TW202204713A

TW202204713A - 缺陷偵測之系統及方法

Info

Publication number: TW202204713A
Application number: TW110104022A
Authority: TW
Inventors: 吉爾伯托馬丁斯勞雷羅; 安東尼奧羅查; 保羅里貝羅
Original assignee: 葡萄牙商斯馬特克斯一人有限公司
Priority date: 2020-02-05
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2022-02-01
Also published as: EP4100727A1; CN115398214A; WO2021156756A1; US20230021315A1

Abstract

本發明揭示用於在材料及產品之製造製程期間偵測缺陷之系統及方法。所提供之系統可利用成像單元及電腦偵測演算法來判定所製造材料或產品中是否存在缺陷。藉由所揭示系統偵測材料或產品中之缺陷可促使製造製程中之干預以校正缺陷之來源。

Description

缺陷偵測之系統及方法

一些材料及產品可藉由大批量製造製程來生產。此類材料及產品可包括紡織物，諸如天然或合成織品；結構材料，諸如薄片金屬、管路及木材產品；紙產品；及其他材料，諸如陶瓷、複合物及塑膠。

所製造之產品可經由在連續或分批基礎上生產此類產品之特殊化機器來生產。舉例而言，紡織物可在擠出針織品之連續薄片的針織機上生產。所製造之產品可在包括變化的長度、寬度或厚度之尺寸範圍內生產。製造設備及機器可包括製程感測及控制設備。

本文中認識到對可主動監測來自製造設備之輸出之偵測系統的需求。此類偵測系統可能夠偵測可逃脫人類偵測之細微或明顯的製造缺陷。在一些情況下，所製造產品中之缺陷(諸如紡織物產品中之針缺陷)對於人眼可能不容易顯而易見。在其他情況下，產品可自製造製程中釋放且以超過人類自產品流中識別及移除有缺陷產品之能力的速率移動至後續製程。與人類能夠操作相比，光學偵測系統可在更寬長度尺度範圍內且以更高製造持續合成能力速率提供缺陷偵測能力。可容易地修改製造系統以包括耦合至電腦系統以用於缺陷偵測之光學偵測系統。在一些情況下，此類偵測系統可能夠自產品流中分離有缺陷產品。在其他情況下，此等偵測系統可能夠識別由製造設備發生故障引起之缺陷，藉此允許有缺陷設備停止。用於製造設備之光學偵測系統可准許減少來自生產不可售產品之損失，以及減少來自輸出可能有缺陷結構材料之危險。

本發明提供用於使用此等系統來監測製造製程之輸出的光學偵測系統及方法。光學偵測系統可應用於各種材料及產品製造製程，包括紡織物生產以及金屬、紙、陶瓷、聚合物及複合物材料及/或產品。在一些情況下，光學偵測系統包含具有偵測裝置及視情況選用之光源的成像單元。成像單元可藉由資料傳輸鏈路連接至電腦系統，在該電腦系統中執行對來自成像單元之資料的分析。在一些情況下，將光學偵測系統校準至所製造材料或產品之目標區以改良在製造製程期間之資料收集之可靠度及準確度。

在一態樣中，本發明提供一種系統，其包含經組態以用於與可用於生產材料薄片之材料製造機器一起使用的成像單元。成像單元經校準至材料薄片之目標區，且成像單元經組態以(i)在藉由材料製造機器生產材料薄片時捕獲對應於目標區之影像或視訊及(ii)產生對應於影像或視訊之資料。系統亦包含與成像單元通信之影像分析單元，其中影像分析單元包含一或多個電腦處理器，該一或多個電腦處理器個別地或共同地經組態以處理資料以在藉由材料製造機器生產材料薄片時實質上即時地控制品質或偵測該材料薄片上之一或多個缺陷的存在。

在一些實施例中，材料薄片係紡織物。在一些實施例中，材料薄片係金屬或金屬合金。在一些實施例中，材料薄片係紙。在一些實施例中，材料薄片係塑膠。

在一些實施例中，成像單元經組態以在材料薄片經操控或轉換為卷材形式之前捕獲對應於目標區之影像或視訊。

在一些實施例中，系統進一步包含材料製造機器。在一些實施例中，材料製造機器包含圓形針織機或編織機。

在一些實施例中，系統進一步包含經組態以支撐(i)成像單元及(ii)照明單元中之至少一者的支撐結構。在一些實施例中，支撐結構經組態以可釋放地安裝至材料製造機器。在一些實施例中，支撐結構經提供為自材料製造機器解耦之獨立結構。在一些實施例中，支撐結構經組態以耦合至材料製造機器之可移動部分。在一些實施例中，可移動部分包含旋轉軸或旋轉框架。在一些實施例中，支撐結構經組態以耦合至材料製造機器之固定靜止部分。

在一些實施例中，系統進一步包含經組態以將光透射及引導至目標區上之照明單元。光可用於在複數個部分在材料薄片之生產期間穿過目標區時照明材料薄片之該複數個部分。在一些實施例中，光係選自由可見光、紅外光及紫外光組成之群。在一些實施例中，光包含具有約700奈米至約1200奈米之一或多個波長的一或多個光束。在一些實施例中，光包含具有約10奈米至約400奈米之一或多個波長的一或多個光束。在一些實施例中，光包含約10奈米至約1200奈米之複數個波長。在一些實施例中，照明單元經組態以相對於由目標區界定之平面以一或多個角度引導光。在一些實施例中，一或多個角度在約1度至約90度之範圍內。在一些實施例中，一或多個角度中之至少一者小於約1度。在一些實施例中，一或多個角度中之至少一者大於約90度。

在一些實施例中，系統進一步包含材料製造機器，該材料製造機器包含經組態以在生產材料薄片時旋轉之至少一個可旋轉部分。在一些實施例中，至少一個可旋轉部分包含旋轉軸或旋轉框架。在一些實施例中，(i)照明單元及(ii)成像單元中之至少一者經組態以安裝至旋轉軸或旋轉框架。在一些實施例中，(i)照明單元及(ii)成像單元中之至少一者經組態以在至少一個可旋轉部分旋轉時保持靜止。在一些實施例中，照明單元及成像單元經組態以在至少一個可旋轉部分旋轉以生產材料薄片時保持靜止。在一些實施例中，(i)照明單元及(ii)成像單元中之至少一者經組態以在至少一個可旋轉部分旋轉時相對於至少一個可旋轉部分移動。在一些實施例中，照明單元及成像單元經組態以在至少一個可旋轉部分旋轉時相對於至少一個可旋轉部分移動。在一些實施例中，(i)照明單元及(ii)成像單元中之至少一者經組態以在與至少一個可旋轉部分實質上相同之速度下或相同之方向上移動。在一些實施例中，(i)照明單元及(ii)成像單元中之至少一者經組態以在與至少一個可旋轉部分不同之速度下或不同之方向上移動。在一些實施例中，照明單元及成像單元相對於材料薄片之表面位於同一側上。

在一些實施例中，照明單元經組態以用於前側照明，且成像單元經組態以用於目標區之前側成像。在一些實施例中，照明單元經組態以用於背側照明，且成像單元經組態以用於目標區之背側成像。

在一些實施例中，照明單元及成像單元相對於材料薄片之表面位於相對側上，使得材料薄片位於照明單元與成像單元之間。在一些實施例中，照明單元經組態以用於背側照明，且成像單元經組態以用於目標區之前側成像。在一些實施例中，照明單元經組態以用於前側照明，且成像單元經組態以用於目標區之背側成像。

在一些實施例中，成像單元經組態以直接安裝至材料製造機器。

在一些實施例中，成像單元包含一或多個攝影機。在一些實施例中，一或多個攝影機具有至少約0.1毫米之成像解析度。在一些實施例中，一或多個攝影機具有小於約0.1毫米之成像解析度。在一些實施例中，影像分析單元進一步經組態以判定一或多個缺陷之類型、形狀或大小。

在一些實施例中，系統進一步包含與材料製造機器通信之控制器，其中控制器經組態以在影像分析單元偵測到材料薄片上之一或多個缺陷的存在時產生用於停止或暫停材料製造機器之操作的指令集。

在一些實施例中，材料薄片係卷軸式生產之材料薄片。在一些實施例中，材料薄片包含網、網狀物或膜。在一些實施例中，材料薄片包含複合物，該複合物包含兩種或更多種不同材料類型。

在一些實施例中，材料薄片具有至少約5微米之厚度。在一些實施例中，材料薄片具有小於約10毫米之厚度。在一些實施例中，材料薄片係多孔的。在一些實施例中，材料薄片係無孔的。在一些實施例中，材料薄片係不透明的。在一些實施例中，材料薄片係透明或半透明的。

本文中亦提供包含以下之方法：(a)提供用於與可用於生產材料薄片之材料製造機器一起使用的成像單元；(b)將成像單元校準至材料薄片之目標區；(c)使用成像單元以(i)在藉由材料製造機器生產材料薄片時捕獲對應於目標區之影像或視訊及(ii)產生對應於影像或視訊之資料；及(d)電腦處理資料以在藉由材料製造機器生產材料薄片時實質上即時地控制品質或偵測材料薄片上之一或多個缺陷的存在。

在方法之一些實施例中，(b)中之校準包含相對於材料薄片或材料製造機器以預定空間組態提供成像單元。在方法之一些實施例中，(d)中之電腦處理包含將一或多個影像分析演算法應用於資料。在一些實施例中，一或多個影像分析演算法包含機器學習演算法。

在一些實施例中，方法進一步包含：在影像分析單元偵測到材料薄片上之一或多個缺陷的存在時，使用經電腦處理資料來產生用於停止或暫停材料製造機器之操作的指令集。在一些實施例中，方法進一步包含回應於指令集而停止或暫停材料製造機器之操作。在一些實施例中，方法進一步包含在影像分析單元偵測到材料薄片上之一或多個缺陷的存在時，使用經電腦處理資料來產生用於解決一或多個缺陷之校正動作集。

本發明之另一態樣提供一種包含機器可執行碼之非暫時性電腦可讀媒體，該機器可執行碼在由一或多個電腦處理器執行時實施上文或本文其他處之方法中之任一者。

本發明之另一態樣提供一種包含一或多個電腦處理器及與其耦合之電腦記憶體的系統。電腦記憶體包含機器可執行碼，該機器可執行碼在由一或多個電腦處理器執行時實施上文或本文其他處之方法中之任一者。

根據僅顯示及描述本發明之說明性實施例之以下詳細描述，本發明之額外態樣及優勢對於熟習此項技術者將變得顯而易見。應認識到，本發明能夠具有其他及不同實施例，且其若干細節能夠在各種顯而易見的方面進行修改，該等修改皆不背離本發明。因此，圖式及描述在本質上應視為說明性的而非限制性的。以引用的方式併入

本說明書中所提及之所有公開案、專利及專利申請案均以引用的方式併入本文中，其引用的程度如同各個別公開案、專利或專利申請案經具體且個別地指示以引用的方式併入一般。就以引用的方式併入之公開案及專利或專利申請案與本說明書中所含之揭示內容相抵觸而言，本說明書意欲替代及/或優先於任何此類相抵觸之材料。

交叉參考

本申請案主張2020年2月5日申請之國際申請案第PCT/PT2020/050003號及2020年3月25日申請之國際申請案第PCT/PT2020/050012號之優先權，所述申請案中之每一者出於所有目的以全文引用之方式併入本文中。

雖然本文已展示且描述本發明之各種實施例，但熟習此項技術者將顯而易見，此類實施例僅藉助於實例提供。熟習此項技術者可在不背離本發明之情況下想到許多變化、改變及取代。應瞭解，可採用本文所描述之本發明之實施例的各種替代方案。

如本文中所使用，術語「材料」通常係指可隨後在一或多個其他製造製程中利用之製造製程的產品。舉例而言，針織機可生產織品材料，其可隨後用於生產服裝或其他紡織物產品。在另一實例中，冶金製程可生產未經處理之薄片金屬材料，其可隨後用於切割零件或形成為管路產品。

如本文中所使用，術語「產品」通常係指藉由對所製造材料之後續處理而由一或多種所製造材料生產的組合物。舉例而言，針織品材料可經染色、切割及縫合以生產最終服裝產品。產品可為中間產品或最終產品。

如本文中所使用，術語「缺陷」通常係指材料或產品之表面上或體積內之異常。缺陷可包括材料或產品中之非均一性、非一致性、未對準、瑕疵、損壞、像差及不規則性。如本文中所使用，術語「規則缺陷」通常係指以已知圖案重複之缺陷，諸如時間遞迴、空間遞迴或重複或相似形態(例如，具有相同形狀或大小之孔)。如本文中所使用，「不規則缺陷」通常係指具有非圖案化遞迴之缺陷，諸如時間隨機性、空間隨機性或不同或不相似形態(例如，具有隨機形狀或大小之孔)。

如本文中所使用，術語「品質」通常係指材料或產品之一或多個所需、預定、定性或定量屬性。品質可涵蓋共同形成材料之標準的複數個屬性。舉例而言，紡織物之品質可指重量、顏色、織物經緯密度(thread count)、紡織物之厚度、織品均一性、光滑度、紗線均一性、紗線厚度、不存在污染或其組合。如本文中所使用，術語「不標準品質」通常係指未能滿足所需屬性之至少一個品質控制標準或基準之材料或產品。在一些情況下，不標準材料或產品可能無法滿足超過一個品質控制標準或基準。

如本文中所使用，術語「品質控制」通常係指將製造材料或產品與建立之品質控制標準或基準進行比較之方法。品質控制方法可包含量測製造材料或產品之一或多個可觀察屬性或參數(例如，長度、寬度、深度、厚度、直徑、周長、形狀、顏色、密度、重量、強度等)。品質控制可包含將材料或產品之一或多個參數與已知基準進行比較或在製造製程期間監測一或多個參數之變化。品質控制可為定性的(例如，合格/不合格)或定量的(例如，量測參數之統計分析)。若至少一種材料或產品參數之變化在品質控制標準或基準之約±1%、±2%、±3%、±4%、±5%、±6%、±7%、±8%、±9%或約±10%內，則可認為製造製程滿足品質控制標準。

如本文中所使用，術語「校準(calibrate/calibrating/calibration)」通常係指將一或多個成像單元校準至材料薄片之一或多個目標區。校準可包括相對於可用於形成材料薄片之材料製造機器以預定空間組態提供成像單元。校準亦可包括以預定空間組態提供一或多個成像單元以用於使一或多個目標區成像，以使得成像單元聚焦在目標區上，且其中目標區處於成像單元之視場內。如本文中所使用，術語「目標區」通常可指界定於材料薄片上之一或多個區。目標區可具有任何預定形狀、大小或尺寸。

如本文中所使用，術語「即時」通常係指第一事件或動作相對於第二事件或動作之發生同時或實質上同時發生。可在小於以下各者中之一或多者之回應時間內執行即時動作或事件：相對於至少另一事件或動作之十秒、五秒、一秒、十分之一秒、百分之一秒、毫秒或更小。即時動作可藉由一或多個電腦處理器執行。

只要術語「至少」、「大於」或「大於或等於」在兩個或更多個數值系列中之第一數值前，則術語「至少」、「大於」或「大於或等於」適用於彼數值系列中之數值中之每一者。舉例而言，大於或等於1、2或3相當於大於或等於1、大於或等於2，或大於或等於3。

只要術語「不超過」、「小於」或「小於或等於」在兩個或更多個數值系列中之第一數值前，則術語「不超過」、「小於」或「小於或等於」適用於彼數值系列中之數值中之每一者。舉例而言，小於或等於3、2或1相當於小於或等於3、小於或等於2，或小於或等於1。

除非上下文另外明確規定，否則如本文中所使用之術語「一(a/an)」及「該(the)」通常係指單數及複數個指示物。

本發明提供用於在製造製程期間執行品質控制或識別產品中之缺陷之光學偵測系統。在一些情況下，所描述之光學偵測系統可應用於製造產品範圍內之品質控制或缺陷偵測，該等製造產品包括可消耗產品，諸如紡織物、薄片金屬、塑膠、複合物、陶瓷及紙產品。光學偵測系統可用於連續操作(例如，自針織機生產織品)或以分批方式操作(例如，擠出耐火磚)之製造製程中的品質控制或缺陷偵測。光學偵測系統可耦合至製程控制系統，藉此准許移除有缺陷或不標準的產品或停止發生故障之製造設備。

光學偵測系統可准許在廣泛範圍之長度尺度上偵測製造缺陷或不標準材料或產品。在一些情況下，所描述之光學偵測系統可能夠偵測人眼不容易顯而易見之缺陷或不標準材料或產品，藉此准許自產品流中移除有缺陷產品或不標準材料或產品。所描述之光學偵測系統亦可能夠識別以極高產出率生產之材料中的缺陷或不標準材料或產品，其中產品持續合成能力超過人類識別及移除有缺陷產品之能力。此外，在不存在可用品質保證人員之情況下，例如在夜班期間，實施自動化品質控制或缺陷偵測可准許增強型製程控制。

本發明提供可與製造設備耦合以准許產品中之品質控制或缺陷偵測之光學偵測系統。光學偵測系統意欲適應現有製造設備，而不是需要重新設計現有系統以適應新偵測系統。概括地說，光學偵測系統可包括耦合至能夠實施品質控制或缺陷偵測演算法之電腦系統的一或多個感測器系統。在一些情況下，光學感測器可包括攝影機裝置。視情況，光學偵測系統可進一步包括用於照明製造材料之一或多個光源。感測器系統可藉由無線資料連接、有線資料連接或有線/無線資料連接之組合將所收集資料傳輸至電腦系統。

光學偵測系統可進一步與製程控制硬體或軟體整合以實現改良之製程控制。光學偵測系統可能夠識別可證明製造裝置斷裂或發生故障之規則或重複缺陷或規則不標準材料或產品。光學偵測演算法可經程式化以在缺陷偵測速率超過臨限值位準或品質控制標準降至低於臨限值位準之情況下警告人類操作員或自動停止製造製程。作為實例，圖 20 藉由包含顯示終端機250 之光學偵測系統顯示圓形針織螢幕之影像。顯示終端機250 可能夠向人類操作員提供關於缺陷或不標準材料或產品之製程資訊及警告。顯示終端機可向人類操作員提供允許在機器發生故障之情況下進行干預之控制功能。在一些情況下，顯示終端機250 可包含手持型、行動或攜帶型裝置(例如，平板電腦或行動電話)。在一些情況下，顯示終端機250 可包含遠端電腦終端機。在一些情況下，顯示終端機250 可經由無線或雲端計算鏈路連接至光學偵測系統。材料製造製程

本發明提供用於在材料及產品之製造期間進行品質控制或識別缺陷之光學偵測系統。此類缺陷或不標準材料或產品可在初級製造製程(例如，織品之針織)期間出現，或可隨後在額外次級下游處理(例如，織品之熨燙或脫絨)期間出現。本發明之產品可廣泛地視為涵蓋任何製品，包括諸如織品、薄片金屬及薄片聚合物之初級材料及由利用初級材料生產之次級材料，諸如衣物、管路或塑膠容器。光學偵測系統可能夠進行品質控制或偵測由任何初級或次級製造製程引起之缺陷。

本發明之光學偵測系統可用於任何可設想固體材料之製造製程中。所關注的為固體連續材料。此類材料以諸如薄片、網、網狀物、膜、管道、塊、棒及盤之形狀因子生產。材料可包括紡織物、金屬、紙、聚合物、複合物及陶瓷。

紡織物可包括由將纖維紡織成長絲束而生產之任何產品。紡織物可包括紗線以及由將纖維編織或針織成連續織品而生產之產品。紡織物可由天然或合成纖維生產。天然纖維可包括棉、蠶絲、大麻、韌皮、黃麻、羊毛、竹子、劍麻及亞麻。合成纖維可包括耐綸(nylon)、嫘縈(rayon)、聚酯、丙烯酸、彈性人造纖維(spandex)、玻璃纖維、迪尼瑪(dyneema)、奧綸(orlon)及克維拉(Kevlar)。紡織物可由諸如棉及聚酯之纖維類型之組合生產。紡織物可包括諸如塑膠及黏著劑之額外組分(例如，地毯)。所生產之紡織物可經歷額外處理，諸如退漿、精練、漂白、絲光化、燒毛、起絨、壓延、收縮、染色及印花。

金屬可包括任何金屬、金屬氧化物或合金產品。金屬可包括鋼，諸如碳鋼及不鏽鋼。金屬可包括純金屬，諸如銅及鋁。金屬可包括常見合金，諸如青銅及黃銅。金屬可以諸如薄片、棒及箔片之形式製造或澆鑄。金屬可經歷額外處理，諸如軋製、退火、淬火、硬化、酸洗、切割及衝壓。

紙可包括由植物紙漿生產之任何產品，諸如紙張及紙板。紙產品可包括其他材料，諸如塑膠、金屬、染料、油墨及黏著劑。紙在生產之前或之後可經歷額外製程，諸如漂白、切割、摺疊及印刷。

聚合物可包括聚合物材料，諸如熱塑性塑膠、結晶塑膠、導電聚合物及生物塑膠。例示性聚合物可包括聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺、聚碳酸酯、聚酯、聚苯乙烯、聚胺脂、聚氯乙烯、丙烯酸聚合物、鐵氟龍、聚醚醚酮、聚醯亞胺、聚乳酸及聚碸。聚合物可包括橡膠及彈性材料。聚合物可包括多個聚合物之共聚物或複合物。聚合材料可併入其他材料，諸如紙、金屬、染料、油墨及礦物。聚合材料在製造之後可進行額外製程，諸如模製、切割及染色。塑膠產品可包括食物容器、薄片及包裹物、殼體材料及無數其他消費型產品。

陶瓷可包括廣泛範圍之結晶、半結晶、玻璃化或非晶形無機固體。陶瓷產品可包括陶器、瓷器、磚及耐火材料。陶瓷可在可見光譜中透明之材料(諸如玻璃)至可見光譜中之不透明材料(諸如磚)之範圍內。陶瓷可與其他材料(諸如金屬及纖維)形成複合物。在製造陶瓷產品期間，陶瓷可經歷諸如模製、硬化、切割、上釉及塗漆之製程。

複合物可包括包含兩種或更多種其他類型之材料的任何材料。例示性複合物可包括建築材料，諸如粒子板及混凝土，以及其他結構材料，諸如金屬-碳纖維複合物。複合材料可經歷與其取代物組分類似的額外處理方法。

在一些情況下，本發明提供用於紡織物製造製程之光學偵測系統。在一特定實例中，本發明提供用於圓形針織機之光學偵測系統。圓形針織機可包括用於生產管狀織品之任何製造設備。在其他情況下，可為用於針織或編織非管狀織品之其他設備提供光學偵測系統。用於紡織物製造之光學偵測系統進一步描述於PCT/IB2019/052806中，其以全文引用之方式併入本文中。

在一些實例中，針織機可包含諸多部件，諸如紗架、滑輪、皮帶、毛刷、張力盤(tension disk)、導紗器、積極式餵紗、餵紗器環、盤鼓(disk drum)、緹花輪、餵紗器、針軌道、針、沈降片、沈降片環、凸輪箱、凸輪、圓筒、滾筒、分流器、切割器及風扇。針織機可為卷軸式裝置。

在其他情況下，本發明提供用於其他材料製造製程之光學偵測系統。此類製程可包括連續或分批生產其他材料，諸如薄片金屬、管路或管道、陶瓷、聚合物及複合物。

光學偵測系統可用於監測材料(諸如紡織物、金屬、陶瓷、聚合物、紙及複合物)之連續、半連續或分批生產。光學偵測系統可位於初級材料製造製程期間或之後，或位於材料生產之後的次級製程之後。舉例而言，光學偵測器可用於監測織品之針織或編織，用於在織品自針織機生產時檢驗織品，或用於在任何後續處理(諸如壓延或染色)期間或之後檢驗織品。光學偵測系統可用於監測用於生產諸如織品及金屬箔之可撓性薄片材料的卷軸式製程。光學偵測系統可用於監測諸如服裝、管路或聚合物容器之製成品之生產。

包括光學偵測系統之製造設備可以特定速率生產材料產品。生產速率可根據以下各者加以表徵：每時間長度、每時間面積、每時間體積、每時間重量、每時間產品單位或生產率之任何其他可設想量測值。生產速率可為生產速率隨著時間而變化之過程的平均值。在一些情況下，生產製程可為連續的且具有極小生產速率變化。

光學偵測系統可應用於具有特定材料生產率之製程。舉例而言，由製造裝置生產之材料(例如，由圓形針織機生產之織品)可以每時間特定面積生產。光學偵測系統可以至少約0.1平方公尺/分鐘(m² /min)、0.5 m² /min、1 m² /min、2 m² /min、5 m² /min、10 m² /min或超過約10 m² /min之速率監測生產材料之設備。光學偵測系統可以不超過約10 m² /min、5 m² /min、2 m² /min、1 m² /min、0.5 m² /min、0.1 m² /min或小於約0.1 m² /min之速率監測生產材料之設備。在另一實例中，由製造裝置生產之材料(例如，由圓形針織機生產之織品)可以每時間特定重量生產。光學偵測系統可以至少約1公斤/天(kg/天)、5 kg/天、10 kg/天、25 kg/天、50 kg/天、100 kg/天、150 kg/天、200 kg/天、300 kg/天、400 kg/天、500 kg/天、600 kg/天、700 kg/天、800 kg/天、900 kg/天、1000 kg/天或超過約1000 kg/天之速率監測生產材料之設備。光學偵測系統可以不超過約1000 kg/天、900 kg/天、800 kg/天、700 kg/天、600 kg/天、500 kg/天、400 kg/天、300 kg/天、200 kg/天、150 kg/天、100 kg/天、50 kg/天、25 kg/天、10 kg/天、5 kg/天、1 kg/天或小於約1 kg/天之速率監測生產材料之設備。

可由製造裝置以特定長度或寬度生產材料。光學偵測系統可具有意欲涵蓋材料之特性長度或寬度之一部分或全部的視場。光學偵測系統可監測具有至少約1毫米(mm)、5 mm、1公分(cm)、2 cm、5 cm、10 cm、20 cm、50 cm、100 cm、150 cm、200 cm或超過約200 cm之寬度之所生產的材料。光學偵測系統可監測具有不超過約200 cm、150 cm、100 cm、50 cm、20 cm、10 cm、5 cm、2 cm、1 cm、5 mm、1 mm或小於約1 mm之寬度之所生產的材料。

可由製造裝置以特性厚度生產材料(例如，由圓形針織機生產織品)。材料之厚度可在其生產時在材料之長度或寬度上變化。材料可具有約0.1 mm、0.5 mm、1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm、6 mm、7 mm、8 mm、9 mm、1 cm、2 cm、5 cm、10 cm或超過10 cm之平均厚度。材料可具有至少約0.1 mm、0.5 mm、1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm、6 mm、7 mm、8 mm、9 mm、1 cm、2 cm、5 cm、10 cm或超過約10 cm之平均厚度。材料可具有不超過約10 cm、5 cm、2 cm、1 cm、9 mm、8 mm、7 mm、6 mm、5 mm、4 mm、3 mm、2 mm、1 mm、0.5 mm、0.1 mm或小於0.1 mm之平均厚度。

材料或產品可為多孔或無孔的。在一些情況下，材料或產品之孔隙率可能可由成像系統偵測。在其他情況下，材料或產品之孔隙率可能不可由成像系統偵測。材料或產品之孔隙率可為規則的、經圖案化的或隨機的。材料或產品之孔隙率可具有特定孔徑分佈。孔隙率之孔徑分佈可為單峰、雙峰或多峰的。多孔材料或產品可由具有約10奈米(nm)、100 nm、1微米(µm)、10 µm、100 µm、250 µm、500 µm、1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm、6 mm、7 mm、8 mm、9 mm、10 mm或超過10 mm之平均大小(例如，長度、寬度、深度、直徑)之孔表徵。多孔材料或產品可由具有至少約10 nm、100 nm、1 µm、10 µm、100 µm、250 µm、500 µm、1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm、6 mm、7 mm、8 mm、9 mm、10 mm或超過約10 mm之平均大小之孔表徵。多孔材料或產品可由具有不超過約10 mm、9 mm、8 mm、7 mm、6 mm、5 mm、4 mm、3 mm、2 mm、1 mm、750 µm、500 µm、250 µm、100 µm、10 µm、1 µm、100 nm、10 nm或小於10 nm之平均大小之孔表徵。

在一些情況下，諸如織品之製造紡織物可由特定織物經緯密度表徵。織物經緯密度可界定為每平方吋紡織物材料之水平及豎直細線的數目。紡織物可具有約50、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000或超過約1000之織物經緯密度。紡織物可具有至少約50、100、150、200、250、300、350、400、450、500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000或超過約1000之織物經緯密度。紡織物可具有不超過約1000、950、900、850、800、750、700、650、600、550、500、450、400、350、300、250、200、150、100、50或小於約50之織物經緯密度。

材料或產品可為不透明、透明、反射、非反射或半透明的。材料或產品之透明度或不透明度可視照射於材料或產品之表面上之光的波長而變化。在一些情況下，材料可具有特性透明度或不透明度。透明度或不透明度在整個材料中可為均一的或可以規則或不規則方式變化。透明度或透射率可界定為穿過材料之光的總量。藉由光學偵測系統監測之材料可具有約99.9%、99%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、5%或小於約5%之特性平均透射率。藉由光學偵測系統監測之材料可具有至少約99.9%、99%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%、45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、5%或小於約5%之特性平均透射率。藉由光學偵測系統監測之材料可具有至少約5%、99%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%或超過99.9%之特性平均透射率。

由製造製程生產之材料或產品可含有缺陷或可為不標準材料或產品。用於製造材料或產品之原材料可產生缺陷或不標準材料或產品。舉例而言，用於紡織物製造製程中之紗線中之瑕疵可能在其中併入有紗線瑕疵的所生產織品中產生缺陷。用於製造材料或產品之設備可產生缺陷或不標準材料或產品。舉例而言，針織機中之斷裂或損壞之針可規則地或不規則地將缺陷併入至織品中。用於製造材料或產品之製程可產生缺陷或不標準材料或產品。舉例而言，處理條件(例如，環境濕度水準)之未預期的變化可更改或以其他方式影響來自製造製程之製成品。缺陷或不標準材料或產品可在材料或產品之生產期間固有地產生，或可由於諸如發生故障之製造機器或用於生產之原材料受損之計劃外情形而發生。缺陷或不標準材料或產品可由人為錯誤引起，包括製造裝置之不當構造、製造裝置之不當設置及安裝、製造裝置之不當初始化、製造裝置之不當操作及軟體或其他控制系統之不當程式化。人為錯誤可進一步包括由於缺乏經驗、疲勞、失察或與人工視覺或實體檢驗相關之其他問題而未能偵測缺陷或不標準材料或產品。

缺陷可認為係次要缺陷或主要缺陷。次要缺陷可包含不會使材料或產品不可用或不可售之缺陷。主要缺陷可包含使得材料或產品不可用、不可售或以其他方式損害產品之屬性的缺陷。在一些情況下，若複數個次要缺陷之累加效應使得材料或產品不可用、不可售或以其他方式損害產品之屬性，則複數個次要缺陷可包含主要缺陷。不標準材料或產品可降級為較低級別之材料或產品。在一些情況下，不標準材料或產品可為不可用、不可售或以其他方式受損的。光學偵測系統可能夠識別主要缺陷、次要缺陷或不標準材料或產品。

材料或產品中之缺陷可以可表徵之比率出現。在一些情況下，材料或產品中之缺陷可隨機出現。在其他情況下，材料或產品中之缺陷可規則地出現。缺陷之出現率可基於材料或產品製造中之階段或步驟而不同。可已知在製造製程之暫態階段(諸如製程饋入之啟動、停止或改變)期間，缺陷以不同比率出現。

缺陷或不標準材料或產品之出現率可與材料或產品處理參數相關。舉例而言，缺陷或不標準材料或產品可以已知每時間比率、以已知每生產材料面積比率、以已知每生產材料體積比率、以已知每生產材料長度比率或以已知每生產材料重量比率出現。可以不同比率出現次要缺陷及主要缺陷。在一些情況下，可能出現缺陷出現之臨限比率，在該臨限比率下，材料或產品視為不可用、不可售或以其他方式受損。

光學偵測系統可用於識別材料或產品中之缺陷或不標準品質。光學偵測系統可用於判定製造製程期間之材料或產品之缺陷率或品質位準。光學偵測系統可能夠識別複數個類型之缺陷或品質位準。光學偵測系統可能夠識別所生產材料或產品中之次要缺陷及主要缺陷或不標準材料或產品。光學偵測系統可能夠量化材料或產品之生產期間的次要及/或主要缺陷或不標準材料或產品之出現率。

所製造材料或產品中之缺陷可包括材料或產品之形式或結構中的任何損壞或不規則性。缺陷可以微尺度至大尺度之任何長度尺度出現。缺陷可由諸如缺陷長度、缺陷寬度、缺陷深度、缺陷厚度、缺陷直徑、缺陷面積或缺陷體積之特性大小表徵。材料中之缺陷可包括孔、裂痕、破裂、凹坑、孔隙、凹陷、撕裂、灼傷、污漬、彎曲、斷裂、薄化域、加厚域、拉伸、壓縮、凸起、變形、不連續性、缺失取代物、堵塞、閉塞或非所要夾雜物。

缺陷可具有與其相關聯之特性尺寸。光學偵測系統可能夠以給定長度尺度識別缺陷。缺陷可具有約100奈米(nm)、500 nm、1微米(µm)、5 µm、10 µm、25 µm、50 µm、100 µm、200 µm、250 µm、500 µm、750 µm、1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm、6 mm、7 mm、8 mm、9 mm、1 cm、2 cm、3 cm、4 cm、5 cm、6 cm、7 cm、8 cm、9 cm、10 cm或超過10 cm之平均尺寸(例如，長度、寬度、深度、厚度、直徑)。缺陷可具有至少約100奈米(nm)、500 nm、1微米(µm)、5 µm、10 µm、25 µm、50 µm、100 µm、200 µm、250 µm、500 µm、750 µm、1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm、6 mm、7 mm、8 mm、9 mm、1 cm、2 cm、3 cm、4 cm、5 cm、6 cm、7 cm、8 cm、9 cm、10 cm或超過10 cm之平均尺寸(例如，長度、寬度、深度、厚度、直徑)。缺陷可具有不超過約10 cm、9 cm、8 cm、7 cm、6 cm、5 cm、4 cm、3 cm、2 cm、1 cm、9 mm、8 mm、7 mm、6 mm、5 mm、4 mm、3 mm、2 mm、1 mm、750 µm、500 µm、250 µm、200 µm、100 µm、50 µm、25 µm、10 µm、5 µm、1 µm、500 nm、100 nm或小於100 nm之平均尺寸(例如，長度、寬度、深度、厚度、直徑)。缺陷可具有至少約0.01 µm² 、0.1 µm² 、1 µm² 、10 µm² 、100 µm² 、1000 µm² 、10000 µm² 、100000 µm² 、1 mm² 、10 mm² 、1 cm² 、10 cm² 、100 cm² 或超過約100 cm² 之特性平均面積。缺陷可具有不超過約100 cm² 、10 cm² 、1 cm² 、10 mm² 、1 mm² 、100000 µm² 、10000 µm² 、1000 µm² 、100 µm² 、10 µm² 、1 µm² 、0.1 µm² 、0.01 µm² 或小於約0.01 µm² 之特性平均面積。

缺陷可以規則或不規則間隔出現在材料或產品中。缺陷可以特定數目密度出現。舉例而言，材料或產品可具有每單位長度(µm、mm、cm、m等)、每單位面積(µm² 、mm² 、cm² 、m² 等)、每單位體積(µm³ 、mm³ 、cm³ 、m³ 等)或每單位重量(kg、lb、ton、公噸等)之缺陷率。在一些材料或產品中，可預期以特定數目密度或低於特定數目密度出現缺陷。在一些製造製程中，若缺陷率超過臨限數目密度，則可捨棄材料或產品。材料或產品可具有數目密度(例如，每單位長度之缺陷、每單位面積之缺陷、每單位體積之缺陷或每單位重量之缺陷)為約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、300、400、500、600、700、800、900、1000或超過1000之缺陷率。材料或產品可具有數目密度為至少約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、300、400、500、600、700、800、900、1000或超過約1000之缺陷率。材料或產品可具有數目密度為不超過約1000、900、800、700、600、500、400、300、200、190、180、170、160、150、140、130、120、110、100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1或小於約1之缺陷率。光學偵測系統可量化所製造材料或產品中之缺陷之數目密度。

在一些情況下，光學偵測系統可用於在紡織物或織品生產期間偵測缺陷或不標準材料或產品。偵測到之紡織物或織品缺陷可包括：針缺陷(完整，針不拉動紗線)；由油、溶劑等造成之污染缺陷(由如此常見之油漏泄引起之油斑點)；針缺陷(不完整，針不正確地拉動紗線)；針及沈降片缺陷(由沈降片與針之間的不正確組合引起之均一性，導致非均一性)；連續氨綸缺陷(通常稱為彈力布缺陷或彈性人造纖維缺陷-其在生產期間人類幾乎無法偵測到，僅在針織之後的若干階段偵測到)；虛線氨綸缺陷(與連續氨綸缺陷相同之結構瑕疵，但為虛線的，更稀少且更不可見-其在生產期間人類幾乎無法偵測到，僅在針織之後的若干階段偵測到)；由其他纖維造成之污染(當來自其他來源之纖維不小心進入生產中時，導致具有不同材料之斑點)；由其他顏色造成之污染(當來自其他來源之纖維不小心進入生產中時，導致具有不同顏色之斑點)；非所要毛羽；紗線非均一寬度及其他紗線不規則性；經圈(行)或緯圈(列)之間的非均一距離；及生產織品上之非均一性。光學偵測系統

本文提供用於偵測材料或產品內之製造缺陷及瑕疵之系統。光學偵測系統可在材料或產品生產中之任何階段或步驟處實施，包括在材料或產品之製造及在製造之後的任何後續處理步驟期間。光學偵測系統可能夠偵測所製造產品或材料中之一或多個類型或模式之缺陷或不標準材料或產品。光學偵測系統可實體地整合於製造裝置內，以准許在材料或產品製造製程期間即時進行缺陷偵測或品質控制。

光學偵測系統可包含成像單元、資料傳輸鏈路及電腦系統。視情況，光學偵測系統可包含增加系統之效用的額外結構組件。光學偵測裝置之成像單元可包含一或多個光源或照明單元及一或多個偵測裝置。在一些情況下，光學成像系統可不包含額外光源或照明單元。

光學偵測系統之成像單元可廣泛地涵蓋能夠經由光之透射、反射、折射、散射或吸收來偵測材料缺陷或不標準材料或產品的任何系統。材料或產品表面或本體上之缺陷在存在光源的情況下可具有特性行為。舉例而言，孔、撕裂、堵塞或閉塞皆可以光透射之變化來表徵。在另一實例中，可藉由照射光源之反射或散射圖案的變化來偵測諸如凹坑或凸起之表面瑕疵。不標準材料可藉由塊體參數來量測或可藉由諸如對偵測到之缺陷之統計分析的其他量測值來評估。

成像單元可包含一或多個光源或照明單元。光源或照明單元可包含單一光、一組光或一系列光。成像單元中之光源或照明單元可包含實質上單色光源或具有特性頻率或波長範圍之光源。例示性光源或照明單元可包括x射線源、紫外線(UV)源、紅外線源、LED、螢光燈及雷射。光源或照明單元可在電磁波譜之界定區內發射，該電磁波譜之界定區諸如x射線、UV、UV-可見光、可見光、近紅外線、遠紅外線或微波。光源或照明單元可具有約0.1 nm、1 nm、10 nm、100 nm、200 nm、300 nm、400 nm、500 nm、600 nm、700 nm、800 nm、900 nm、1 µm、10 µm、100 µm、1 mm或超過約1 mm之特性波長。光源或照明單元可具有至少約0.1 nm、1 nm、10 nm、100 nm、200 nm、300 nm、400 nm、500 nm、600 nm、700 nm、800 nm、900 nm、1 µm、10 µm、100 µm、1 mm或超過1 mm之特性波長。光源或照明單元可具有不超過約1 mm、100 µm、10 µm、1 µm、900 nm、800 nm、700 nm、600 nm、500 nm、400 nm、300 nm、200 nm、100 nm、10 nm、1 nm、0.1 nm或小於約0.1 nm之特性波長。光源或照明單元可發射一定範圍之波長，例如在約1 nm至約10 nm、約1 nm至約100 nm、約10 nm至約100 nm、約10 nm至約400 nm、約100 nm至約500 nm、約100 nm至約700 nm、約200 nm至約500 nm、約400 nm至約700 nm、約700 nm至約1 µm、約700 nm至約10 µm、約1 µm至約100 µm或約1 µm至約1 mm之範圍內。

成像單元可包含超過一個光源或照明單元。成像單元可包含具有相似或重疊波長或波長範圍之超過一個光源或照明單元。成像單元可包含具有不同波長或波長範圍之超過一個光源或照明單元，例如UV光源及可見光源。成像單元可包含超過一個光源或照明單元，以准許超過一種類型之缺陷或品質偵測。成像單元可包含超過一個光源或照明單元，以在材料或產品之成像期間消除陰影假影或更改場深度。在一些情況下，光學成像系統可不包含額外光源或照明單元。在一些情況下，光學偵測系統可經組態以在偵測單元處收集環境光。

光源或照明單元可進一步包含用於更改或塑形所發射光之額外光學組件。光源可為準直的、非準直的、偏振的或非偏振的。光源或照明單元可呈單向或多向方式。光源或照明單元及/或偵測單元可相對於材料之表面而定向。光源或照明單元及/或偵測單元相對於材料或產品之表面之定向可為實質上水平或低角度的。圖 1 描繪相對於材料或產品130 之表面以低角度方式定向之光源120 及攝影機110 的示意圖。光源相對於材料或產品之表面的定向可實質上正交。圖 2 描繪與薄片材料或產品130 正交定向之光源120 及攝影機110 的示意圖，其中光經組態以穿過材料或產品130 。光源或照明單元及/或偵測單元可相對於平面或表面定向在約0^o 、1^o 、2^o 、3^o 、4^o 、5^o 、6^o 、7^o 、8^o 、9^o 、10^o 、11^o 、12^o 、13^o 、14^o 、15^o 、16^o 、17^o 、18^o 、19^o 、20^o 、21^o 、22^o 、23^o 、24^o 、25^o 、26^o 、27^o 、28^o 、29^o 、30^o 、31^o 、32^o 、33^o 、34^o 、35^o 、36^o 、37^o 、38^o 、39^o 、40^o 、41^o 、42^o 、43^o 、44^o 、45^o 、46^o 、47^o 、48^o 、49^o 、50^o 、51^o 、52^o 、53^o 、54^o 、55^o 、56^o 、57^o 、58^o 、59^o 、60^o 、61^o 、62^o 、63^o 、64^o 、65^o 、66^o 、67^o 、68^o 、69^o 、70^o 、71^o 、72^o 、73^o 、74^o 、75^o 、76^o 、77^o 、78^o 、79^o 、80^o 、81^o 、82^o 、83^o 、84^o 、85^o 、86^o 、87^o 、88^o 、89^o 、90^o 、105^o 、120^o 、135^o 、150^o 、165^o 或約180^o 處。光源或照明單元及/或偵測單元可相對於平面或表面定向在至少約0^o 、1^o 、2^o 、3^o 、4^o 、5^o 、6^o 、7^o 、8^o 、9^o 、10^o 、11^o 、12^o 、13^o 、14^o 、15^o 、16^o 、17^o 、18^o 、19^o 、20^o 、21^o 、22^o 、23^o 、24^o 、25^o 、26^o 、27^o 、28^o 、29^o 、30^o 、31^o 、32^o 、33^o 、34^o 、35^o 、36^o 、37^o 、38^o 、39^o 、40^o 、41^o 、42^o 、43^o 、44^o 、45^o 、46^o 、47^o 、48^o 、49^o 、50^o 、51^o 、52^o 、53^o 、54^o 、55^o 、56^o 、57^o 、58^o 、59^o 、60^o 、61^o 、62^o 、63^o 、64^o 、65^o 、66^o 、67^o 、68^o 、69^o 、70^o 、71^o 、72^o 、73^o 、74^o 、75^o 、76^o 、77^o 、78^o 、79^o 、80^o 、81^o 、82^o 、83^o 、84^o 、85^o 、86^o 、87^o 、88^o 、89^o 或超過約90^o 、105^o 、120^o 、135^o 、150^o 、165^o 或超過約165^o 處。光源或照明單元及/或偵測單元可相對於平面或表面定向在不超過約180^o 、165^o 、150^o 、135^o 、120^o 、105^o 、90^o 、89^o 、88^o 、87^o 、86^o 、85^o 、84^o 、83^o 、82^o 、81^o 、80^o 、79^o 、78^o 、77^o 、76^o 、75^o 、74^o 、73^o 、72^o 、71^o 、70^o 、69^o 、68^o 、67^o 、66^o 、65^o 、64^o 、63^o 、62^o 、61^o 、60^o 、59^o 、58^o 、57^o 、56^o 、55^o 、54^o 、53^o 、52^o 、51^o 、50^o 、49^o 、48^o 、47^o 、46^o 、45^o 、44^o 、43^o 、42^o 、41^o 、40^o 、39^o 、38^o 、37^o 、36^o 、35^o 、34^o 、33^o 、32^o 、31^o 、30^o 、29^o 、28^o 、27^o 、26^o 、25^o 、24^o 、23^o 、22^o 、21^o 、20^o 、19^o 、18^o 、17^o 、16^o 、15^o 、14^o 、13^o 、12^o 、11^o 、10^o 、9^o 、8^o 、7^o 、6^o 、5^o 、4^o 、3^o 、2^o 、1^o 或小於約1^o 處。

成像單元可包含一或多個偵測單元或偵測器。如本文所使用之偵測單元或偵測器可用作影像捕獲及/或掃描裝置。成像裝置可為實體成像裝置。偵測單元或偵測器可經組態以偵測電磁輻射(例如，可見光、紅外光及/或紫外光)且基於所偵測電磁輻射而產生影像資料。偵測單元或偵測器可包括電荷耦合裝置(CCD)感測器、光倍增器或回應於光之波長而產生電信號之互補金屬氧化物半導體(CMOS)感測器。可處理所得電信號以產生影像資料。在一些情況下，偵測單元或偵測器可包含幀差攝影機。來自幀差攝影機之資料可包含關於兩個或更多個影像之間的差異之資料。來自幀差攝影機之資料可包含影像或視訊。由偵測單元或偵測器產生之影像資料可包括一或多個影像，該一或多個影像可為靜態影像(例如，視覺程式碼、相片)、動態影像(例如，視訊)或其合適的組合。影像資料可為多色的(例如，RGB、CMYK、HSV)或單色的(例如，灰度、黑白、棕色)。偵測單元或偵測器可包括額外光學組件，諸如經組態以將光引導至影像感測器上之遮光片、濾波器或透鏡。

在一些實施例中，偵測單元或偵測器可為攝影機。攝影機可為捕獲動態影像資料(例如，視訊)之電影或視訊攝影機。攝影機可為捕獲靜態影像(例如，相片)之靜態攝影機。攝影機可捕獲動態影像資料及靜態影像兩者。攝影機可在捕獲動態影像資料與靜態影像之間切換。儘管本文所提供之某些實施例在攝影機之上下文中予以描述，但應理解，本發明可應用於任何合適之成像裝置，且本文中關於攝影機的任何描述亦可應用於任何合適的成像裝置，且本文中關於攝影機之任何描述亦可應用於其他類型之成像裝置。攝影機可用於產生3D程式碼之2D影像。由攝影機產生之影像可表示3D程式碼在2D影像平面上之投影。因此，2D影像中之每一點對應於3D程式碼中之3D空間座標。攝影機可包含光學元件(例如，透鏡、鏡面、濾波器等)。攝影機可捕獲彩色影像、灰度影像、紅外影像及其類似者。攝影機在其經組態以捕獲紅外影像時可為熱成像裝置。偵測裝置可捕獲一維(1D)、二維(2D)或三維(3D)資料。

攝影機系統可進一步包含一或多個光學組件，諸如透鏡。透鏡可經組態有攝影機系統以增大影像解析度，或增大或減小攝影機系統之焦距。

偵測單元或偵測器可以特定影像大小捕獲影像或影像序列。在一些實施例中，影像大小可由影像中之像素的數目界定。在一些實施例中，影像大小可大於或等於約352x420像素、480x320像素、720x480像素、1280x720像素、1440x1080像素、1920x1080像素、2048x1080像素、3840x2160像素、4096x2160像素、7680x4320像素或15360x8640像素。在一些實施例中，攝影機可為4K攝影機或具有更大影像大小之攝影機。

偵測單元或偵測器可以特定捕獲率捕獲影像序列。在一些實施例中，影像序列可為所捕獲標準視訊訊框率，諸如約24p、25p、30p、48p、50p、60p、72p、90p、100p、120p、300p、50i或60i。在一些實施例中，可以小於或等於每0.0001秒、0.0002秒、0.0005秒、0.001秒、0.002秒、0.005秒、0.01秒、0.02秒、0.05秒、0.1秒、0.2秒、0.5秒、1秒、2秒、5秒或10秒約一個影像之速率捕獲影像序列。在一些實施例中，捕獲率可取決於使用者輸入及/或目標應用程式而改變。

偵測單元或偵測器可具有特性影像解析度。影像解析度可界定為影像特徵在其下可光學解析之長度。舉例而言，影像解析度為0.1 mm之攝影機可能夠區分0.1 mm或更大之特徵。偵測單元或偵測器可具有約0.01 mm、0.05 mm、0.1 mm、0.2 mm、0.3 mm、0.4 mm、0.5 mm、0.6 mm、0.7 mm、0.8 mm、0.9 mm、1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm或超過約5 mm之影像解析度。偵測單元或偵測器可具有至少約0.01 mm、0.05 mm、0.1 mm、0.2 mm、0.3 mm、0.4 mm、0.5 mm、0.6 mm、0.7 mm、0.8 mm、0.9 mm、1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、5 mm或超過約5 mm之影像解析度。偵測單元或偵測器可具有不超過約5 mm、4 mm、3 mm、2 mm、1 mm、0.9 mm、0.8 mm、0.7 mm、0.6 mm、0.5 mm、0.4 mm、0.3 mm、0.2 mm、0.1 mm、0.05 mm、0.01 mm或小於約0.01 mm之影像解析度。

偵測單元或偵測器可具有可調整參數。在不同參數下，不同影像可藉由偵測單元或偵測器捕獲，同時經受相同外部條件(例如，位置、照明)。可調整參數可包含曝光(例如，曝光時間、快門速率、光圈、軟片速率)、增益、伽瑪(gamma)、所關注區域、像素合併(binning)/次取樣、像素時脈、偏移、觸發、ISO等。與曝光相關之參數可控制到達成像裝置中之影像感測器的光之量。舉例而言，快門速率可控制光到達影像感測器之時間量，且光圈可控制在給定時間內到達影像感測器之光的量。與增益相關之參數可控制來自光學感測器之信號之放大。ISO可控制攝影機對可用光之靈敏度位準。可共同地考慮控制曝光及增益之參數且在本文中將其稱為EXPO。

在一些替代實施例中，偵測單元或偵測器可延伸超出實體成像裝置。舉例而言，偵測單元或偵測器可包括能夠捕獲及/或產生程式碼之影像或視訊訊框之任何技術。在一些實施例中，偵測單元或偵測器可指能夠處理自另一實體裝置獲得之影像的演算法。

可以串列方式配置偵測單元、偵測器或感測器以增大視場。偵測裝置可經配置以使得每一裝置之各別視場與相鄰裝置之視場重疊。偵測裝置可經配置以使得每一裝置之視場緊鄰相鄰裝置之視場。圖 13 描繪可用一或多個攝影機單元達成之例示性視場，其中每一攝影機具有300 mm乘225 mm之視場且攝影機經組態以重疊25 mm。圖 14 表明可如何基於所製造織品材料之寬度來選擇攝影機組態以用於對織品製造製程之缺陷分析或品質控制。

具有如本文中所描述之視覺程式碼之物品可藉由視覺掃描系統即時地光學識別及/或追蹤。光學追蹤具有若干優點。舉例而言，光學追蹤允許無線『感測器』，較不易受雜訊影響，且允許同時追蹤許多物件(例如，不同類型之物件)。物件可以2D或3D格式描繪於靜態影像及/或視訊訊框中，可為現實及/或動畫的，可為彩色、黑色/白色或灰度的，且可處於任何顏色空間中。在一些情況下，可聚合來自線性攝影機之資料(1D信號)以便建置捕獲2D目標區之全部細節的2D信號。

光學偵測系統可包含資料傳輸鏈路以便於將成像資料自成像單元轉移至電腦系統。資料傳輸鏈路可包含固線式鏈路或無線鏈路。固線式鏈路可包括能夠將數位或電信號自成像單元傳輸至電腦系統之任何類型的電纜。資料傳輸鏈路可包括額外組件，諸如集線器、路由器、天線、數據機及接收器。

光學偵測系統可包含電腦系統。電腦系統可經組態以自成像單元接收資料(例如，1D或2D影像)且解譯資料以在製造製程期間識別及/或量化缺陷之發生率。電腦系統可包含用於解譯成像資料以判定所製造材料或產品中存在缺陷或不標準材料或產品之一或多個演算法。演算法可為用於缺陷偵測之獨立套裝軟體或應用程式。演算法可與用於製造裝置之其他操作軟體(諸如，製程控制軟體)整合。用於缺陷偵測或品質控制之演算法可經組態以影響製造製程之操作。舉例而言，若在材料或產品中偵測到一或多個缺陷或材料或產品在一定時間量內降低至品質控制標準之下，則缺陷偵測演算法或品質控制演算法可經組態以停止或減緩製造製程。缺陷偵測演算法或品質控制演算法可能夠識別所製造材料或產品中之一或多種類型之缺陷或品質位準。缺陷偵測演算法或品質控制演算法可能夠基於缺陷之數目、缺陷之數目密度、缺陷之頻率、缺陷之規則度、缺陷之大小、缺陷之形狀或可藉由演算法計算之任何其他相關參數而識別一或多種類型之缺陷或不標準材料或產品的根本原因。缺陷偵測演算法或品質控制演算法可利用缺陷資料來停止或更改製造製程。缺陷偵測演算法或品質控制演算法可校正一或多個處理參數以在製造製程期間減小缺陷形成之速率或改良材料或產品之品質。缺陷偵測演算法或品質控制演算法可識別自製造製程獲得的不可用、不可售或以其他方式受損之材料或產品。可基於藉由缺陷偵測演算法或品質控制演算法對一或多個缺陷或不標準品質之識別而捨棄、修復或再處理材料或產品。缺陷偵測演算法或品質控制演算法可包含經訓練演算法或機器學習演算法。

缺陷偵測演算法或品質控制演算法可包含經訓練演算法或機器學習演算法。在一些情況下，缺陷偵測演算法或品質控制演算法可包含機器視覺演算法。缺陷偵測演算法或品質控制演算法可包含各種子演算法或子常式，諸如變異數分析、高斯(Gaussian)核卷積、機器學習模型(例如，區段剖面(section profile)分析)、局部二元模式分析、梯度分析及霍夫(Hough)變換分析。圖 7 描繪展示概念缺陷偵測演算法或品質控制演算法中之資料獲取及影像分析之階段的方塊圖。可保存成像資料以供將來分析或重新分析，以隨著演算法技能增強而改良機器學習演算法。

光學偵測系統可包含其他機械及/或電組件。結構組件可用於將光學偵測系統之組件固定在製造裝置中、製造裝置上或製造裝置周圍。光學偵測系統可為模組系統。光學偵測系統可為能夠適應一系列製造裝置之可調整系統。光學偵測系統可為專門為特定製造裝置設計之定製裝置。結構組件可包含將成像單元之一或多個組件附接至製造裝置之安裝件。在一些情況下，組件可組態在相對於製造裝置之輸出端的靜態位置中。在一些情況下，成像單元之組件可藉由動力組件安裝至靜態支撐件，以使得靜態支撐件可保持固定，同時成像單元組件可在操作期間重新定位。在其他情況下，成像單元組件可安裝至製造裝置之移動組件，以使得組件藉由製造裝置之移動而移動。舉例而言，攝影機單元可安裝至圓形針織機之旋轉元件，以使得攝影機在針織機之操作期間旋轉。在一些情況下，成像單元組件可經組態以在與製造機器之移動部分之速度匹配的速度下移動。在一些情況下，成像單元組件可經組態以在與製造機器之移動部分之速度不同的速度下移動。舉例而言，成像單元可直接耦合至圓形針織機之旋轉部分，或成像單元可藉由齒輪總成間接耦合至旋轉部分以使得成像單元以比旋轉部分更快或更慢的速度旋轉。

光學偵測可包含額外機械組件。機械組件可包括結構組件、動力裝置及屏蔽組件。結構組件可包括固持、附接或支撐光學偵測系統之組件的任何組件。結構組件亦可包括用於其他機械目的(諸如振動抑制)之裝置。結構組件可包括桿、支柱、夾具、托架、棒、銷、板、螺釘、釘子、螺栓、鉚釘、墊圈及螺帽。動力裝置可包括用於平移地或可旋轉地移動組件之機動載物台或推車。動力組件可用於在收集成像資料之前、期間或之後更改或重新定位組件(例如，攝影機、光源)。在一些情況下，動力組件可用於在安裝於製造裝置中之後組態或最佳化光學偵測系統之組件的位置。在其他情況下，動力組件可用於在資料收集期間更改系統組件之位置。光學偵測系統可包含屏蔽組件以保護系統免受諸如熱、污染物及干擾環境光源之環境危害影響。

光學偵測系統之機械組件可為可調整的或模組化的。意欲將成像系統固定、耦合或附接至製造裝置之組件可含有准許系統之間的調適之可調整組件。圖 11A 至 11C 描繪用於具有水平及豎直位置調整之成像單元之支撐桿的各種組態。圖 11A 描繪僅具有水平調整之支撐桿。此支撐桿可藉由水平調整而耦合至製造裝置之相對壁，從而准許在不同裝置之間進行調適。圖 11B 及 11C 描繪在向下(圖 11B )及向上(圖 11C )方向上具有豎直高度調整之支撐桿。此類組態將准許成像單元相對於所製造材料或產品之調整，藉此准許更改目標區。可調整組件可進一步併入手動、自動或使用者控制之調整，以准許在利用之前、期間或之後調整成像單元。圖 12 展示用於調整成像單元(例如，攝影機、光源)之組件的額外組件。結構組件可准許1個自由度之調整、2個自由度之調整，或准許至多360^o 之旋轉調整。

在一些情況下，成像單元可藉由結構支撐件耦合至製造機器。固持成像單元之結構支撐件可耦合至製造裝置之一部分，諸如壁、側向支撐件、頂蓋、底板或表面。固持成像支撐件之結構支撐件可耦合至製造機器之靜止或固定部分。固持成像支撐件之結構支撐件可耦合至製造機器之旋轉、平移、振盪或以其他方式移動的部分，諸如旋轉軸或旋轉支撐件。在一些情況下，結構支撐件可包含未直接耦合至製造機器之獨立結構。

光學偵測系統可進一步包含電組件。電組件可將電力提供至需要電能之系統的任何組件。例示性電組件可包括佈線、一或多個電池組、用於一或多個電池組之充電器、插頭、插座及絕緣屏蔽。為了將電力提供至光學偵測系統，可添加及/或修改其他機電組件，包括滑環(其可包含氣動、液壓、光學或電接頭)、交流發電機、直流發電機、用於感應式充電之發電機及/或無線電力傳輸之其他方法。此等電源可單獨使用，或相容地或彼此組合使用，例如藉由將任何發電機構與可用於為光學偵測系統供電之一或多個電池組組合。

在一些實施例中，可修改製造機器之機械組件以便實現對所製造材料或與所製造材料相關聯之任何缺陷的適當檢驗。此可包括(例如)添加額外壁、支撐結構、軸、頂蓋、底板或表面，或修改機械驅動傳輸系統之一或多個組件或結構態樣。

在一些實施例中，偵測系統可經組態以獲取或接收關於所製造材料或用於產生所製造材料之製造製程之額外資訊，諸如生產速度、廢品率、製造機器效能及機器狀態、生產量，以及環境條件，諸如溫度、濕度、照明條件、雜訊位準及/或空氣品質(例如，空氣中各種顆粒之存在或濃度或在製造製程期間產生或釋放之煙霧量)。可使用一或多個感測器或自一或多個資料源或儲存庫獲得關於所製造材料或製造製程之額外資訊，該一或多個資料源或儲存庫包含關於所製造材料或偵測系統或材料製造機器之一或多個組件或子系統的資訊。在此類情況下，偵測系統可經組態以使用關於所製造材料或製造製程之此類額外資訊以輔助及/或增強對使用製造製程生產之材料或產品之各種缺陷或不標準品質的偵測。

在一些情況下，偵測系統可經組態以使用關於所製造材料或製造製程之額外資訊來調整本文中所描述之成像單元之校準及/或操作。成像單元可用於捕獲對應於使用材料製造機器生產之材料薄片或任何其他類型之產品上的一或多個目標區之影像或視訊。在一些情況下，偵測系統可經組態以使用關於所製造材料或製造製程之額外資訊來調整材料製造機器的操作。在本文中描述之實施例中的任一者中，偵測系統可經組態以基於關於所製造材料或製造製程之額外資訊來調整偵測系統之一或多個組件或子系統(例如，偵測系統之成像單元、照明單元及/或影像分析單元)之操作，以輔助及/或增強對使用製造製程生產之材料或產品之各種缺陷或不標準品質的偵測。在一些情況下，偵測系統可經組態以基於與所製造材料或製造製程相關聯之該額外資訊來實施用於調整及微調成像單元、照明單元、影像分析單元及/或材料製造機器之操作的反饋迴路。

在一些情況下，反饋迴路可包含例如開環控制方案或閉環控制方案。在一些非限制性實例中，可使用一或多個控制器(例如，比例-積分-微分控制器(PID控制器)、比例-積分控制器(PI控制器)、比例-微分控制器(PD控制器)、比例控制器、積分控制器、微分控制器或乏晰邏輯控制器)來實施反饋迴路。在一些情況下，反饋迴路及與反饋迴路相關聯之任何調整可在接收或偵測到額外資訊時即時實施。如上文所描述，即時可指事件或動作(例如，接收或偵測到額外資訊)相對於另一事件或動作(例如，偵測系統或偵測系統之一或多個組件之操作的調整)之發生同時或實質上同時發生。可在相對於至少另一事件或動作小於以下各者中之一或多者之回應時間內執行即時動作或事件：十秒、五秒、一秒、十分之一秒、百分之一秒、毫秒或更小。

在本文中描述之實施例中的任一者中，一或多個人工智慧或基於機器學習之演算法可用於基於額外資訊來實施偵測系統(或偵測系統之一或多個組件或子系統)之適應性控制。機器學習演算法可為例如無監督學習演算法、監督式學習演算法或其組合。在一些實施例中，機器學習演算法可包含神經網路(例如，深度神經網路(DNN))。在一些實施例中，深度神經網路可包含卷積神經網路(CNN)。CNN可為例如U-Net、ImageNet、LeNet-5、AlexNet、ZFNet、GoogleNet、VGGNet、ResNet18或ResNet等。在一些情況下，神經網路可為例如深度前饋神經網路、遞迴神經網路(RNN)、長短期記憶(LSTM)、閘式遞迴單元(GRU)、自動編碼器、變分自動編碼器、對抗自動編碼器、除雜訊自動編碼器、稀疏自動編碼器、波茲曼(Boltzmann)機器(BM)、受限波茲曼機器(RBM或受限BM)、深度信念網路、生成對抗網路(GAN)、深度殘差網路、膠囊網路或注意力/變換器(transformer)網路。在一些實施例中，神經網路可包含一或多個神經網路層。在一些情形下，神經網路可具有至少約2至1000個或更多個神經網路層。在一些情況下，機器學習演算法可經組態以實施例如隨機森林、提昇決策樹、分類樹、回歸樹、裝袋樹、神經網路或旋轉森林。

圖 22 說明可經實施以增強缺陷偵測或輔助製造製程之品質控制之反饋迴路的實例。在一些情況下，一或多個感測器2210可用於偵測關於所製造材料或用於產生所製造材料之製造製程的資訊2215。此類資訊2215可包含例如生產速度、廢品率、製造機器效能及機器狀態、生產量，以及環境條件，諸如溫度、濕度、照明條件、雜訊位準及/或空氣品質(例如，空氣中各種顆粒之存在或濃度或在製造製程期間產生或釋放之煙霧量)。一或多個感測器2210可以操作方式耦合至處理單元2220，該處理單元2220經組態以接收與所製造材料及/或製造製程相關聯之資訊2215且使用資訊2215來提供用於調整偵測系統2230之一或多個組件或子系統的操作之一或多個命令或指令2216。偵測系統2230可包含本文中所描述之偵測系統中之任一者。偵測系統2230可經組態以(i)偵測所製造材料內存在之一或多個缺陷及/或(ii)執行對用於生產材料或產品之一或多個製造製程之品質控制。在製造製程期間偵測缺陷之方法

本文提供使用光學偵測系統偵測材料或產品中之缺陷或不標準品質之方法。光學偵測系統可包含藉由資料傳輸鏈路連接至電腦系統之成像單元。對電腦系統執行之演算法可解譯藉由資料傳輸鏈路自成像單元傳輸之資料，以偵測在製造製程期間在材料或產品中是否存在缺陷或不標準品質。在一些情況下，成像單元相對於材料或產品經校準至目標區，且成像單元經組態以在藉由材料製造機器生產材料或產品時捕獲目標區之影像資料。

材料或產品之目標區之校準可包含確保成像單元在缺陷偵測期間之適當運行的任何製程。校準製程可包括諸如以下之製程：校準光源之輸出、調整光源之強度、調整光源之方向或位置、調整偵測單元或偵測器之方向或位置，或調整偵測單元或偵測器中之感測器參數(例如，增益、曝光時間)。在一些情況下，材料之目標區之校準可包含將成像單元初始化為其基線設定。在一些情況下，目標區之校準可包含將成像單元重設為其基線設定。在一些情況下，目標區之校準可包含將成像單元調整為已知或預定設定。成像單元之設定可包含描述成像單元內之組件的實體特性之參數(例如，光強度、光方向、感測器方向等)及描述藉由成像單元之感測部分進行之資料收集之參數(例如，曝光時間、聚焦深度、視場、訊框率等)。

可相對於材料或產品之目標區校準成像單元。目標區可為製造程序期間材料或產品之任何表面。目標區可為平坦的、平面的或彎曲的。目標區可具有特定形狀，例如，矩形、正方形、圓形、橢圓形等。可對靜態目標區或動態目標區執行校準。目標區可相對於連續生產之材料或產品在空間上固定。舉例而言，目標區可包含在攝影機視場中之矩形區，織品材料穿過該矩形區。包含成像單元之目標區之材料或產品的表面可不與偵測單元或光源正交定向。圖 3 描繪觀察相對於攝影機裝置110 以一定角度定向之材料薄片130 之攝影機裝置110 的示意圖。攝影機裝置110 之視場在材料薄片130 上之投影產生具有大於視場之面積的有效面積之目標區150 。

目標區之校準可在製造製程開始時發生。目標區之校準可在製造製程期間發生。目標區之校準可在製造製程期間週期性地或以規則時間間隔發生。目標區之校準可在成像套裝軟體或演算法之控制下執行。目標區之校準可涉及對已知或預先存在之樣本或資料集的參考。舉例而言，監測織品生產過程之成像單元之校準可基於針對相同織品材料及製造機器的預先存在之資料集來校準初始聚焦深度或照明強度。成像單元對目標區之校準可為完全自動的。目標區域之校準可由操作員執行或確認。

若一或多個系統參數(例如，聚焦深度、光強度、訊框率)之集合落入與最佳值之臨限值差內，則可認為成像單元已校準。可對約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30或超過30個系統參數之集合執行校準。可對至少約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30或超過30個系統參數之集合執行校準。可對不超過約30、29、28、27、26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2或小於約2個系統參數之集合執行校準。若系統參數之量測值落入最佳值之約20%、15%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%、0.01%或小於約0.01%內，則可認為系統參數已校準。若系統參數之量測值落入最佳值之不超過約20%、15%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%、0.01%或小於約0.01%內，則可認為系統參數已校準。

光學偵測系統可在各種資料收集及分析模式下操作。在一些情況下，光學偵測系統可連續地或即時地操作。連續或即時缺陷偵測可包含連續收集及輸出資料至分析演算法。連續收集資料可包括其中偵測單元或偵測器在資料收集期間始終曝露於入射光之任何操作模式。舉例而言，對於連續生產材料或產品之製造製程(例如，織品針織)，光學偵測系統可以連續模式操作。在一些情況下，光學偵測系統可以分段模式收集資料。分段資料收集可包含其中在成像單元之操作期間以一或多個時間間隔激活或去激活偵測單元或偵測器之操作模式。舉例而言，以分批或半分批組態(例如，金屬鍛造)生產材料或產品之製造製程可僅在輸出穿過視場時之時間間隔期間具有經激活偵測器。

圖 5 描繪根據本發明之一些實施例之光學偵測系統的操作模式。在第一步驟510 中，可將成像單元校準至材料或產品之目標區。在第二步驟520 中，可啟動製造製程或裝置。在第三步驟530 中，可開始自成像單元之資料收集。在第四步驟540 中，可將來自成像單元之資料輸出至電腦系統。在第五步驟550 中，可藉由電腦系統之演算法來分析來自成像系統之資料，以判定在所製造產品或材料中是否存在缺陷或不標準品質。熟習此項技術者將認識到圖 5 中描繪之操作模式之額外變化。舉例而言，可在已啟動製程或機器之後發生校準。亦應認識到，操作模式可包括額外中間步驟，諸如成像單元之重新校準、成像單元之移動及製程或機器之減速或停止。

偵測所製造材料或產品中之缺陷或不標準品質可導致若干結果中之一者。在一些情況下，偵測所製造材料或產品中之缺陷或不標準品質可導致超過一個結果。偵測所製造材料或產品中之一或多個缺陷或不標準品質可導致製造製程或裝置停止。偵測所製造材料或產品中之一或多個缺陷或不標準品質可促使製造裝置之修復。偵測所製造材料或產品中之一或多個缺陷或不標準品質可促使製造裝置之重新校準。偵測所製造材料或產品中之一或多個缺陷或不標準品質可促使更換對製造製程或機器之饋入。偵測所製造材料或產品中之一或多個缺陷或不標準品質可導致材料或產品經捨棄。偵測所製造材料或產品中之一或多個缺陷或不標準品質可導致材料或產品經修復。偵測所製造材料或產品中之一或多個缺陷或不標準品質可導致材料或產品經複製。偵測所製造材料或產品中之一或多個缺陷或不標準品質可促使人類操作員對製造製程或裝置進行干預。偵測所製造材料或產品中之一或多個缺陷或不標準品質可促使控制系統在製造製程或裝置中進行干預。品質保證協定可包含藉由光學偵測系統識別及量化所製造材料或產品中之缺陷或不標準品質。電腦系統

本發明提供經程式化以實施本發明之方法的電腦系統。圖 4 展示經程式化或以其他方式經組態以基於成像資料來偵測所製造材料或產品中是否存在缺陷之電腦控制系統401 。電腦控制系統401 可調節本發明之方法之各種態樣，諸如(例如)分析影像資料之方法。電腦控制系統401 可在使用者之電子裝置或相對於電子裝置遠距離定位之電腦系統上實施。電子裝置可為行動電子裝置。

電腦系統401 包括中央處理單元(CPU，本文中亦為「處理器」及「電腦處理器」)405 ，其可為單核或多核處理器，或用於並行處理之複數個處理器。電腦控制系統401 亦包括記憶體或記憶體位置410 (例如，隨機存取記憶體、唯讀記憶體、快閃記憶體)、電子儲存單元415 (例如，硬碟)、用於與一或多個其他系統通信之通信介面420 (例如，網路配接器)及周邊裝置425 ，諸如快取記憶體、其他記憶體、資料儲存裝置及/或電子顯示配接器。記憶體410 、儲存單元415 、介面420 及周邊裝置425 經由諸如母板之通信匯流排(實線)與CPU405 通信。儲存單元415 可為用於儲存資料之資料儲存單元(或資料儲存庫)。電腦控制系統401 可藉助於通信介面420 以操作方式耦合至電腦網路(「網路」)430 。網路430 可為網際網路、網際網路及/或企業間網路或與網際網路通信之企業內部網路及/或企業間網路。在一些情況下，網路430 係電信及/或資料網路。網路430 可包括一或多個電腦伺服器，該一或多個電腦伺服器可實現分散式計算，諸如雲端計算。在一些情況下，網路430 可藉助於電腦系統401 實施同級間網路，其可使得耦合至電腦系統401 之裝置能夠表現為用戶端或伺服器。

在一些情況下，電腦系統401 可包含圖形處理器單元(GPU)402 及/或使用者介面(UI)403 及/或致動器404 。圖 21 展示鏈接至一系列攝影機單元110 之一系列經連接電腦系統401 。致動器404 可能夠自外部裝置(例如，製造機器)發送及/或接收信號。電腦系統401 可包含外部或內部GPU402 。在一些情況下，系統可包含超過一個電腦系統401 或電腦系統之子組件。具有多個電腦系統401 或多個GPU402 之系統可以並行或串聯架構配置。電腦系統401 或GPU402 可經配置以針對預期應用增強或最佳化系統之計算能力。在一些情況下，一或多個電腦系統401 可自外部裝置(例如，包含多個攝影機單元110 之光學偵測系統)發送或接收資料。

CPU405 可執行可體現於程式或軟體中之一連串機器可讀指令。指令可儲存於記憶體位置，諸如記憶體410 中。指令可針對CPU405 ，該指令可隨後程式化或以其他方式組態CPU405 以實施本發明之方法。藉由CPU405 執行之操作之實例可包括提取、解碼、執行及寫回。

CPU405 可為諸如積體電路之電路之部分。系統401 之一或多個其他組件可包括於電路中。在一些情況下，電路為特殊應用積體電路(ASIC)。

儲存單元415 可儲存檔案，諸如驅動程式、程式庫及保存的程式。儲存單元415 可儲存使用者資料，例如使用者偏好及使用者程式。在一些情況下，電腦系統401 可包括一或多個額外資料儲存單元，其處於電腦系統401 外部，諸如位於經由企業內部網路或網際網路與電腦系統401 通信之遠端伺服器上。

電腦系統401 可經由網路430 與一或多個遠端電腦系統通信。舉例而言，電腦系統401 可與使用者(例如，控制材料或產品之製造的使用者)之遠端電腦系統通信。遠端電腦系統之實例包括個人電腦(例如，攜帶型PC)、平板(slate/tablet) PC (例如，Apple® iPad、Samsung®蓋樂世平板電腦(Galaxy Tab))、電話、智慧型電話(例如，Apple® iPhone、具備Android功能之裝置、Blackberry®)或個人數位助理。使用者可經由網路430 訪問電腦系統401 。

如本文所描述之方法可藉助於機器(例如，電腦處理器)可執行程式碼來實施，該機器可執行程式碼儲存於電腦系統401 之電子儲存位置上，諸如(例如)儲存於記憶體410 或電子儲存單元415 上。機器可執行或機器可讀程式碼可以軟體形式提供。在使用期間，可藉由處理器405 執行程式碼。在一些情況下，可自儲存單元415 擷取程式碼且將其儲存於記憶體410 上以用於處理器405 之就緒存取。在一些情形下，可排除電子儲存單元415 ，且將機器可執行指令儲存於記憶體410 上。

程式碼可經預編譯且經組態用於與具有經調適以執行程式碼之處理器之機器一起使用，或可在運行時間期間編譯。程式碼可以程式語言供應，該程式語言可經選擇以使得程式碼能夠以編譯前或編譯時之方式來執行。

本文中提供之系統及方法之態樣(諸如電腦系統401)可體現於程式設計中。技術之各種態樣可認為係通常呈機器(或處理器)可執行程式碼及/或承載於或體現於一種類型之機器可讀媒體中的相關聯資料之形式的「產品」或「製品」。機器可執行程式碼可儲存於諸如記憶體(例如，唯讀記憶體、隨機存取記憶體、快閃記憶體)或硬碟之電子儲存單元上。「儲存」型媒體可包括電腦、處理器或其類似者之有形記憶體或其相關聯模組(諸如各種半導體記憶體、磁帶機、磁碟機及其類似者)中之任一者或全部，其可在任何時間為軟體程式設計提供非暫時性儲存。軟體之所有或部分可時常經由網際網路或各種其他電信網路進行通信。此類通信例如可能夠將軟體自一個電腦或處理器加載至另一者中，例如自管理伺服器或主電腦加載至應用程式伺服器之電腦平台中。因此，可承載軟體元件之另一類型之媒體包括諸如跨越本端裝置之間的實體介面、經由有線及光學陸上通訊線網路及經由各種空中鏈路使用之光波、電波及電磁波。攜載此類波之實體元件(諸如有線或無線鏈路、光學鏈路或其類似者)亦可視為係承載軟體之媒體。如本文中所使用，除非受限於非暫時性的有形「儲存」媒體，否則諸如電腦或機器「可讀媒體」之術語係指參與將指令提供至處理器以用於執行之任何媒體。

因此，諸如電腦可執行程式碼之機器可讀媒體可採用許多形式，包括(但不限於)有形儲存媒體、載波媒體或實體傳輸媒體。非揮發性儲存媒體包括例如光碟或磁碟，諸如任何電腦或類似者中之儲存裝置中之任一者，諸如可用於實施圖式中所展示之資料庫等。揮發性儲存媒體包括動態記憶體，諸如此類電腦平台之主記憶體。有形傳輸媒體包括同軸電纜；銅線及光纖，包括包含電腦系統內之匯流排的電線。載波傳輸媒體可採用以下形式：電信號或電磁信號，或聲波或光波，諸如在射頻(RF)及紅外(IR)資料通信期間所產生之聲波或光波。因此，電腦可讀媒體之常見形式包括例如：軟磁碟、可撓性磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其他光學媒體、打孔卡紙帶、任何其他具有孔圖案之實體儲存媒體、RAM、ROM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或匣、傳送資料或指令之載波、傳送此類載波之電纜或鏈路，或電腦可自其中讀取程式碼及/或資料之任何其他媒體。此等形式之電腦可讀媒體中之多者可涉及將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器以供執行。

電腦系統401 可包括電子顯示器435 或與電子顯示器435 通信，該電子顯示器435 包含用於提供(例如)缺陷相關資料或品質控制參數之顯示的使用者介面(UI)440 。UI之實例包括(但不限於)圖形使用者介面(GUI)及基於網站之使用者介面。

本發明之方法及系統可藉助於一或多個演算法來實施。演算法在由中央處理單元405 執行時可藉助於軟體來實施。演算法可例如自成像單元收集資料且分析資料以證明所製造材料或產品中之缺陷。實例實例 1- 旋轉光學偵測系統

圖 6 描繪用於監測圓形針織機之織品生產製程之光學偵測系統的例示性成像單元。針織機經組態以藉由在圍繞中心軸A – A' 旋轉之同時針織紗線來生產管狀織品135 ，接著將所生產織品饋入至儲存輥180 上。針織機進一步包含側向支撐件160 ，水平安裝桿170 附接至該等側向支撐件。一或多個攝影機110 固定至水平安裝桿170 。可在側向支撐件160 上豎直地調整水平安裝桿170 ，以改變目標區150 之位置以用於缺陷偵測。目標區150 可位於上部針織區附近、針織區下方或儲存輥180 處。實例 2- 具有光源之光學偵測系統

圖 8A 至 8D 描繪用於旋轉圓形針織機中之光學偵測系統之成像單元之組態的示意圖。圓形針織機可圍繞軸線A – A' 旋轉。攝影機單元110 可附接至貼附至針織機下方之表面的水平安裝桿170 。攝影機單元110 可朝向饋入至儲存輥180 之所生產管狀織品135 的表面而定向。成像單元可進一步包含經定位以免阻礙攝影機單元110 之視場的多個光源120 。光源120 可位於與攝影機110 相同的一側上及/或管狀織品135 之相對側上以實現不同模式之缺陷偵測。實例 3- 光學偵測系統組態

圖 9A 至 9E 描繪旋轉圓形針織機中之成像單元之各種組態的示意圖。圖 9A 展示經定位以在管狀織品材料135 饋入至儲存輥180 上之位置附近對目標區150 成像的攝影機單元110 。攝影機單元110 可位於靜止或固定位置中，或可安裝至旋轉組件，該旋轉組件與單元之其餘部分一起圍繞軸線A – A ' 旋轉。圖 9B 展示與圖 9 A 類似之組態，但攝影機單元110 已升高以對更靠近針織機之針織區的目標區150 成像。在圖9B 之實例中，在成像期間，在織品管138 旋轉時，攝影機單元110無需旋轉。圖 9C 展示成像單元組態，其中攝影機單元110 已定位於管狀織品材料135 內，藉此在織品135 之與圖 9B 中描繪之目標區150 相對的一側上產生目標區150 。在圖9C 之實例中，在成像期間，在織品管138 旋轉時，攝影機單元110無需旋轉。圖 9D 描繪與圖 9B 之成像單元類似之成像單元，但亦包括兩個光源120 。第一光源120 鄰近攝影機單元而定位，而第二光源120 定位於管狀織品材料135 內。光源120 及攝影機單元110 可相對於圍繞軸線A – A ' 之旋轉固定或可與針織機同步旋轉。圖 9E 描繪併入有鏡面210 以使得能夠對相對於攝影機單元110 之位置幾乎水平置放之目標區成像的成像單元。實例 4- 額外成像單元組態

圖 10A 至 10C 描繪圓形針織機內之成像單元的其他組態。圖 10A 描繪在圓形針織機之針織區內耦合至旋轉軸220 的攝影機單元110 。攝影機單元110 可經耦合以使得其具有與旋轉軸220 之角速度實質上相同的角速度。在一些情況下，攝影機單元110 可經耦合以使得其具有不同角速度，例如，經由傳動裝置耦合。攝影機單元之旋轉准許藉由旋轉目標區對內部織品表面進行成像。當生產織品材料135 時，向下拉動材料，從而將新織品材料曝露於旋轉攝影機110 。圖 10B 描繪使用鏡面210 以准許對管狀織品材料135 之內表面成像的固定攝影機110 組態。此組態中之目標區150 在空間上保持固定。可藉由添加更多攝影機110 及鏡面210 (未展示)來對整個織品圓周成像。圖 10C 描繪成像單元組態，其中攝影機110 相對於與扁平織品材料135 饋入至儲存輥180 上之位置鄰近的旋轉針織機而固定。在此組態中，攝影機110 之目標區150 保持靜止，而針織機旋轉。當影像不由側向支撐件160 阻擋時，此週期性地將織品之兩側曝露於攝影機單元110 。實例 5- 光學偵測系統

圖 15 展示用於圓形針織機之已安裝光學偵測系統的影像。系統之特徵在於定位成與扁平織品材料之幾乎豎直區鄰近之多個攝影機。將攝影機安裝至水平支撐桿，該水平支撐桿亦含有主要在可見光譜之藍色及靛藍色區中輸出的可見光源。成像單元直接連線至電腦系統之中央處理單元。實例 6- 缺陷偵測分析

圖 16A 描繪用於偵測針織品材料中之缺陷的例示性成像單元。圖 16B 顯示藉由捕獲織品材料中之疑似缺陷之成像單元收集的影像資料。圖 16B 之上部影像描繪織品材料中之疑似彈力布缺陷。圖 16B 之下部影像描繪織品材料中之疑似針缺陷。圖 17 描繪由耦合至靛藍色光源之成像單元捕獲之兩個重疊影像。矩形框基於藉由成像套裝軟體之分析而突出顯示具有疑似重複缺陷1710 之區域。藉由成像軟體偵測此等重複缺陷1710 促使針織機停止，藉此防止製造更多有缺陷織品。圖 18 描繪由耦合至靛藍色光源之成像單元捕獲之兩個影像。箭頭基於藉由成像套裝軟體之分析而突出顯示具有疑似針缺陷1810 之區域。藉由成像軟體偵測此等缺陷1810 促使針織機停止，藉此防止製造更多有缺陷織品。圖 19 描繪由耦合至靛藍色光源之成像單元捕獲之兩個影像。箭頭基於藉由成像套裝軟體之分析而突出顯示具有疑似彈力布缺陷1910 之區域。藉由成像軟體偵測此等缺陷1910 促使針織機停止，藉此防止製造更多有缺陷織品。

雖然本文已展示且描述本發明之較佳實施例，但熟習此項技術者將顯而易見，此類實施例僅藉助於實例提供。不希望本發明受本說明書中所提供之具體實例的限制。雖然已參考前述說明書描述本發明，但本文中實施例之描述及說明並不意欲以限制性意義來解釋。在不脫離本發明之情況下，熟習此項技術者現將想到大量變化、改變及替代。此外，應理解，本發明之所有態樣不限於本文所闡述之取決於各種條件及變數之具體描繪、組態或相對比例。應理解，本文所描述之本發明之實施例的各種替代方案可用於實踐本發明。因此，預期本發明亦應涵蓋任何此類替代方案、修改、變化或等效物。希望以下申請專利範圍界定本發明之範疇，且藉此涵蓋此等申請專利範圍及其等效物之範疇內的方法及結構。

110:攝影機 120:光源 130:材料/產品 135:管狀織品 138:織品管 150:目標區 160:側向支撐件 170:水平安裝桿 180:儲存輥 210:鏡面 220:旋轉軸 250:顯示終端機 401:電腦控制系統 402:圖形處理器單元 403:使用者介面 404:致動器 405:中央處理單元 410:記憶體位置 415:電子儲存單元 420:通信介面 425:周邊裝置 430:電腦網路 435:電子顯示器 440:使用者介面 510:第一步驟 520:第二步驟 530:第三步驟 540:第四步驟 550:第五步驟 1710:重複缺陷 1810:針缺陷 1910:彈力布缺陷 2210:感測器 2215:資訊 2216:命令/指令 2220:處理單元 2230:偵測系統 A–A':中心軸

本發明之新穎特徵在隨附申請專利範圍中細緻闡述。將參照闡述利用本發明原理之說明性實施例的以下詳細描述及隨附圖式(在本文中亦為「圖(figure/FIG.)」)來獲得對本發明之特徵及優勢的較佳理解，其中：

圖 1 描繪根據一些實施例之具有相對於材料薄片之低角度組態之成像單元的示意圖。

圖 2 描繪根據一些實施例之具有相對於材料薄片之正交組態之成像單元的示意圖。

圖 3 描繪根據一些實施例之材料薄片上之目標區相對於攝影機之視場的示意圖。

圖 4 展示根據一些實施例之電腦系統的示意圖。

圖 5 顯示根據一些實施例之光學偵測方法的方塊圖。

圖 6 描繪根據一些實施例之可調整地安裝至圓形針織機之成像單元的示意圖。

圖 7 顯示根據一些實施例之光學偵測方法的方塊圖。

圖 8A 描繪根據一些實施例之用於卷軸式圓形針織機之成像單元的第一示意圖。

圖 8B 描繪根據一些實施例之用於卷軸式圓形針織機之成像單元的第二示意圖。

圖 8C 描繪根據一些實施例之用於卷軸式圓形針織機之成像單元的第三示意圖。

圖 8D 描繪根據一些實施例之用於卷軸式圓形針織機之成像單元的第四示意圖。

圖 9A 展示根據一些實施例之用於卷軸式圓形針織機之成像單元的第一組態。

圖 9B 展示根據一些實施例之用於卷軸式圓形針織機之成像單元的第二組態。

圖 9C 展示根據一些實施例之用於卷軸式圓形針織機之成像單元的第三組態。

圖 9D 展示根據一些實施例之用於卷軸式圓形針織機之成像單元的第四組態。

圖 9E 展示根據一些實施例之用於卷軸式圓形針織機之成像單元的第五組態。

圖 10A 展示根據一些實施例之用於圓形針織機之成像單元的第一組態。

圖 10B 展示根據一些實施例之用於圓形針織機之成像單元的第二組態。

圖 10C 展示根據一些實施例之用於圓形針織機之成像單元的第三組態。

圖 11A 展示根據一些實施例之具有針對成像單元之水平調整之可調整安裝總成的第一組態。

圖 11B 展示根據一些實施例之具有針對成像單元之豎直調整之可調整安裝總成的第二組態。

圖 11C 展示根據一些實施例之具有針對成像單元之豎直調整之可調整安裝總成的第三組態。

圖 12 展示根據一些實施例之用於將可調整組件添加至成像單元之安裝總成的安裝硬體。

圖 13 描繪根據一些實施例之成像單元中之各種數目之攝影機的理論視場。

圖 14 描繪根據一些實施例之取決於織品寬度之多攝影機成像單元的組態。

圖 15 顯示根據一些實施例之圓形針織機上之已安裝光學偵測系統的影像。

圖 16A 展示根據一些實施例之用於圓形針織機之多攝影機成像單元的圖解說明。

圖 16B 顯示根據一些實施例之藉由光學偵測系統自藉由圓形針織機生產之織品收集的二維(2D)缺陷資料。

圖 17 展示根據一些實施例之藉由光學偵測系統自藉由圓形針織機生產之織品收集的2D缺陷資料。

圖 18 展示根據一些實施例之藉由光學偵測系統自藉由圓形針織機生產之織品收集的2D針缺陷資料。

圖 19 展示根據一些實施例之藉由光學偵測系統自藉由圓形針織機生產之織品收集的2D彈力布(lycra)缺陷資料。

圖 20 顯示根據一些實施例之具有以用於使用者介面之顯示終端機為特徵之已安裝光學偵測系統的圓形針織機之影像。

圖 21 顯示根據一些實施例之包含鏈接至成像單元之多個電腦系統之系統的示意圖。

圖 22 說明根據一些實施例之可實施以增強製造製程之缺陷偵測及品質控制之反饋迴路的實例。

110:攝影機

120:光源

130:材料或產品

Claims

一種系統，其包含：一成像單元，其經組態以用於與可用於生產一材料薄片之一材料製造機器一起使用，其中該成像單元經校準至該材料薄片之一目標區，且其中該成像單元經組態以(i)在藉由該材料製造機器生產該材料薄片時捕獲對應於該目標區之一影像或視訊及(ii)產生對應於該影像或視訊之資料；及一影像分析單元，其與該成像單元通信，其中該影像分析單元包含一或多個電腦處理器，該一或多個電腦處理器個別地或共同地經組態以處理該資料以在藉由該材料製造機器生產該材料薄片時實質上即時地控制品質或偵測該材料薄片上之一或多個缺陷的存在。
如請求項1之系統，其中該材料薄片係一紡織物。
如請求項1之系統，其中該材料薄片係一金屬或金屬合金。
如請求項1之系統，其中該材料薄片係紙。
如請求項1之系統，其中該材料薄片係一塑膠。
如請求項1之系統，其中該成像單元經組態以在該材料薄片經操控或轉換為一卷材形式之前捕獲對應於該目標區之該影像或視訊。
如請求項1之系統，其進一步包含該材料製造機器。
如請求項7之系統，其中該材料製造機器包含一圓形針織機或編織機。
如請求項7之系統，其進一步包含一支撐結構，該支撐結構經組態以支撐(i)該成像單元及(ii)該照明單元中之至少一者。
如請求項9之系統，其中該支撐結構經組態以可釋放地安裝至該材料製造機器。
如請求項9之系統，其中該支撐結構經提供為自該材料製造機器解耦之一獨立結構。
如請求項9之系統，其中該支撐結構經組態以耦合至該材料製造機器之一可移動部分。
如請求項12之系統，其中該可移動部分包含一旋轉軸或一旋轉框架。
如請求項9之系統，其中該支撐結構經組態以耦合至該材料製造機器之一固定靜止部分。
如請求項1之系統，其進一步包含：一照明單元，其經組態以將光透射及引導至該目標區上，該光可用於在複數個部分在該材料薄片之生產期間穿過該目標區時照明該材料薄片之該複數個部分。
如請求項15之系統，其中該光係選自由可見光、紅外光及紫外光組成之群。
如請求項15之系統，其中該光包含具有約700奈米至1200奈米之一或多個波長的一或多個光束。
如請求項15之系統，其中該光包含具有約10奈米至約400奈米之一或多個波長的一或多個光束。
如請求項15之系統，其中該光包含約10奈米至約1200奈米之複數個波長。
如請求項15之系統，其中該照明單元經組態以相對於由該目標區界定之一平面以一或多個角度引導該光。
如請求項20之系統，其中該一或多個角度在約1度至約90度之範圍內。
如請求項20之系統，其中該一或多個角度中之至少一者小於約1度。
如請求項20之系統，其中該一或多個角度中之至少一者大於約90度。
如請求項15之系統，其進一步包含該材料製造機器，該材料製造機器包含經組態以在生產該材料薄片時旋轉之至少一個可旋轉部分。
如請求項24之系統，其中該至少一個可旋轉部分包含一旋轉軸或一旋轉框架。
如請求項25之系統，其中(i)該照明單元及(ii)該成像單元中之至少一者經組態以安裝至該旋轉軸或該旋轉框架。
如請求項24之系統，其中(i)該照明單元及(ii)該成像單元中之至少一者經組態以在該至少一個可旋轉部分旋轉時保持靜止。
如請求項24之系統，其中該照明單元及該成像單元經組態以在該至少一個可旋轉部分旋轉以生產該材料薄片時保持靜止。
如請求項24之系統，其中(i)該照明單元及(ii)該成像單元中之至少一者經組態以在該至少一個可旋轉部分旋轉時相對於該至少一個可旋轉部分移動。
如請求項24之系統，其中該照明單元及該成像單元經組態以在該至少一個可旋轉部分旋轉時相對於該至少一個可旋轉部分移動。
如請求項29之系統，其中(i)該照明單元及(ii)該成像單元中之至少一者經組態以在與該至少一個可旋轉部分實質上相同之一速度下或相同之一方向上移動。
如請求項29之系統，其中(i)該照明單元及(ii)該成像單元中之至少一者經組態以在與該至少一個可旋轉部分不同之一速度下或不同之一方向上移動。
如請求項15之系統，其中該照明單元及該成像單元相對於該材料薄片之一表面位於同一側上。
如請求項33之系統，其中該照明單元經組態以用於前側照明，且該成像單元經組態以用於該目標區之前側成像。
如請求項33之系統，其中該照明單元經組態以用於背側照明，且該成像單元經組態以用於該目標區之背側成像。
如請求項15之系統，其中該照明單元及該成像單元相對於該材料薄片之一表面位於相對側上，使得該材料薄片位於該照明單元與該成像單元之間。
如請求項36之系統，其中該照明單元經組態以用於背側照明，且該成像單元經組態以用於該目標區之前側成像。
如請求項36之系統，其中該照明單元經組態以用於前側照明，且該成像單元經組態以用於該目標區之背側成像。
如請求項1之系統，其中該成像單元經組態以直接安裝至該材料製造機器。
如請求項1之系統，其中該成像單元包含一或多個攝影機。
如請求項40之系統，其中該一或多個攝影機具有至少約0.1毫米之成像解析度。
如請求項40之系統，其中該一或多個攝影機具有小於約0.1毫米之成像解析度。
如請求項1之系統，其中該影像分析單元進一步經組態以判定該一或多個缺陷之類型、形狀或大小。
如請求項1之系統，其進一步包含：一控制器，其與該材料製造機器通信，其中該控制器經組態以在該影像分析單元偵測到該材料薄片上之該一或多個缺陷的該存在時產生用於停止或暫停該材料製造機器之操作的一指令集。
如請求項1之系統，其中該材料薄片係卷軸式生產之材料薄片。
如請求項1之系統，其中該材料薄片包含一網、一網狀物或一膜。
如請求項1之系統，其中該材料薄片包含一複合物，該複合物包含兩種或更多種不同材料類型。
如請求項1之系統，其中該材料薄片具有至少約5微米之厚度。
如請求項1之系統，其中該材料薄片具有小於約10毫米之厚度。
如請求項1之系統，其中該材料薄片係多孔的。
如請求項1之系統，其中該材料薄片係無孔的。
如請求項1之系統，其中該材料薄片係不透明的。
如請求項1之系統，其中該材料薄片係透明或半透明的。
一種方法，其包含： (a)提供用於與可用於生產一材料薄片之一材料製造機器一起使用的一成像單元； (b)將該成像單元校準至該材料薄片之一目標區； (c)使用該成像單元以(i)在藉由該材料製造機器生產該材料薄片時捕獲對應於該目標區之一影像或視訊及(ii)產生對應於該影像或視訊之資料；及 (d)電腦處理該資料以在藉由該材料製造機器生產該材料薄片時實質上即時地控制品質或偵測該材料薄片上之一或多個缺陷的存在。
如請求項54之方法，其中(b)中之該校準包含相對於該材料薄片或該材料製造機器以一預定空間組態提供該成像單元。
如請求項54之方法，其中(d)中之該電腦處理包含將一或多個影像分析演算法應用於該資料。
如請求項56之方法，其中該一或多個影像分析演算法包含一機器學習演算法。
如請求項54之方法，其進一步包含：在該影像分析單元偵測到該材料薄片上之該一或多個缺陷的該存在時，使用該經電腦處理資料來產生用於停止或暫停該材料製造機器之操作的一指令集。
如請求項58之方法，其進一步包含：回應於該指令集而停止或暫停該材料製造機器之該操作。
如請求項54之方法，其進一步包含：在該影像分析單元偵測到該材料薄片上之該一或多個缺陷的該存在時，使用該經電腦處理資料來產生用於解決該一或多個缺陷之一校正動作集。