CN100371677C - 衬底表面检测方法与设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到衬底(2)表面的分析方法,其在于提供表面上方至少一个标板(1)的反射图象,通过沿两个方向上局部相位的数字处理予以检出。本发明的特征在于它是通过基于局部相位的数字处理来计算出局部斜率变化从而根据这些变化推导出表面曲率变化或高度变化。
Description
技术领域
本发明涉及到用于检测成形衬底表面的方法与设备,所说的检测尤其能够对具有反射表面的衬底形状中的局部缺陷进行检测和对其形状进行三维测量。
背景技术
参照对玻璃窗表面的检测,更准确地说是参照对汽车工业用的曲面车窗的检测将对本发明予以更具体的说明,虽然本发明并不限于此类应用。
机动车制造厂商的现行技术要求正在鼓励玻璃制造业实现层压侧面车窗,特别是由厚度与单块钢化车窗相比减小的两块玻璃构成的车窗。这种厚度减小的玻璃板的实现是细致谨慎的且可能导致表面缺陷。这些缺陷在装配成层压车窗后可能成为非常麻烦的问题,因为它们会导致因与第二块玻璃连接而加重的光学畸变现象,而且还会造成脱层问题。这种光学缺陷的存在通常会造成车窗报废,因为它们是不能接受的。由于车窗已经被层压在一起,故它们很难重新利用,因而生产成本也变成不可接受的。
因此就有一种愿望要在生产环节中,特别是在实现装配层压车窗之前尽可能早地检测出这些缺陷。
通常使用的方法是根据标准化的方法,如通过在生产线外和在层压车窗装配之后的目测观察来观测层压车窗的有关透射或反射情况。如前所述,这种检验为时太晚,对生产成本有不利影响。
此外,有工业用方法来检验反射表面,利用这些方法通过对标准图案反射的反射测量能够检测表面缺陷。这些方法就其应用和结果的可靠性来说都是有限的。的确,特别是在曲面车窗的情况下,这些种检测方法特别是由于反射测量所采用的原理而显示出弱点。
除缺陷以外,还值得搞清楚车窗的几何形状要与要求的几何形状相符或者至少要在固定的容差范围以内。检验方法是机械式的;敏感元件进行准时测量以便将测量结果与同空载时间相一致的模板测量结果进行比较。于是,这种方法就构成了劳动力成本,特别是用于对各新车窗几何形状进行检验的敏感元件定位的成本,以及测量物资,特别是各车窗几何形状用的不同模板必须品的成本。成本的降低将越来越受到欢迎。
发明内容
因而发明者已为其自己安排了设计一种表面检测方法,特别是反射表面检测方法的任务,这种方法没有前述各方法的缺点,特别是利用这种方法能够精确且可重复地检测成形衬底的反射表面,而且利用这种方法,尤其是降低了对生产线上车窗一致性进行检验的成本。
通过使用根据本发明的衬底表面检测方法已经达到了这一目的,这种方法是拍摄该表面上方至少一个测试型板的至少一个被反射的图象并且通过对两个方向上局部相位的数字处理予以提取,其特征在于通过依据局部相位的数字处理来计算出局部斜率的变化,从而根据这些变化推导出表面的曲率变化或高度变化。
因此,第一型表面检测依据相位提取得出局部斜率变化的综合推导结果,这些变化通过求导数计算能够确定局部曲率的变化。这种检测能够确定衬底表面上存在的缺陷。
第二型表面检测依据相位提取得出局部斜率变化的综合推导结果,这些变化通过积分计算能够确定高度偏差以便确立衬底整个三维形状的变化。
拍摄的图象为反射表面上所反射的图象。
重要的是,测试型板或多个测试型板,在复杂表面情况能够使用多个型板,应当在衬底整个表面上方被反射。最好是,即时地拍摄下被反射的图象。
根据本发明的检测方法预计采用的测试型板,其图案可以改变形状,由此可以得到测试型板的图象,其畸变大致上比检测曲面衬底时普通测试型板因衬底曲率而造成的图象畸变要小。因而,本发明可以有利的应用于曲面衬底如曲面车窗的检测。由于检测通常在这种曲面车窗的凸表面上进行,根据本发明的方法预计使用的测试型板,其大小由车窗的大小决定,记住所拍摄的图象是测试型板在凸表面上的图象。
根据本发明的一个实施方案,设想了一个真实的或实际的测试型板,其大小,如前所述,由衬底的大小,更具体地说由衬底的形状所决定。这种测试型板更具体地说适合于拍摄反射表面上的图象。
根据本发明的另一个实施方案,使用一个虚拟测试型板;在这种情况下,这是通过,例如,投射的测试型板构成的,其图象最好是在衬底上拍摄的反射图象。
本发明的优选实施方案是使用平直测试型板,其图象是变形的。另一实施方案设想了曲面测试型板;在后一种情况下,其图案仍如本发明所预计的那样仍然是变形的,如果测试型板是平直的话,那么图案就会是非变形的。通过实现曲面测试型板还可以进一步设想把这两个实施方案结合起来,而这个曲面测试型板所包括的图案将已经是变形的了,如果测试型板是平直的话。
根据本发明的第一个实施方案,测试型板要设计成能严格地补偿所检测衬底的曲率。这样的实施方案在检测同样衬底的情况下在工业上是可能的。然而,特别是用于装配在汽车上的曲面车窗的情况下,批量生产涉及到的车窗数量是有限的,而不同的车窗,因而也是具有不同曲率的车窗的数量是非常大的。
根据第二个实施方案,发明者进而设想了测试型板图案的变形,该测试型板适合于检测几种型式的曲率不同的衬底。测试结果表明,选择不能严格补偿衬底曲面的图案变形得到了精确而可靠的检测结果;实际上,根据本发明的测试型板图案变形能够达到对在成形衬底上所拍摄图象变形的至少部分补偿并因此而能够在衬底曲率区域进行令人满意的检测以及对衬底周边区域进行更好的检测。
本发明的有利实现设想了对动态中的衬底,也就是说对运动中或变形过程中的衬底进行检测。
根据这一实现的一个实施方案,检测是对传送装置上移动通过的衬底进行的。与要求衬底固定不动的方法相比,本发明的优点在于其能够用来检测移动的衬底。因而,除此之外,由于其执行速度的关系,它还提供了有关生产率和生产成本上的优势。
为了保证检测的复验性,传送装置上移动中的衬底通过机械定位装置最好放在便于数字处理,特别是适于最好地实现测试型板的反射图象与标准测试型板进行比较的位置。另外,进行检测之前,通过的衬底在传送装置所形成平面的两个方向上都要同样放置在适当的位置。
根据本发明的图象处理包括几个阶段,特别是将测试型板的反射图象以获得莫尔条纹(mori é)的方式叠加到标准测试型板上的阶段,这个相位提取阶段,例如,根据“相位步进”法来完成。1996.1.1在第35卷第一期“应用光学”上发表的,署名为Yves Surrel的文章“利用相位步进的相位测量算法设计”中对这种方法进行了说明。
与傅立叶变换型的其他处理方法相比,根据本发明的这种图象处理运算详细地给出了衬底整个表面的精确而可重复的检测结果。实际上,其他的图象处理方法,特别是使用傅立叶变换的图象处理方法对衬底周边区域得出了不能令人满意的结果。
接着局部相位提取的阶段是将这些相位与标准相位进行比较,据此推导出相位变化并通过使用灵敏度因子S,其在很大程度上取决于观测条件和所使用的测量工具,来修正这些相位变化,从而计算出局部斜率的变化。
根据本发明达到的检测特别能够对衬底的表面状态进行检验,同时除此之外,还能够进行能测量衬底曲面,也就是说能测量衬底三雏形状变化的全面检测。
根据本发明所述的方法能够使生产率和生产成本,特别是曲面车窗的生产率和生产成本进一步得到改善;实际上,在汽车工业内目前有关曲面的要求特别苛刻并要求严格检验。目前使用的方法通常要求离线检验仪器。这些仪器要能够进行为满足美学要求所需要的或是表面周边的检验,或者越来越多的整个表面的检验。因此,必须的仪器要么是费用并不低的机械传感器,要么是在大多数苛刻情况下利用大理石的三维检验机。在后一种情况下,仪器要专用于单一型式的车窗并且产生非常可观的费用;另外,测量时间也非常长。
显然,根据本发明的方法在降低的成本下得到了令人满意的结果同时能进行速度快得多的检验。这后一个优点是非常重要的,因为如果所要求的曲面的缺陷或未完成情况变得很明显的话,它就能够快速地介入生产过程。这种介入一方面能够限制不合格产品的数量,因而也限制材料损失的数量,同时必然能够提高生产速度和生产率。与惯用的方法相比,根据本发明的检测方法-其能够对曲面进行检验-还具有的优点是在不与待检测表面接触和对待检测表面无需任何预处理准备工作的情况下进行检测。这就在薄玻璃板,即厚度小于2.5mm的薄玻璃板生产中取得了一定的优势。的确,这种玻璃板在整个生产阶段过程对接触都非常敏感,而且如果受到接触,在检验过程中就能够查出其受损的曲面。
同样地,这种方法可用于检验单块钢化玻璃的曲面,如车辆侧车窗或背光玻璃的曲面。
本发明在薄玻璃板检验中还有一个优点;例如,这些薄玻璃板可用来装配在汽车上构成侧车窗。对这种用途来说,使用塑料薄膜,例如用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)制作的薄膜将薄玻璃板成对地组装在一起来构成层压车窗。根据本发明的检测方法-其在于得到玻璃板的图象-将能够通过使用数字模型,尤其是数字计算对层压车窗的质量进行预测;实际上,根据两块玻璃成象方法的知识,这两块玻璃将装配在一起构成层压车窗,将给出关于层压车窗光学性质的信息。这样,根据本发明的方法就能够在层压车窗装配之前检测出其光学性质不可接受的那些层压车窗。除其他优点之外,本发明还避免了因存在两种材料而产生的所有重新利用的问题,当然它还提高了这种层压车窗生产过程中的生产率。
按照另一种动态实施方案,根据本发明的检测方法是在变形过程中在衬底上实行。按照根据本发明方法的这种应用,能够在衬底变形过程中检验其曲面。
例如,在玻璃板弯曲时,本发明所许可的接连重复性的即时检测将能够对车窗变形进行检验。具体地说,如果寻求复杂的形状,那么这样的检测就能使所用的方法实现最佳化;这样,实际上,使用的弯曲过程可以在几个阶段中完成,而且在此过程期间有关车窗变形的了解就能够使从一个阶段通过另一个阶段的时机实现最佳化。有关变形的了解还能够在一个或另一个阶段期间改善加热装置的使用。
仍然是在衬底变形过程中对其曲面进行检验的情况下,本发明有益地设想了对衬底凹入面进行这种检验,特别是衬底在其变形期间由机械器具支撑,例如对车窗由窗框或滚轴支撑的时候。条件允许时,最好是根据本发明的检测将在衬底的凸面上进行。
本发明也提出了实现根据本发明方法的设备。
根据本发明的设备包括至少一台照相机,闪光型脉冲照明装置,数字式图象处理装置,以及至少一个测试型板,其投射部分覆盖衬底的整个表面,测试型板图案至少在一个方向上能够变形。
照相机最好为数码照相机;这种照相机能够在CCD捡拾水平下进行数字化。其优点是,没有通过电缆传输的模拟信号,在电缆里面信号可能受到损害,另外也避免了因模/数转换而使信号变坏。
设想了脉冲型照明装置,其适于获得移动中或变形过程中衬底的清晰图象;使用激光器或激光二极管型照明装置是有利的。另外,选择的照度要能够均匀地照亮测试型板的整个表面。
数字处理装置适于产生莫尔条纹,其包括用于相位提取计算,转换计算以及求导数或积分计算的算法。
根据本发明的设备,当其涉及到移动衬底的检测时,在传送装置上方使用是有益的。此传送装置最好设计成提供深色表面,从而提高照相机所拍图象的对比度;传送装置由,例如,地毯式的传送带构成,其颜色以深色为有利,最好是黑色。
传送装置具有非常精确的固有平直度以便为待测衬底确定一个精确的支撑平面。
根据本发明的优选实施方案,当衬底在传送装置上移动通过的情况下,照相机放在测试型板的上方。
另外,使用单个测试型板时,最好照相机镜头的光轴在观测区的中心处与衬底表面相垂直;换句话说,照相机的观测方向在观测区的中心处与衬底表面相垂直。根据这一实施方案并且在虚拟测试型板的情况下,投射器的光轴与照相机光轴平行且靠近该光轴。而且根据本发明的设备可定位于暖室内的适当位置。
在检测台前,在传送装置上设置机械定位装置是有利的,它能够使衬底在由传送装置平面形成的两个方向上定位在便于数字处理的位置。这些装置都是本领域普通技术人员所知道的装置,例如限制挡块和/或导轨系统。
根据本发明的设备,在涉及到检测变形过程中的衬底时,其放在暖室中是有益的,例如对车窗的弯曲来说就是在这种暖室中完成的。按照弯曲车窗的其他方法,该设备在环境温度下使用。
因此,根据本发明所说明的设备可以用来检测衬底表面,特别是衬底的反射表面,衬底尤其要成形并且最好是透明的。
首先,本发明能够检验这种表面的状态,因而能检测出其缺陷。例如,就车窗来说,这种检验能够了解到缺陷的根源并通过对设备或对生产或形成方法采取适当的行动来排除这些缺陷。
另外,在实现层压车窗的场合,检测各单块车窗的表面将能够预测层压车窗的光学性质。在这种情况下,其运算相应于基于两个所得图象的数值计算和适当的统计处理。
此外,本发明还能够测量成形衬底整个三维形状的变化。能够在动态中进行的检测能够或是检验已得到衬底的形态,或是在变形过程中进行检测时来检验演变的形状。
本发明还能够进行衬底固有平直度的测量。实际上,根据本发明进行衬底表面检测的知识,其使缺陷显露出来并产生出三维图形,能够检验应用平直衬底时该衬底的固有平直度。例如,固有平直度的这种检验对玻璃窗应用来说是有用的,例如在建筑业领域中。固有平直度的这一检验对玻璃窗的其他应用,尤其是在可视显示屏领域中的应用变得非常重要。实际上,对这类应用来说,固有平直度必须非常严格,特别是为了满足在为实现显示屏而实施的所有处理过程中玻璃窗所受到的诸多操作时更是如此;为了防止在把玻璃窗从一个处理阶段引到另一个处理阶段的操作过程中其受到损坏,使用限制工具对玻璃接触与冲击的空吸设备来传输玻璃窗。这种使用空吸方式的操作要求玻璃窗有非常好的固有平直度以便防止对所传输玻璃窗有任何跌落的危险。
上述的可视显示屏为必须经诸如涂层应用,雕刻等处理的各种屏幕,它们是,例如,等离子体屏,场致发射显示器(FED),微点屏。为实现真空玻璃窗或单调光灯-对它们要在两个玻璃板之间寻求有限而规则的空间-也可以寻求玻璃窗固有平直度的检验。
显然,对这些不同应用来说,对玻璃板或玻璃窗固有平直度的了解能够使有缺陷的产品在其实际上用在最终产品的装配之前就被弃置,从而通过提高这些产品加工最后阶段中的生产能力而大大降低了生产成本。
此外,在通过空吸作用传输衬底的场合,其中玻璃窗的跌落能够阻塞生产线,预先弃置不能提供足够平直度来满足工艺要求的衬底则带来了生产率的提高。
根据本发明检测方法来检测衬底固有平直度的最后一个优点是,如在先前情况中那样,它能够快速地进行,而且是在移动中的衬底上,例如在传送装置上的衬底上进行,因此就没有降低生产速度的危险。
附图说明
从本发明关于图1和2的举例实施方案的说明,本发明的其他细节和有益特性将在下面显现出来,在图中:
图1示出说明检测原理的简图,
图2示出表示本发明检验玻璃窗的应用简图。
为更易于理解,两图并不是按比例绘制的。
具体实施方式
图1表示说明根据本发明测量原理的设备,其结果是拍摄了测试型板1在衬底2上所反射的即时图象。如前所述,为了避免对拍摄信号造成损害的各种风险,借助CCD照相机3来获得测试型板的图象是有利的。所用的测试型板1最好是平直、实际的测试型板,其图案可以,例如,按其所含的成形线而改变形状。
利用闪光型照明系统4来得到即时图象是有利的;此系统由例如,激光二极管构成.
根据本发明的测试型板1,特别是在检测曲面衬底2的情况,其图案的变形应使在衬底上反射中拍摄的测试型板图象呈现出准平行线,这些直线在测试型板图案的变形补偿了衬底曲面时是严格平行的。如前所述,选择测试型板图案的形状改变是有利的,其将对具有不同曲率衬底的检测范围产生令人满意的结果。
此外,测量最好在衬底的凸面上完成,尤其是为了得到更好的对比度时,因而要求测试型板的尺寸相当大,使其反射图象覆盖住衬底的整个表面以便能够对整个表面进行检测。
照相机3拍摄的图象传输给计算机5以便由数字处理装置在几个阶段中进行处理。
首先,对照相机拍摄的反射测试型板的图象进行数字化,将其叠加到标准测试型板上以形成莫尔条纹,标准测试型板可以由例如,照相机的像素构成。对数字化图象的每个像素都附加衬底表面的一个元面积。例如,从莫尔条纹出发并使用根据“相位步进”法的计算算法,可提取关于衬底表面各元面积的局部相位图形。其次,将局部相位与根据标准样品测量结果或根据CAD(计算机辅助设计)所得计算结果推导出的储存的标准相位进行比较,以便给出相位变化。根据相位变化,借助灵敏度因子S对斜率变化进行计算,因子S主要取决于观测条件和所用的测量工具。
其次,局部斜率的变化要用在求导数算法的计算中或用在积分算法的计算中,以便分别表示出表面缺陷6,7的存在,对它们的了解可在两个方向上精确地得到,或者测量出衬底三维形状的变化。
在平直衬底的情况下,同样可以检验衬底整个表面的固有平直度。
图2表示整套设备的简图,它能够根据本发明对传送装置9上移动中的玻璃窗8的表面进行检测。到达传送装置的玻璃窗8,借助两个导向装置10和11,首先重新定向在与其在传送装置9上前进方向相垂直的方向上。这两个导向装置10和11将使玻璃窗定向在所要求的方向上。玻璃窗在其放置在传送装置上时已经有了大致的取向。接着玻璃窗8的轨迹被由支臂13支持的两个限制挡块12所打断,支臂13的位置在竖直方向上可以改变。当玻璃窗8接触第一个限制挡块12时,它就在这点被挡住,而传送装置则使玻璃窗以此为框转动直至其与第二个限制挡块12接触;然后玻璃窗在其前进的方向上重新定向在一个预定的位置上,此位置适于最好地实现屏型板的反射图象与标准屏型板的比较。接着起动提升支臂13的装置使限制挡块12不再阻挡玻璃窗8的通路,这样玻璃窗就继续其在传送装置9上的移动。支臂13的提升装置最好在玻璃窗8一接触到这两个限制挡块12时就自动地起动。另外,限制挡块12的上升设计成非常之快使其没有损害玻璃窗8的危险,玻璃窗的凸表面向上,因而其中心处要比与限制挡块12接触的边缘处要高。然后,正确定位的玻璃窗8在探测器14,例如光学探测器下面通过,探测器将确定与玻璃窗8图象拍摄相连接的闪光装置的触发时间。
玻璃窗8一经在测试型板15底下定位,闪光装置就触发,这样由照相机16拍摄的测试型板15在玻璃窗上反射的图象就包括了玻璃窗8凸表面的整体表面。
记录下的信号接着传送至计算机,在计算机中根据“相位步进”,转换以及求导数或积分计算的算法对信号进行处理。
这样,本发明的检测方法能够对面积为m2大小的大表面,如玻璃窗,在动态下进行检测,且其分辩率极好约为10μm。
得到的结果可引向可能的缺陷检测或对玻璃窗曲面的了解。然后这种信息可用来参与到玻璃窗生产过程的各阶段中并排除这些缺陷。在其他情况,特别是实现层压玻璃窗的情况下,该结果使得能够预先知道玻璃窗的质量并且如果其光学特性不能令人满意的话就可以不制造这样的玻璃窗。
在玻璃窗弯曲方法的情况下,根据本发明在实现曲面玻璃窗过程中所得到的结果将能够更好地监测本方法并提高生产量。
在检验用于实现可视显示屏的玻璃窗固有平直度的场合,根据本发明所得到的结果还将带来屏生产率的提高,因为那些固有平直度不能令人满意的玻璃窗在它们到达这些屏的生产线上之前就被弃置了。
通过举例已经采用的上述装置,除所用的工具以外,都可能数量更多,例如几架照相机和测试型板,特别是在检测复杂形状,例如具有不同曲率的形状时的情况更是如此。这些情况将使用由几架照相机记录的多个测试型板的几个反射图象予以研究,衬底的整个表面必须由反射的测试型板所覆盖。
Claims (28)
1.衬底(2)表面的检测方法,该方法包括以下步骤:
拍摄在所述表面上的一个测试型板(1)的一幅反射图象,
对所述测试型板(1)的反射图象进行数字化,
将该数字化图像叠加到一个标准测试型板上形成莫尔条文,
将所述衬底(2)的表面的一个单元区域附加到该数字化图象的每一个象素,
其特征在于:
仅采用一幅反射图象来提取局部相位值,在数字处理过程中把所述局部相位与标准相位进行比较,根据比较结果推导出相位变化,通过灵敏度因子对相位变化进行转换来形成局部斜率的变化,以便根据这些变化推导出该表面的曲率变化或高度变化。
2.根据权利要求1的衬底表面检测方法,其特征在于:所述图象是在反射表面上被反射之后所拍摄的反射图象。
3.根据权利要求1的衬底表面检测方法,其特征在于:根据莫尔条纹来实现局部相位的提取。
4.根据权利要求1-3之一的衬底表面检测方法,其特征在于:根据“相位步进”法来实现局部相位提取。
5.根据权利要求1-3之一的衬底表面检测方法,其特征在于:通过涉及局部斜率变化求导数的数字处理阶段得到曲率变化。
6.根据权利要求1-3之一的衬底表面检测方法,其特征在于:通过涉及局部斜率变化求积分的数字处理阶段得到高度变化。
7.根据权利要求1-3之一的衬底表面检测方法,其特征在于:衬底(2)放在适于方便数字处理的位置。
8.根据权利要求7的衬底表面检测方法,其特征在于:衬底(2)通过机械定位装置放置。
9.根据权利要求1-3之一的衬底表面检测方法,其特征在于:检测在衬底移动过程中进行。
10.根据权利要求1-3之一的衬底表面检测方法,其特征在于:检测在变形过程中的透明衬底上进行。
11.根据权利要求1-3之一的衬底表面检测方法,其特征在于:所述的一个测试型板或若干个测试型板在衬底的整个表面上方被反射。
12.根据权利要求1-3之一的衬底表面检测方法,其特征在于:即时拍摄反射图象。
13.根据权利要求1的衬底表面检测方法,其特征在于:测试型板(1)的图案在至少一个方向上改变形状。
14.根据权利要求1-3之一的衬底表面检测方法,其特征在于:衬底被成形。
15.根据权利要求14的衬底表面检测方法,其特征在于:该衬底是透明的。
16.根据权利要求9的衬底表面检测方法,其特征在于:检测是在通过的衬底上进行。
17.根据权利要求16的衬底表面检测方法,其特征在于:所述通过的衬底是一传送装置。
18.根据权利要求16的衬底表面检测方法,其特征在于:衬底在构成传送装置平面的两个方向聚焦。
19.实现根据权利要求1所述方法的设备,包括一部照相机、一个闪光型脉冲照明装置、一个测试型板和数字式图象处理装置,其特征在于:
所述处理装置适于产生莫尔条纹,并且该处理装置包括通过把局部相位与标准相位比较来进行相位提取计算的算法,以及通过灵敏度进行转换计算以形成局部斜率变化的算法。
20.根据权利要求19的设备,其特征在于:所述处理装置包括包括对局部斜率的变化进行求导或者积分计算的算法,以分别获得曲率变化或者高度变化。
21.根据权利要求19的设备,其特征在于:照相机在传送装置上方定位。
22.根据权利要求21的设备,其特征在于:提供机械装置使衬底在构成传送装置平面的两个方向上聚焦。
23.根据权处要求19的设备,其特征在于:该设备定位于暖室内的适当位置。
24.根据权利要求19的设备,其特征在于:当使用单个测试型板时,照相机镜头的光学轴线与在观测区域中心处的衬底表面相垂直。
25.根据权利要求19的设备,用于检测玻璃窗的缺陷。
26.根据权利要求19的设备,用于测量玻璃窗整个三维形状的变化。
27.根据权利要求19的设备,用于检验玻璃窗的固有平直度。
28.根据权利要求19的设备,用于检验用来实现可视显示屏的玻璃窗。
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WO (1) | WO2002042715A1 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102022985A (zh) * | 2009-09-18 | 2011-04-20 | 学校法人福冈工业大学 | 三维信息测量装置和三维信息测量方法 |
CN103649733A (zh) * | 2011-04-22 | 2014-03-19 | 法国圣戈班玻璃厂 | 装配玻璃的质量分析方法 |
Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2830079B1 (fr) * | 2001-09-26 | 2004-04-30 | Holo 3 | Procede et dispositif de mesure d'au moins une grandeur geometrique d'une surface optiquement reflechissante |
JP4645068B2 (ja) | 2004-06-04 | 2011-03-09 | 旭硝子株式会社 | 表面形状の検査方法および検査装置 |
JP4806767B2 (ja) * | 2004-06-10 | 2011-11-02 | 株式会社ホンダロック | 歪み測定方法及び装置 |
US7589844B2 (en) * | 2005-07-15 | 2009-09-15 | Asahi Glass Company, Limited | Shape inspection method and apparatus |
CN1308655C (zh) * | 2005-10-13 | 2007-04-04 | 华中科技大学 | 一种二维外形轮廓自扫描投影测量装置 |
US20070146685A1 (en) * | 2005-11-30 | 2007-06-28 | Yoo Woo S | Dynamic wafer stress management system |
DE102006006876A1 (de) | 2006-02-15 | 2007-08-16 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen einer Kontur einer reflektierenden Oberfläche |
US8850980B2 (en) * | 2006-04-03 | 2014-10-07 | Canon Nanotechnologies, Inc. | Tessellated patterns in imprint lithography |
DE102006015792A1 (de) | 2006-04-05 | 2007-10-18 | Isra Surface Vision Gmbh | Verfahren und System zur Formmessung einer reflektierenden Oberfläche |
US7711182B2 (en) * | 2006-08-01 | 2010-05-04 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Method and system for sensing 3D shapes of objects with specular and hybrid specular-diffuse surfaces |
FR2914422B1 (fr) * | 2007-03-28 | 2009-07-03 | Soitec Silicon On Insulator | Procede de detection de defauts de surface d'un substrat et dispositif mettant en oeuvre ledit procede. |
EP1980843A1 (en) | 2007-04-13 | 2008-10-15 | Essilor International (Compagnie Generale D'optique) | Method and apparatus for detecting defects in optical components. |
FR2923006B1 (fr) * | 2007-10-29 | 2010-05-14 | Signoptic Technologies | Dispositif optique pour l'observation de details structurels millimetriques ou submillimetriques d'un objet a comportement speculaire |
US9846689B2 (en) | 2008-01-29 | 2017-12-19 | Adobe Systems Incorporated | Method and system to provide portable database functionality in an electronic form |
EP2252856B1 (en) * | 2008-02-15 | 2017-11-01 | Pilkington Group Limited | Method of determination of glass surface shape and optical distortion by reflected optical imaging |
FR2930030B1 (fr) * | 2008-04-11 | 2012-12-28 | Visuol Technologies | Dispositif de controle de la qualite d'une surface |
FR2951544A1 (fr) * | 2009-10-21 | 2011-04-22 | Saint Gobain | Procede d'analyse de la qualite d'un vitrage |
JP2011127936A (ja) * | 2009-12-15 | 2011-06-30 | Asahi Glass Co Ltd | 物体の三次元の表面形状の評価方法及び評価装置並びに車両用窓ガラスの製造方法 |
CN102939512A (zh) * | 2010-06-07 | 2013-02-20 | 旭硝子株式会社 | 形状测定装置、形状测定方法及玻璃板的制造方法 |
KR101311215B1 (ko) * | 2010-11-19 | 2013-09-25 | 경북대학교 산학협력단 | 기판 검사방법 |
US9068904B2 (en) * | 2011-01-18 | 2015-06-30 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona | System and method for non-contact metrology of surfaces |
CN103797329A (zh) * | 2011-09-16 | 2014-05-14 | Asml荷兰有限公司 | 用于监测光刻图案形成装置的设备 |
DE102011085322A1 (de) * | 2011-10-27 | 2013-05-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zur Inspektion einer spiegelnden Beschichtung |
CN103185662B (zh) * | 2011-12-30 | 2015-09-09 | 信义汽车玻璃(深圳)有限公司 | 汽车钢化玻璃水波纹检测支架和系统、以及检测方法 |
JP6104662B2 (ja) * | 2013-03-25 | 2017-03-29 | 株式会社東芝 | 計測装置、方法及びプログラム |
FR3015033B1 (fr) | 2013-12-13 | 2015-12-04 | Saint Gobain | Procede et dispositif d'analyse de la surface d'un substrat |
CN104101611A (zh) * | 2014-06-06 | 2014-10-15 | 华南理工大学 | 一种类镜面物体表面光学成像装置及其成像方法 |
TWI593955B (zh) * | 2014-08-18 | 2017-08-01 | 政美應用股份有限公司 | 光偏折檢測模組及使用其檢測及誤差校正之方法 |
US9470641B1 (en) | 2015-06-26 | 2016-10-18 | Glasstech, Inc. | System and method for measuring reflected optical distortion in contoured glass sheets |
US9933251B2 (en) | 2015-06-26 | 2018-04-03 | Glasstech, Inc. | Non-contact gaging system and method for contoured glass sheets |
US9841276B2 (en) | 2015-06-26 | 2017-12-12 | Glasstech, Inc. | System and method for developing three-dimensional surface information corresponding to a contoured glass sheet |
US9851200B2 (en) | 2015-06-26 | 2017-12-26 | Glasstech, Inc. | Non-contact gaging system and method for contoured panels having specular surfaces |
US9952039B2 (en) * | 2015-06-26 | 2018-04-24 | Glasstech, Inc. | System and method for measuring reflected optical distortion in contoured panels having specular surfaces |
US9952037B2 (en) * | 2015-06-26 | 2018-04-24 | Glasstech, Inc. | System and method for developing three-dimensional surface information corresponding to a contoured sheet |
WO2019039329A1 (ja) * | 2017-08-22 | 2019-02-28 | 株式会社イシダ | 光検査装置、及び異常検出方法 |
CN107707793A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-02-16 | 浙江工业大学 | 一种用于表面特征检测的表面图像获取方法 |
CN109916279B (zh) * | 2019-03-04 | 2020-09-22 | Oppo广东移动通信有限公司 | 终端盖板的平整度检测方法、装置、测试机台及存储介质 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4136428A1 (de) * | 1991-11-05 | 1993-05-06 | Henning Dr. 7440 Nuertingen De Wolf | Moire-verfahren mit elektronischem analysegitter |
DE19519520A1 (de) * | 1995-06-02 | 1996-12-05 | Thomas Wolf | Verfahren und Vorrichtung zur Echtzeitbestimmung der Verformung, Dehnung und Kontur eines dreidimensionalen Objektes |
US5714832A (en) * | 1996-03-15 | 1998-02-03 | Hughes Electronics | Miniature grating device |
WO1998055826A2 (en) * | 1997-06-05 | 1998-12-10 | Electronic Packaging Services, Ltd. Co. | Measuring surface flatness using shadow moire technology and phase-stepping image processing |
EP0924494A2 (de) * | 1997-12-20 | 1999-06-23 | Jürgen Prof. Dr. Massig | Topometer für spiegelnde Flächen |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3619023A (en) * | 1969-03-04 | 1971-11-09 | Trw Inc | Optical element for generating contour stripes |
US4202630A (en) * | 1975-01-15 | 1980-05-13 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Method of and apparatus for recording surface irregularity of object |
JPS5181646A (en) * | 1975-01-15 | 1976-07-17 | Fuji Photo Optical Co Ltd | Tokosenkirokuhohooyobisochi |
US4653104A (en) * | 1984-09-24 | 1987-03-24 | Westinghouse Electric Corp. | Optical three-dimensional digital data acquisition system |
US4794550A (en) * | 1986-10-15 | 1988-12-27 | Eastman Kodak Company | Extended-range moire contouring |
DE3907430C1 (zh) * | 1988-12-23 | 1991-03-21 | Klaus 8206 Bruckmuehl De Pfister | |
NL9200071A (nl) * | 1992-01-15 | 1993-08-02 | Stichting Science Park Maastri | Inrichting voor het bepalen van de topografie van een gekromd oppervlak. |
US5307152A (en) * | 1992-09-29 | 1994-04-26 | Industrial Technology Institute | Moire inspection system |
US5608529A (en) * | 1994-01-31 | 1997-03-04 | Nikon Corporation | Optical three-dimensional shape measuring apparatus |
US5835223A (en) * | 1996-01-05 | 1998-11-10 | Electronic Packaging Services, Ltd. | System for measuring surface flatness using shadow moire technology |
WO1997026529A1 (en) * | 1996-01-19 | 1997-07-24 | Phase Metrics | Surface inspection apparatus and method |
US5995224A (en) * | 1998-01-28 | 1999-11-30 | Zygo Corporation | Full-field geometrically-desensitized interferometer employing diffractive and conventional optics |
US6072581A (en) * | 1998-10-30 | 2000-06-06 | Zygo Corporation | Geometrically-desensitized interferometer incorporating an optical assembly with high stray-beam management capability |
US6208412B1 (en) * | 1999-06-14 | 2001-03-27 | Visteon Global Technologies, Inc. | Method and apparatus for determining optical quality |
CA2277855A1 (fr) * | 1999-07-14 | 2001-01-14 | Solvision | Methode et systeme de mesure de la hauteur des billes de soudure d'un circuit imprime |
-
2000
- 2000-11-22 FR FR0015050A patent/FR2817042B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2001
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4136428A1 (de) * | 1991-11-05 | 1993-05-06 | Henning Dr. 7440 Nuertingen De Wolf | Moire-verfahren mit elektronischem analysegitter |
DE19519520A1 (de) * | 1995-06-02 | 1996-12-05 | Thomas Wolf | Verfahren und Vorrichtung zur Echtzeitbestimmung der Verformung, Dehnung und Kontur eines dreidimensionalen Objektes |
US5714832A (en) * | 1996-03-15 | 1998-02-03 | Hughes Electronics | Miniature grating device |
WO1998055826A2 (en) * | 1997-06-05 | 1998-12-10 | Electronic Packaging Services, Ltd. Co. | Measuring surface flatness using shadow moire technology and phase-stepping image processing |
EP0924494A2 (de) * | 1997-12-20 | 1999-06-23 | Jürgen Prof. Dr. Massig | Topometer für spiegelnde Flächen |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102022985A (zh) * | 2009-09-18 | 2011-04-20 | 学校法人福冈工业大学 | 三维信息测量装置和三维信息测量方法 |
CN102022985B (zh) * | 2009-09-18 | 2015-02-11 | 学校法人福冈工业大学 | 三维信息测量装置 |
CN103649733A (zh) * | 2011-04-22 | 2014-03-19 | 法国圣戈班玻璃厂 | 装配玻璃的质量分析方法 |
CN103649733B (zh) * | 2011-04-22 | 2017-06-20 | 法国圣戈班玻璃厂 | 装配玻璃的质量分析方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1568419A (zh) | 2005-01-19 |
AU2002218393A1 (en) | 2002-06-03 |
US7430049B2 (en) | 2008-09-30 |
JP2004514882A (ja) | 2004-05-20 |
EP1336076A1 (fr) | 2003-08-20 |
BR0115538A (pt) | 2003-09-02 |
US20060050284A1 (en) | 2006-03-09 |
FR2817042A1 (fr) | 2002-05-24 |
WO2002042715A1 (fr) | 2002-05-30 |
FR2817042B1 (fr) | 2003-06-20 |
KR20030045196A (ko) | 2003-06-09 |
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