TW202411606A - 測量弧曲玻璃片之表面之系統中用於光學對準之固定具及方法 - Google Patents

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Abstract

一光學檢驗系統係設置有用以支撐玻璃片的固定具，其中該固定具具有一光學基準。一紫外線雷射及相關聯光學器件形成一平面雷射片光，該平面雷射片光與該玻璃片的表面相交引起該表面發螢光並在該表面上形成可見波長線。一攝影機具有一影像感測器，用於檢測該光學基準和跨越該片的寬度的至少一部分的可見波長線。一控制系統組配為(i)使在該固定具上的該光學基準成像，(ii)根據成像的光學基準界定一光學基準座標系，(ii)接收在一模型座標系中的該玻璃片的一數學模型，且(iii)經由至少一變換使該光學基準座標系與該模型座標系相關。本揭露內容還提供一種使用非接觸光學檢驗系統的方法。

Description

測量弧曲玻璃片之表面之系統中用於光學對準之固定具及方法
各種實施例涉及一固定具以及該固定具與用於光學測量弧曲玻璃片之表面之系統一起使用的方法。
發明背景
玻璃片，特別是成型為各種彎曲形狀以用作汽車擋風玻璃(windshield)、後擋風玻璃(backlite)及側窗玻璃(sidelite)之玻璃片的製造商，對測量及評估一玻璃片之表面是關注的。製造商可能希望確定玻璃片是否在預定的規格內以便計量。製造商可能還希望測量及評估所成型的片中的反射光學失真之量，該反射光學失真之量可由人類觀察者感知，諸如外部觀察者或車輛的操作者或乘客，其中玻璃可安裝為擋風玻璃、後擋風玻璃或側窗玻璃或類似者。舉例而言，隨著抬頭顯示器等技術在車輛應用中的使用越來越多，計量度量及反射失真閾值變得越來越嚴格。
作為測量或計量玻璃片的一部分，可需要確定掃描系統內之該玻璃片的位置。習知玻璃片支撐固定具的使用可能無法與採用非接觸測量或計量之光學檢驗系統一起工作，且如果不使用校準固定具，該光學檢驗系統可能無法精確及/或準確地定位玻璃片。
本案揭露一種光學檢驗系統，包含：一固定具，用以支撐一玻璃片，該固定具具有設置於其上的一光學基準；一紫外線雷射及相關聯光學器件，形成指向該玻璃片的平面雷射片光，其中該平面雷射片光與該玻璃片的表面相交，藉此使該玻璃片的表面發螢光且在該表面上形成一可見波長線；一攝影機，具有一影像感測器，用於檢測該光學基準及用於檢測跨越該片的寬度的至少一部分的該可見波長線；以及一控制系統，組配為 (i) 使在該固定具上的該光學基準成像， (ii) 根據成像的光學基準界定一光學基準座標系， (ii) 接收在一模型座標系中的該玻璃片的一數學模型，且 (iii) 經由至少一變換使該光學基準座標系與該模型座標系相關。
詳細說明
如所需，本揭露內容之詳細實施例係提供於本文中；然而，應理解，所揭露實施例僅為範例且可以各種及替代形式實施。該等圖式未必按比例繪製；一些特徵可被誇示或最小化以顯示特定部件之細節。因此，本文中所揭露之特定結構及功能細節不應解釋為限制性的，而是僅作為用於教示熟習此項技術者以各種方式使用本揭露內容之代表性基礎。
應認識到，本文所揭露之任何電路或其他電氣裝置可包括任何數目之微處理器、積體電路、記憶體裝置(例如，快閃、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、電氣可程式化唯讀記憶體(EPROM)、電氣可抹除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)或前述之其他合適變體)及彼此合作以執行本文所揭露之一或多個操作的軟體。另外，如本文中所揭露之該等電氣裝置中之任何一或多者可組配為執行實施於非暫時性電腦可讀媒體中之電腦程式，該非暫時性電腦可讀媒體經程式化以執行如本文中所揭露之任何數目的功能。
圖1例示一線上玻璃片光學檢驗系統10。用於與本揭露內容的系統10及固定具14一起使用的子系統之一範例係說明於2019年7月24日申請且發明名稱為「用於測量弧曲玻璃片之表面之系統及方法(System And Method For Measuring A Surface In Contoured Glass Sheets)」的PCT專利申請案第PCT/US19/43180號中，該PCT/US19/43180之揭露內容以引用方式整體併入本文中。在其他範例中，其他非接觸光學檢驗系統可與本揭露內容一起使用。
該檢驗系統10包括一傳送器12，其在第一方向上傳送玻璃片G，亦稱為一玻璃面板G，該第一方向大體平行於該玻璃片之第一維度。在所示範例中，該弧曲玻璃片G為大體上呈梯形的車輛擋風板或背光，具有第一維度，該第一維度為相對較小維度(且可替代地稱為高度)及第二相對較大維度(可替代地稱為寬度)。該玻璃片G在第三維度上具有厚度，其中該厚度小於該寬度及該高度。該玻璃片G圍繞大體平行於該第一方向之一或多個曲率軸彎曲。在其他範例中，該玻璃片G可具有其他曲率軸，提供為平坦的或實質平坦的片，或以其他方式成形。
該傳送器12可為單一傳送器，其僅專用於經由該檢驗系統10運輸的該玻璃片G，該檢驗系統可組配為及/或操作為獨立的光學檢驗系統。在其他範例中，該傳送器12可為一系列傳送器中之一者，該等傳送器將該玻璃片傳送通過各種製程站，諸如例如在典型汽車、建築及/或太陽能玻璃片製造系統中存在之加熱、成型及退火或回火站。用於該玻璃片G之傳送器可藉由各種技術提供，諸如藉由輥、氣浮(air-float)或帶式傳送器、定位器及機械臂，以便以所述方式處理玻璃。亦應瞭解，複數傳送器可被分別獨立地控制以一定的速度移動該等玻璃片通過不同製程站，從而有效地控制整個系統10中玻璃片的流動及處理。替代地，該檢驗系統10可提供為單獨的、獨立的系統或設備，而無需傳送器。
該檢驗系統10亦可具備用於該玻璃片G之固定具14。該固定具14支撐該玻璃片G且將該玻璃片G定位於其上。該固定具14可提供該玻璃片G之精確且準確的定位。下文參閱圖3-4及圖7-9更詳細地說明用於與圖1之系統一起使用之固定具。
檢驗子系統16可組配為相對於該片G與該固定具14平移，例如，該檢驗子系統16安裝於傳送器系統上及/或該固定具14安裝於傳送器系統12上。該檢驗子系統16具有光學元件，該等光學元件組配為基於該檢驗子系統16相對於該固定具14之運動掃描該玻璃片G的表面。
該檢驗子系統16可用於測量玻璃片的表面，且可進一步用於計量該玻璃片、測量該玻璃片中之小表面曲率缺陷及/或測量反射光學失真。根據一範例且用於與圖1之系統10及固定具14一起使用之一檢驗子系統16係參照圖1A來說明。
根據一範例，檢驗子系統16係一非接觸光學系統，且具有一或多個攝影機或其他檢測器以成像或以其他方式檢測用以測量及/或計量玻璃片G的光。在所示範例中，該檢驗系統16可檢測在可見波長或非可見波長下之光，例如在紫外線或紅外線波長範圍內的光。
參考圖1及1A，且根據另一非限制性範例，該子系統16包括諸如攝影機之檢測器30，及諸如雷射等之光源40。該檢測器30可由單一攝影機或由對玻璃片G之不同區成像的多個攝影機提供。在多攝影機系統中，攝影機所成像之區可重疊或非重疊。根據一範例，該子系統16具有至少部分基於該玻璃片之光學性質選擇波長的雷射40或其他光源。該光源可輸出可見或不可見波長的光，例如在紫外線或紅外線波長範圍內的光。該光源40的光藉由該子系統16導向該玻璃片G。在一範例中，該光源選擇為具有在調諧的窄帶中的波長λ1，該玻璃片G對該調諧的窄帶是不透明的或通常是不透射的。該光源40亦經選擇，使得光源之波長λ1誘發或致使該玻璃片G的表面在不同於該光源之波長λ2下發射光。舉例而言，該光源40經選擇以使得光源之波長λ1誘發或致使該玻璃片G的表面在比該光源之波長λ1長的波長λ2下發螢光或發光。在另一範例中，該雷射40為脈動二極體雷射以在特定波長處提供紫外線光，該玻璃片G對該特定波長是不透明的或不透射的，或該玻璃片G對該特定波長實質上是不透射的，例如，具有用於雷射輸出之小於5%或2%的透射率，同時該玻璃片在可見光譜中發螢光。
該子系統16亦可包括各種光學元件42以控制及導引來自光源的光至玻璃片G，及從玻璃片G至檢測器。該等光學元件42可組配為將平面雷射片光提供至該玻璃片G之兩個表面44、46中的表面44。該平面雷射片光可橫跨該傳送器橫向延伸，例如在x方向上。該等第一與第二表面44、46藉由該玻璃片G之厚度彼此間隔開。當該玻璃片G對該雷射片光之波長λ1是不透明或實質上不透射時，該雷射片光與該第一表面44相互作用而不行進穿過該片G或該第二表面46，且因此僅在該第一表面44激發該玻璃片G，使得波長λ2處之可見光線出現於該表面44上。此發射光線由該系統10的該一或多個攝影機30檢測。
該攝影機30可具備電荷耦合裝置(CCD)影像感測器或互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器。在本範例中，該檢測器30具備CMOS感測器且經定位以使得該玻璃片G或在x方向上之玻璃片的整個寬度被擷取在影像中。在所示範例中，該攝影機由在一個範例中設定為5496x1836或5496x1000像素之關注區的5496x3672像素的CMOS感測器攝影機提供，或在另一範例中為5120x5120像素的CMOS感測器。各種攝影機設定可基於雷射參數、傳送速度及其他系統因素來控制，且此等攝影機設定包括鏡頭焦距、光圈、增益及曝光時間。在一範例中，該攝影機使用固定鏡頭，例如16mm或25mm鏡頭，且經設定為f2.4光圈或較高光圈以用於增加景深，且使用具有2-15分貝之增益的15-20毫秒之曝光時間。在另一範例中，該攝影機設定可使用另一曝光時間，例如在10毫秒至300毫秒或更大之範圍內，且增益可同樣地設定為在二至三十分貝之範圍內的另一值。在其他範例中，該攝影機30可經定位以僅使該片G之選定區成像。在進一步範例中，該檢測器可作為另一光檢測器或光感測元件。在進一步範例中，諸如濾光片之附加的光學元件可設置於該玻璃片G與該檢測器30之間以進一步增加訊噪比。
該子系統16具有至少一個電腦及/或控制單元18，其包括至少一個處理器程式以執行邏輯，該邏輯用於以控制包括該一或多個檢測器及任何一或多個光源的該光學系統，從該一或多個檢測器獲取每一玻璃片之資料、分析該玻璃片之資料、及提供與該玻璃片之表面形狀、反射光學失真或其他表面資訊或缺陷相關的資訊。該電腦可與如所示之該檢驗系統10之控制系統20整合，或可作為與該控制系統20通訊之單獨裝置。該控制系統20可包括一可程式化控制單元，或一電腦，用以當該玻璃片在該傳送器上前進時檢測該玻璃片，且控制該傳送器12的移動及速度。
因此該光學子系統16提供非接觸檢驗系統，用於快速獲取對應於玻璃片G之表面的詳細資料，且分析所獲取的表面資料以評估及報告該玻璃片G之表面形狀以及與該玻璃片G之光學特性相關的性質，例如當該玻璃片G在傳送器12上被傳輸時，在彎曲、冷卻或其他處理操作之間或之後，利用足夠的時間掃描及分析該片G，或提供該玻璃片G或其表面之測量或計量。
該傳送器12沿著路徑或在此處顯示為y方向的方向移動該固定具14通過該光學系統16，該固定具14可攜帶或不攜帶玻璃片G。該傳送器12是使用一或多個馬達及支撐滾輪或其他裝置而移動的。
該檢驗系統10具有一或多個位置感測器22，用以確定該傳送器12的位置及時序，用於使用該子系統16分析該玻璃片G，且用於使用該固定具14校準該子系統16。該一或多個位置感測器22可由數位編碼器、光學編碼器或類似者提供。該等位置感測器22可用作該光學系統16之輸入以確定資料獲取之時序，例如用作攝影機之觸發器。
該檢驗系統10可設置附加的感測器，諸如一光電感測器等，與該控制系統18、20通訊，以確定一固定具14或玻璃片G在該傳送器12上之適當位置，或已進入該子系統16。該電腦18、20接著與該子系統16通訊以啟動該系統10且開始測量該片G之表面。在其他範例中，該光學系統16可響應於該系統10的檢測器記錄之指示光源已開始與該玻璃片G交互之適當信號，而連續操作且開始獲取及處理與該玻璃片G相關之資料。
在使用中，該系統10可藉由使用該光源40及該等攝影機30來測量或計量玻璃片G。該系統10可掃描該玻璃片G並使該玻璃片G成像，且建立該玻璃片G之表面的三維地圖或點雲。
為了測量或計量玻璃片G，該電腦18自該等攝影機30接收影像資料，作為指示如使用一或多個攝影機測量或檢測之一系列可見波長線的一系列資料，其中每一攝影機對該玻璃片G之關注區成像。每一可見波長線經處理及分析以在與每一線相關聯之一系列座標中確定該玻璃片之表面的第一座標及第二座標，例如(x， y)座標，且該等座標儲存於與該等攝影機相關聯之矩陣或點雲中。諸如(z)座標之第三座標藉由該電腦18使用自該雷射之位置、該攝影機之位置及該等第一及第二座標之三角測量來計算，且該(z)座標儲存於矩陣或點雲中。
該電腦18使用來自該影像之資料形成該矩陣或點雲，例如與該玻璃片的表面44上之位置相關聯的該矩陣中的單元(cells)，或作為與該玻璃片的表面44上之位置相關聯的該點雲中之點陣列。該玻璃片的表面的三維地圖可接著由該矩陣或點雲產生，作為該攝影機所檢測的玻璃片G之該等系列可見波長線中之每一者的該等系列座標的函數。當該雷射光未通過該玻璃片G時，僅面向該檢驗系統的表面44發光。因而，具有一系列座標之該點雲藉由該等系列(x，y，z)座標提供該玻璃片G的表面44的三維高解析度數學模型。
在測量或計量該玻璃片G以產生該表面44之點雲或地圖之前，可能需要校準該系統10以便將點雲連結至已知座標系。本揭露內容係涉及一種為系統10提供校準之固定具及方法。
圖2例示根據一實施例之用於校準光學檢驗系統之方法100的流程圖。對於方法100，可重新配置或省略步驟，或可根據各種實施例添加附加的步驟。
在步驟102，該子系統16可被內部校準，例如該攝影機、該光源及該傳送器12可各自被校準。
該系統10經由與104相關聯之一或多個步驟被外部校準。
在步驟106，提供與系統10一起使用的固定具。固定具200之一範例在圖3中示出為沒有玻璃片G，且在圖4示出為具有玻璃片G。固定具300的另一範例在圖7中示出為沒有玻璃片G，且在圖8中示出為具有玻璃片G。固定具400在圖9中示出。固定具 200、300或 400可作為圖1中之固定具 14。以下更詳細地說明各固定具。
參考圖3及4，該固定具200具有下層框架202。該框架可支撐於該系統的傳送器上，且可抬起或以其他方式移動該固定具。該框架202具備固定框架204。在所示範例中，該固定框架具有一側壁206，該側壁206自該框架向上延伸至一上表面208。該側壁可實質上以相似於意欲與該固定具一起使用之該玻璃片G的外周緣而成形。該側壁的上表面208可被弧曲或以其他方式成形為遵循該玻璃片G的諸如下表面46的表面。該側壁可繞一開放中央區210連續地延伸。
提供一系列支座接腳220，該等支座接腳220自上表面208向上延伸。該系列支座接腳圍繞該側壁的上表面彼此間隔開。該等支座接腳係用於接觸且支撐該固定具上之該玻璃片。該系列支座接腳可界定該固定具的A基準點。當片G被支撐於該固定具上時，該片的下表面46與該側壁的上表面208間隔開，使得該片的下表面不接觸該固定具的上表面，且僅由該等支座接腳支撐。
實際玻璃片G之確切形狀、大小及表面形狀及輪廓可不同於CAD或該片之其他數學模型中所界定的玻璃片。因此，基於該玻璃片G中之可變性，該實際玻璃片G可不與該等支座接腳220中之每一者接觸。對於具有三個以上支座接腳之固定具，及該實際片G與數學或CAD模型化片的可能偏差，該系統及固定具可能被過度約束。如圖所示，可能需要多於三個支座接腳以將該玻璃片完全支撐在該固定具上。在所示範例中，存在十二個支座接腳，然而亦預期更大或更少數目的支座接腳。在此情境中，該玻璃片G之由該子系統16取得的任何測量資料可能不用於將將該片G之表面的子系統16點雲與CAD資料直接對準，因為所有支座接腳220與該玻璃片G接觸的所需假設可能在定位該玻璃片時引入誤差。
該固定具200亦可具備附加的基準點以相對於該固定具定位該片G之邊緣。在所示範例中，該固定具具有一對B基準點柱230，及一相關聯B基準點機構232以將該玻璃片G之邊緣移動至與該等B基準點柱接觸。該等B基準點柱可相對於該固定具之x軸定位該片G之邊緣。該B基準點機構可具備氣動或其他操作缸234及臂236。該臂236接觸與該等B基準點柱相對的該片之邊緣，且沿著該x軸平移該片G直至該片與該等B基準點柱接觸為止。在其他範例中，可存在一個B基準點柱。
在所示範例中，該固定具亦具有一C基準點柱240及一相關聯C基準點機構242，以將該玻璃片G之邊緣移動至與該C基準點柱接觸。該C基準點柱可相對於該固定具之y軸定位該片G之邊緣。該C基準點機構可具備氣動或其他操作缸244及臂246。該臂246接觸與該C基準點柱相對的該片之邊緣，且沿該y軸平移該片G直至該片與該C基準點柱接觸為止。在其他範例中，可存在兩個C基準點柱。
雖然該等支座220及B及C基準點柱230、240允許相對於該固定具200準確地定位該玻璃片G，但當該玻璃片G在系統10中成像時，該子系統16可能無法以高準確度及精確度來精確地界定或找到該玻璃片的邊緣或邊界。舉例而言，基於由光源40與該片G之表面44及邊緣互動的而產生的誤差(errors)及偽影點(artifact points)，在該玻璃片G之點雲中可能存在引入邊緣之測量或邊緣之確切位置的誤差。在其測量位置的邊緣效應或偏差(bias)之一個範例為由雷射光束操控效應及/或自雷射片光至該片G之表面上的螢光線之計算線中心的偏差所引起。這些效應或偏差可在三維點雲中產生偽影點，並在使用該系統10定位該片的邊緣時引入誤差。因為此為非接觸檢驗系統10，且該片G之明確邊緣可能無法或難以使用三維點雲資料準確且精確地界定，所以校準及對準固定具為該系統10提供一相對座標系仍然重要。因而，以其他方式使用該系統10對該固定具200進行對準及校準，以便將該三維點雲之系統片G表面資料與數學或CAD模型進行比較，以測量或計量該片，或將該固定具200之對準資料與CMM座標系及CAD模型進行比較，以驗證該固定具對準及座標及/或測量或計量該片。
因此，該固定具200具備光學基準250，例如棋盤圖或其他已知的平面校準表面250。在所示範例中，該光學基準250提供為由固定具之側壁包圍的開放區210內之校準表面。該校準表面可定位在該側壁之上表面的下方，使得該校準表面保持在該固定具上而不管玻璃片G是否存在。該校準表面可定位在靠近相鄰玻璃片G的高度。該光學基準250相對於該側壁之上表面定位，使得該側壁不阻礙該光學基準之一部分進入相關聯攝影機之視場。在另一範例中，該光學基準可以從該固定具移除，且僅為對準及校準目的而定位在該固定具上，而非當該系統10對該玻璃片G成像時。在另一範例中，當該系統10測量該玻璃片G時，可覆蓋該光學基準以保護該光學基準。
在一範例中，該光學基準或校準表面250具備已知數目及大小之棋盤格。該校準表面可在已知位置且以已知角度處連接至該固定具，或可大體上定位於該固定具內，且稍後確定該棋盤與固定具座標之間的關係。在所示範例中，該校準表面250係位於該固定具中央，且形成為一平面或平坦表面。雖然該校準表面250是平坦的，但該校準表面可相對於該固定具及/或相對於攝影機視角傾斜或成角度。
該光學基準250可具備視覺標記252或指示器以允許該系統10辨識該固定具。舉例而言，視覺指示器可為條碼，諸如二維或三維條碼，或其他視覺指示器或標籤。
該光學基準250亦可具有三個或更多個實體基準270，諸如基準標記，以使該光學基準250的位置與對準與該固定具200之實體基準260相關聯。
在一範例中，對於具有一或多個攝影機之系統，該光學基準250(例如該棋盤)之整體被定位為對系統的所有攝影機30或檢測器可見。在另一範例中，且對於具有多個攝影機及多個光學基準250之系統10，每一光學基準可被定位成使得其在相關聯攝影機之整個視場內，其中系統在建立校準及固定具對準時，應用附加的變換以將多個攝影機資料拼接或以其他方式交叉參考在一起。
該固定具 200 可設置有實體基準 260，例如工具球260或諸如邊緣或孔洞的其他CMM表面。該實體基準 260 可用於使CMM座標及資料與來自該光學基準250及來自該固定具200之系統校準及對準資料互相關聯。在所示範例中，該固定具200具有三個或更多個實體基準260。該固定具亦可具有在校準表(calibration table)上的實體基準270，諸如實體基準標記，以使該光學基準250的位置及對準與由該等實體基準260所確定的CMM座標系中的該固定具的剩餘部分相關。諸如工具球及/或CMM表面之實體基準260及CMM之使用不能單獨地用於確定該系統10中之該固定具的位置，因為該系統16使用非接觸光學檢驗技術且不觸碰或以其他方式物理地接合固定具。
該實體基準260或其他固定具CMM表面在該固定具上彼此間隔開。該固定具位置及固定具座標系可經由使用一座標測量機(CMM)而轉換成一電腦輔助設計(CAD)或其他模型座標系。在各種範例中，該CAD座標系可對應於或相關於與該玻璃片G一起使用的另一座標系，諸如車輛座標系或其他最終組件座標系。該CMM設備移動且物理地接觸該固定具之工具球或其他對準表面以測量或校準該固定具。該CMM設備確定該等工具球在該固定具上的位置，以提供該固定具在一CMM座標系中的三個已知座標，例如笛卡爾或其他CMM座標系中之三個已知點。對於習知系統及計量，該玻璃片G之表面將藉由數十或數百個探針接觸，以便確定與該片相關聯之點，並測量或計量該片的表面。
參考圖7-8，根據另一實施例例示另一固定具300，且可用作圖1之系統中及/或圖2之方法中的固定具14。為簡單起見，與上文參考固定具200所顯示及說明者相同或相似的固定具300之部件被給與相同的元件符號。
該固定具 300 具有一下層框架 202 ，其可支撐於該系統的傳送器上，且可抬起或以其他方式移動在固定框架204上的固定具 。在所示範例中，該固定框架具有一側壁206，該側壁206自該框架向上延伸至一上表面308。該側壁206可實質上以相似於意欲與該固定具一起使用之該玻璃片G的外周緣而成形，且可如所示連續地延伸。
該固定框架之上表面308的輪廓或其他形狀與由用於該玻璃片G之模型或CAD資料所界定的一玻璃片G之上表面相對應或相匹配。該上表面308可設置為完全表面，使得其連續延伸，或設置為一實心表面(solid surface)，且該上表面藉由該側壁206圍繞其周緣。在一範例中，該上表面308係基於用於該玻璃片G之CAD資料來機加工至其形狀。在另一範例中，該上表面308可經機加工或以其他方式形成為其形狀，以實質對應於該玻璃片G之CAD資料公差中心。在一範例中，該上表面 308可由複合材料製成或包括複合材料。該上表面308可作為用於該固定具300之一實體基準以及一光學基準兩者，因為該表面可由CMM設備以及系統10兩者測量。
當該固定具300與一彎曲玻璃片G一起使用時，該玻璃片G之第一表面44具有與該玻璃片G之第二表面46不同的曲率半徑。在所示非限制性範例中，該第一表面44具有比該玻璃片G之第二表面46更大的曲率半徑。該固定具300之上表面308具有與用於該玻璃片G之CAD模型相同的曲率半徑，且可表示理想的或模型化的該玻璃片G之第一表面44。圖8例示具有玻璃片G之固定具300的示意截面圖。
一系列支座接腳220設置在該固定具300上，以將該玻璃片G支撐在該固定具之上表面308上方。該等支座接腳220自該上表面308向上延伸，且圍繞該上表面308之外周緣彼此間隔開。該等支座接腳220提供該玻璃片G與該固定具之上表面308之間的分離，以及防止該玻璃片之第二表面46接觸該固定具。由於該玻璃片G之第二表面46相較於該固定具之上表面308具有不同的曲率半徑，因此該等支座接腳220可彼此具有不同高度，其中每一支座接腳之高度係使用該玻璃片G之CAD資料，以及與該玻璃片G之上表面及下表面之形狀和該固定具之上表面308之形狀有關的資料來確定。
應注意，實際玻璃片G之確切形狀、大小及表面形狀及輪廓可不同於玻璃片G之CAD或其他數學模型，且因此，基於在玻璃片G置放於固定具300上時的玻璃片G中之可變性，實際玻璃片G可不與支座接腳220中之每一者接觸。該等支座接腳220可作為一A基準點以相對於該固定具300定位該玻璃片G。
該固定具300亦可設置有附加的基準點以相對於該固定具定位該片G之邊緣。在所示範例中，該固定具300具有一或多個B基準點柱230及一相關聯B基準點機構232，及一或多個C基準點柱240及一相關聯C基準點機構242。
在一些實施例中，該固定具300之上表面308可由響應於該系統10中的光源發出的光而發螢光的一材料形成，或替代地，該上表面308可具有響應於來自該系統10中的光源發出的光而發螢光的一塗層。
在一些實施例中，該固定具300之上表面308可設置有一或多個光學基準350。該光學基準350可用於將表示該片G表面資料之三維點雲與該片G之數學或CAD模型進行比較，以測量或計量該片，或將該固定具300之對準資料與該CMM座標系及CAD模型進行比較，以驗證固定具對準及座標及/或測量或計量該片。 該固定具300可提供用於系統10中之各檢測器或攝影機的一或多個光學基準350。在一進一步實施例中，該光學基準350可位於上表面308的具有較大曲率半徑之區域中，例如一較平坦區域。
各光學基準350可被提供為在該固定具之上表面308上的一形狀或標記。在一範例中，該光學基準350可被提供為三角形、菱形等，且可由機加工至該表面308中之溝槽或自該表面308向外延伸之突起界定。因此，該光學基準350可由CMM設備檢測，使得其可相對於該固定具300之其他基準點進行參考。另外，由於該光學基準350可形成至該固定具之表面308中，該光學基準350相對於固定具表面308的位置亦為已知的。該光學基準350亦可由系統10檢測，因為該光學基準引起可由該一或多個攝影機檢測之螢光的改變，例如該光學基準350產生相對於由該攝影機成像之相鄰表面308較高或較低的螢光強度。在替代實施例中，可使用塗層或其他光學基準350。
在一範例中，各攝影機具有其自身的光學基準350。在另一範例中，該光學基準350可足夠大以跨多個攝影機之視場延伸。在一範例中，該光學基準350之至少一部分經定位以對於具有一或多個攝影機之系統的所有攝影機30或檢測器可見。在另一範例中，且對於具有多個攝影機及多個光學基準350之系統10，每一光學基準可經定位以使得其在相關聯攝影機之整個視場內，其中系統基於基準相對於彼此之已知定位來應用附加的變換，以在建立校準及固定具對準時將多個攝影機資料交叉參考在一起。
在一些實施例中，該固定具300可另外設置有實體基準，例如工具球或諸如邊緣或孔洞的其他CMM表面，其相似於上文參照圖3所示者。
參考圖9，例示根據另一實施例且與圖1之系統及圖2之方法一起使用之固定具400。為簡單起見，與上文參考固定具200所顯示及說明者相同或相似的固定具400之部件被給與相同的元件符號。
該固定具400具有一下層框架 202及一固定框架204。在所示範例中，該固定框架具有一側壁206，該側壁206自該框架向上延伸至一上表面208。該側壁可繞一開放中央區210連續地延伸。提供一系列支座接腳220，該等支座接腳220自上表面208向上延伸，及該等支座接腳係用於接觸且支撐該固定具上之玻璃片。該一系列支座接腳可界定該固定具的A基準點。
一範例玻璃片G0設置有該固定具且支撐在該等支座接腳220上。該玻璃片G0之第一表面44可用作圖1之系統10及/或圖2之方法的校準表面。在校準過程或方法100之後移除該玻璃片G0，且可將玻璃片G設置在該固定具400上以用於系統10進行測量、計量或類似者。該片G0之第一表面可以用作該固定具300之實體基準和光學基準，因為該表面可由CMM設備以及該系統10測量。在進一步範例中，除了由該玻璃片G0本身之第一表面44提供之光學基準之外，該玻璃片G0可經蝕刻或以其他方式提供光學基準，諸如上文關於圖7-8所說明之光學基準350。
在進一步範例中，可提供具有諸如基準250及/或基準350之基準的固定具，以與用於與範例玻璃片G0一起使用之固定具一起使用，例如藉由組合如關於圖7-8所描述之固定具200、300與如關於圖9所描述之固定具400的特徵。 為清楚起見，該等基準250、350亦可稱為攝影機光學基準，以與在此範例中由玻璃片G0本身之第一表面44提供的光學基準區別。對於具有一個以上攝影機30之系統10，可為每一攝影機提供光學基準250、350，使得針對每一攝影機30存在至少一個基準250、350。當結合該玻璃片G0使用時，該光學基準可為對準演算法提供附加的特徵以供參考，且提供具有速度更快、更準確及/或更精確度之整體解決方案。
該固定具400亦可具備附加的基準點，且在所示範例中，該固定具具有一對B基準點柱230、一相關聯B基準點機構232、一C基準點柱240及一相關聯C基準點機構242。
該固定具可另外具備實體基準260，例如工具球260或諸如邊緣或孔洞的其他CMM表面。使用該固定具400上之基準點及支座接腳相對於該固定具上之已知工具球位置來定位該玻璃片G0。
返回參看圖2，步驟106-114例示用於驗證固定具200、300、400或用於在固定具座標、校準表座標、CMM座標及CAD座標之間進行關聯、聯繫及變換的子方法104之部分。為簡單起見，固定具14一般用於以下方法步驟，且可參考固定具200、300或400中之任一者的使用。此外，用於與該等固定具200、300、400及該系統10中之一者一起使用的步驟可另外應用於本文所揭露之其他固定具。
當在步驟106提供該固定具14時，可在模型或CAD座標系中提供該玻璃片G之數學模型。對於固定具200，固定具工具球260之位置亦可以CAD座標提供，例如作為固定具工具球座標系。確定該CAD座標系與該固定具工具球座標系之間的關係。
對於固定具300及400，該玻璃片G之數學模型分別包括且對應於該固定具之上表面308或該玻璃片G0之上表面。在另一範例中，可產生數學模型或檔案，該數學模型或檔案在CAD座標中含有該片G0之上表面或上表面308之數學模型，且亦包括固定具上之任何工具球位置及玻璃基準點。
在步驟108，可使用CMM設備校準該固定具14。對於固定具200，CMM設備具有CMM座標系。該CMM設備還測量該固定具之實體基準260及/或固定具上之任何其他CMM表面。該CMM設備亦測量在該光學基準上之任何實體基準270。該CMM設備提供光學基準CMM表面座標系。該CMM設備可另外提供一固定具CMM座標系。該光學基準CMM表面座標系及固定具CMM座標系兩者係參照如下文參照圖6A-D中之範例所述的CMM座標系。該固定具200可使用該CMM設備來測量，以確定該固定具之第一及第二系列的實體基準及光學基準在CMM座標中的的位置。
對於固定具300，該上表面308可使用CMM設備測量，以驗證上表面308之形狀對應於該CAD資料中之玻璃片G的第一表面44。該CAD資料可相對於在所測量的CMM資料中已知的該固定具300上之基準點及基準而定位。可產生例如檔案中之資料，該資料包括CAD資料、及參考CMM座標系的校準表面308、光學基準350與任何其他基準點的位置。此使得在CAD與CMM座標系之間建立一統一座標系能夠實施。在其他範例中，該固定具300之上表面308可不使用CMM設備來測量，且步驟108可被省略。
對於固定具400，使用CMM設備測量該玻璃片G0以確定該片G0之形狀，且將該片G0參考固定具400之任何工具球。可產生例如在檔案中之資料，該資料包括參考CMM座標系的該片G0之第一表面44、該片G0上之任何光學基準、及任何其他基準點位置。
在步驟110，該固定具14定位於該系統10內。該固定具位於靜止的傳送器12上的已知位置，且使用系統10中之攝影機30或其他檢測器對該固定具成像。例如，當光源為雷射和固定具200時，可在沒有系統光源40操作的情況下對該固定具14成像。替代地，例如，在使用固定具300或400時，當光源40操作時，可對固定具14成像。
固定具200可在不具有玻璃片G的情況下定位在系統10中，且定位高度與固定具200定位在具有片G之系統中的高度相同。
固定具300可在不具有玻璃片G的情況下定位於系統10中，且可在該系統10中升高，使得上表面308的高度對應於系統10中之固定具300上的玻璃片G之上表面之高度。當在系統10上測量到該固定具表面308時，將該固定具表面308置於與該玻璃片G之上表面相同的高度或z位置。應注意，因此，該上表面308之高度或位置在校準方法與片G正被檢驗、測量或計量時是不同的。
固定具400可定位在具有範例性片G0之系統中，且定位高度與固定具200定位在片G在系統中待測量或測試的高度相同。請注意，該片G0被移除並以片G替換，以用於檢驗、測量或計量過程。該片G0可被儲存以供稍後使用，諸如該固定具400的重新校準。
如上所述，對於組合光學基準250、350及範例玻璃片G0之使用的固定具，該固定具可定位於不具有該玻璃片G0的系統中，以進行第一次的測量及測試，且接著定位於具有該玻璃片G0的系統中，以進行第二次的測量或測試，或反之亦然。
圖5A例示具有一個攝影機30或具有位於該固定具之任一側上（例如該固定置之上游及下游）的兩個攝影機30之固定置14的示意圖。該固定具可定位在該系統中，使得該光學基準完全在如上所述之所有攝影機的視場內。固定具200藉助於圖5A中之非限制性範例使用。
圖5B例示具有定位於該固定具之相同側上(例如，都在上游或都在下游)的兩個攝影機之固定具14的示意圖。該固定具可定位在該系統中，使得光學基準完全在如上所述之兩個攝影機之視場內。固定具200係藉由圖5B中之一非限制性範例來使用。
圖5C例示具有多個光學基準350及多個攝影機30之固定具14的示意圖，其中每一攝影機在其視場內具有光學基準中之至少一者，及光學基準之定位以其他方式相對於彼此是已知的。固定具300係藉由圖5C中之一非限制性範例來使用。
返回參看圖2，在步驟112，使用系統10中之一或多個檢測器30來對該固定具及任何光學基準成像。該系統10可接著產生光學基準座標系，且可另外產生光學基準CMM表面座標系。
對於固定具200，使用攝影機30對該一或多個光學基準250成像，以提供沒有玻璃片G之固定具的光學校準，且將光學基準定位於由光學資料及攝影機測量及參考的系統10座標系中，例如作為光學基準座標系。該光學基準可定位或光學校準一次，或可以每次在該傳送器上定位時進行定位或光學校準。
例如，可以藉由將閾值應用至影像、歸一化影像、使用快速傅立葉變換來變換影像、對影像進行濾波等來對影像資料進行處理，以減少雜訊。
該電腦系統基於該光學資料校準表來建立一光學基準座標系。該光學基準250上之棋盤格或其他特徵的大小已知以在x及y方向上提供校準。在z方向上的校準係基於x與y校準之間的關係且準確地定位影像中之光學基準及固定具且產生光學座標系。下文參考如圖6A-C中所顯示之範例說明影像之光學座標系之建立的細節。
根據一範例，棋盤或其他光學基準250可施加至該固定具上的基板上，例如作為一印花(decal)或類似者。在其他範例中，該棋盤可直接印刷至該基板上，或該基板可形成或以其他方式提供該光學基準250。取決於光學基準如何施加至基板，光學基準或在基板本身上棋盤的位置可存在變化，使得光學基準250相對於固定具的位置需要被確定。因而，該光學基準250亦被設置有相關聯實體基準270。該實體基準270可在光學基準250施加至固定具之前或之後形成。在步驟112，該光學基準250之影像亦包括對實體基準270成像。影像分析可將實體基準270定位於光學基準CMM表面座標系中，以及將光學基準250定位於光學基準座標系中，其中兩個座標系參考影像空間。影像分析可基於實體基準270之視覺特徵定位實體基準270或標記。
對於固定具300及步驟112，可在操作系統光源40或雷射使對該固定具300成像。該固定具之上表面308可由響應於來自雷射的光而發螢光的一材料形成，或替代地，該上表面308可經漆塗或塗覆以使得其響應於光源而發螢光。每一攝影機30可對其各別相關聯的基準350成像。各攝影機30為上表面308上之相關聯檢視區提供相關聯影像資料及點雲。系統10提供沒有玻璃片G之固定具300的光學校準，且將上表面308及光學基準350定位於由光學資料及攝影機測量及參考的系統10座標系中，例如作為光學基準座標系。
亦可在步驟112對固定具400成像，同時操作系統光源40或雷射。該片G0之上表面響應於雷射發出的光而發螢光，且每一攝影機30為系統10中之相關聯檢視區提供相關聯影像資料及點雲。系統10使用在系統10座標系中之範例片G0提供固定具400之光學校準，該系統10座標系由光學資料及攝影機測量及參考，例如作為光學基準座標系。
對於使用光學基準250、350及範例玻璃片G0之組合來提供校準之固定具，可如上文所說明的對光學基準250、350成像以提供不存在玻璃片的該固定具之光學校準且將光學基準定位於系統10光學基準座標系中的第一資料集中，該第一資料集可包括來自單一攝影機之影像資料或使用適當變換自多個攝影機拼接在一起之資料。範例玻璃片G0定位於固定具上，且如上文所說明地相對於範例玻璃片G0對固定具成像，以在第二資料集中提供系統10光學基準座標系中之片G0的光學校準。來自諸如基準250、350之光學基準之影像資料可用於產生變換，以將來自於系統10光學基準座標系中的多個攝影機之資料對準及組合。來自範例玻璃片G0之表面的影像資料可用於產生變換，以使系統10光學基準座標系與CAD座標系互相關聯，如下文所說明，例如藉由使光學座標系與CMM資料及座標系互相關聯。在步驟114，光學基準座標系可與CMM座標及/或光學基準CMM座標系相關聯。可應用線性代數變換，其導致將CMM確定之光學基準座標與光學確定之光學基準座標及CAD座標系相關的變換矩陣，如下文參考圖6A-D之範例所說明。
在步驟130，該系統10接著準備好開始檢驗該固定具上之玻璃片G，且藉由比較界定表面之點雲矩陣與代表片G表面應為何的CAD資料來測量或計量表面。使用子系統16掃描玻璃片G以建立用於玻璃片之表面的點雲或矩陣。該系統使用在光學確定之光學基準座標系與CAD座標系之間的校準及變換矩陣，以在CAD座標系內相對於CAD資料定位片表面點雲。CMM資料及座標以及來自探針、支座、片G表面雲等之任何關注的資料，以及CAD座標系中之固定具之已知位置，允許自光學確定座標至CAD座標之相關性或變換。這些變換出於比較目的，而將來自不同座標及測量系統的不同資料對準。
一旦已使用CMM設備驗證一固定具，則可以繼續進行該固定具之校準過程，且省略步驟108，因為光學座標與CMM座標之間的變換或相關性是已知的。
在另一範例中，可以繼續進行校準過程及方法100且省略步驟108及CMM資料及座標之任何使用，其中基於光學基準之光學座標與CMM座標之間的變換或相關性被構建到固定具中之已知、精確及準確位置中。
圖6A-6D例示用於使光學座標、CMM座標及CAD座標相關之各種方法。該方法可整體地或部分地由該系統10之控制系統18、20實行。替代地，該方法之部分可由另一系統實施，諸如CMM和該CMM座標系以及輸入至連接至系統10之控制系統18、20之記憶體中的CAD座標的變換。圖6A-D中所例示之方法可以其他形式實施，其中基於可用之資料及系統在各種座標系之間具有其他變換，且圖6A-D中所顯示之範例意欲例示用於該系統10之關聯座標系之方法。在一非限制性範例中，圖6A-C中所例示之方法可與固定具200、300或400一起使用。在另一非限制性範例中，圖6A、B及D中所例示之方法可與固定具300、400一起使用。
圖6A例示根據一非限制性範例自三個非共線點P1、P2及P3導出座標系。三個非共線點可表示三個不同點，該三個不同點使用CMM及在CMM座標系中由實體基準260(諸如工具球)或該固定具14上之其他CMM表面測量。為了將三個非共線點轉換成諸如笛卡爾座標系之三維座標系，P1係由控制器選擇為原點。接著，正X軸由該控制器界定為自P1至P2之[單元]向量。該Y軸由該控制器界定為垂直於該已界定X軸且在由P1、P2及P3界定之平面中的[單元]向量。最後，Z軸由控制器計算為先前界定之X軸及Y軸的交叉乘積。在其他範例中，只要約定一致，該控制器還可以使用其他約定來界定三個點之座標系，且進一步可使用其他座標系。
圖6B例示根據一非限制性範例自諸如一棋盤、其他校準表或固定具表面之一光學基準導出一座標系。座標系可由該系統10之控制系統導出為基於來自該系統10之該等一或多個檢測器或攝影機的資料的光學座標系。在一非限制性範例中，如圖6B中所顯示，由該控制器界定該原點為該棋盤之該等內角中之一者。對於笛卡爾座標系，該X軸可由控制器沿著該棋盤之一邊緣對準，且Y軸沿著另一邊緣對準，使得該棋盤或光學基準位於X-Y平面內。然後藉由該控制器計算該Z軸作為X軸及Y軸之交叉乘積。在其他範例中，只要約定一致，該控制器還可以使用其他約定來界定三個點之座標系，且進一步可使用其他座標系。
圖6C例示一變換鏈的示意圖，該變換鏈可用於根據本揭露內容之用於該系統10及方法100的各種座標系之間轉換。 根據一範例，兩個給定座標系之間的變換可由變換矩陣、方程式或經由線性代數計算的類似者提供。兩個座標系之間的變換可考慮經由該兩個各別座標系之間的變換矩陣從該第一座標系至該第二座標系之平移、從該第一座標系至該第二座標系之旋轉及/或從該第一座標系相對於該第二座標系之縮放。
根據本範例，系統10、固定具14、200、300、400及方法100使用五個座標系，但基於該系統10可用之資料，其他數量的座標系是可能的。這五個座標系在圖6C中表示，圖6C示意性地例示該等座標系之間的變換及變換矩陣。根據本範例，該五個座標系如下:
提供該CAD或模型座標系，且該CAD或模型座標系可表示產品、最終用途或其他組態中的玻璃片G。
提供了該CMM座標系，並表示由CMM設備使用及測量之預設座標系。
提供了實體基準座標系，並藉由在CAD座標中給出之三個點表示實體基準260之座標系，例如，如於CAD模型或空間內模型化或定位之固定具200之工具球。
提供了該光學基準座標系，例如棋盤座標系，並表示使用系統10之該一個或多個檢測器或攝影機測量的該固定具之上的光學基準250的座標系、或該固定具之上的光學基準350和校準表面的座標系、或範例玻璃片G0之表面。
提供了該光學基準CMM表面座標系，且表示由三個點界定之座標系，該等三個點由光學基準上之實體基準270表示，諸如棋盤之平面中的邊緣、孔洞或其他基準標記，且如使用系統10之該一個或多個檢測器或攝影機測量，或可表示固定具上之光學基準350及校準表面，或範例玻璃片G0之表面。
以上參考的座標系之間的轉換及轉換矩陣提供如下，且作為一非限制性範例提供：
可提供自CAD系統至固定具實體基準系統的變換T0。由於在本範例中，工具球或其他實體基準260已在CAD座標中界定，因此可直接確定且無數學變換。
可提供變換T1，以藉由經由CMM設備測量CMM座標中之其他固定具實體基準260或工具球，將實體基準座標系變換至CMM座標系。
可使用T0及T1提供及導出變換T2，以提供自CAD座標系至CMM座標系之轉換或變換。
可提供變換T3，以將光學基準座標系變換至光學基準CMM表面座標系，例如，以將棋盤之座標系與棋盤上之實體基準270之座標系相關聯。在一範例中，轉換T3可經由來自系統10之該一或多個檢測器或攝影機的測量或資料來確定，此係因為其僅涉及二維(亦即，光學基準或棋盤之X-Y平面)變換。為了確定變換，可能需要固定具之光學基準與X軸及Y軸的絕對對準。
藉由經由CMM設備測量CMM座標中之光學基準上的實體基準270或CMM表面，變換T4可作為自該光學基準CMM表面座標系至該CMM系統之變換。
可使用T2及T4提供及導出變換T5，以提供自光學基準CMM表面座標系至CAD座標系之轉換或變換。
最後，可自T3及T5提供及導出轉換T6，以提供自光學基準座標系至CAD座標系之轉換或變換。
在校準表座標系與CAD座標系有關的情況下，來自攝影機之片G之表面的後續點雲或三維地圖可準確地且精確地定位於CAD模型中以用於測量及計量。
電腦20接收來自攝影機30的影像資料。該電腦20使用該影像之資料形成矩陣或點雲，例如與該玻璃片之表面44上之位置相關聯的該矩陣中的單元，或作為與該玻璃片之表面44上之位置相關聯的該點雲中之點陣列。 控制系統可執行各種去噪步驟作為點雲上之後處理。如自點雲確定之玻璃片G之表面的三維地圖由系統10相對於校準表或校準表面及光學基準之座標系定位或參考。此接著允許使用諸如T6之變換矩陣將玻璃片G之表面之三維地圖變換成CAD模型，以便比較所測量表面地圖與CAD模型，例如用於測量、計量或其他檢驗功能。
該CAD模型可含有該CAD座標系中之玻璃片G的一數學模型或計量模型(gauge model)。可使用電腦輔助設計(CAD)模型及/或資料或尺寸或形狀之其他數學模型或表示來提供該計量模型。控制系統可使用校準表或固定具上之視覺指示器，基於固定具之識別，而選擇適當CAD模型、計量模型及變換。
圖6D例示可被用來在根據本揭露內容之系統10及方法100使用之各種座標系之間轉換的變換鏈之另一示意圖，且該變換鏈可被用來代替如圖6C中所示之變換。圖6D例示具有四個檢測器或攝影機之系統10，雖然預期圖6D可經修改以供具有任何數目的檢測器之系統10使用，包括一個檢測器、小於四個檢測器或大於四個檢測器。
根據一範例，兩個給定座標系之間的變換可由變換矩陣、方程式或經由線性代數計算的類似者提供。兩個座標系之間的變換可考慮經由該兩個各別座標系之間的變換矩陣從該第一座標系至該第二座標系之平移、從該第一座標系至該第二座標系之旋轉及/或從該第一座標系相對於該第二座標系之縮放。
根據本範例，系統10、固定具14、300、400及方法100使用兩個或三個座標系，但另一數目的座標系可基於系統10可用之資料而為可能的。CMM及光學基準座標系在圖6D中表示，其中藉助於非限制性範例示意性地例示其間的變換及變換矩陣。
可提供或導出變換T7以提供自CAD座標系至CMM表面座標系之轉換或變換。在其他範例中，可省略變換T7。該等固定具300、400之校準表面及光學基準可利用該CMM設備來測量，使得它們直接參照該CMM表面座標系。
可提供一或多個變換T8以使光學基準座標系與模型座標系相關聯。可基於CAD資料或基於校準表面308或片表面G0之CMM資料及可由CMM系統測量之任何其他基準，將玻璃片之模型提供於模型座標系中。在另一範例中，變換T7及T8用以使光學基準座標系與模型座標系相關聯。
該一或多個變換T8可將光學基準座標系變換至該CMM表面座標系，例如以將用於該校準表面之座標系及光學基準與該棋盤上之實體基準270之座標系相關聯。在一範例中，變換T8可經由來自系統10之該一或多個檢測器或攝影機的測量或資料以及該檢測器30及光源40之已知位置來確定。
例如，電腦20可基於在固定具之校準表面上的可見螢光線之影像資料，沿著模型線確定或計算點。因而，電腦20計算用於模型線之該等點作為一系列座標或(x， y)資料集。這些(x， y)資料集接著由該電腦20輸入至矩陣或點雲中之相關聯的單元中。每一資料集可包括對應於校準表面在x-y平面中之位置的(x， y)值。
用於該校準表面之第三座標，諸如(z)座標，可使用雷射之位置、攝影機之位置及該第一座標與第二座標進行三角測量，且儲存於該矩陣或點雲中。該電腦20可計算與該校準表面上該組座標之z位置相關聯的每一組(x， y)座標之z值。該電腦將該(z)值輸入至該矩陣中與對應(x， y)座標之相關聯的單元中以完成可針對攝影機30可觀察的校準表面之地圖。使用系統10自表面確定(x，y，z)資料集或點雲之方法進一步說明於PCT專利申請案序列號PCT/US19/43180中，且在此可根據一範例使用以確定用於該固定具之校準表面的(x， y， z)座標或資料集。
一旦該校準表面點雲已由該光學座標系中之該系統10確定，該電腦20接著將光學測量之校準表面資料或校準表面點雲資料與用於該固定具之校準表面的CMM資料或CAD資料相關聯。根據一範例，使用表面擬合演算法將光學測量之校準表面資料與CMM資料對準，且建立變換T8。設置於該固定具之校準表面上的光學基準可進一步有助於將光學測量之校準表面資料定位及擬合至該CMM資料，尤其在較平坦區中。該轉換T8可將該點雲自每一攝影機30轉換及/或旋轉至用於片之相同區的該相關聯CMM或CAD資料。
在另一範例中，若該CMM資料與該CAD資料相同，則可使用表面擬合演算法將該光學測量之校準表面資料直接對準至該CAD資料，否則可應用變換T7。
在所示範例中，針對每一檢測器或攝影機30確定單獨變換T8，且此等變換例示為T8a、T8b、T8c及T8d。變換T8a-d可維持為與校準表面及片之不同區相關聯的單獨變換。因此，可容易地重新產生它們，因為它們不需要彼此相關或彼此組合。根據一範例，當諸如光學反射之一不變度量正由系統10針對該固定具300、400上之一片G確定時，單獨變換矩陣T8a-d與系統10一起使用。根據另一範例，當該系統10正用於該固定具300、400上之片G的非接觸計量時，該等變換矩陣T8a至d可組合成單一變換矩陣T8*以供系統10使用。該等攝影機之鄰近視場可相互重疊。
該變換T8可容易地使用該系統10及固定具300、400針對系統10中之固定具或片之各種位置(例如，以變化傾斜角)重新產生。此外，若系統10之部件經重新組配或考慮系統10隨時間之漂移或誤差，使用固定具300、400允許輕易地重新產生變換T8。
在該光學基準座標系與該CMM及/或CAD座標系有關的情況下，來自攝影機之片G之表面的後續點雲或三維地圖可準確且精確位於CAD模型或其他模型中以用於使用變換矩陣T8測量及計量。
當片G定位於系統10中之固定具300、400上時，電腦20自每一攝影機30接收影像資料。該電腦20使用該影像之資料形成矩陣或點雲，例如與該玻璃片之表面44上之位置相關聯的該矩陣中的單元，或作為與該玻璃片之表面44上之位置相關聯的該點雲中之點陣列。 控制系統可執行各種去噪步驟作為點雲上之後處理。自點雲確定之玻璃片G之表面的三維地圖由系統10相對於該校準表面及一或多個光學基準之座標系定位或參考。此接著允許使用變換矩陣T8將玻璃片G之表面的三維地圖變換成CAD或其他模型，或與CMM資料比較，以便比較所測量表面地圖與CAD模型，例如用於測量、計量或其他檢驗功能。
該CAD模型可含有該CAD座標系中之玻璃片G的一數學模型或計量模型(gauge model)。該固定具300之校準表面或範例片G0之上表面可基於或參考此CAD模型，使得其直接對應於彼此或基於T7具有已知關係。可使用電腦輔助設計(CAD)模型及/或資料或尺寸或形狀之其他數學模型或表示來提供該計量模型。該控制系統可使用該固定具300、400上之一或多個視覺指示器基於該固定具之識別而選擇適當CMM或CAD模型、計量模型及變換。
該方法100提供了使用表面及玻璃片G之非接觸計量來定位及校準玻璃片G，及與其他座標系中之CAD或其他計量模型相比由系統確定之片之所得地圖的使用。該固定具及相關聯的校準及檢驗方法允許準確且精確的部件線上監測及檢驗，且允許一系列不同部件快速且容易的計量，或使用多個計量模型。此外，因為該計量模型可容易地使用CAD資料來產生、改變或更新，非接觸計量經由方法100提供與計量部件之相關聯之減少的時間及費用，及對該校準變換更新，且不需要使用部件轉用的精確測量計量工具進行接觸計量。
在進一步的實施例中，該固定具及方法可與該光學系統一起使用以校準用於光學檢驗非玻璃片G之對象的一系統。 在一非限制性範例中，具有在諸如可見波長之另一波長中的雷射發射光之光學系統可用於掃描具有擴散表面之對象。該光學系統使用一或多個攝影機，該一或多個攝影機具有如上所述之方法來確定擴散表面之三維表面地圖。
發明的態樣
態樣1. 一種光學檢驗系統具有支撐玻璃片的固定具，其中該固定具具有提供於其上之光學基準。一紫外線雷射及相關聯光學器件形成指向該玻璃片的平面雷射片光，其中該平面雷射片光與該玻璃片之一表面相交，藉此使該玻璃片之該表面發螢光且在該表面上形成一可見波長線。一攝影機具有一影像感測器，用於檢測光學基準及用於檢測跨越該片的寬度的至少一部分的可見波長線。一控制系統組配為(i)使在該固定具上的該光學基準成像，(ii)根據成像的光學基準界定一光學基準座標系，(ii)接收在一模型座標系中的該玻璃片的一數學模型，且(iii)經由至少一變換使該光學基準座標系與該模型座標系相關。
態樣2. 前述態樣1或後續態樣中之任一者的系統，其中控制系統進一步組配為(i)自攝影機接收指示該可見波長線之影像資料，(ii)分析來自該攝影機之該資料以確定與該線相關聯之一系列座標中的第一及第二座標，(iii)三角測量與該系列座標中的該等第一及第二座標中之每一者相關聯的第三座標，且(iv)建立該玻璃片之該表面的三維地圖，作為該系列座標的函數。
態樣3. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該控制系統進一步組配為經由該至少一變換將該三維地圖變換以使該三維地圖與該模型座標系相關。
態樣4. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該控制系統進一步組配為響應於將該三維地圖與該模型座標系中之該數學模型進行比較而輸出指示該玻璃片之一測量的一度量。
態樣5. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該控制系統進一步組配為使用該表面之該三維地圖與該模型座標系中之該數學模型進行比較，確定該度量作為該表面之一模擬光學反射率。
態樣6. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該控制系統進一步組配為使用該表面之該三維地圖確定該度量以計量該玻璃片。
態樣7. 如前述態樣或後續態樣中任一者之系統，其中該控制系統進一步組配為從該攝影機接收一系列資料，該一系列資料指示跨越該片的寬度測量的一系列可見波光長線，每一線對應於沿著該玻璃片的表面的一不同位置。該控制系統進一步組配為分析該等系列可見波長線中之每一者以確定與每一線相關聯的一系列座標中之第一及第二座標、三角測量與該等系列座標中之每一者中之該等第一及第二座標中之每一者相關聯的一第三座標、以及自該等系列座標中之每一者建立該玻璃片的表面的該三維地圖。
態樣8. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該紫外線雷射的波長選擇為不透過該玻璃片。
態樣9. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該固定具具有一第一系列實體基準，該第一系列實體基準在該模型座標系中具有至少三個座標。
態樣10. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該固定具的第一系列實體基準係由一校準表面提供，該校準表面成形為對應於該玻璃片的表面的至少一部分。
態樣11. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中校準表面另外形成一光學基準。
態樣12. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該固定具具有至少一光學基準，該至少一光學基準定位於該校準表面上。
態樣13. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該至少一光學基準另外提供至少一實體基準。
態樣14. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該控制系統進一步組配為確定或導出自該光學基準座標系至該模型座標系之一變換。
態樣15. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該固定具具有一校準表面，該校準表面成形為對應於由一範例玻璃片G0提供之該玻璃片的表面的至少一部分以提供一第一光學基準。
態樣16. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該固定具具有與每一攝影機相關聯之一攝影機光學基準。
態樣17. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該控制系統進一步組配為使該等攝影機光學基準成像以經由至少另一變換使該等攝影機相關，且將該校準表面單獨地成像為該光學基準以經由該至少一變換將該光學基準座標系與該模型座標系相關。
態樣18. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該控制系統組配為確定或接收使一固定具實體基準座標系與該模型座標系相關之一變換，該變換使用該固定具之該第一系列實體基準所確定。
態樣19. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中光學基準亦界定一第二系列實體基準。該控制系統組配為使該第二系列實體基準成像，且將該第二系列實體基準與該光學基準座標系相關。
態樣20. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該控制系統組配為確定或接收使該固定具實體基準座標系與該光學基準之一實體基準座標系相關之一變換，該變換使用該固定具的第一系列實體基準及該光學基準的第二系列實體基準所確定。
態樣21. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該控制系統進一步組配為確定或接收使該固定具實體基準座標系與該第二系列實體基準相關之一變換。
態樣22. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該控制系統進一步組配為確定或導出自該模型座標系至該第二系列實體基準之一變換。
態樣23. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該控制系統進一步組配為確定或導出自該光學基準座標系至該模型座標系之一變換。
態樣24. 如前述或後續態樣中任一者之系統，其中該固定具具有用以支撐該玻璃片的一系列支座、用以相對於該固定具定位該玻璃片的一第一基準點、以及用以相對於該固定具定位該玻璃片的一第二基準點。
態樣25. 本發明提供一種使用非接觸光學檢驗系統的方法。提供一固定具，以支撐一玻璃片，該固定具具備一光學基準。在一檢驗組件中，經由一攝影機使該固定具上的該光學基準成像。一光學基準座標系係藉由分析成像的光學基準來經由一控制系統來界定。經由該控制系統接收在一模型座標系中的該玻璃片的數學模型。經由該控制系統通過至少一變換使該光學基準座標系與模型座標系相關。
態樣26. 如前述或後續態樣中任一者之方法，其中從該檢驗組件之一紫外線雷射及相關聯光學器件形成一平面雷射片光，並將該平面雷射片光導向該固定具上之該玻璃片的表面。在該平面雷射片光與該表面的相交處激發該玻璃片的表面，以在該玻璃片的表面形成可見波長線。使用該攝影機對該可見波長線成像。藉由分析來自該攝影機之成像資料來確定與可見波光長線相關聯的一系列座標中的第一及第二座標。藉由三角測量來確定一第三座標，該第三座標與該等系列座標中的第一及第二座標中之每一者相關聯，該等系列座標與該可見波長線相關聯。建立該玻璃片的表面的一三維地圖，作為該等系列座標的函數。
態樣27. 如前述或後續態樣中任一者之方法，其中該三維地圖係經由該至少一變換來變換以使該三維地圖與該模型座標系相關。使用該三維地圖與用於該模型座標系中之表面的數學模型相比，計算一不變量度。輸出該不變量度。
態樣28. 如前述或後續態樣中任一者之方法，其中該至少一變換被提供為至少一變換矩陣。
雖然上面描述了範例性實施例，但此等實施例並不意欲說明本發明及/或揭露內容之所有可能形式。實情為，說明書中所使用之字詞為描述字詞而非限制字詞，且應理解，可在不脫離本發明之精神及範疇的情況下進行各種改變。另外，各種實行實施例之特徵可組合以形成本發明之進一步實施例。
G:片、玻璃片、玻璃面板、弧曲玻璃片、玻璃面板、實際玻璃片 G0:玻璃片 10:系統、檢驗系統、線上玻璃片光學檢驗系統 12:傳送器、傳送器系統 14,200,300,400:固定具 16:子系統、光學系統、光學子系統、檢驗系統、檢驗子系統 18:電腦、控制系統、電腦及/或控制單元 20:電腦、控制系統 22:位置感測器 30:攝影機、檢測器 40:系統光源、光源、雷射 42:光學元件 44:表面、第一表面 46:表面、下表面、第二表面 100:方法、用於校準光學檢驗系統之方法 102,104,106,108,110,112,114,130:步驟 202:框架、下層框架 204:固定框架 206:側壁 208:上表面 210:開放區、開放中央區 220:支座、支座接腳 230:B基準點柱 232:相關聯B基準點機構 234:氣動或其他操作缸 236:臂 240:C基準點柱 242:相關聯C基準點機構 244:氣動或其他操作缸 246:臂 250:基準、光學基準、校準表面、平面校準表面 252:視覺標記 260:工具球、實體基準、固定具工具球 270:實體基準 308:上表面、表面 350:基準、光學基準
圖1例示根據一實施例之玻璃片檢驗系統之一實施例的示意圖；
圖1A例示與圖1之玻璃片檢驗系統一起使用的光學檢驗子系統之示意圖；
圖2例示使用圖1之光學檢驗系統光學對準用於測量玻璃片之固定具的方法之流程圖；
圖3例示根據一實施例之與圖1之檢驗系統一起使用且沒有玻璃片之固定具的立體圖；
圖4例示具有玻璃片的圖3之固定具的立體圖；
圖5A、5B及5C例示用於校準圖1之系統之各種組態的光學座標的圖1之系統中的固定具之示意圖；以及
圖6A、6B、6C及6D例示用於關聯光學座標系、CMM座標系及CAD座標系的一或多個方法，以便與圖1之系統及圖2之方法一起使用；
圖7例示根據另一實施例之用於與圖1之檢驗系統及圖2之方法一起使用且不具有玻璃片之固定具的立體圖；
圖8例示圖7之具有玻璃片的固定具之剖面示意圖；以及
圖9例示根據又一實施例之用於與圖1之檢驗系統及圖2之方法一起使用的固定具之立體圖。
G:片、玻璃片、弧曲玻璃片、玻璃面板、實際玻璃片
10:系統、檢驗系統、線上玻璃片光學檢驗系統
12:傳送器、傳送器系統
14:固定具
16:子系統、光學系統、光學子系統、檢驗系統、檢驗子系統
18:電腦、控制系統、電腦及/或控制單元
20:電腦、控制系統
22:位置感測器
30:攝影機、檢測器
40:系統光源、光源、雷射

Claims (28)

  1. 一種光學檢驗系統，包含： 一固定具，用以支撐一玻璃片，該固定具具有設置於其上的一光學基準； 一紫外線雷射及相關聯光學器件，形成指向該玻璃片的平面雷射片光，其中該平面雷射片光與該玻璃片的表面相交，藉此使該玻璃片的該表面發螢光且在該表面上形成一可見波長線； 一攝影機，具有一影像感測器，用於檢測該光學基準及用於檢測跨越該玻璃片的寬度的至少一部分的該可見波長線；以及 一控制系統，組配為 (i)使在該固定具上的該光學基準成像，(ii) 根據成像的該光學基準界定一光學基準座標系， (ii) 接收在一模型座標系中的該玻璃片的一數學模型，且(iii) 經由至少一變換使該光學基準座標系與該模型座標系相關。
  2. 如請求項1之系統，其中該控制系統進一步組配為(i)自該攝影機接收指示該可見波長線之影像資料，(ii)分析來自該攝影機之該資料以確定與該可見波長線相關聯之一系列座標中的第一座標及第二座標，(iii)三角測量與該系列座標中的該第一座標及該第二座標中之每一者相關聯的第三座標，且(iv)建立該玻璃片之該表面的三維地圖，作為該系列座標的函數。
  3. 如請求項2之系統， 其中該控制系統進一步組配為經由該至少一變換將該三維地圖變換以使該三維地圖與該模型座標系相關。
  4. 如請求項3之系統，其中該控制系統進一步組配為響應於將該三維地圖與該模型座標系中之該數學模型進行比較而輸出指示該玻璃片之一測量的一度量。
  5. 如請求項4之系統，其中該控制系統進一步組配為使用該表面之該三維地圖與該模型座標系中之該數學模型進行比較，以確定該度量作為該表面之一模擬光學反射率。
  6. 如請求項4之系統，其中該控制系統進一步組配為使用該表面之該三維地圖來確定該度量以計量該玻璃片。
  7. 如請求項4之系統，其中該控制系統進一步組配為從該攝影機接收一系列資料，該一系列資料指示跨越該玻璃片的寬度測量的一系列可見波長線，每一線對應於沿著該玻璃片的該表面的一不同位置；以及 其中該控制系統進一步組配為分析該系列可見波長線中之每一者以確定與每一可見波長線相關聯的一系列座標中之第一座標及第二座標、三角測量與該系列座標中之每一者中之該第一座標及該第二座標中之每一者相關聯的一第三座標、及自該系列座標中之每一者建立該玻璃片的該表面的該三維地圖。
  8. 如請求項7之系統，其中該紫外線雷射的波長選擇為不透過該玻璃片。
  9. 如請求項1之系統，其中該固定具具有一第一系列實體基準，該第一系列實體基準在該模型座標系中具有至少三個座標。
  10. 如請求項9之系統，其中該固定具的該第一系列實體基準係由一校準表面提供，該校準表面成形為對應於該玻璃片的該表面的至少一部分。
  11. 如請求項10之系統，其中該校準表面另外形成一光學基準。
  12. 如請求項10之系統，其中該固定具具有至少一光學基準，該至少一光學基準定位於該校準表面上。
  13. 如請求項12之系統，其中該至少一光學基準另外提供至少一實體基準。
  14. 如請求項10之系統，其中該控制系統進一步組配為確定或導出自該光學基準座標系至該模型座標系之一變換。
  15. 如請求項9之系統，其中該固定具具有一校準表面，該校準表面成形為對應於由一範例玻璃片G0提供之該玻璃片的該表面的至少一部分以提供一第一光學基準。
  16. 如請求項15之系統，其中該固定具具有與每一攝影機相關聯之一攝影機光學基準。
  17. 如請求項16之系統，其中該控制系統進一步組配為使該等攝影機光學基準成像以經由至少另一變換使該等攝影機相關，且將該校準表面單獨地成像為該光學基準，以經由該至少一變換使該光學基準座標系與該模型座標系相關。
  18. 如請求項9之系統，其中該控制系統組配為確定或接收使一固定具實體基準座標系與該模型座標系相關之一變換，該變換使用該固定具的該第一系列實體基準所確定。
  19. 如請求項9之系統，其中該光學基準亦界定一第二系列實體基準；以及 其中該控制系統組配為使該第二系列實體基準成像，且使該第二系列實體基準與該光學基準座標系相關。
  20. 如請求項19之系統，其中該控制系統組配為確定或接收使該固定具實體基準座標系與該光學基準之一實體基準座標系相關之一變換，該變換使用該固定具的該第一系列實體基準及該光學基準的該第二系列實體基準所確定。
  21. 如請求項19之系統，其中該控制系統進一步組配為確定或接收使該固定具實體基準座標系與該第二系列實體基準相關之一變換。
  22. 如請求項21之系統，其中該控制系統進一步組配為確定或導出自該模型座標系至該第二系列實體基準之一變換。
  23. 如請求項22之系統，其中該控制系統進一步組配為確定或導出自該光學基準座標系至該模型座標系之一變換。
  24. 如請求項1之系統，其中該固定具具有用以支撐該玻璃片的一系列支座、用以相對於該固定具定位該玻璃片的一第一基準點、以及用以相對於該固定具定位該玻璃片的一第二基準點。
  25. 一種使用非接觸光學檢驗系統之方法，其包含: 提供一固定具，以支撐一玻璃片，該固定具具備一光學基準； 在一檢驗組件中，經由一攝影機使該固定具上的該光學基準成像， 通過分析成像的該光學基準，經由一控制系統界定一光學基準座標系； 經由該控制系統接收在一模型座標系中的該玻璃片的一數學模型；以及 經由該控制系統經由至少一變換使該光學基準座標系與該模型座標系相關。
  26. 如請求項25之方法，其進一步包含: 從該檢驗組件之一紫外線雷射及相關聯光學器件形成一平面雷射片光，並將該平面雷射片光導向該固定具上之該玻璃片的該表面； 在該平面雷射片光與該表面的相交處激發該玻璃片的該表面，以在該玻璃片的該表面形成可見波長線； 使用該攝影機對該可見波長線成像； 藉由分析來自該攝影機之成像資料來確定與該可見波長線相關聯的一系列座標中的第一座標及第二座標； 藉由三角測量來確定一第三座標，該第三座標與該系列座標中的該第一座標及該第二座標中之每一者相關聯，該系列座標與該可見波長線相關聯；以及 建立該玻璃片的該表面的一三維地圖，作為該系列座標的函數。
  27. 如請求項26之方法，其進一步包含: 經由該至少一變換來變換該三維地圖，以使該三維地圖與該模型座標系相關； 使用該三維地圖與用於該模型座標系中之該表面的一數學模型相比，計算一不變度量；以及 輸出該不變度量。
  28. 如請求項27之方法，其中該至少一變換以至少一變換矩陣提供。
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Family Cites Families (79)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3325125C1 (de) 1983-07-12 1985-02-14 Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch Anordnung zur Markierung von Fehlstellen an schnell laufenden Materialbahnen
DE4031633A1 (de) 1990-10-05 1992-04-16 Sick Optik Elektronik Erwin Optische inspektionsvorrichtung
US5416589A (en) 1991-10-04 1995-05-16 Kms Fusion, Inc. Electro-optical system for gauging surface profile deviations
US5465153A (en) 1991-10-04 1995-11-07 Kms Fusion, Inc. Electro-optical system for gauging specular surface profile deviations
US5463464A (en) 1991-10-04 1995-10-31 Kms Fusion, Inc. Electro-optical system for gauging surface profile deviations using infrared radiation
US5289267A (en) 1991-10-04 1994-02-22 Kms Fusion, Inc. Electro-optical system for gauging surface profile deviations
US5517575A (en) 1991-10-04 1996-05-14 Ladewski; Theodore B. Methods of correcting optically generated errors in an electro-optical gauging system
DE4239456A1 (de) 1992-11-24 1994-06-09 Rheinmetall Sick Optical Inspe Verfahren und Vorrichtung zur Inspektion von Oberflächen
DE4301546C2 (de) 1993-01-21 2002-08-08 Isra Vision Systems Ag Einrichtung zum Prüfen von Oberflächen von Werkstücken
DE19511707B4 (de) 1995-03-30 2007-09-27 Isra Vision Lasor Gmbh Verfahren zur Bestimmung von Spannungen in transparenten Materialien
FI98757C (fi) 1995-05-31 1997-08-11 Tamglass Eng Oy Menetelmä taivutetun lasilevyn taipumisasteen mittaamiseksi
EP0842415B1 (en) 1995-08-04 2000-11-08 Image Processing Systems, Inc. Bottle thread inspection system and method of operating same
DE59507847D1 (de) 1995-09-15 2000-03-30 Ersue Enis Verfahren zum Bestimmen der Lage eines Körpers im Raum
US6509967B1 (en) 1996-10-18 2003-01-21 Innomess Gelsellschaft Fur Messtechnik Mbh Method for detecting optical errors in large surface panels
DE19643018B4 (de) 1996-10-18 2010-06-17 Isra Surface Vision Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Verlaufs reflektierender Oberflächen
EP0911603B1 (de) 1997-10-22 2001-06-27 ISRA Vision Systems AG Verfahren zur optischen Bestimmung der Lage eines räumlichen Körpers
JPH11337496A (ja) 1998-03-24 1999-12-10 Ngk Insulators Ltd 透明体の欠陥検出方法及び透明体の製造方法
DE19813072A1 (de) 1998-03-25 1999-09-30 Laser Sorter Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der optischen Qualität und zur Detektion von Fehlern von Flachglas und anderen optisch transparenten Materialien
DE19813073A1 (de) 1998-03-25 1999-09-30 Laser Sorter Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der optischen Qualität und zur Detektion von Fehlern von Flachglas und anderen optisch transparenten Materialien, insbesondere von Drips, Fäden und Linien
CA2252308C (en) 1998-10-30 2005-01-04 Image Processing Systems, Inc. Glass inspection system
DE10104355B4 (de) 2000-03-09 2010-02-18 Isra Vision Systems Ag Vorrichtung und Verfahren zur Bildabtastung der Oberfläche eines Objekts
US6633377B1 (en) 2000-04-20 2003-10-14 Image Processing Systems Inc. Dark view inspection system for transparent media
US6501546B1 (en) 2000-05-05 2002-12-31 Photon Dynamics Canada Inc. Inspection system for edges of glass
US6512239B1 (en) 2000-06-27 2003-01-28 Photon Dynamics Canada Inc. Stereo vision inspection system for transparent media
DE10045105C2 (de) 2000-09-12 2002-09-26 Innomess Ges Fuer Messtechnik Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Biegung einer reflektierenden Oberfläche
DE10061070A1 (de) 2000-12-08 2002-06-13 Isra Vision Systems Ag Beleuchtungseinrichtung
DE10111729A1 (de) 2001-03-09 2002-09-26 Isra Vision Systems Ag Verfahren zur Bestimmung der Lage eines Körpers im Raum
DE10316707B4 (de) 2003-04-04 2006-04-27 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Fehlern in transparentem Material
DE20307305U1 (de) 2003-05-09 2003-07-24 ISRA Vision Systems AG, 64297 Darmstadt Optische Überwachungseinrichtung
EP1675709A2 (de) 2003-10-20 2006-07-05 Isra Vision Systems AG VERFAHREN ZUR EINRICHTUNG EINER BEWEGUNG EINES HANDHABUNGSGERÄTS UND BILDVERARBEITUNG
DE102004005019A1 (de) 2004-01-30 2005-08-18 Isra Glass Vision Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Tiefe eines Fehlers in einem Glasband
DE102004005380A1 (de) 2004-02-03 2005-09-01 Isra Vision Systems Ag Verfahren zur Bestimmung der Lage eines Objekts im Raum
DE102004007828B4 (de) 2004-02-18 2006-05-11 Isra Vision Systems Ag Verfahren und System zur Inspektion von Oberflächen
DE102004007829B4 (de) 2004-02-18 2007-04-05 Isra Vision Systems Ag Verfahren zur Bestimmung von zu inspizierenden Bereichen
DE102004007830B4 (de) 2004-02-18 2007-05-10 Isra Vision Systems Ag Verfahren zur Lokalisierung von Fehlstellen und Markiersystem
DE102004010311A1 (de) 2004-03-03 2005-09-22 Isra Glass Vision Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Messung der Dicke einer transparenten Probe
DE102004026375B4 (de) 2004-05-29 2007-03-22 Isra Glass Vision Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Detektion von Kratzern
DE102004027411A1 (de) 2004-06-04 2005-12-29 Boraglas Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Identifizierung von Zinn- und Feuerseite bei Floatgläsern
DE202004009224U1 (de) 2004-06-14 2004-08-12 Isra Vision Systems Ag Sensor zur Vermessung der Oberfläche eines Objekts
DE102005007536A1 (de) 2005-02-17 2007-01-04 Isra Vision Systems Ag Verfahren zur Kalibrierung eines Messsystems
DE102005009606A1 (de) 2005-02-28 2006-08-31 Isra Vision Systems Ag Sensoranordnung
DE202005003352U1 (de) 2005-02-28 2006-07-06 Isra Vision Systems Ag Sensoranordnung
WO2006092320A2 (de) 2005-03-03 2006-09-08 Schott Ag Strahlformungseinrichtung eines optischen systems, insbesondere eines optischen signalaufnehmers und optisches system, insbesondere optischer signalaufnehmer mit strahlformungseinrichtung
DE102005010552B4 (de) 2005-03-04 2007-01-18 Isra Glass Vision Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Detektion von Fehlern auf bewegten Gegenständen
DE102005014415B3 (de) 2005-03-24 2007-03-22 Isra Vision Systems Ag Vorrichtung und Verfahren zur Untersuchung einer gewölbten Oberfläche
DE102005050882B4 (de) 2005-10-21 2008-04-30 Isra Vision Systems Ag System und Verfahren zur optischen Inspektion von Glasscheiben
DE102006000946B4 (de) 2006-01-07 2007-11-15 Isra Vision Systems Ag Verfahren und System zur Inspektion einer periodischen Struktur
DE102006015792A1 (de) 2006-04-05 2007-10-18 Isra Surface Vision Gmbh Verfahren und System zur Formmessung einer reflektierenden Oberfläche
CA2675456C (en) 2007-01-12 2017-03-07 Synergx Technologies Inc. Bright field and dark field channels, used for automotive glass inspection systems
US8049879B2 (en) * 2008-04-15 2011-11-01 Glasstech, Inc. Method and apparatus for measuring transmitted optical distortion in glass sheets
EP2112467A3 (en) 2008-04-21 2011-07-06 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. Method and device for fluorescent immersion range scanning
US20110057120A1 (en) 2008-06-05 2011-03-10 Bohle Ag Apparatus for determining the element occupancy on a surface by means of fluorescence
DE102008027393A1 (de) 2008-06-06 2009-12-10 Isra Vision Ag Optische Überwachungseinrichtung
US7920257B2 (en) 2008-08-27 2011-04-05 Corning Incorporated Systems and methods for determining the shape of glass sheets
WO2010096890A1 (en) 2009-02-25 2010-09-02 Synergx Technologies Inc. Optical structure and optical system for providing concurrent optical images of an object
EP2336752B1 (de) 2009-12-18 2018-12-05 ISRA VISION Graphikon GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Auffinden von Fehlstellen in Halbleiterbauelementen
EP2363684B8 (de) 2010-02-10 2020-06-10 ISRA VISION Graphikon GmbH Kalibrierzelle
DE102010021853B4 (de) 2010-05-28 2012-04-26 Isra Vision Ag Einrichtung und Verfahren zur optischen Überprüfung eines Gegenstands
US20120098959A1 (en) 2010-10-20 2012-04-26 Glasstech, Inc. Method and apparatus for measuring transmitted optical distortion in glass sheets
WO2012098430A1 (en) 2011-01-19 2012-07-26 Vistek Isra Vision Yapay Gorme Ve Otomasyon Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi A transparent object positioning system
EP2691799B1 (de) 2011-03-26 2020-08-19 Schott AG Led-beleuchtungseinrichtung
FR2975776B1 (fr) 2011-05-24 2014-03-28 Visuol Technologies Installation pour le controle de la qualite d'une surface d'un objet
WO2013156530A1 (en) 2012-04-18 2013-10-24 3Shape A/S 3d scanner using merged partial images
DE102012104086A1 (de) 2012-05-09 2013-11-28 Isra Vision Ag Verfahren und Vorrichtung zur Elektrolumineszenz-Inspektion und/oder Fotolumineszenz-Inspektion
DE102012104282A1 (de) 2012-05-16 2013-11-21 Isra Vision Ag Verfahren und Vorrichtung zur Inspektion von Oberflächen eines untersuchten Objekts
DE102013105570A1 (de) 2013-05-29 2014-12-04 Isra Surface Vision Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Brechkraft eines transparenten Objekts sowie entsprechende Vorrichtung
EP2865988B1 (de) 2013-10-22 2018-09-19 Baumer Electric Ag Lichtschnittsensor
DE102013112906B4 (de) 2013-11-22 2020-08-20 Schott Ag Geregelte Farblichtquelle
DE102014100594A1 (de) 2014-01-20 2015-07-23 Isra Surface Vision Gmbh Vorrichtung zur Inspektion eines mit einer beschichteten Oberfläche versehenen Materials und entsprechendes Verfahren
DE102014104903A1 (de) 2014-04-07 2015-10-08 Isra Vision Ag Verfahren und Sensor zum Erzeugen und Erfassen von Mustern auf einer Oberfläche
DE102014106238A1 (de) 2014-05-05 2015-11-19 Isra Vision Ag Verfahren und Sensor zur Bestimmung der Oberfläche eines Objekts mittels Deflektometrie
US10289895B2 (en) 2014-10-21 2019-05-14 Isra Surface Vision Gmbh Method and device for determining a three-dimensional distortion
DE102015105128B4 (de) 2015-04-02 2023-01-05 Isra Vision Ag Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Glanzgrads und/oder der Mattheit von Gegenständen
US9470641B1 (en) * 2015-06-26 2016-10-18 Glasstech, Inc. System and method for measuring reflected optical distortion in contoured glass sheets
EP3322975A4 (en) 2015-07-14 2019-03-13 Synergx Technologies Inc. OPTICAL INSPECTION SYSTEM FOR TRANSPARENT MATERIAL
US10012496B2 (en) 2015-10-29 2018-07-03 Canon Kabushiki Kaisha Multispectral binary coded projection using multiple projectors
DE102016108754A1 (de) 2016-05-11 2017-11-16 Schott Ag Beleuchtungsvorrichtung mit konsistenten Lichteigenschaften
DE102016114485A1 (de) 2016-08-04 2018-02-08 Isra Surface Vision Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung eines Doppelbildwinkels und/oder eines Sichtwinkels
DE102018108874A1 (de) 2018-04-13 2019-10-17 Isra Vision Ag Verfahren und System zur Vermessung eines Objekts mittels Stereoskopie

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