用于探测表面不连续缺陷的光学检查设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于探测表面不连续缺陷的光学检查设备，该光学检查设备用于探测玻璃板中的表面不连续缺陷。反射漫射器与玻璃板的后表面相邻，并配置为被梯度强度照明来照明。数字照相机具有与玻璃板的前表面相邻的二维图像传感器。数字照相机在反射漫射器处具有一接受圆，该接受圆由于表面不连续性而相对于梯度照明而偏移。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种用于探测表面不连续缺陷的光学检查设备，该光学检查设备用于探测玻璃板中的表面不连续缺陷。反射漫射器与玻璃板的后表面相邻，并配置为被梯度强度照明来照明。数字照相机具有与玻璃板的前表面相邻的二维图像传感器。数字照相机在反射漫射器处具有一接受圆，该接受圆由于表面不连续性而相对于梯度照明而偏移。【专利说明】用于探测表面不连续缺陷的光学检查设备本申请要求2013年2月26日提交的、序列号为13/777692的美国专利申请的优先权，本申请的内容依赖于该美国专利申请且该美国专利申请以全文引用的方式合并于此。
本技术涉及光学检查设备，特别地，涉及使用面阵列来探测表面不连续缺陷的光学检查设备。
技术介绍
光学显示玻璃以大幅面板在玻璃制造线上形成。显示玻璃在被进一步处理和包含入任一种显示装置中之前需检查有没有缺陷或制造异常。该检查典型地基于光学且通常以两个步骤实施:光学粗查，覆盖了整个玻璃板以辨别出需复查以仔细检查的位置；以及光学复查，在粗查中所辨别的位置上仔细查看。 使用光学检查设备进行复查。光学检查设备采集了玻璃板上有问题的位置的多个图像。在不同的照明条件下，在玻璃板内以及表面处的不同位置处采集多个图像，从而能够更加容易地探测、定位并表征潜在的缺陷或异常。
技术实现思路
目前，采用面阵列照相装置(即，具有二维图像传感器的照相机系统)对不连续(SD)缺陷的探测被证明是有问题的，因其难以在整个视场上获得均匀的探测。因而，通常采用线性扫描照相机探测SD缺陷，其使用狭缝探测器和刀锋(knife-edge)光源。然而，若能使用面阵照相机以简化设备和实现对SD缺陷更快的检查是有利的。 本技术的一方面为一种光学检查设备，用于探测具有前表面和后表面的玻璃板中的表面不连续缺陷。该设备包括布置为与玻璃板的前表面相邻且沿设备轴的数字照相机。该数字照相机具有采集玻璃板检查区域的数字检查图像的二维图像传感器(即，面阵探测器)。该设备还包括布置为沿设备轴、且与玻璃板的后表面相邻并隔开的反射漫射器。该数字照相机在反射漫射器处具有接受圆。该设备进一步包括布置为从前表面通过玻璃板的梯度照明光线以在反射漫射器上形成梯度照明区域的梯度照明源。该数字照相机的接受圆与梯度照明区域部分重叠、并由于检查区域中存在有表面不连续缺陷而相对梯度照明区域偏移。 本技术的另一方面为如上所述的光学检查设备，其中，在梯度照明区域的边上接受圆和梯度照明区域部分重叠，其中梯度照明区域在该边上最暗。 本技术的另一方面为如上所述的光学检查设备，其中，梯度照明区域包括与该边相邻具有恒定强度的子区域。 本技术的另一方面为如上所述的光学检查设备，其中，恒定强度子区域与接受圆在接受圆偏移的方向上具有大致相同的尺寸。 本技术的另一方面为如上所述的光学检查设备，其中，梯度照明区域在接受圆偏移的方向上具有线性的强度变化。 本技术的另一方面为一种光学检查设备，用于光学检查玻璃板的表面不连续性，玻璃板具有前表面和后表面。该设备包括布置为与玻璃板的前表面相邻且沿设备轴的数字照相机。该数字照相机具有采集玻璃板检查区域的数字检查图像的二维图像传感器。该设备还包括布置为沿设备轴、且与玻璃板的后表面相邻并隔开的反射漫射器，其中数字照相机在其上具有接受圆。该设备进一步包括布置为提供沿设备轴的共轴照明的共轴照明源，其中，共轴照明被聚焦为在数字照相机一侧相邻于玻璃板的前表面。第一量的共轴照明被玻璃板的前表面和后表面反射，并对数字检查图像的形成作出贡献。第二量的共轴照明被反射漫射器反射为漫射的反射光线，并对数字图像的形成作出贡献。第一量的反射的共轴照明为第二量的漫射的反射光的至少两倍。 本技术的另一方面为如上所述的光学检查设备，其中，第一量为第二量的二至五倍。 本技术的另一方面为如上所述的光学检查设备，其中，共轴照明距玻璃板的聚焦距离在4mm至6mm之间。 本技术的另一方面为在具有前表面和后表面的玻璃板中光学地探测表面连续缺陷的方法。该方法包括采用在距玻璃板的前表面聚焦距离上的焦点以形成发散光束的光线轴向地照明玻璃板。该方法还包括来自前表面和后表面的发散光束的第一量的光，并从第一量的光形成二维数字检查图像。该方法另外包括从布置为与玻璃板的后表面相邻的反射漫射器漫射地反射来自发散光束的第二量的光，且二维数字检查图像中包括第二量的光，第一量至少为第二量的两倍。 本技术的另一方面为如上所述的方法，其中，第一量的光为第二量的光的二至五倍。 本技术的另一方面为如上所述的方法，其中，共轴照明距玻璃板的聚焦距离在4mm至6mm的范围内。 本技术的另一方面为如上所述的方法，进一步包括基于二维数字检查图像表征表面不连续缺陷。 在下述具体说明中阐述了其他特征和优点，部分特征和优点根据说明书对本领域技术人员而言是显而易见的，或是通过实践如说明书及权利要求和附图所述的实施例而被认可的。可以理解，前述概要说明和下述具体说明都仅是示例的，旨在提供构架的概况以理解权利要求的本质和特点。 【专利附图】【附图说明】 附图被包含以便于进一步地理解本技术，附图合并入说明书并构成说明书的一部分。附图示出了一个或多个实施例，并且与具体说明一起用于解释各个实施例的原理和操作。如此，根据下述的具体说明、结合附图将更加充分地理解本技术，其中: 图1和图2是示例性光学检查站的示意图，其包括相对于待检查表面不连续缺陷的玻璃板可操作地设置的光学检查设备。 图3是光学检查设备和被检查的玻璃板的示意性侧视图，示出了光学检查设备的视场和位于被检查的玻璃板区域中的表面不连续缺陷。 图4是示出视场和被检查的玻璃板区域的玻璃板的正视图(front-on view),检查区域中存在有示例性表面不连续缺陷。 图5A示出由来自梯度照明光源的梯度照明在反射漫射器上形成的梯度照明区域的示例。 图5B是强度I (任意单元)随-Y方向上的位置(任意单元)的图表，示出了图5A的梯度照明区域的示例性强度分布。 图6A-6C是现有技术采用恒定强度照明的照明配置的示意图，并示出了在反射漫射器上形成的数字照相机的接受圆(acceptance circle)和恒定强度照明。 图6D示出使用采用恒定强度照明的光学检查设备所获得的数字检查图像的一部分的示例性特写视图，示出了示例性缺陷图像。 图7A-7C与图6A-6C相似，但采用了梯度照明。 图7D与图6D相似，但数字检查图像中缺陷图像周围的强度变化更大。 图8A与图5A相似，示出了其中一部分(子区域)具有恒定强度的梯度照明区域的示例。 图8B是与图5B相似的图表，示出了图8A的示例性梯度照明区域的强度分布。 图9与图1相似，示出了示例性光学检查站，其中透明玻璃板包括以小型透镜形式用于校准和组装的校准表面不连续缺陷。 图10是校准数字检查图像的一部分的示例，示出用作校准表面不连续的的三个小型透镜。 图11是理想的强度I(X)随位置X的图表，示出了示例性源不连续强度曲线(实线)，梯度背景强度曲线(虚线)和源不连续强度曲线的导数曲线(短划线)，阐释了当设备被优化配置为探测表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于探测表面不连续缺陷的光学检查设备，用于探测具有前表面和后表面的玻璃板中的表面不连续缺陷，其特征在于，所述光学检查设备包括： 布置为与玻璃板的前表面相邻且沿设备轴的数字照相机，所述数字照相机具有用于采集玻璃板的检查区域的数字检查图像的二维图像传感器； 布置为沿设备轴且与玻璃板的后表面相邻并隔开的反射漫射器，其中，所述数字照相机在所述反射漫射器处具有一接受圆；以及 布置为从前表面通过玻璃板的梯度照明光线以在所述反射漫射器上形成梯度照明区域的梯度照明源，其中，所述数字照相机的接受圆与梯度照明区域部分地重叠并且由于检查区域中存在表面不连续缺陷而可以相对于梯度照明区域而偏移。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：W·J·弗纳斯，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：新型
国别省市：美国;US