ES2216536T3 - Aparato para la deteccion de imagenes de superficies e inspeccion de superficies de estructuras tridimensionales. - Google Patents

Aparato para la deteccion de imagenes de superficies e inspeccion de superficies de estructuras tridimensionales.

Info

Publication number
ES2216536T3
ES2216536T3 ES99932176T ES99932176T ES2216536T3 ES 2216536 T3 ES2216536 T3 ES 2216536T3 ES 99932176 T ES99932176 T ES 99932176T ES 99932176 T ES99932176 T ES 99932176T ES 2216536 T3 ES2216536 T3 ES 2216536T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
images
image
translation
path
medium
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES99932176T
Other languages
English (en)
Inventor
Anthony James Cronshaw
Mark Robson Humphries
Christopher James Hodges
John Horace Fisher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Warner Lambert Co LLC
Original Assignee
Warner Lambert Co LLC
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 Warner Lambert Co LLC filed Critical Warner Lambert Co LLC
Application granted granted Critical
Publication of ES2216536T3 publication Critical patent/ES2216536T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/952Inspecting the exterior surface of cylindrical bodies or wires
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Image Input (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Road Signs Or Road Markings (AREA)
  • Aftertreatments Of Artificial And Natural Stones (AREA)

Abstract

Un aparato para proporcionar una representación en dos dimensiones (114) de la superficie (111) de un objeto de tres dimensiones (101) que comprende: Un medio (120) para trasladar el objeto (101) a lo largo de una trayectoria, y medios (120) para hacer girar simultáneamente el objeto (101) alrededor de, al menos, uno de sus ejes (113); Un medio (103) para detectar la representación (114) de dos dimensiones; Un medio (104) para formar en imágenes una porción (106) de la superficie (111) del objeto (101) en una porción (107) del medio detector (103), siendo trasladable el medio (104) de formación de imágenes a lo largo de un trayecto paralelo al trayecto del objeto (101), seleccionándose la velocidad de traslación del objeto (101), del medio (120) de traslación y del medio (104) de formación de imágenes y de la rotación del objeto (101) de manera que la combinación del movimiento rotacional y de traslación del objeto (101) y del medio (104) de formación de imágenes produzca imágenes sucesivasde porciones adyacentes de la superficie (111) del objeto (101) del cual se van a formar imágenes en porciones sucesivas del medio detector (103), cuando el objeto (101) se desplaza a lo largo de una porción del trayecto del objeto (101), con lo cual captura una imagen (114) de dos dimensiones de la superficie (111) del objeto (101).

Description

Aparato para la detección de imágenes de superficies e inspección de superficies de estructuras tridimensionales.
Esta invención se refiere a un aparato para detectar imágenes de estructuras de tres dimensiones, para la inspección automática y otras aplicaciones.
En un sistema conocido de tratamiento de imágenes, se utilizan cámaras matriciales (es decir, cámaras de exploración de superficies) en base a sensores tales como un dispositivo acoplado en carga (CCD) que utiliza una agrupación de dos dimensiones de elementos sensores. Las cámaras matriciales son ampliamente utilizadas en cámaras de vídeo, cámaras de TV en circuito cerrado (CCTV) y grabadores de vídeo, y se pueden utilizar para capturar imágenes de estructuras de tres dimensiones.
Un problema cuando se utiliza una cámara matricial es que solamente será visible a la cámara parte de la estructura de tres dimensiones. Por ejemplo, cuando se realiza la formación de imágenes de la superficie de un cilindro o de una esfera, la cámara solamente verá la superficie más próxima a la cámara y no podría ver los lados o las superficies traseras. Esto significa que se necesitará un número múltiple de imágenes para construir una imagen completa de la totalidad de la estructura. En una aplicación práctica tal como un sistema de inspección automático, esto es una desventaja puesto que la captura y el procesamiento de imágenes múltiples suponen una carga de procesamiento más pesada, impactando por lo tanto en el coste del sistema, respecto a lo que se produciría el caso de una única imagen.
Un segundo problema cuando se utiliza una cámara matricial es que cualquier área no plana de la estructura se proyectará en el sensor de una manera distorsionada. Por ejemplo, las paredes de una estructura cilíndrica o esférica producirán distorsión de la imagen cuando las superficies se curvan separándose de la cámara. Esto significa que el sistema de procesamiento de imágenes se debe corregir en lo que se refiere a esta distorsión cuando se inspeccionan imágenes que contienen detalles superficiales, por ejemplo caracteres impresos en la superficie. Este tipo de corrección significa un incremento en la complejidad y por lo tanto un coste incrementado en el sistema de procesamiento de imágenes.
Un tercer problema cuando se utiliza una cámara matricial es que se hace necesario enlosar conjuntamente múltiples imágenes. Esto se aplica cuando la superficie que está formando imágenes contiene patrones en los que se pueden montar, una sobre otra, dos o más de imágenes múltiples y se hace necesario enlosar (es decir, empalmar entre si) estas imágenes para reconstruir la imagen completa. Esto produce una complejidad adicional significativa en el sistema de procesamiento de las imágenes e introduce el riesgo de que se puedan crear "artefactos de empalme" parásitos en la imagen reconstruida.
En otro sistema sensor de imágenes conocido, se utiliza una cámara de exploración por líneas para capturar una imagen de una estructura de tres dimensiones. Se dispone la cámara de exploración por líneas para formar una imagen de una porción estrecha larga de la estructura. Después de un tiempo de integración adecuado que permite que la imagen se acumule en el sensor de exploración por líneas, se lee la imagen en la cámara en forma de una línea de píxeles de imágenes (es decir, de elementos de imagen) y se transfiere a un almacenamiento de imágenes y a un sistema de procesamiento de imágenes. La estructura se dispone para que se mueva en relación con la cámara, de manera que el proceso se pueda repetir en una porción estrecha larga adyacente de la estructura, y eventualmente se obtiene, de una multiplicidad de porciones, una agrupación de dos dimensiones de píxeles.
Un ejemplo típico del tratamiento de imágenes por exploración por líneas sería formar la imagen de una superficie cilíndrica con lo cual se dispone la estructura cilíndrica para que gire respecto a su eje principal mientras una cámara de exploración por líneas captura una serie de imágenes lineales a lo largo de la pared del cilindro en dirección paralela al eje principal.
Un problema con la formación de imágenes por medio de exploración por líneas es que es ópticamente ineficiente. La lente de la cámara pueden formar imágenes de un área más ancha que una porción estrecha de la estructura y los sistemas de iluminación también iluminarán una porción más ancha de la estructura. La cámara de exploración por líneas solamente utiliza una pequeña parte de la imagen disponible y rechaza el resto. Esta ineficiencia óptica conduce a limitaciones del sistema completo de formación de imágenes, limitando la velocidad de la captura de imágenes y demandando una mayor complejidad de iluminación de alta intensidad.
Un segundo problema con la formación de imágenes por exploración por líneas es el ensuciamiento de imágenes (es decir, perturbación de imágenes). En un sistema practico típico, se dispone la estructura para que se mueva con una velocidad constante en relación con la cámara, de manera que se obtengan líneas sucesivas de píxeles en desplazamientos físicos regulares alrededor de la estructura. Esto significa que cualquier característica en la superficie de la estructura se estará moviendo en relación con la cámara y tenderá a desenfocarse en la imagen durante la duración del tiempo de integración que es utilizado por la cámara. Esto será más critico con detalles finos en la superficie de la estructura, tales como pequeños puntos o líneas, cuyo tamaño es similar, o 1-5 veces mayor, al tamaño de los píxeles que están siendo formados en imagen en la estructura. El efecto completo del ensuciamiento de la imagen es que la calidad de la imagen capturada será reducida, produciéndose una pérdida de contraste y una pérdida de la agudeza de la imagen, que afecta en particular a los detalles finos tales como puntos y líneas.
El documento US 3.907.438 muestra un sistema de medición de contorno en el cual se deben determinar ópticamente el contorno, la textura superficial y la redondez de los miembros cilíndricos. Específicamente, una cámara con una ranura fija convierte la superficie cilíndrica en una superficie plana. La iluminación del dibujo es proporcionada por dos láminas delgadas de luz en un plan aproximadamente paralelo al eje del cilindro y tangencial a la superficie.
En una variante conocida de las cámaras de exploración por líneas -cámaras de integración de retraso temporal (TDI)- se solucionan algunos de los problemas de la formación por imágenes en la exploración por líneas. En una cámara de exploración por línea TDI, se forman imágenes simultáneamente de múltiples líneas paralelas de píxeles. Esto significa que se incrementa la anchura del área formada en imágenes, por ejemplo a 8, 16, 32 ó 96 líneas paralelas de píxeles, dependiendo del dispositivo particular de formación imágenes que se utiliza. En un sistema TDI, se utiliza un procedimiento de registro de desplazamiento para desplazar la imagen que está siendo integrada en el sensor, de manera que la imagen parcialmente integrada en el sensor sigue al movimiento de la estructura. De esta manera, cada píxel en la lectura habrá sido expuesto durante 8, 16, 32 ó 96 periodos de reloj. Esto incrementa la eficiencia óptica del sistema.
Un problema con la formación de imágenes TDI es que se mantiene presente el ensuciamiento de imágenes por las mismas razones que en la cámara de exploración por líneas básicas, lo cual conduce a una pérdida de la agudeza de la imagen y de contrastes en los detalles finos. Un segundo problema con las cámaras TDI es su coste relativamente alto debido a sus usos especializados y los bajos volúmenes consiguientes de fabricación.
Un problema adicional de las cámaras de exploración por líneas normales así como de las cámaras de exploración por líneas TDI es que la formación de imágenes está restringida a las aplicaciones en las cuales se puede enfocar la cámara en una línea a lo largo de la estructura de tres dimensiones. Las consideraciones prácticas dadas de los lentes standard y de las profundidades de campo (para mantener la agudeza de imagen adecuada de la imagen) significa que los sistemas de exploración por líneas son más adecuados a las estructuras de paredes planas, tales como cilindros, y no están bien adecuadas a superficies más complejas, por ejemplo a las estructuras esféricas.
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un aparato para proporcionar una representación de dos dimensiones de la superficie de un objeto de tres dimensiones, que comprende medios para trasladar el objeto a lo largo de una trayectoria, y medios para hacer girar simultáneamente el objeto alrededor de, al menos, uno de sus ejes, medios para detectar la representación de dos dimensiones, medios para realizar la formación de imágenes de una porción de la superficie del objeto sobre una porción de los medios sensores, siendo trasladables los medios de formación de imagen a lo largo de un trayecto paralelo al trayecto del objeto, seleccionándose las velocidades del medio de traslación del objeto y del medio de formación de imágenes y de rotación del objeto de manera que la combinación del movimiento de rotación y de traslación del objeto y del medio de formación de imágenes produzca imágenes sucesivas de porciones adyacentes de la superficie del objeto que va a ser formado en imágenes en porciones sucesivas del medio sensor, cuando el objeto se desplaza a lo largo de una porción del trayecto del objeto, con lo cual captura una imagen en dos dimensiones de la superficie del objeto.
De acuerdo con la invención, también se proporciona un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10.
La invención se describirá a continuación, solamente a título de ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan en los cuales:
La figura 1 es una vista esquemática en corte transversal, de una realización de la presente invención para detectar la superficie de un cilindro;
la figura 2 es una vista esquemática en perspectiva de la realización de la figura 1;
las figuras 3 (a), (b) y (c) son una serie de diagramas esquemáticos en corte transversal, que ilustran como se utiliza la realización de las figuras 1 y 2, para construir una imagen en el tiempo;
la figura 4 es un diagrama esquemático de bloques que ilustra los pasos principales en el funcionamiento de la realización de las figuras 1 y 2, para la inspección automática de un artículo;
la figura 5 es un diagrama esquemático en corte transversal de una sección de una realización del medio de manejo mecánico, utilizado para manejar un articulo que está siendo inspeccionado; y
la figura 6 es una vista esquemática en perspectiva de otra realización para la detección de imágenes de estructuras complejas no cilíndricas.
Un objeto cilíndrico 101 es iluminado por una fuente de luz 102, de manera que la porción 106 de la superficie cilíndrica 111 esté iluminada. Un sensor matricial 103 de imágenes recibe la imagen 114 de la porción 106, en una porción 107 de la superficie sensora 115, por medio de los lentes 104 y por medio de una abertura 112 en una placa 105. La abertura 112 es una abertura alargada de paredes paralelas 112 que tiene un eje longitudinal que es sustancialmente paralelo al eje principal del cilindro 101. Por lo tanto, la porción 106 de la superficie cilíndrica 111 que se va a formar en imágenes en el sensor matricial 103, es una porción relativamente estrecha y larga que está dispuesta a lo largo del lado del cilindro 101 en una dirección sustancialmente paralela al eje principal 113 del cilindro. Además la imagen 114 recibida por el sensor matricial 103, también es una porción de imagen larga y relativamente estrecha que se corresponde con la porción iluminada 106.
Se explora la superficie cilíndrica completa 111 del objeto 101, y por lo tanto se forman imágenes por medio del el sensor matricial 103, disponiendo la traslación mecánica simultanea y la rotación del objeto 101, y al mismo tiempo, la traslación mecánica de la placa 105, mientras se dispone el sensor matricial 103 para que tenga un periodo de integración de campo sincronizado con los ciclos de traslación mecánica y de rotación.
Los detalles de este ciclo mecánico son como sigue:
Se dispone el objeto cilíndrico 101 para que se traslade con una velocidad sustancialmente lineal 108, mientras que gira simultáneamente con una velocidad de rotación 110. Se dispone la velocidad de rotación 110 de manera que la velocidad superficial instantánea de la porción formada en imágenes 106 sea sustancialmente de cero en relación con el lente 104 y con el sensor matricial 103. Al mismo tiempo, se dispone la placa 105 - y por lo tanto la abertura 112 -
para que se traslade con una velocidad lineal 109 de manera que el centro de la porción iluminada 106, la abertura 112 y el centro de la lente 104 permanezcan sustancialmente colineales.
Haciendo girar y trasladar el cilindro 101 y trasladando la abertura 112, se pueden formar imágenes de la superficie completa 111 del cilindro 1 en un sensor matricial 103. La figura 3 ilustra como se puede conseguir esto. El sensor matricial 103 se restablece en el tiempo Ta, y en dicho momento se ilumina la superficie cilíndrica 111. A continuación, se forma en imágenes una porción A de esta superficie cilíndrica 111 sobre una porción correspondiente A' del sensor matricial 103 a través de la abertura 12 que se encuentra en una primera posición. Se mantiene el
sensor matricial 103 en un modo de integración continua durante el resto del ciclo mientras que el cilindro 101 gira progresivamente y forma imágenes progresivamente de las porciones adicionales de la superficie 111, por ejemplo la porción B en el momento Tb, y la porción C en el momento Tc sobre las porciones respectivas B' y C' en la superficie 115 del sensor matricial. Estas porciones respectivas B', C' están separadas espacialmente debido a la translación simultánea de la abertura 112. Una vez que se haya completado una revolución del cilindro 101, se detectará de nuevo la porción A.
Realizando esta combinación de rotación y traslación se forman imágenes de las porciones sucesivas de la superficie cilíndrica 111, sobre porciones sucesivas correspondientes del sensor matricial 103, y por lo tanto, el efecto total de estas disposiciones mecánicas y de sensores es que la superficie del cilindro se expone en una base de incremento continuo alrededor de la pared del cilindro y que se recibe una imagen correspondiente de la superficie en una base de incremento continuo en el sensor matricial 103.
Para realzar la exploración de la superficie completa en una aplicación automatizada, un aparato puede funcionar de acuerdo con los pasos establecidos en la figura 4. El objeto que se va a explorar y del que se van a formar imágenes, es decir, el cilindro 101 que se ha descrito más arriba, es hecho girar y se le traslada por un primer medio de manejo mecánico 120 y se traslada la placa 105 por un segundo medio de manejo mecánico 121. Los medios primero y segundo de manejo mecánico 120, 121 están sincronizados conjuntamente por un medio de sincronización 122, de manera que se mantenga la colinealidad de la porción de imagen formada requerida 106, de la abertura 112 y del centro del lente 104. El medio de sincronización 122 también controla el ciclo de exposición del sensor matricial 103, de manera que se efectúe una reposición en el inicio de un nuevo ciclo y se mantenga la exposición durante el resto del ciclo mientras se detecta la superficie cilíndrica requerida 111.
La figura 5 ilustra una realización mecánica de un aparato para explorar un objeto, tal como un cilindro, como se ha descrito más arriba.
La traslación y la rotación del cilindro 101 y de la abertura 112 se realizan como sigue:
El cilindro 101 se encuentra montado libremente para que efectúe la rotación respecto a su eje longitudinal, principal, en una jaula cilíndrica 133, y su superficie 111 se apoya en un tambor cilíndrico 130 al cual se le hace girar alrededor de su eje principal (no mostrado) en la dirección de la flecha en la figura 5. La superficie exterior 131 del tambor 130 se encuentra en contacto con la superficie cilíndrica 111 de manera que, cuando el tambor 130 gira, imparta una fuerza de giro a la jaula cilíndrica 133 haciendo que la misma gire. Esto también se ilustra por medio de las flechas en la figura 5. El cilindro 101 está limitado por una abertura 134 en la jaula cilíndrica. Se hace girar la jaula 133 respecto a su eje principal que coincide con el eje de principio del tambor. Un tambor ranurado 135, al que también se le hace girar alrededor de su eje principal coincidente con los otros ejes que se han mencionado con anterioridad, implementa la función de la placa 105 como se ha descrito con anterioridad, correspondiéndose una abertura 136 en el tambor ranurado 135 con la abertura 112 que se ha descrito más arriba, y la rotación del tambor ranurado 135 efectúa la traslación de la abertura 136. El tambor cilíndrico 130 y la jaula 133, junto con su medio de accionamiento asociado, se corresponden con el primer medio de manejo mecánico. Se hace girar al tambor ranurado 135 con el segundo medio de manejo 121. Se pueden entonces disponer fácilmente unos accionamientos mecánicos, por ejemplo motores y engranajes conocidos por las personas especialistas en la técnica, para acoplar los tres elementos rotativos (tambor de fricción 130, jaula 133 y tambor ranurado 135) de una manera sincronizada para producir la rotación requerida del objeto bajo inspección. Se pueden disponer fácilmente unos dispositivos eléctricos, por ejemplo codificadores rotativos conocidos por las personas especialistas en la técnica, para sincronizar el ciclo mecánico con la exposición de la cámara. A continuación, la imagen en dos dimensiones capturada por el sensor matricial 103 es procesada utilizando cualquier técnica de procesamiento de formación de imágenes adecuada en el almacén de imágenes y en el dispositivo de procesamiento 123. Si la imagen se utiliza para realizar una comparación con una imagen de referencia, entonces se puede utilizar un dispositivo de aceptación/rechazo 124 para aceptar o rechazar el objeto si el mismo varía respecto a la imagen de referencia.
Haciendo referencia a la figura 6, se muestra una realización adicionalmente preferente de la presente invención, que ilustra como la invención no está restringida a la detección de imágenes de estructuras cilíndricas, sino que se puede extender a muchas otras formas de estructuras de tres dimensiones. Para detectar una estructura de tres dimensiones más compleja, tal como la que se ilustra en la figura 6, se explora la estructura 201 en una dirección horizontal para generar un número de secciones 204 formadas en imágenes, siendo cada sección en forma de una banda horizontal, explorándose secuencialmente cada banda en una dirección vertical, esto es, explorando en primer lugar en una dirección horizontal y a continuación, moviéndose verticalmente para explorar horizontalmente de nuevo a lo largo de una banda vertical adyacente 204', y continuando de esta manera hasta que toda la estructura se haya explorado y se hayan formado imágenes, con lo cual se construye una imagen completa de la estructura 201. El procedimiento actual de "desenvolver" la superficie para proporcionar la imagen es el mismo que se ha descrito más arriba, pero en este caso, a continuación se combina un número de imágenes "desenvueltas" para producir la imagen final del conjunto de la superficie. En lo que a esto se refiere, el plano de abertura 104 no solamente se mueve en una dirección horizontal, sino que debe poder moverse también en una dirección vertical, con el fin de realizar la exploración secuencialmente en la dirección vertical. Con el fin de explorar estructuras más complejas, la estructura 201 tiene que ser girada y trasladada alrededor y a lo largo de más ejes que en la primera realización que se ha descrito con anterioridad. Para estructuras más complejas, habrá una rotación respecto a tres ejes ortogonales 203, 205, 206, como se ilustra en la figura 6, así como una traslación a lo largo de estos ejes. Para una estructura menos compleja, por ejemplo un cono o cilindro truncado, la estructura no tiene que ser girada y trasladarse alrededor y a lo largo de todos estos ejes. En la figura 6, la placa de abertura 105 tiene una abertura cuadrada o rectangular 112 con bordes superiores y de fondo biselados. Los bordes biselados desenfocan los bordes de la imagen de la sección 204 construyendo un límite de transición entre la imagen y los píxeles circundantes, de manera que la imagen se desdibuje gradualmente fuera del borde. De esta manera, cuando se procesan conjuntamente dos secciones adyacentes horizontales formadas en imágenes, los bordes superpuestos de las bandas adyacentes están libres de separaciones repentinas o de superposiciones de doble exposición.
Será obvio a las personas especialistas en la técnica que son posibles varias modificaciones en el alcance de la presente invención, como se reivindica. Por ejemplo, se puede utilizar cualquier técnica de procesamiento de imágenes adecuada, así como otros sensores de imágenes adecuados. La traslación y la rotación de los distintos componentes pueden ser efectuadas por cualquier medio adecuado.

Claims (13)

1. Un aparato para proporcionar una representación en dos dimensiones (114) de la superficie (111) de un objeto de tres dimensiones (101) que comprende:
Un medio (120) para trasladar el objeto (101) a lo largo de una trayectoria, y medios (120) para hacer girar simultáneamente el objeto (101) alrededor de, al menos, uno de sus ejes (113);
Un medio (103) para detectar la representación (114) de dos dimensiones;
Un medio (104) para formar en imágenes una porción (106) de la superficie (111) del objeto (101) en una porción (107) del medio detector (103), siendo trasladable el medio (104) de formación de imágenes a lo largo de un trayecto paralelo al trayecto del objeto (101), seleccionándose la velocidad de traslación del objeto (101), del medio (120) de traslación y del medio (104) de formación de imágenes y de la rotación del objeto (101) de manera que la combinación del movimiento rotacional y de traslación del objeto (101) y del medio (104) de formación de imágenes produzca imágenes sucesivas de porciones adyacentes de la superficie (111) del objeto (101) del cual se van a formar imágenes en porciones sucesivas del medio detector (103), cuando el objeto (101) se desplaza a lo largo de una porción del trayecto del objeto (101), con lo cual captura una imagen (114) de dos dimensiones de la superficie (111) del objeto (101).
2. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el aparato incluye, además, un medio (124) para comparar la imagen capturada (114) con una imagen de referencia, para detectar desviaciones en la superficie (111) del objeto respecto a la de la imagen de referencia, y de esta manera aceptar o rechazar el objeto (101) en base a esta comparación.
3. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, en el que el trayecto del objeto (101) es un trayecto curvado y el objeto (101) es rotativo alrededor de su eje longitudinal (113).
4. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, un medio (122) para sincronizar la traslación y la rotación del objeto (101), la traslación del medio (104) de formación de imágenes, y la velocidad de funcionamiento del medio detector (103) para proporcionar la representación (114) de dos dimensiones.
5. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el medio sensor (103) es operativo para recibir la porción (106) en imágenes del objeto de la superficie (111) del objeto (101), y proporcionar una señal representativa de la imagen, comprendiendo el aparato, además, medios acoplados al medio sensor (103), para procesar (123) la señal del medio sensor (103).
6. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el medio (123) de procesamiento de imágenes incluye un medio (123) de almacenamiento de imágenes.
7. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el medio de proyección de imágenes comprende un medio (105) de máscara con una abertura (112) rectangular estrecha que se encuentra dispuesta en el mismo.
8. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el objeto (101) es rotativo y trasladable en relación con, al menos, dos ejes ortogonales (203, 205, 206) y el medio sensor (103) es trasladable en dos direcciones ortogonales con lo cual se produce una multiplicidad de porciones adyacentes de la superficie de la imagen, combinándose esta multiplicidad de imágenes adyacentes para proporcionar una imagen total de la superficie (111) del objeto (106).
9. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el medio de formación de imágenes (104) comprende un medio (105) de máscara con una abertura (112) con bordes superior y de fondo biselados dispuestos en la misma.
10. Un procedimiento para generar una representación (114) de dos dimensiones de la superficie (111) de un objeto (101) de tres dimensiones, comprendiendo el procedimiento los pasos de:
Trasladar el objeto (101) a lo largo de una trayectoria, mientras se hace girar simultáneamente el objeto alrededor de, al menos, uno de sus ejes (113);
formar imágenes de una porción (106) de la superficie (111) del objeto (101) por medio de un medio de formación de imágenes (104), sobre una porción (107) de un medio para detectar (103) la representación (113) en dos dimensiones;
trasladar el medio (104) de formación de imágenes a lo largo de un trayecto paralelo al trayecto del objeto (101), y seleccionar las velocidades de traslación del medio (120) de traslación del objeto (101) y del medio (104) de formación de imágenes, y de rotación del objeto (101), de manera que la combinación del movimiento rotacional y de traslación del objeto (101) y del medio de formación de imágenes (104) produzca imágenes sucesivas de porciones adyacentes de la superficie (111) del objeto para formar imágenes en porciones sucesivas del medio sensor (103) cuando el objeto se desplaza a lo largo de una porción del trayecto del objeto, con lo cual captura una imagen (114) de dos dimensiones de la superficie (111) del objeto (101).
11. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende, además, los pasos de comparar la imagen capturada con una imagen de referencia para detectar desviaciones en la superficie (111) del objeto respecto a la imagen de referencia, y aceptar o rechazar el objeto (101) en base a esta comparación.
12. Un procedimiento de acuerdo a las reivindicaciones 10 y 11, en el que el trayecto del objeto es un trayecto curvo, y el objeto (101) es rotado respecto a su eje longitudinal (113).
13. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 10 a 12, que comprende, además, el paso de sincronizar la traslación y la rotación del objeto (101), la traslación del medio (104) de tratamiento de imágenes y la velocidad de funcionamiento del medio sensor (103) para proporcionar la representación (114) de dos dimensiones.
ES99932176T 1998-09-10 1999-07-01 Aparato para la deteccion de imagenes de superficies e inspeccion de superficies de estructuras tridimensionales. Expired - Lifetime ES2216536T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/150,770 US6393141B1 (en) 1998-09-10 1998-09-10 Apparatus for surface image sensing and surface inspection of three-dimensional structures
US150770 2002-05-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2216536T3 true ES2216536T3 (es) 2004-10-16

Family

ID=22535920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES99932176T Expired - Lifetime ES2216536T3 (es) 1998-09-10 1999-07-01 Aparato para la deteccion de imagenes de superficies e inspeccion de superficies de estructuras tridimensionales.

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6393141B1 (es)
EP (1) EP1112473B1 (es)
JP (1) JP4152077B2 (es)
KR (1) KR100629986B1 (es)
CN (1) CN1154836C (es)
AT (1) ATE262160T1 (es)
AU (1) AU753652B2 (es)
CA (1) CA2343390C (es)
DE (1) DE69915655T2 (es)
DK (1) DK1112473T3 (es)
ES (1) ES2216536T3 (es)
ID (1) ID28531A (es)
PT (1) PT1112473E (es)
WO (1) WO2000016038A1 (es)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9720864D0 (en) * 1997-10-01 1997-12-03 Univ Nottingham Trent Line-scan imaging in 3-d
AU2002351400A1 (en) * 2001-12-28 2003-07-24 Applied Precision, Llc Dual-axis scanning system and method
WO2003083510A1 (en) * 2002-04-02 2003-10-09 Institut National D'optique Sensor and method for range measurements using a tdi device
US20040184653A1 (en) * 2003-03-20 2004-09-23 Baer Richard L. Optical inspection system, illumination apparatus and method for use in imaging specular objects based on illumination gradients
US7352892B2 (en) * 2003-03-20 2008-04-01 Micron Technology, Inc. System and method for shape reconstruction from optical images
DE102004007829B4 (de) * 2004-02-18 2007-04-05 Isra Vision Systems Ag Verfahren zur Bestimmung von zu inspizierenden Bereichen
US7724943B2 (en) * 2004-04-21 2010-05-25 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Rapid and robust 3D/3D registration technique
NO327576B1 (no) * 2006-06-01 2009-08-17 Ana Tec As Framgangsmate og apparat for analyse av objekter
ES2556960T3 (es) 2010-10-08 2016-01-21 Capsugel Belgium Nv Aparato y método para adquirir una imagen bidimensional de la superficie de un objeto tridimensional
WO2014074003A1 (ru) * 2012-11-07 2014-05-15 Артек Европа С.А.Р.Л. Способ контроля линейных размеров трехмерных объектов
JP6128219B2 (ja) * 2013-07-19 2017-05-17 株式会社ニコン 形状測定装置、構造物製造システム、形状測定方法、構造物製造方法、形状測定プログラム、及び記録媒体
JP6988592B2 (ja) * 2018-03-13 2022-01-05 オムロン株式会社 画像検査装置、画像検査方法及び画像検査プログラム
KR102289077B1 (ko) * 2020-03-17 2021-08-11 주식회사 포스코 회전롤의 표면 흠 탐상장치 및 탐상방법
DE102021109998B3 (de) 2021-04-20 2022-04-07 Heye International Gmbh Verfahren zur Fehlerinspektion eines dreidimensionalen Objektes

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3907438A (en) 1973-06-22 1975-09-23 Gen Electric Contour measuring system for cylinders
US4874940A (en) * 1988-01-11 1989-10-17 Brockway, Inc. (N.Y.) Method and apparatus for inspection of a transparent container
JPH01299443A (ja) * 1988-05-27 1989-12-04 Kirin Brewery Co Ltd 光軸変更式壜検査装置
US4972091A (en) * 1989-05-16 1990-11-20 Canadian Patents And Development Limited/Societe Canadienne Des Brevets Et D'exploitation Limitee Method and apparatus for detecting the presence of flaws in a moving sheet of material
DE4136326A1 (de) 1990-12-11 1992-06-17 Leica Aarau Ag Verfahren zur pruefung der oberflaeche von torusfoermigen oder kugelfoermigen koerpern sowie vorrichtungen zu dessen durchfuehrung
US5210591A (en) 1991-08-02 1993-05-11 Hughes Aircraft Company Interferometric ball bearing test station
DE4126405A1 (de) 1991-08-09 1993-02-11 Bochumer Eisen Heintzmann Verfahren zum vermessen einer schraubenflaeche an messobjekten
GB9215832D0 (en) 1992-07-24 1992-09-09 British Nuclear Fuels Plc The inspection of cylindrical objects
US5987159A (en) * 1996-09-24 1999-11-16 Cognex Corporation System or method for detecting defect within a semi-opaque enclosure

Also Published As

Publication number Publication date
JP4152077B2 (ja) 2008-09-17
ATE262160T1 (de) 2004-04-15
CN1325487A (zh) 2001-12-05
DE69915655T2 (de) 2004-08-12
CA2343390A1 (en) 2000-03-23
KR20010075007A (ko) 2001-08-09
US6393141B1 (en) 2002-05-21
JP2002525561A (ja) 2002-08-13
WO2000016038A1 (en) 2000-03-23
AU4853999A (en) 2000-04-03
EP1112473B1 (en) 2004-03-17
KR100629986B1 (ko) 2006-09-29
ID28531A (id) 2001-05-31
PT1112473E (pt) 2004-07-30
DE69915655D1 (de) 2004-04-22
EP1112473A1 (en) 2001-07-04
DK1112473T3 (da) 2004-07-12
CN1154836C (zh) 2004-06-23
AU753652B2 (en) 2002-10-24
CA2343390C (en) 2007-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2216536T3 (es) Aparato para la deteccion de imagenes de superficies e inspeccion de superficies de estructuras tridimensionales.
US10113977B2 (en) Apparatus and method for acquiring a two-dimensional image of the surface of a three-dimensional object
US10462344B2 (en) Imaging system having multiple imaging sensors and an associated method of operation
KR20120010973A (ko) 전자 회로의 삼차원 검사 장치
KR20120010972A (ko) 전자 회로의 광학 검사 장치
JP2002525561A5 (es)
US11995851B2 (en) Optical surface encoder
KR20090078156A (ko) 거울 광학계를 이용한 용기 측면 촬상 장치
MXPA01002490A (es) Aparato para detectar imagenes superficiales e inspeccion superficial de estructuras tridimensionales
CN108600582A (zh) 基于数字微镜器件的三维成像装置
CN218994294U (zh) 实现半导体晶粒两端面非同步成像检测装置
ES2842890T3 (es) Dispositivo y procedimiento para reconstruir la superficie 3D de la vuelta completa de un sujeto
JP2018054577A (ja) 検査装置及び検査対象物の撮像制御方法
KR20240059701A (ko) 드럼형 라인 스캔 카메라 모듈
JPS6342614Y2 (es)
KR100868024B1 (ko) 리니어 촬상소자를 이용한 고해상도 카메라 장치 및구현방법
RU142002U1 (ru) Панорамная оптико-электронная система
JP3004794B2 (ja) 表面検査用カメラ機構及び表面検査方法
JP2018124224A (ja) 3次元形状計測装置、及び、プログラム
JPH01278182A (ja) イメージセンサカメラ
TWM552984U (zh) 螺絲影像檢測裝置
JP2004227278A (ja) 立設被写体用画像入力装置
JPH0415546A (ja) 外観検査装置