PL308462A1 publication Critical patent/PL308462A1/xx
Publication of PL172759B1 publication Critical patent/PL172759B1/pl

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/38—Concrete; Lime; Mortar; Gypsum; Bricks; Ceramics; Glass
    • G01N33/386—Glass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/892—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
    • G01N21/896—Optical defects in or on transparent materials, e.g. distortion, surface flaws in conveyed flat sheet or rod
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8829—Shadow projection or structured background, e.g. for deflectometry
    • G01N2021/8832—Structured background, e.g. for transparent objects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8887—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/892—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
    • G01N21/896—Optical defects in or on transparent materials, e.g. distortion, surface flaws in conveyed flat sheet or rod
    • G01N2021/8962—Optical defects in or on transparent materials, e.g. distortion, surface flaws in conveyed flat sheet or rod for detecting separately opaque flaws and refracting flaws
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/892—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
    • G01N21/896—Optical defects in or on transparent materials, e.g. distortion, surface flaws in conveyed flat sheet or rod
    • G01N2021/8967—Discriminating defects on opposite sides or at different depths of sheet or rod
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/10—Scanning
    • G01N2201/102—Video camera

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

1. S posób w ykryw ania defektów m aterialu przezroczystego, w którym m aterial przezroczy- sty osw ietla sie sw iatlem pochodzacym z co naj- m niej jednego zródla sw iatla, kieruje sie to sw iatlo do kam ery, obserw uje sie przekrój m ate- rialu i analizuje sie otrzym any obraz, znamienny tym, ze m aterial przezroczysty (2) um ieszcza sie prostopadle do kam ery (4) pom iedzy n ia i jasn y m tlem (7) usytuow anym w polu w idzenia kam ery (4) i stanow iacym baze kontrastow a, to jasn e t l o (7) osw ietla sie rów nom iernie, pow ierzchnie m a- terialu przezroczystego (2) osw ietla sie z boku sw iatlem bocznym w yrózniajacym elem enty zaklócajace (11) od defektów (5) i kam era (4) przedstaw ia sie sekw encje obrazów przekroju m aterialu przezroczystego (2) oraz w yróznia sie i lokalizuje defekty (5) w ystepujace w przekroju m aterialu przezroczystego (2) w idoczne na obra- zie jak o ciem ne plam y. (1 3 ) B1 (21 ) Numer zgloszenia: 308462 FIG.2 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazkujest sposób i urządzenie do wykrywania defektów materiału przezroczystego stosowane przy zautomatyzowanej kontroli przemysłowej prowadzonej techniką otrzymywania obrazów na wyjściu z linii produkęyjnei.
z~\ . r i · i-’_ - - i _ _ _ i - ___x_ ’_i__ _____lilii i
Ogólnie rzecz biorąc kontrola materiału przezroczystego, na przykład szkła, ma na celu wykrycie i zlokalizowanie defektów zwanych również “wtrąceniami” powstającymi na etapie produkcji szkła. Wpływ tych defektów na jakość wyprodukowanego szkła zależy od ich liczby, kształtu i norm narzuconych producentowi w zależności od przewidywanego zastosowania szkła.
Defekty te mają rozmaity charakter, a do podstawowych zaliczane są defekty takie jak pęcherz i węzeł.
W przypadku defektów typu pęcherzy sąto pęcherzyki gazu uwięzione w stopionym materiale, których kształty mogąprzybierać zarówno postać kuli jak i mocno wydłużonego włókna o stosunku długości do szerokości przekraczającym dziesięć.
W przypadku defektów typu węzła sąto braki jednorodności podstawowych składników, co prowadzi do powstania widocznej w szkle cząsteczki.
Wielkość i kształt tych wtrąceń są zmienne i zależą od materiału i głębokości ich umiejscowienia w materiale, ich wielkość z reguły nie przekracza milimetra, przy czym maksymalna rozdzielczość wynosi około jednej dziesiątej milimetra.
Automatyczna analiza jakości materiału, czyli automatyczne wykrywanie defektów materiału, ma bezpośredni wpływ na jego produkcję. Analiza taka umożliwia odrzucenie produktów wadliwych, jak też stworzenie niezawodnej statystyki liczby i wielkości defektów w celu wprowadzania zmian różnych parametrów produkcji materiału.
W znanych urządzeniach kontrolnych stosowany jest system składający się ze źródła światła, na przykład lasera, oświetlającego poddawany kontroli przezroczysty materiał. Po przejściu przez materiał promienie świetlne są analizowane przez urządzenie detekcyjne reagujące na promieniowanie świetlne, na przykład kamerę CCD, i umożliwiają wykrywanie i lokalizację głębokości położenia ewentualnych defektów.
Stosowanie urządzeń obserwacyjnych do kontroli przezroczystych materiałów, a zwłaszcza szkła, jestjednak ograniczone brakiem skuteczności odróżniania zanieczyszczeń powierzchniowych, na przykład pyłów, które osiadły na powierzchni poddawanego kontroli materiału, od wtrąceń będących defektami produkcyjnymi zatopionymi w masie materiału. Występowanie pyłów na powierzchni materiału jest faktycznie przyczyną niedokładności w przypadku stwierdzenia rzeczywistego defektu w masie materiału umiejscowionej w pobliżu jego powierzchni. Pyły w pobliżu źródła światła dają odblask i mogą uniemożliwić dostrzeżenie ewentualnego defektu występującego w pobliżu powierzchni.
Z drugiej strony niektóre defekty o wydłużonym kształcie nie dają odblasku w momencie gdy pada na nie wiązka światła i w związku z tym nie są wykrywane.
Urządzenie według japońskiego zgłoszenia patentowego nr 61-207 953 opublikowanego w tomie 001 nr 037 (P-543) z 4 lutego 1987 “Patent Abstracts of Japon”, wykonuje omiatanie powierzchni szkła poziomą wiązką laserową i kontroluje rozproszenie tej wiązki w celu odróżnienia osadu na powierzchni szkła od wtrącania. W tym rozwiązaniu badany materiał jest oświetlony z góry strumieniem światła i z boku wiązką światła laserowego. Do komputera dochodzą sygnały przetwarzane ze światła przepuszczanego przez badany materiał i z wiązki światła laserowego odbitego od wtrącenia na powierzchni badanego materiału. Komputer analizuje obie informacje i kasuje te odchylenia które zostały spowodowane zanieczyszczeniami znajdującymi się na powierzchni kontrolowanego materiału. To urządzenie odróżniające ma skomplikowaną budowę ponieważ wymaga zastosowania lasera i czujników przystosowanych do uwzględniania odchylenia wiązki.
Zjapońskiego zgłoszenia patentowego nr 62-32345 znanejest rozwiązanie w którym badany materiał jest oświetlany z boku pod kątem 30° do 45°, a odbity obraz jest rejestrowany przez kamerę umieszczoną prostopadle do kontrolowanego materiału. W przypadku wystąpienia w materiale defektu, jest on dobrze widoczny, natomiast w przypadku wystąpienia zanieczyszcze4
172 759 nia na powierzchni, widoczny jest tylko jego zarys, ewentualnie takie zanieczyszczenie nie jest widoczne.
Z amerykańskiego opisu patentowego nr 3 814 946 znany jest sposób wykrywania defektów w materiale przezroczystym lub półprzezroczystym w postaci płytki, polegający na oświetleniu materiału z obu stron tak, że oba źródła światła w połączeniu z fotodetektorem stanowią dwa systemy optyczne. Pierwszy z tych systemów wykrywa wewnętrzne usterki za pomocą wią zki światła przechodzącej poprzez płytkę. Drugi system wykrywa usterki powierzchniowe za pomocą światła odbitego od powierzchni kontrolowanej płytki.
Z europejskiego zgłoszenia patentowego nr 0 315 697 znane jest urządzenie do wykrywania defektów w płycie materiału. W tym rozwiązaniu skaner optyczny w sposób cykliczny skanuje badaną płytę prostopadle do kierunku przesuwu kontrolowanego materiału. Zmiany promieni wywołane defektem są przekształcane na sygnały elektryczne i następnie kierowane do komputera, w którym są dokładnie analizowane.
Z niemieckiego zgłoszenia patentowego nr 3 926 349 znane jest optyczne urządzenie do kontrolowania materiału przezroczystego zawierającego źródło światła i układ oświetlający kierujący światło na kontrolowany materiał. Wiązka światła ze źródła światłajest kierowana na kontrolowany materiał a następnie wiązka odbita i wiązka przechodząca przez materiał, dochodzą do układu odbierającego zawierającego obiektyw i kamerę. Następnie wiązki światła są przetworzone na sygnał elektryczny, który jest analizowany w układzie przetwarzania danych, gdzie jest określane i oceniane położenie defektu w materiale.
Celem wynalazkujest opracowanie prostego sposobu i urządzenia do wykrywania defektów.
Sposób wykrywania defektów materiału przezroczystego, w którym materiał przezroczysty oświetla się światłem pochodzącym z co najmniej jednego źródła światła, kieruje się to światło do kamery, obserwuje się przekrój materiału i analizuje się otrzymany obraz, według wynalazku charakteryzuje się tym, że materiał przezroczysty umieszcza się prostopadle do kamery pomiędzy nią i jasnym tłem usytuowanym w polu widzenia kamery i stanowiącym bazę kontrastową, to jasne tło oświetla się równomiernie, powierzchnię materiału przezroczystego oświetla się z boku światłem bocznym wyróżniającym elementy zakłócające od defektów i kamerąprzedstawia się sekwencję obrazów przekroju materiału przezroczystego oraz wyróżnia się i lokalizuje defekty występujące w przekroju materiału przezroczystego widoczne na obrazie jako ciemne plamy.
Korzystnie dodatkowo przez materiał przezroczysty przepuszcza się pod kątem laserową wiązkę światła przechodzącą na wylot i omiatającą, i tworzy się w polu widzenia kamery płaską ukośnie skierowaną kurtynę świetlną i pokazuje się kamerą szereg obrazów rejestrujących kolejne przekroje materiału przezroczystego.
Korzystnie przy przetwarzaniu danych uzyskanych na podstawie obrazów zarejestrowanych przez kamerę wzajemnie koreluje się ciemne plamy odpowiadające defektom występującym w przekroju materiału przezroczystego z przetężeniami świetlnymi wywołanymi przez laserową wiązkę światła padającą na wtrącenia.
Korzystnie oblicza się głębokość położenia defektów oświetlonych laserową wiązką światła na podstawie jego usytuowanie względem dwóch promieni utworzonych przez przecięcie się laserowej wiązki światła z materiałem przezroczystym i wyznacza się położenie defektów w trzech wymiarach.
Korzystnie przemieszcza się materiał przezroczysty na szynach przenośnika podpierającego materiał przezroczysty pod stanowiskiem detekcji i lokalizacji, w płaszczyźnie poziomej i uwidacznia się kolejne przekroje materiału przezroczystego.
Korzystnie wzajemnie koreluje się dane położenia defektów uzyskane na wielu obrazach.
Urządzenie do wykrywania defektów materiału przezroczystego zawierające kamerę połączoną z komputerem i laserowe źródło światła, gdzie materiał przezroczystyjest umieszczony pomiędzy laserowym źródłem światła i kamerą, kamerajest umieszczona prostopadle do materiału przezroczystego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawierajednolicie oświetlonejasne tło umieszczone w stosunku do kamery za materiałem przezroczystym i pokrywające pole widze172 759 nia kamery oraz źródło wiązki światła z boku materiału przezroczystego, przy czym laserowe źródło światła jest połączone z układem optycznym kształtującym płaską wiązkę światła laserou/prrn Imrhmo ćnn^lna u \,<u a\.a*a aax r’ lwiuią.
Korzystnie laserowe źródło światłajest umieszczone za materiałem przezroczystym w stosunku do kamery.
Korzystnie urządzenie zawiera dwa połączone ze sobą stanowiska wykrywania i lokalizacji, przy czym drugie stanowisko stanowi lustrzane odbicie stanowiska pierwszego.
Zaletą rozwiązania według wynalazkujest możliwość zlokalizowania defektu materiału w trzech wymiarach oraz określenie przybliżonej jego wielkości w sposób łatwy i przy użyciu prostego urządzenia.
Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonaniajest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie według wynalazku przedstawione schematycznie w widoku z góry, fig. 2 przedstawia schemat urządzenia według wynalazku widoku z boku, z ukazaniem schematu optycznego oraz tła, fig. 3 przedstawia fragment badanego materiału z zaznaczeniem analizowanego przekroju, fig. 4 przedstawia fragment badanego materiału z uwidocznieniem przebiegu promieni świetlnych.
Urządzenie do wykrywania defektów składa się ze stanowiska 1 detekcji i lokalizacji defektów w układzie trójwymiarowym X, Y, Z. Przezroczysty materiał 2 umieszcza się na podajniku, utworzonym przez dwie równoległe szyny 3! i 32podpierające materiał 2 i poddaje się kontroli w miarę jego prostopadłego przemieszczania się w stosunku do stanowiska 1 wykrywania i lokalizacji defektów, przy czym podajnik przemieszcza się wzdłuż osi X w kierunku wskazanym strzałką. Stanowisko 1 przekazuje jeden lub szereg nie pokazanych tu obrazów kolejnych przekrojów materiału 2.
Fig. 2 przedstawia przykład wykonania urządzenia według wynalazku w widoku z boku. Na fig. 2 podajnik z szynami 3,i 32 nie jest pokazany. Urządzenie składa się z kamery 4 dającej czarno-biały obraz, w której wykorzystano na przykład czujniki typu CCD, obserwującej przezroczystość kontrolowanego materiału 2. W zależności od układu optycznego kamera 4 pokrywa zmienny obszar materiału z określoną rozdzielczością. Regulacja obiektywu kamery 4 stanowi kompromis między polem widzenia sięgającym na głębokość około kilku milimetrów w głąb materiału 2 i powiększeniem zapewniającym wykrywanie defektu 5 przy maksymalnej rozdzielczości rzędu jednej dziesiątej milimetra.
Kamera 4 jest zainstalowana prostopadle do górnej powierzchni 6 materiału 2.
Z tyłu materiału 2, w pewnej od niego odległości, umieszczone jestjasne, słabo oświetlone tło 7. Obraz w kamerze 4 obejmuje strefę obserwacji materiału odpowiadającą grubości przekroju materiału 2, a kamera 4 nie jest bezpośrednio oświetlona światłem pochodzącym ze źródła oświetlającego jasne tło 7. W celu uzyskania równomiernego oświetlenia tła 7 umieszczone są wokół niego neonówki 81 i 82, przez co powierzchnia tła 7 rozprasza padająca na nią światło. Może być ona wykonana z białego papieru. Jasne tło 7 stanowi w rzeczywistości płaszczyznę, której jednolity kontrast służyjako baza kontrastowa. Tak więc w przypadku tła 7 z białego papieru, kamera 4 przekazuj e całkowicie biały obraz odpowiadający przekroj owi przezroczystego materiału 2 całkowicie pozbawionemu defektów 5. Natomiast każdy defekt 5 występujący w masie materiału 2 jest postrzegany jako ciemna plama na jasnym tle 7.
Z boku materiału 2 usytuowane jest źródło światła dające na przykład poziomą wiązkę białego światła 92. Ukierunkowanie wiązek światła 9ji 92 padających na gornąpowierzchnię 6 materiału 2 jest ustalone w taki sposób, że prawie nie wnikają one w materiał 2, co pozwala uniknąć oświetlenia defektów 5 usytuowanych w pobliżu powierzchni 6. Oświetlenie uzyskuje się na przykład za pomocą neonówek o małej mocy. Są one umieszczone w urządzeniu oświetlającym 101i 1O2 tak, aby wszystkie wysyłane wiązki światła były do siebie praktycznie równolegle. Urządzenie oświetlające 1O1 i 102 składa się na przykład z dwóch ustawionych równolegle płaskich powierzchni spełniających rolę optycznej prowadnicy wiązek światła. Takie oświetlenie ma na celu oświetlenie górnej powierzchni 6 materiału 2. W ten sposób wszystko, co znajduj e
172 759 się na powierzchni w zasięgu kamery 4 zostaje oświetlone i w kamerze 4 daje efekt zwiększonej jasności oświetlenia.
ΤΛ'Τ'τχΓτχα/ΐντι ofiarno mot^nohi O
--- - ,J |JUM1VU pVZjlviJJV^V VL> ” 1W1 VXJliU 11JUIV1IUXU X.
ΤΉΛΤηπ ΤΑΛίΓηΐΛτ τη nirsnnnTnń 4»-A4lrv IMUZjUU IWllllLL· ZjU0LUOUWaV ZJAWI V światła o takiej długości fali promieni padających wysyłanych przez to źródło, iz nie wnikająone w materiał 2 o danym wskaźniku załamania. W takim przypadku detektory kamery 4 są dostosowane do wykrywania światła o takiej długości fali. Na obrazie przekazywanym przez kamerę 4 płyty 11 znajdujące się na górnej powierzchni 6 materiału 2 mają wygląd bądź jaśniejszych punktów, na przykład białych, odcinających się na jasnym tle 7, które moZe być lekko szare, słuZącym jako baza kontrastowa, bądź stapiają się z tłem 7.
Laserowe źródło światła 12, na przykład helowoneonowe, umieszczone j est pod kontrolowanym materiałem 2 podpartym centrycznie na dwóch szynach 3t i 32 między materiałem 2 i jasnym tłem 7 i wysyła wiązkę światła 13 pod określonym kątem a do dolnej powierzchni 14 materiału 2. Źródło światła laserowego 12 jest połączone ze znanym, nie pokazanym tu, układem optycznym kształtującym płaską wiązkę. Układ te jest na przykład utworzony przez siatkę optyczną tak, aby wiązka laserowa światła 13 wysyłana przez źródło 12 uległa rozproszeniu w jednym kierunku. W przypadku, gdy materiał 2 nie jest płaski tylko lekko wklęsły pochylone usytuowanie lasera 12 w stosunku do dolnej powierzchni 14 materiału 2 umoZliwia zastosowanie tylko jednej kamery 4.
Na figurze 3 materiał 2 jest oświetlony laserowym źródłem 12 w układzie odniesienia X-Y Z. Wyregulowana za pomocą wspomnianego wyZej układu optycznego laserowa wiązka 13 tworzy świetlną kurtynę, której odpowiada strefa zakreskowana, o odpowiedniej grubości, pokrywającą się w kaZdym momencie z ukośnym przekrojem materiału 2.
Na figurze 4 jest przedstawiony materiał 2 w przekroju częściowym i połoZenie lasera 12 w stosunku do materiału 2. Laserowa wiązka 13 wysyłana przez laserowe źródło 12 przechodzi na wylot przez przezroczysty materiał 2 i tworzy kąt a z dolnąpowierzchmą 14 materiału 2. KaZda z powierzchni 6 i 14 materiału 2, przez które w punktach A i B przechodzi laserowa wiązka 13, widnieje na obrazie jako pozioma linia, lub krzywa, w zaleZności od krzywizny materiału 2, jaśniejsza w stosunku do tła 7. Odległość między kaZda z tych linii słuZy za punkt odniesienia dla obliczenia głębokości połoZenia defektu 5 w materiale 2, którego grubość wyznaczają dwie linie. W ten sposób wysokość płaszczyzny przekroju materiału uwidaczniona przez kamerę 4 w materiale 2 jest wyznaczona przez odcinek AB pokazany jako przecięcie laserowej wiązki 13 z przezroczystym materiałem 2. Promienie a i b zaznaczone na fig. 4 liniami kropkowymi są ubocznymi produktami laserowej wiązki 13, powstałymi na skutek rozproszenia przy przejściu przez granice powietrze/szkło i szkła/pawietrze, wykrytymi przez kamerę 4. Dzięki ich rozszczepieniu kamera 4 jest chroniona przed nadmiarem światła. Z drugiej strony układ taki pozwala uniknąć wielokrotnych odbić w zakresie widma widzianego, jednocześnie nie pochłaniając nadmiernie promieniowania. Pochylenia lasera 12 pod kątem apozwala ponadto zwiększyć rozdzielczość pomiaru głębokości połoZenia defektu 5, przy czym odcinek AB jest dłuZszy w stosunku do odcinka przechodzącego prostopadle przez materiał 2. Kąt a wynosi na przykład 45°, powyZej której to wartości rozdzielczość dla błędu względnego pomiaru połoZenia defektu 5 maleje.
Informacje uzyskane ze stanowiska 1 umoZliwiają zlokalizowanie defektu w trójwymiarowym układzie X, Y, Z poprzez generowanie ich obrazu. Luminacja usterki 5 pozwala ponadto wyznaczyć w przybliZeniu jej wielkość.
Przy pracy kamery' 4 z prędkośe;eą25 obrazów na sekundę i maksymalnej prędkości równomiernego przesuwu 5 cm na sekundę, usterka 5 przemieszcza się o 2 mm na kaZdym obrazie.
Prędkość równomiernego przesuwu jest powiązana z częstotliwością rejestracji obrazów przez kamerę 41 kompromis między róZnymi oświetleniami wprowadzanymi w obecnym wynalazku pozwala dobrać najlepsząjakość obrazów.
Obrazy zarejestrowane podczas przemieszczania się przezroczystego materiału 2 podpartego na szynach 3, i 32 przenośnika w stosunku do stanowiska 1 kontroli i lokalizacji umoZliwia uzyskanie z kolejnych obrazów informacji przydatnych do analizy.
172 759
Luminacja umożliwia dostrzeżenie defektów 5 mających postać ciemnych plam najasnym tle 7 służącym jako baza, współrzędne X, Y charakterystycznych pikseli defektów 5, czyli ciemnpi rdornv r\r\--7Tiralaiq net .....|_/ALA±AAjj LA Ο L litr» ilxv a» zi — — ·· - - juviuajviuv ιχνχνινιιχ
Π55 λΚ na obrazie, przemieszczenie tych pikseli na kolejnych następujących po sobie obrazach, na przykład dziesięciu, umożliwiają wzajemne powiązanie informacji zawartych na tych obrazach i przetężenia występujące, gdy laserowa wiązka 13 napotyka defekty 5 umożliwiają obliczenie, za pomocą nie pokazanego tu komputera, głębokości jej położenia w materiale 2.
W celu odróżnienia ciemnych plam reprezentujących defekty 5 odjasnego tła 7 jak również ewentualnie silnego odblasku powodowane przez pyły 11, komputer wykorzystuje na przykład metodę obliczeń dla przyjętej wartości progowej i/lub wykrywania konturów.
Z drugiej strony, w oparciu o rozmaite zebrane informacje, sposób polega na tym, że na kolejnych obrazach prowadzona jest w przekroju materiału 2 ciągła obserwacja defektu 5 podczas jego przejścia przez laserową wiązkę 13, mającej najpierw postać ciemnego, a następnie świecącego punktu, oraz pyłów 11 widzianych w postaci punktów jaśniejszych od tła 7 lub stopionych z jednolitym tłem 7. W ten sposób korzystnie z redundancji informacji stwarza większą szansę wykrycia usterek 5.
Przetwarzanie obrazu w komputerze koncentruje się na przypuszczalnie bezpośredniej strefie defektu 5 w celu uwzględnienia jej kształtu, luminacji itd. Dla dokładnej analizy tej strefy wykorzystywanyjest na przykład algorytm prognostyczny wykorzystujący metodę korelacji statystycznej.
Wynalazek nie ogranicza się do sposobu i urządzenia kontrolnego opisanych szczegółowo powyżej. Opisany został zwłaszcza podajnik doprowadzający kontrolowany przezroczysty materiał, który przechodzi prostopadle do stanowiska obserwacyjnego. Można jednak, nie wychodząc poza ramy wynalazku, zastosować również ruchome stanowisko obserwacyjne gdzie badany materiał pozostaje w stałym położeniu. Taki układ jest szczególnie interesujący w przypadku kontroli dużych elementów.
Ponadto oświetlenie poziome białym światłem i oświetlenie jasnego tła można uzyskać ze źródeł światła innych podobnie jak w przypadku czujnika kamery, przy czym istotnym ograniczeniem, którego należy przestrzegać jest zapewnienie ogólnego oświetlenia umożliwiającego odróżnienie przez kamerę powierzchniowych elementów zakłócających od wytrąceń.
Jest również całkowicie możliwe, nie wychodząc poza ramy wynalazku, połączenie ze stanowiskiem wykrywania i lokalizacji drugiego staniowiącego lustrzane odbicie identycznego stanowiska w celu wykrywania powierzchniowych elementów zakłócających na dolnej powierzchni materiału.
172 759
172 759
FIG.4
172 759
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (9)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wykrywania defektów materiału przezroczystego, w którym materiał przezroczysty oświetla się światłem pochodzącym z co najmniej jednego źródła światła, kieruje się to światło do kamery, obserwuje się przekrój materiału i analizuje się otrzymany obraz, znamienny tym, że materiał przezroczysty (2) umieszcza się prostopadle do kamery (4) pomiędzy nią i jasnym tłem (7) usytuowanym w polu widzenia kamery (4) i stanowiącym bazę kontrastową, to jasne tło (7) oświetla się równomiernie, powierzchnię materiału przezroczystego (2) oświetla się z boku światłem bocznym wyróżniającym elementy zakłócające (11) od defektów (5) i kamerą(4) przedstawia się sekwencję obrazów przekroju materiału przezroczystego (2) oraz wyróżnia się i lokalizuje defekty (5) występujące w przekrojumatenału przezroczystego (2) widoczne na obrazie jako ciemne plamy.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowo przez materiał przezroczysty (2) przepuszcza się pod kątem laserową wiązkę światła (13) przechodzącą na wylot i omiatającą i tworzy się w polu widzenia kamery (4) płaskąukośnie skierowaną kurtynę świetlną i pokazuje się kamerą (4) szereg obrazów rejestrujących kolejne przekroje materiału przezroczystego (2).
  3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że przy przetwarzaniu danych uzyskanych na podstawie obrazów zarejestrowanych przez kamerę (4) wzajemnie koreluje się ciemne plamy odpowiadające defektom (5) występującym w przekroju materiału przezroczystego (2) z przetężeniami świetlnymi wywołanymi przez laserową wiązkę światła (13) padającą na wtrącenia.
  4. 4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że oblicza się głębokość położenia defektów (5) oświetlonych laserowąwiązką światła (13) na podstawiejego usytuowania względem dwóch promieni utworzonych przez przecięcie się laserowej wiązki światła (13) z materiałem przezroczystym (2) i wyznacza się położenie defektów (5) w trzech wymiarach.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przemieszcza się materiał przezroczysty (2) na szynach (3b 32) przenośnika podpierającego materiał przezroczysty (2) pod stanowiskiem (1) detekcji i lokalizacji, w płaszczyźnie poziomej (X - Y) i uwidacznia się kolejno przekroje materiału przezroczystego (2).
  6. 6. Sposób według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że wzajemnie koreluje się dane położenia defektów (5) uzyskane na wielu obrazach.
  7. 7. Urządzenie do wykrywania defektów materiału przezroczystego, zawierające kamerę połączoną z komputerem i laserowe źródło światła, gdzie materiał przezroczysty jest umieszczony pomiędzy laserowym źródłem światła i kamerą, a kamera jest umieszczona prostopadle do materiału przezroczystego, znamienne tym, że zawierajędnolicie oświetlone jasno tło (7) umieszczone w stosunku do kamery (4) za materiałem przezroczystym (2) i pokrywające pole widzenia kamery (4) oraz źródło wiązki światła (9,, 92) z boku materiału przezroczystego (2), przy czym laserowe źródło światła (12) jest połączone z układem optycznym kształtującym płaską wiązkę światła laserowego tworzącą .ukośną kurtynę świetlną.
  8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że laserowe źródło światła (12) jest umieszczone za materiałem przezroczystym (2) w stosunku do kamery (4).
  9. 9. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że zawiera dwa połączone ze sobą stanowiska (1) wykrywania i lokalizacji, przy czym drugie stanowisko (1) stanowi lustrzane odbicie stanowiska (1) pierwszego.
    172 759
PL93308462A 1992-10-20 1993-10-13 Method of and apparatus for inspecting transparent materials PL172759B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9212526A FR2697086B1 (fr) 1992-10-20 1992-10-20 Procédé et dispositif d'inspection de matériau transparent.
PCT/FR1993/001015 WO1994009358A1 (fr) 1992-10-20 1993-10-13 Procede et dispositif d'inspection de materiau transparent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL308462A1 PL308462A1 (en) 1995-07-24
PL172759B1 true PL172759B1 (en) 1997-11-28

Family

ID=9434692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL93308462A PL172759B1 (en) 1992-10-20 1993-10-13 Method of and apparatus for inspecting transparent materials

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5598262A (pl)
EP (1) EP0665951B1 (pl)
JP (1) JPH08502361A (pl)
KR (1) KR950704679A (pl)
CZ (1) CZ101195A3 (pl)
DE (1) DE69307722T2 (pl)
FR (1) FR2697086B1 (pl)
PL (1) PL172759B1 (pl)
RU (1) RU95109712A (pl)
WO (1) WO1994009358A1 (pl)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5715051A (en) * 1996-10-21 1998-02-03 Medar, Inc. Method and system for detecting defects in optically transmissive coatings formed on optical media substrates
KR100532238B1 (ko) * 1997-03-10 2006-02-28 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 박판막 검사방법, 이에 사용되는 장치 및 검사시스템
GB9812091D0 (en) * 1998-06-05 1998-08-05 Glaverbel Defect detecting unit
GB2338309B (en) * 1998-06-13 2002-05-08 Neil Colin Hamilton Recognition apparatus for toughened glass
JP3330089B2 (ja) * 1998-09-30 2002-09-30 株式会社大協精工 ゴム製品の検査方法及び装置
ES2156071B1 (es) * 1999-03-01 2002-02-01 Sevilla Juan Antonio Lasso Equipo de luz coherente xenon para el control de calidad en la fabricacion del vidrio.
US6521905B1 (en) * 1999-09-22 2003-02-18 Nexpress Solutions Llc Method and device for detecting the position of a transparent moving conveyor belt
JP4647090B2 (ja) * 2000-12-13 2011-03-09 ローム株式会社 透明積層体の検査装置
RU2196299C2 (ru) * 2001-01-23 2003-01-10 Гультяев Юрий Павлович Устройство измерения характеристик прозрачных неоднородностей
US6629010B2 (en) 2001-05-18 2003-09-30 Advanced Vision Particle Measurement, Inc. Control feedback system and method for bulk material industrial processes using automated object or particle analysis
US6885904B2 (en) * 2001-05-18 2005-04-26 Advanced Vision Particle Measurement, Inc. Control feedback system and method for bulk material industrial processes using automated object or particle analysis
US7142295B2 (en) * 2003-03-05 2006-11-28 Corning Incorporated Inspection of transparent substrates for defects
DE102004005019A1 (de) * 2004-01-30 2005-08-18 Isra Glass Vision Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Tiefe eines Fehlers in einem Glasband
US7122819B2 (en) * 2004-05-06 2006-10-17 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for imager die package quality testing
DE102004026375B4 (de) * 2004-05-29 2007-03-22 Isra Glass Vision Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Detektion von Kratzern
US7199386B2 (en) * 2004-07-29 2007-04-03 General Electric Company System and method for detecting defects in a light-management film
KR101332786B1 (ko) * 2005-02-18 2013-11-25 쇼오트 아게 결함 검출 및/또는 분류 방법 및 장치
US7567344B2 (en) * 2006-05-12 2009-07-28 Corning Incorporated Apparatus and method for characterizing defects in a transparent substrate
US7369240B1 (en) 2006-07-20 2008-05-06 Litesentry Corporation Apparatus and methods for real-time adaptive inspection for glass production
US7551274B1 (en) 2007-02-28 2009-06-23 Lite Sentry Corporation Defect detection lighting system and methods for large glass sheets
US7940382B2 (en) * 2007-03-16 2011-05-10 Asahi Kasei Chemicals Corporation Method for inspecting defect of hollow fiber porous membrane, defect inspection equipment and production method
US7800749B2 (en) * 2007-05-31 2010-09-21 Corning Incorporated Inspection technique for transparent substrates
DE102007037812B4 (de) 2007-08-10 2023-03-16 Carl Zeiss Optotechnik GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Detektion von Oberflächenfehlern eines Bauteils
JP5491518B2 (ja) * 2008-11-25 2014-05-14 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 可撓性ウェブ洗浄用装置及び方法
JP4796160B2 (ja) * 2009-02-27 2011-10-19 三菱重工業株式会社 薄膜の検査装置及び検査方法
DE102010021853B4 (de) 2010-05-28 2012-04-26 Isra Vision Ag Einrichtung und Verfahren zur optischen Überprüfung eines Gegenstands
IT1402103B1 (it) * 2010-10-08 2013-08-28 Università Di Pisa Metodo e dispositivo per rilevare la posizione geometrica di un difetto in un oggetto
CN103250047A (zh) * 2010-12-09 2013-08-14 旭硝子株式会社 玻璃带内缺陷测定方法和玻璃带内缺陷测定系统
JP5874139B2 (ja) * 2011-12-01 2016-03-02 国立大学法人東京工業大学 膜材料の欠陥の光学的観察方法および装置
US9790465B2 (en) 2013-04-30 2017-10-17 Corning Incorporated Spheroid cell culture well article and methods thereof
DE102013107215B3 (de) * 2013-07-09 2014-10-09 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines Spiegelsubstrat-Rohlings aus Titan-dotiertem Kieselglas für die EUV-Lithographie, sowie System zur Positionsbestimmung von Defekten in einem Rohling
DE202014102853U1 (de) 2014-06-23 2014-07-14 Oliver Gabriel Vorrichtung zur Detektion der optischen Güte einer transparenten Materialoberfläche sowie deren Verwendung
EP3212759A1 (en) 2014-10-29 2017-09-06 Corning Incorporated Cell culture insert
JP2017532971A (ja) 2014-10-29 2017-11-09 コーニング インコーポレイテッド 細胞培養集合体を生成するためのマイクロウェル設計および製造
PL3652292T3 (pl) 2017-07-14 2025-09-01 Corning Incorporated Naczynie do hodowli komórkowej 3d i sposoby hodowli komórkowej 3d
JP7245222B2 (ja) 2017-07-14 2023-03-23 コーニング インコーポレイテッド 手動又は自動で培地を交換するための３ｄ細胞培養容器
US11857970B2 (en) 2017-07-14 2024-01-02 Corning Incorporated Cell culture vessel
JP7171695B2 (ja) 2018-07-13 2022-11-15 コーニング インコーポレイテッド 液体培地送達面を含む側壁を有するマイクロキャビティ皿
CN111065725B (zh) 2018-07-13 2024-03-29 康宁股份有限公司 包括具有互联的壁的微板的流体装置
WO2020013845A1 (en) 2018-07-13 2020-01-16 Corning Incorporated Cell culture vessels with stabilizer devices
ES2942576T3 (es) 2018-11-20 2023-06-02 Simulacions Optiques S L Dispositivo de verificación de un circuito integrado con un emisor optoelectrónico, sistema de fabricación y procedimiento de verificación y de fabricación correspondiente
EP3838470A1 (de) * 2019-12-17 2021-06-23 Bystronic Laser AG Fremdteil- und schlackendetektion an einem arbeitstisch
TWI880009B (zh) * 2020-08-04 2025-04-11 美商康寧公司 用於檢查材料的方法
CN113899760B (zh) * 2021-09-30 2025-01-21 长沙韶光铬版有限公司 一种玻璃基板的检测方法、装置、电子设备及存储介质

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2042526A (en) * 1932-09-01 1936-06-02 Libbey Owens Ford Glass Co Sheet glass inspection apparatus
US3519362A (en) * 1968-03-12 1970-07-07 Ppg Industries Inc Glass color streak detector including a flexible background material biased against the glass
US3814946A (en) * 1972-12-04 1974-06-04 Asahi Glass Co Ltd Method of detecting defects in transparent and semitransparent bodies
JPS61207953A (ja) * 1985-03-12 1986-09-16 Nec Corp 自動外観検査装置
JPS6232345A (ja) * 1985-08-02 1987-02-12 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd 欠点検出装置
DE3611574A1 (de) * 1986-04-07 1987-10-08 Georg Markthaler Vorrichtung zur qualitaetskontrolle
WO1988009497A1 (fr) * 1987-05-27 1988-12-01 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Detecteur discriminateur de defauts pour materiaux translucides en feuilles
DE3816392A1 (de) * 1988-05-13 1989-11-23 Ver Glaswerke Gmbh Verfahren zur bestimmung der optischen qualitaet von flachglas oder flachglasprodukten
DE3926349A1 (de) * 1989-08-09 1991-02-14 Sick Optik Elektronik Erwin Optische fehlerinspektionsvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE69307722T2 (de) 1997-06-12
EP0665951A1 (fr) 1995-08-09
FR2697086A1 (fr) 1994-04-22
KR950704679A (ko) 1995-11-20
WO1994009358A1 (fr) 1994-04-28
US5598262A (en) 1997-01-28
JPH08502361A (ja) 1996-03-12
EP0665951B1 (fr) 1997-01-22
FR2697086B1 (fr) 1994-12-09
PL308462A1 (en) 1995-07-24
RU95109712A (ru) 1996-12-27
DE69307722D1 (de) 1997-03-06
CZ101195A3 (en) 1996-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL172759B1 (en) Method of and apparatus for inspecting transparent materials
US7382457B2 (en) Illumination system for material inspection
US7760350B2 (en) Glazing inspection
US5125741A (en) Method and apparatus for inspecting surface conditions
US6175645B1 (en) Optical inspection method and apparatus
KR102386192B1 (ko) 워크 피스들에서의 결함 검출을 위한 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품
US6011620A (en) Method and apparatus for the automatic inspection of optically transmissive planar objects
US5459330A (en) Process and device for the inspection of glass
US4630276A (en) Compact laser scanning system
US8941825B2 (en) Container inspection
JPH0674907A (ja) 透明板状体の欠点検出方法
EP0071202A1 (en) Method and apparatus for optically inspecting a moving web of glass
US7006212B2 (en) Electrical circuit conductor inspection
KR20140117613A (ko) 투명 글래스의 체적 내의 결함을 식별하기 위한 장치 및 방법과 장치의 사용 방법
CA2615117C (en) Apparatus and methods for inspecting a composite structure for inconsistencies
CN103858000A (zh) 在透明材料中材料瑕疵的可靠侦检方法及装置
JP4847128B2 (ja) 表面欠陥検査装置
US11415528B2 (en) Method and apparatus for automated in-line inspection of optically transparent materials
JPH1062354A (ja) 透明板の欠陥検査装置及び欠陥検査方法
WO1996005503A1 (en) Device for testing optical elements
JP2016102776A (ja) 検査装置、及び検査方法
JPS5837551A (ja) 材料ウエブの検査方法及び装置
KR200250993Y1 (ko) 투과형물체내부의불균일검사장치
JP2007010640A (ja) 表面欠陥検査装置
JP4002139B2 (ja) 非破壊検査装置