一个对透明玻璃物体,如电视玻璃面板的照明系统,它用来检测光学缺陷.光源可被改变以成为空间不变的,并可产生沿各个方向传播的许多准直光束,一个带有挡板的被均匀地照亮的散射元件具有将折射缺陷增强到给定的程度,同时并不检测出那些较缓的折光形变的性质.通过具有给定接收角的、带有线形二极管阵列的照相机来观察物体.(*该技术在2005年保护过期,可自由使用*)
【技术实现步骤摘要】
检测玻璃物体中的光学缺陷,诸如玻璃瓶、玻璃罐中的缺陷,一直采用光束照亮这些玻璃罐,通常用散射逆光,并且用光学的或光敏的探测器来观察这些容器。1983年3月29日公布的美国专利4378493所叙述的就是一种这样的装置。在这份专利中叙述了一个系统,它将一个放在检测位置的容器在整个高度上照亮。所述的光源由许多放在一块毛玻璃后的白炽灯所组成,以此产生一个相当大的散射光源来逆光照亮放在检测位置上的容器。采用这种散射光逆光照亮的装置,由于在邻近光线的容器壁上面可能存在折射缺陷,则在一定程度上它将会干扰从前面或容器对面的壁上发出的光线或使光不能进入。一个聚焦在容器前壁上的、在垂直方向为线状排列的照相机将在其象点的垂直阵列上提供容器壁的图象。这样象点被连续地检验,比较相邻象点的输出信号,输出信号是在其上所接收的光强的函数。采用这种方法,由容器壁上的缺陷反射到照相机视野中的光线将在线状阵列的输出信号中变得很明显。当然这种特殊的装置还要求使容器绕它的垂直轴转动,以提供对整个容器壁的四周进行扫描和观察的区域,这个区域可能也包括了容器的颈部和肩部。在这种系统中,当容器壁中存在一个反光的缺陷时,如一个裂痕,一个吸光缺陷象结石等,若容器壁的这些部分通过照相机的观察区域,则聚焦在器壁上的照相机象点将显示暗影区域,这是因为对照明光的反射使光射出了探测器的视野。由前所述,采用这种方法,通过比较相邻象点的输出信号,就可以确定缺陷在垂直平面的什么地方,并且在很大程度上也可确定缺陷的大小。象点以一个合适的速度被扫描,使得基本上瓶子的每一区域都被观察到,实际上许多缺陷可以在一些连续的扫描中显示出来比单次扫描更易被测到。然而应该记住,到达容器前壁的光线是来自散射光源,这样的物体中产生的大多数折射效应就不对光线产生影响。考虑一下大多数光学检测系统这就很清楚了,这些系统是采用一个放置在直立的容器下面的散射光源来检查容器中的污物,那么象工厂名字和模子的数字一类字迹在容器上方装有光学信号分析仪的地方就看不到。另外,还有一种对玻璃物品上不同部位的裂痕这样的缺陷进行光学检测的方法,它是采用以特定角度将一束光线聚焦到物体的一个区域,然后将探测器,如光电池放在一个与聚焦光线约成90°的位置。如美国专利3245533所述的这种装置,光线将从缺陷反射到光电池中,这样就指示出反射缺陷的存在。过去这一直是检查玻璃容器的平的和不平的部分的典型方法,聚焦的光线被裂痕反射到光电池中时,容器绕它的垂直轴转动所到达的位置就使缺陷得到检测。应当理解,被检测的这些缺陷是那些典型的被称为裂痕的缺陷,它们一般是在容器制作过程中的温度骤降所引起的,一般是成形后的热的玻璃触到了加工设备的冷的部位。一般来说,如果裂痕与表面相距为半波长以上的话,裂痕就是反光的。如果相距小于半个波长,光线就会通过,缺陷就不反射光线,于是就不能检测到缺陷。可使用反射的聚焦光检测出来的另一种缺陷是那些在玻璃容器中产生的表面缺陷,它将使聚焦光线产生折射以偏离原来时到容器中的方向,如美国专利3302787所图示的那样,在折射方向上放置探测器,例如在通过加工缺陷的直线上,就可以检测缺陷。平板玻璃制品的检测,比如电视机的玻璃面板或者建筑用的玻璃板,习惯上一直采用一束聚焦光照射在物体上并使光在物体上横向扫动,同时将物体在与扫描光线适当的角度下移动,这种方法几乎可以用于所有玻璃表面。通过物体的光线由一个互补扫描光电池所接收。匹兹堡平板玻璃公司的美国专利3199401中就叙述了一个这样的系统。应当注意到这种系统要求采用一个适当的照射角度以避免由于反射所造成的误读。出现在光线和探测器视野中的玻璃表面上的轻微波动将引起聚焦光线的折射,这时在探测器上没有光照。所有这些在商业应用上都没有被重视,则发展一种检测系统,在其中使产品不尽人意的那些缺陷可以增强,并从不严重的折射效应中检识出来,这还是很有好处的。专利技术的目的及概述如前所述,本专利技术的一个目的是提供一种检识和分选透明物体如电视机玻璃面板的方法和装置,它采用特殊的照明技术来实现,是较经济的,易于识别并有效地把有缺陷的不合格产品与合格产品分开。按照本专利技术,提供了一个用光照亮透明玻璃物体的系统,目的在于检测器视场的物体进行空间不变的照明。于是,本专利技术的一个目的是使用一个放置在透镜的焦平面上的遮挡的散射光源来产生许多在不同方向上传播的“准直光束”,用它来照明待检物体以获得光线方向的可变分布或角分布,由此检测物体中的折光缺陷。本专利技术的另一目的是逆光照射物体,并用一个线列照相机来观察物体,分析照相机所接收的影阵信号以检测那些具有折光性质的缺陷,它们有一定倾斜度,而不检测具有渐变性质的折光形变的缺陷。本专利技术还有一个目的,是提供一个检测玻璃物体中的结石和埋藏的气泡一类光学缺陷的系统,它是用一个空间不变的系统逆光照射物体,将物体相对于光源移动,并用线扫描照相机观察穿过物体的发射光的强度变化。附图简释图1是本专利技术的装置的一个实施例的立体图。图2是沿图1中2-2线的照明系统的垂直剖面图。图3(a)是沿图2的3-3线看去的放大部分截面图。图3(b)是沿着图2中的3-3线观察到的放大图象,用来解释图1的光学观测系统。图3(c)是由图3(b)所示的观测得到的透射率读数的图示。图4(a)是沿图2中4-4线看到的物体部分的放大剖面图。图4(b)是沿图2中4-4线观察到的、与图3(a)所述的相似的放大图象。图4(c)是由图3(b)的观测中获得的光的透射读数的图示。图5是用来解释本专利技术的光学原理的示意图。图6是与图1相似的检测系统的立体图,它所检测的是一个玻璃容器。图7(a)是沿图6中的7-7线的放大的剖面图,其中显示了一个内含的气泡。图7(b)是对图7(a)的瓶子部分进行照相观察的图象。图7(c)是对应于图7(b)的照相机信号强度的图示。图8(a)是沿图2中的8-8线的物体的放大剖面图,在所示的区域内有一个结石。图8(b)是对图8(a)的区域进行观察的放大图象。图8(c)是对应于图8(b)的照相信号强度的图示。附图的详细说明用典型的玻璃生产机械生产玻璃制品时,一些不吸收光的缺陷可能存在于物品中。当提到呈现出表面形变的缺陷时,这些结构缺陷一般可归为三类。其一是上述加工缺陷中的线状缺陷。其二是空洞,有时称它们为气泡或内核,这要视它们的相对尺寸而定,其三是材料的不均匀性。一般地,所有这些缺陷都会引起光线产生折射或反射。简单几何形状的物体中的折光缺陷的检测,比如对于平板玻璃,看起来相对是比较直接的,采用聚焦光束逆光照射这种玻璃板,并对发射的光用一个具有有限接收角度的光学系统描绘平板的象,那些对光学折射而使光射到光学系统之外的区域将成为暗影。这种系统对缺陷的探测灵敏度依赖于影象光的接收角和照相光的角度。然而,对于具有较复杂形状的物体中的折光缺陷的检测,如玻璃容器,存在另一个重要问题。容器将对那些由于容器的几何形状引起的反射光产生折射而并不需要有任何缺陷。此外,玻璃容器的内表面是自然形成的,于是被认为合格的商品的内表面可有相当大的表面形变。这些表面形变的形状一般不能用上面所说的用于平板玻璃的技术。在检测电视机的不合格的表面玻璃板的光学缺陷时,这种检测应首先进行精抛光并去掉外表面的表面缺陷,当一束有限角分布的光线照在本文档来自技高网...
【技术保护点】
检测透的物体中折射缺陷的方法,包括产生一个具有均匀亮度的一般散射光源,将一个具有大于0的焦距F的透镜置于光源的前面(距离为F)以此在透镜前面产生准直光束,它们以光源上的点发出并具有相同的光流密度,在光源上放置一个挡板的限制透镜前面的透明光的角分布,把它限制在光强均匀分布的角度上,并且小于或等于从挡板边缘到透镜中心的延伸线与透镜光轴所成的角度,将待检物体垂直于透镜光轴在透镜前移动,用光线增强折光缺陷并将缺陷从渐变的折光形变中区分出来,采用聚焦在物体表面的线形阵列照相机来观察物体,由照相机所接收的光线强度的变化来检测缺陷。
【技术特征摘要】
1.检测透的物体中折射缺陷的方法,包括产生一个具有均匀亮度的一般散射光源,将一个具有大于0的焦距F的透镜置子光源的前面(距离为F)以此在透镜前面产生准直光束,它们以光源上的点发出并具有相同的光流密度,在光源上放置一个挡板的限制透镜前面的透明光的角分布,把它限制在光强均匀分布的角度上,并且小于或等于从挡板边缘到透镜中心的延伸线与透镜光轴所成的角度,将待检物体垂直于透镜光轴在透镜前移动,用光线增强折光缺陷并将缺陷从渐变的折光形变中区分出来,采用聚焦在物体表面的线形阵列照相机来观察物体,由照相机所接收的光线强度的变化来检测缺陷。2.检测透明物体诸如玻璃容器中折光缺陷的方法,缺陷具有与物体中较缓的折射形变相区别的较陡的接收角度,当它们沿直线轨道直立地通过一个聚焦在物体的垂直壁上的,具有垂直线状象点排列的照相机前面时,它们被逆光照亮,对物体的逆光照明的改进步骤包括在物体的背景形成一个宽的散射照的光源,所说的光源在其表...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗伯特J比林格尔,
申请(专利权)人:欧文斯伊利诺衣公司,
类型:发明
国别省市:US[美国]
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