TWI332574B - Oblique transmission illumination inspection system and method for inspecting a glass sheet - Google Patents

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Description

1332574 雖然該形式光線提供小型化設計以及採用工業標準照 明技術，特定透明玻璃缺陷例如矽石，刮痕以及污點之影像 對比為相當差(參閱圖5)。不良的影像對比阻礙透明缺陷 104顯現特徵及分類，其對檢視處理過程之品質有負面影響 。該不良影像對比主要由於未偏移通過透明缺陷1〇4光線 及被透明缺陷104繞射光線112a(D+)及U2a(D〇間之相互 干涉所致。在該構造中，光線112a(D+)及ii2a(D_)分別地 具有正值繞射階D+及負值繞射階D-，其兩者干涉無偏移光 • 線112以實質上沖淡影像中透明缺陷1〇4之對比。存在兩個 有問題繞射階D+及D-，因為在亮場照明技術中為對稱的（即 ，光源106位於CCD攝影機1〇8光軸11〇上）。所產生不良影像 對比以及其他關於亮場照明檢視系統之缺點可藉由本 發明加以解決。 【發明内容】 本發明包含檢視系統，該檢視系統使用傾斜照明技術， 鲁 其中在光源與CCD攝影機間之照明對稱性被消除。其能夠 提昇影像之品質。除此，該形式檢視系統能夠使人們間接 地由影像抽離出玻璃表面不連續性高度。因而，消除使用 額外玻璃表面不連續性高度感測器之需求。 【實施方式】 本發明解決已知亮場照明檢視系統100相關之影像對 比問思其藉由破壞發生於光源106放置於CCD攝影機108光 ^ 110上(參閱圖⑽照日月之對稱。對稱性可藉由使賴斜 照明技術(非轴向照明技術)破壞達成，其中一個或多個光 第6 頁 1332574 源並不放置於CCD攝影機之光軸上。範例性傾斜照明檢視 系統200及300參考圖2及3加以說明於底下。 參考圖2,其顯示出傾斜照明檢視系統2〇〇,能夠使用該 系統以檢視玻璃片202以及辨識玻璃片202上或内部之缺陷 204。檢視系統200包含光源206(例如光纖線性光源206)及 CCD攝影機208。光源206及CCD攝影機208位於玻璃片202之 相對兩側，同時光源206位於偏離CCD攝影機208之光軸210( 其達成破壞照明對稱性）。在操作中，光源206發射光束212 ，該光束通過部份玻璃片202。CCD攝影機208以及特別是攝 影機透鏡209接收未偏離通過透明缺陷204之光線212。除 此，CCD攝影機208/攝影機透鏡209接收被透明缺陷204繞射 之光線212a(D)。不過，CCD攝影機208/攝影機透鏡209並 不接收光線212a(D+)。攝影機透鏡209將光線212及212a (CO聚焦於CCD攝影機208内影像平面211上。產生高對比 影像之CCD攝影機108使用來感測缺陷204,顯現特徵及加以 分類(參閱圖4及5)。 傾斜照明技術產生具有較高對比之透明玻璃缺陷例如 石夕石，刮痕，及斑點的影像，而高於與已知亮場照明技術情 況(參閱圖5)。如先前對圖1說明（先前技術)，對稱性亮場 照明檢視系統100產生之影像具有不良的對比，因為未偏離 通過透明缺陷104之光線112與被透明缺陷1〇4所繞射之光 線112a(D+)以及112a(D)間干涉所致β特別地光線 (D+)以及112(D )分別地具有正值繞射階d+以及負值繞射 階D，其與未偏離光線112干涉以實質地將影像中透明影像 第7頁 已知的亮場照明技術所得到之影像，先前技術影像中斑點 及顆粒呈現為幾乎看不到或為不透明的。由傳統亮場照明 檢視系統100得到影像及由傾斜照明檢視系統3〇〇得到影像 間之差異能夠藉由觀看圖5相片達成比較。如圖所示，石夕石 /始缺陷在亮場照明影像中為勉強看到，該影像由傳統亮場 照明檢視系統100得到。然而，相同石夕石/鉑缺陷在梯度場 影像中清楚地可看乳該影像藉由傾斜照明檢視系統300得 到。 傾斜照明檢視系統優於傳統亮場照明技術之另一項優 點為傾斜照明技術能夠使人們定量地表面不連續性高度， 其由於埋嵌於玻璃片202及302内缺陷204及304所產生。表 面不連續性之高度能夠間接地藉由在表面缺陷影像(參閱 圖5)中缺陷204及304附近分析對比變化(調變)計算出。特 別地，表面不連續性之高度能夠藉由下列步驟量測出：（1) 測定出在表面傾斜影像中缺陷204及3〇4左邊之光線強度； (2)測定出在表面傾斜影像中缺陷2〇4及3〇4右邊之光線強 度;以及(3)比較第一強度及第二強度以決定出強度差值， 其直接地與表面不連續性高度相關。 使用本發明定量地量測表面不連續性高度之能力為明 顯改善優於像统亮場照明檢視系統1〇〇,目為亮場照明檢視 系統100無法產生能夠定量地量測表面不連續性之高度。 然而，需要額外的離線表面不連續性高度感測器以作該高 度里測，其將使缺陷檢視處理過程變為緩慢。傾斜照明檢 視系統200及3〇〇並不需要使用分離之表面不連續性高度感 1332574 •差分干涉對比照明;· •單側頻帶邊緣提昇顯微;術； •檢視系統200及300能夠感測多種不同形式之缺陷2〇4及 3〇4’顯現特徵及加以分類該缺陷包含内部雜質表面雜質 ’刮痕，斑點，條痕，或表面不連續性(例如）^ ” •上騎說明玻璃片202及302能夠依據說明於美國第難 696及3682609號翻融合處理過程製造&。該專利之說明 ^ 在此加入作為參考。 ",雖然本發明在關中已顯示出兩個實施例以及在上述 詳細說明中加以說明，人們了解本發明並不受_所揭示 之實_’其關作料再湖，改魏做砸不會脫離 下列申凊專利範圍界定出及揭示出之本發明精神。 【圖式簡單說明】 第一圖（先前技術)顯示出傳統亮場照明檢視系統之主 要元件。 • 第二圖顯示出依據本發明第一實施例傾斜照明檢視系 統之主要元件。 第二圖顯示出依據本發明第二實施例傾斜照明檢視系 統之主要元件。 第四圖顯示出數個缺陷影像，其使用第三圖所顯示傾 斜照明檢視系統所得到。 a第五圖顯不出使用第一圖所顯示傳統亮場照明檢視系 統得到之缺陷數個影像以及使用第三圖所顯示傾斜照明檢 視系統得到相同缺陷之數個影像。 第12 頁

Claims (1)

1332574 十、申請專利範圍： 種檢視系統，其包舍： 傾斜照明系統，其照射至少部份玻璃片，其中傾斜照明系 統為雙光源偏離中心轴之透射光線系統;以及 攝影機，其產生至少部份被照射玻璃片之影像，影像能夠 感測破璃片中缺陷，顯現特徵及加以分類。 2·依據申請專利範圍第1項之檢視系統，其中傾斜照明系統 為單光源偏離中心軸之透射光線系統。 3·依據申請專利範圍第1項之檢視系統，其中該缺陷為内部 雜質’表面雜質，刮痕，斑點，氣泡，條痕或表面不連續性。 4·依據申請專利範圍第1項之檢視系統，其中影像顯示缺陷 為三維尺寸。 5·依據申請專利範圍第1項之檢視系统，其中假如不連續性 由缺陷埋嵌於玻璃片内產生，影像能夠間接地量測表面不 連續性高度。 6. —種傾斜照明檢視系統，其包含： 能夠發射出光束之光源，該光束至少通過玻璃片；以及 具有光學中心軸之攝影機，該中心軸偏離光源，其能夠產 生玻璃片被照射部份之影像，該影像使用來感測玻璃片中 一個或多個缺陷，顯現特徵及加以分類。 7·依據申請專利範圍第6項之傾斜照明檢視系統，其中假如 玻璃片中存在缺陷，則攝影機接收由該光源發射出未偏離 光線及正向繞射之光線或負向繞射之光線。 8.依據申請專利範圍第6項之傾斜照明檢視系統，其中缺陷 第14 頁 作/月/2曰修立替換頁 為内部雜質，表面雜質，到痕，斑點，氣泡，條痕或表面不連 續性。 9·依據申請專利範圍第6項之傾斜照明檢視系統，其中影 像顯示缺陷為三維尺寸。 10.依據申請專利範圍第6項之傾斜照明檢視系統其中假 如表面不連續性由缺陷埋嵌於玻璃片内產生影像能夠間 接地量測表面不連續性高度。 U·依據申請專利範圍第1〇項之傾斜照明檢視系統其中表 面不連續性高度間接地藉由下列方式量測： 測疋影像中缺陷第一侧邊處光線之第一強度； 湏j定影像中蜂陷第二側邊處光線之第二強度;以及 比較第-強度及第二強度以測定出強度之差值，該差值 直接地與表面不連續性高度相關。 12. —種傾斜照明檢視系統，其包含： 主要光源，其能夠發射通過部份玻璃片之第一光束； 第一光源，其能夠發射通過部份玻璃片之第二光束丨以及 具有光學中心軸之攝影機，該中心軸偏移主要光源及第 二光源’其能夠產生玻璃片被照射部份之影像，該影像使用 來感測玻璃片中缺陷，顯現特徵及加以分類。 13. 依據申請專利細第12項之傾斜照明檢視系統，其中 主要光源位於相對接近於該攝影機之光轴;以及 第二光源位於離該攝影機之光轴相當遠處。 14. 依據申請專利範圍第13項之傾斜照明檢視系統其中假 如破璃片中存在缺陷，則攝影機接收由主要光源發射出未 第15頁 -I - · · - (W年沪月>5"日修正替換頁 亦垃，奴正向繞射之光線或負向繞射之光線以及攝影機 線。由第二光源發射出正向繞射之光線或負向繞射之光 ^據申4專利細第14項之傾斜照明檢視系统，其中 提供緩慢方向性梯度照明；以及 ~光源雜f彡機視場提供树平衡方向性梯度照明。
/依據申請專利細第12項之傾斜照明檢視系統其中缺 ，表_質，犧，繊，驗雜絲面不 連續性。 依據申請專利細第12項之傾斜照明檢視系統，其中 影像顯示缺陷為三維尺寸。 18·依據申請專利範圍第12項之傾斜照明檢視系統，其中 假如表面;F賴性祕醜嵌於玻·域生，影像能夠 間接地量測表面不連續性高度。
19. 依據申請專利範圍第18項之傾斜照明檢視系統其中表 面不連續性高度間接地藉由下列方式量測： 測定影像中缺陷第一側邊處光線之第一強度； 測定影像中缺陷第二側邊處光線之第二強度;以及 比較第一強度及第二強度以測定出強度之差值，該差值 直接地與表面不連續性高度相關。 20. —種檢視玻璃片之方法，該方法包含下列步驟： 使用傾斜照明檢視系統以照明至少部份玻璃片，其中傾 斜照明檢視系統為雙光源偏離中心軸之透射光線系統； 使用攝影機，其產生至少部份被照射玻璃片之影像;以及 第16 頁 1332574 ??年/月/之曰修正替換頁 分析影細_玻制中顧，_槪及加以分類。 儿依據申請專利細第20項之方法，其中傾斜照明檢視 系統為單光源偏離中心軸之透射光線系統。 22. 依據申請專利範圍第20項之方法，其中該缺陷為内部雜 質’表面雜質，到痕，斑點，氣泡，條痕或表面不連續性。 23. 依據申請專利範圍第20項之方法，其中影像顯示缺陷為 三維尺寸。 24. 依據申請專利範圍第20項之方法，其中更進一步包含分 析影像，假如不連續性由缺陷埋嵌於玻璃片内產生，分析影 像以間接地量測表面不連續性高度其中分析步驟更進一 . 步包含： 測定影像中缺陷第一侧邊處光線之第了強度； 測定影像中缺陷第二侧邊處光線之第二強度;以及 比較第一強度及第二強度以測定出強度之差值，該差值 直接地與表面不連續性高度相關。 第Π 頁 1332574 御/月/2·日修正替換頁 1/3
圖1
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