CN103370613B - 用于检测挡风玻璃中的光学缺陷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于检测玻璃板中的光学失真的方法，所述玻璃板例如是挡风玻璃。该方法包括：用CCD传感器（8），透过挡风玻璃（2）沿大于45°的入射角（β1+β2）观察由一系列水平线条构成的测试图形（6）；在所观察到的影像中检测到线条粗度减小，突起和/或竖直偏移。出现多条邻近线条的粗度减小，突起和/或点状竖直偏移，点状缺陷沿横向直线对齐，是出现可能使透过所述玻璃板所观察的物体产生断裂的缺陷的标志。

Description

用于检测挡风玻璃中的光学缺陷的方法
技术领域
本发明涉及一种用于检测玻璃板、特别是车辆的挡风玻璃中的光学缺陷的方法。更特别地，本发明涉及一种用于检测缺陷的方法，尤其是在非平坦的、尤其是具有弯曲部的玻璃板中按照具有竖直分量的方向的缺陷。本发明还涉及一种适用于该检测方法的装置。
背景技术
所述玻璃板，更特别是弯曲的玻璃板以及还更特别是挡风玻璃，透过它们的表面的观察过程中，可能显示出不同类型的光学变形或者失真。当该失真重大时，尤其是根据在影像强烈变形并且给驾驶员造成妨碍的点上的入射角的视野可能会变形。该光学失真可能有多种起因。挡风玻璃通常由三层所构成：一层第一玻璃片层，一层聚乙烯醇缩丁醛树酯(PVB)涂层以及一层第二玻璃层。在生产中，位于周边支架上的所述两层玻璃片层，主要通过重力所组合，然后所述片层被分离并且由PVB薄膜所接合。该原先平整的玻璃板可能具有缺陷，例如一些波纹或者厚度差异。通过加热和变形的挡风玻璃成型工序也可能加剧这些缺陷和/或者产生其它的一些缺陷。
专利文件FR2556067A1公开了一种借助测试图形检测玻璃板中的失真的设备。设置并且通过照明投影仪照亮带有明暗交替的倾斜条带测试图形的屏幕。该玻璃板，更特别是挡风玻璃，被布置在所述测试图形的对面，在与测试图形的平面平行移动和旋转活动的可活动支架上，使得板的两个表面的其中之一与该测试图形相对。电荷耦合型(CCD为电荷耦合设备)的图像传感器被布置成与板的两个表面的另一个相对。由此通过图像传感器观察和记录透过该挡风玻璃的测试图形的影像。
挡风玻璃的所述可活动支架允许相对于固定的测试图形和图像传感器改变挡风玻璃的表面的角度。该可活动支架还允许改变进行测试图形观察的挡风玻璃区域。使该挡风玻璃旋转使得在挡风玻璃的观察区域和测试图形的平面之间形成角度，该设备允许模拟观察，其可与向左边或者右边看的驾驶员观察相比较，即在正常行驶的情况下观察人行道的一侧。测试图形的条带成45°角倾斜并且它们的变形由图像传感器所观察和记录，所述图像传感器适用于沿竖直的扫描线条检测明区和暗区。这种方法，特别是与交替和倾斜条带的测试图形有关，确实允许检测某些失真，但是不适用于检测大体竖直的缺陷或者至少带有竖直分量的缺陷。
专利文件US5,446,536B公开了一种装置以及一种借助光点网络检测玻璃板中的失真的方法。安放带有一系列对称地被布置成点阵结构的光点的塔形件。挡风玻璃被布置在支架上使其两个表面的其中之一面向所述塔形件，该支架允许该挡风玻璃旋转和平移。与上述的说明类似，电荷耦合型(CCD)的图像传感器固定地被布置成面对挡风玻璃的另一表面。该检测失真的原理是基于塔形件的点之间的距离变化以及经过所述的点的直线之间的角度变化。正如对于上述的说明，这种方法允许检测某些大体竖直的缺陷或者至少是带有竖直分量的缺陷。
类似地，专利文件FR2668599A1涉及借助带有菱形的测试图形检测玻璃板中的失真的设备和方法。该测试图形包括两束平行的黑色条带，所述两束条带彼此相反倾斜形成菱形。该测定的原理在于：定位构成测试图形的明区的菱形四个顶点的位置，将四个四个相组合以便构成带有正方形网格的连续网络，测量这些网格的节点的距离并且将该距离与节点处于无玻璃的同一地点的距离相比较。这种测定一方面在对角线条上的顶点之间进行并且另一方面在邻近的顶点之间进行。然而，这种方法不允许检测由沿按照竖直分量方向的缺陷所引起的失真，尤其是因为由菱形的顶点所显示出的点阵结构的粗糙。
发明内容
本发明的目的是提供一种克服上述缺点中的至少一个的检测玻璃板中的失真的方法。更特别地，本发明的目的是提供一种检测玻璃板中的失真的方法，所述玻璃板尤其是挡风玻璃，失真由沿着具有竖直分量的方向的缺陷所导致。
本发明的目的在于一种用于检测玻璃板中的光学失真的方法，所述玻璃板例如是车辆的挡风玻璃，所述方法包括以下步骤：
(a)安放测试图形并且将所述玻璃板安放在所述测试图形的对面或反面；
(b)沿相对于所述玻璃板的垂直线给定的角度透过所述玻璃板观察测试图形；
其特征在于，所述测试图形包括基本水平的线条。有利地，所述线条连续并且均匀着色。
这些测定特别适用于检测玻璃中的光学缺陷，所述光学缺陷可能在所观察到的影像中产生断裂。实际上，按照某个入射角对水平线条的观察明显地显示出缺陷，所述缺陷特别是沿相对于线条大体横向方向的玻璃波纹，这些缺陷能够在所观察图像的位置处产生沿缺陷主方向的断裂效应。
根据本发明的一个有利的实施例，观察的角度大于或者等于30°，优选大于或者等于45°，更优选大于或者等于50°。
根据本发明的另一个有利的实施例，所述玻璃板在观察所透过的区域中是弯曲的。换言之，用测试图形检查的该玻璃板部分不是平坦的而是弯曲的。优选地，按照横向的方向在挡风玻璃的半部分中进行观察，所述半部分与驾驶员相反。
再根据本发明的另一个有利的实施例，观察步骤b包括通过图像对观察进行记录。
又根据本发明的另一个有利的实施例，所述方法包括对观察进行分析的附加步骤c，所述步骤包括对测试图形的线条的粗度进行分析。
又根据本发明的另一个有利的实施例，在测试图形的观察中多条邻近的线条至少近似地沿具有竖直分量(即相对于水平线横向)的直线出现粗度的减小和/或者增加多于10％，优选30％，再更优选50％，对应于检测到可能使透过所述玻璃板所观察的物体产生断裂的缺陷。
又根据本发明的另一个有利的实施例，在对测试图形的观察中出现至少3条，优选5条，再更优选10条邻近线条的粗度减小，对应于可能使透过所述玻璃板所观察的物体产生断裂的缺陷。
又根据本发明的另一个有利的实施例，在对测试图形的观察中出现随着多条邻近线条至少近似沿具有竖直分量(即相对于水平线横向)的直线的粗度的增加而减小，对应于检测到可能使透过所述玻璃板所观察的物体产生断裂的缺陷。
又根据本发明的另一个有利的实施例，所述测试图形的邻近线条彼此间隔的距离在其粗度的一半至两倍之间。
又根据本发明的另一个有利的实施例，所述测试图形的线条具有不变的粗度。
又根据本发明的另一个有利的实施例，步骤a包括由投影仪将测试图形在屏幕上投影以及将所述玻璃板相对于投影的主轴线侧向安放。
附图说明
通过描述说明书和附图，本发明的其它特点和优点将更好理解，其中：
-图1是根据本发明的检测失真的第一构造的平面图；
-图2是根据图1的检测失真的第一构造的正视图；
-图3是根据本发明的检测失真的第二构造的平面图；
-图4是根据图3的检测失真的第二构造的正视图；
-图5是借助根据本发明的方法所检测出的缺陷的示意图；
-图6是根据图5的透过挡风玻璃所观察到的测试图形的条带的放大示意图；
-图7是由图5的缺陷所产生的失真的示意图。
具体实施方式
图1和图2示出了当透过挡风玻璃观察时检测失真的第一构造。挡风玻璃2按照车辆倾斜度α借助支架(未示出)布置。屏幕4被布置成与挡风玻璃2的前表面或者外表面相对。投影仪12优选地被布置成大体垂直于屏幕4的平面。所述投影仪12沿光束14将测试图形6投影在该屏幕4上。该挡风玻璃相对于光束14侧向布置。电荷耦合型(CCD电荷耦合设备)的图像传感器8也相对于投影仪12的光束14侧向布置并且与挡风玻璃2的后表面或者内表面相对。其纵向轴线按照角度β1朝向所投影的测试图形定向，以便能够接收从投影仪12所反射出的透过挡风玻璃2的光束10。
为了能够改变透过挡风玻璃2的观察角度而不必移动图像传感器8，使挡风玻璃绕竖直轴线相对于完全(parfaitement)横向的位置移动旋转角度β2，所述完全横向的位置即挡风玻璃的横向轴线平行于屏幕4的位置。因此透过挡风玻璃2的观察角度为β1+β2。
挡风玻璃2的定位是相对于与被测试区域的中心相对应的点O测量的，透过所述被测试区域观察测试图形6的影像。在图1中可以观察到该点在相对于竖直基准0为高度H的挡风玻璃2的高度的近似中心，并且图像传感器8被布置在同一高度处。在图2中也可以观察到点O位于挡风玻璃的右半部分(特别是对于左驾驶的车辆)，该点对应于具有最大曲率半径的挡风玻璃区域并且驾驶员被引导透过该点以较大的入射角观察车辆的外部，所述入射角通常大于45°(相对于所述挡风玻璃区域的垂直线)。由此挡风玻璃的基准点O相对于光束14的轴线间隔侧向距离L。图像传感器8相对于投影仪12的光束14的轴线间隔横向距离L’，距离L’大于距离L。相对于屏幕4平面的距离D和D’与此相同。
根据图1和2的构造是特别有利的，因为从机械的角度来看仅要求挡风玻璃2的旋转运动。实际上，投影仪12、屏幕4和图像传感器8基本保持固定不动。
测试图形6(在图1和图2中不可见)包括大体水平的平行线条。将联系图5和图6详细描述这种测试图形的好处和其为了检测失真的观察。
其次，由图像传感器8所获得和记录的影像被人为观察并且如有必要与已知的失真模型相比较或者通过电子程序、尤其是通过计算机自动分析。
图3和图4示出了为了检测失真的挡风玻璃的第二观察构造。在这种构造中，挡风玻璃2被直接布置在具有测试图形6的屏幕4和图像传感器8之间。更确切地说，该屏幕被布置在与面对挡风玻璃(未示出)的一侧相反的屏幕一侧的后投影仪后投影，或者该屏幕还包括测试图形的图片并且由被布置在屏幕的与挡风玻璃2相同一侧的光投影仪(未示出)所照亮。图像传感器8被布置成，其纵向光轴基本垂直于屏幕4的平面并且挡风玻璃2被布置在所述传感器8和所述屏幕4之间。如在图3中可以看出，挡风玻璃2借助支架(未示出)沿车辆倾斜度α倾斜。然后，挡风玻璃绕优选竖直的轴线旋转移动，直到其横向轴线与图像传感器8的观察光束10的纵向轴线的垂直线形成角度β’。角度β’对应于在光束10的水平面中的入射角，所述光束在挡风玻璃的中心为点O的区域位置处穿过所述挡风玻璃并且到达图像传感器8处。挡风玻璃绕竖直轴线的旋转允许改变角度β’以便检测可能造成有碍的失真的缺陷。
一般情况下，观察的入射角，即由观察的主方向与挡风玻璃的表面在观察区域的位置处的垂直线所形成的角度，大于45°，优选大于50°，更优选大于55°。在实践中，驾驶员可观察到的失真存在于在45°至70°之间，更优选在50°至65°之间，还更优选在55°至60°之间的角度。
图5示出了由传感器所接收到的并且可透过具有缺陷18的挡风玻璃观察到的影像16，该缺陷可能造成具有断裂效应的失真。可以从中观察到由一系列有规律间隔的平行线条构成的测试图形。在屏幕的水平面上的测试图形的线条主要是大体水平的。图5的影像16的可见线条不是严格水平的。实际上，所述可见线条似乎朝向左侧明显远离影像的区域会聚。这种变形是由于挡风玻璃的弯曲的几何形状。在影像16中可以观察到，一系列邻近的线条每个各有一个突起。这些突起沿横跨测试图形线条的直线20大体对齐。
在图6中放大示出了这些线条，这里可以观察到，在突起的位置处线条的粗度明显地减小。基本上，在测试图形的水平面上所有线条具有相同的粗度。它们的影像情况基本相同，除了一些对应于缺陷的地点之外。每条线条具有标准粗度e0以及在突起位置处的最小粗度em。这种粗度的减小是在所述地点透过挡风玻璃进行的观察的观察位置断裂的标志。多条依次(succesive)线条出现一系列(succession)粗度减小代表的是能够造成断裂光学影响的缺陷。此外还可以观察到，每条线条的两个部分，突起的两侧，略微竖直偏移。实际上在突起左侧的线条部分比突起右侧的对应部分略低。
在实践中，造成失真的缺陷，特别是断裂失真，来源于形成挡风玻璃的玻璃片层的其中之一或者两层玻璃片层的波纹。实际上，这些玻璃片层从大玻璃板上被切割下来，所述大玻璃板通过熔融的玻璃在锡浴上流动然后被冷却并且在滚轴上被传送而制成。由此该玻璃被称作浮法玻璃。当仍呈膏状的玻璃离开锡浴时，其在配有吸收空气冷却装置的滚轴传送带上被输送。因此，该玻璃可以因为滚轴而变形产生波纹。由于这个原因，这些缺陷在一定长度上延伸而不是点状分布的。因此，所述缺陷的检测通过出现粗度减小和/或者多条邻近线条出现突起表现出来。
然而，可以在所观察到的测试图形的影像中看到线条粗度的改变而不是必须对应于引起失真或者给配有所述挡风玻璃的车辆的用户带来已知妨碍的缺陷。根据多种参数，线条的粗度减小的临界值应大于或者等于10％，优选20％，再更优选30％，又更优选40％，又再更优选50％。
相似地，为了判定存在缺陷需要在这种观察中出现的最少邻近线条所必须的最小数量应取决于多种参数。在实践中，所述最小数量应为3，优选5，再更优选10，又再更优选15。
图7由与图5一致的断裂20示出了失真缺陷对配有挡风玻璃2的车辆的驾驶员16的影响。该驾驶员向右观察人行道，所述人行道配有大体笔直并且平行于人行道和道路的栏杆24。由该驾驶员透过由具有缺陷20的挡风玻璃所围成的区域所感知的人行道影像将显示出断裂22，可以认为该断裂对于环境的感知，甚至安全是有妨碍的。

Claims (16)

1.一种用于检测玻璃板(2)中的光学失真的方法，所述方法包括以下步骤：
(a)安放测试图形(6)并且将所述玻璃板(2)安放在所述测试图形(6)的对面或反面；
(b)沿相对于所述玻璃板的垂直线给定的角度透过所述玻璃板(2)观察测试图形(6)；
其特征在于，所述测试图形(6)包括基本水平的线条，所述方法包括对观察进行分析的附加步骤(c)，所述步骤包括对测试图形(6)的线条的粗度进行分析，在测试图形的观察中多条邻近的线条至少近似地沿具有竖直分量的直线出现粗度的减小多于10％和/或者增加多于10％，对应于检测到可能使透过所述玻璃板所观察的物体产生断裂的缺陷。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，观察的角度大于或者等于30°。
3.如权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，所述玻璃板(2)在观察所透过的区域中是弯曲的。
4.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其特征在于，观察步骤(b)包括通过图像对观察进行记录。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在对测试图形(6)的观察中出现至少3条邻近线条的粗度减小，对应于可能使透过所述玻璃板所观察的物体产生断裂的缺陷。
6.如权利要求1和5中任一项所述的方法，其特征在于，在对测试图形(6)的观察中出现多条邻近线条至少近似沿具有竖直分量的直线(20)的粗度先增加后减小，对应于检测到可能使透过所述玻璃板(2)所观察的物体产生断裂的缺陷。
7.如权利要求1、2和5中任一项所述的方法，其特征在于，所述测试图形的邻近线条彼此间隔的距离在其粗度的一半至两倍之间。
8.如权利要求1、2和5中任一项所述的方法，其特征在于，所述测试图形的线条具有不变的粗度。
9.如权利要求1、2和5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(a)包括由投影仪(12)将测试图形(6)在屏幕上投影以及将所述玻璃板(2)相对于投影的主轴线侧向安放。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃板是车辆的挡风玻璃。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在测试图形的观察中多条邻近的线条至少近似地沿具有竖直分量的直线出现粗度的减小多于30％和/或者增加多于30％。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在测试图形的观察中多条邻近的线条至少近似地沿具有竖直分量的直线出现粗度的减小多于50％和/或者增加多于50％。
13.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在对测试图形(6)的观察中出现至少5条邻近线条的粗度减小。
14.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在对测试图形(6)的观察中出现至少10条邻近线条的粗度减小。
15.如权利要求2所述的方法，其特征在于，观察的角度大于或者等于45°。
16.如权利要求2所述的方法，其特征在于，观察的角度大于或者等于50°。
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