[发明专利]用于透明主体的光学检查的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于主体的光学检查的方法和装置，优选检查由塑料，玻璃或玻璃陶瓷制成的透明主体。使用光学成像装置，通过主体的非接触式检测和测量来进行检查。为此目的，在检查期间在相对于所述成像装置的不同位置拍摄所述主体的多个单独图像，随后对其进行分析。

技术领域

本发明涉及一种用于主体的光学检查的方法和装置，优选检查由塑料、玻璃或玻璃陶瓷制成的透明主体。使用光学成像装置通过主体的非接触式检测和测量来执行检查。

背景技术

在许多科学和技术领域，非接触式获取有关各种类型主体的信息引起了人们极大的兴趣。从几何检测到技术产品表面检验，应用范围很广。技术产品的不接触或非接触式光学检验在制造中起着重要作用，特别是对于品质保证。

例如，这旨在检测与理想标称形状(例如凸起或凹陷)的几何偏差，以及表面或材料体积内的局部缺陷，例如毛孔、划痕、凹槽、碎屑、毛刺等。此外，旨在能够识别粘附或粘住异体或异物，例如灰尘、棉绒、水滴、刨花、碎片或其他污染物。

对于主要用于反射、吸收或散射所用辐射或波形的主体，可以通过这种方式获得关于其表面形状的信息。如果辐射穿透到物体中并在其内部结构上被反射、吸收或散射，则可以另外获得关于完整的三维内部结构和表面形状的信息。因此，可以生成关于对象的三维信息。通过这种方式，甚至可以检测体积中不需要的缺陷，例如空隙、气泡、裂缝或被困的异物。

形状保真和无缺陷在掌握制造工艺和品质保证方面发挥着重要作用。特别地，非破坏性，非接触式三维检查方法在此具有高实用价值。在现有三维测量数据的基础上，可以导出更多的质量决策。

这种方法特别有利于检验由塑料或玻璃制成的物体。例如，玻璃主体的外轮廓可以通过适当的三维检查方法检测，并且可以与理想标称形状进行比较。通过这种方式可以看到表面缺陷，例如划痕、局部形状偏差，或粘附颗粒或玻璃碎屑。此外，三维测量能够检测玻璃主体内部的特征。这对于检测诸如异物、夹杂物和气泡等玻璃缺陷特别有意义。同样有意义的是，该特征是位于表面之上或之下，即是否粘附于玻璃还是位于玻璃内。

例如，DE 10 2004 047 928 B4描述了一种用于物体表面的三维测量的方法，其中光学成像装置捕获包括多个图像的图像堆栈。所述图像堆栈的各个图像在其Z方向上彼此偏移。为了获得大的Z轴分辨率，采用非常小的聚焦深度。然后从图像堆栈的各个图像中，挑选出在焦深内清晰的那些像素。由于单独图像的焦深较小，因此可以通过评估锐度信息从而在单独测量周期内测量物体的表面。

例如由文献DE 10 2012 016 342 A1已知玻璃容器的检验方法，包括布置在玻璃容器内部的照明装置。

从文献DE 10 2011 100 146 A1中，已知另一种方法，其公开了由玻璃制成的物体的三维测量方法。

现有技术中装置和方法的缺点是光学系统中的缺陷即成像装置的区域中的缺陷会被理解为玻璃产品的缺陷。该方法不适于区分缺陷的原因是在光学系统的区域中还是在被检查主体内或被检查主体上。这具体地意味着，例如，不可能区分粘附棉绒是位于被检查主体上还是位于成像装置的透镜上。

因此，不可能将相关光学检验装置的干扰或功能损伤与要检查的主体相关的缺陷区分开。

例如，玻璃中的云可能是玻璃的污染物，在这种意义上是与待检查主体有因果关系的缺陷。

这种不充分的区分意味着在玻璃产品上分析的缺陷必须明显大于系统中的干扰。但是如果要提高成像系统的精度，只能通过减少整个系统中的干扰来实现。

将方法精度提高到玻璃表面变化量级是不可能的，因为即使使用完美的检验系统，这种干扰仍然会被解释为缺陷。因此，在不同时引起由设备本身的干扰导致的高误拒绝的情况下，则几乎不可能提高检查的准确性。