專利名稱：用于檢測(cè)劃痕的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置，用于檢測(cè)劃痕，特別是在透明物質(zhì)表面比如玻璃上的劃痕，該裝置包括照明裝置和接收裝置，其檢測(cè)在物質(zhì)表面上的掃描線，并且可相對(duì)物質(zhì)表面移動(dòng)，本發(fā)明涉及還一種相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
玻璃上粗糙的劃痕是由于具有尖銳部分的物質(zhì)的移動(dòng)而造成的。當(dāng)所述物質(zhì)被移動(dòng)時(shí)，玻璃從光滑表面上碎落成不規(guī)則的微小顆粒。這導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不規(guī)則，它使光在各個(gè)方向漫射，不管該方向是否是在入射光來(lái)時(shí)的方向之外。這類粗糙劃痕稱作“摩擦(rub)”、“磨損(abrasion)”、“刮劃(scuffing)”、“冰狀劃痕(ice-like scratches)”等。此外，還有其它劃痕，它們一般更細(xì)微，是由于極其尖銳的物體在壓力之下的塑性流動(dòng)從而在玻璃表面上造成的，其分成“凹槽(groove)”、“溝槽(flute)”、“細(xì)縫(hairline)”、“脊(ridge)”等類。當(dāng)從規(guī)定的方向觀看玻璃時(shí)，必須從一確定的方向照射劃痕才能使所述劃痕可見(jiàn)。由于在玻璃中的劃痕有任意可能的方向，所以必須從所有側(cè)面照射將要進(jìn)行劃痕檢測(cè)的被檢玻璃表面，以便可以識(shí)別出所有的劃痕。由于幾乎所有的劃痕在旋轉(zhuǎn)180度后又變成了它們本身的形狀，所以圍繞玻璃表面照射180度就已經(jīng)足夠了。而不必圍繞玻璃表面照射360度。
特別地，具有彎曲的玻璃表面很難實(shí)現(xiàn)這類照射。這種應(yīng)用的一個(gè)典型實(shí)例是在擋風(fēng)玻璃中的劃痕的方向中。由于擋風(fēng)玻璃通常都是球形彎曲的，所以必須從所有側(cè)面均勻照亮至少一確定區(qū)域，該區(qū)域圍繞接收裝置例如數(shù)字照相機(jī)的掃描線設(shè)定，該掃描線有利地從頂部延長(zhǎng)到底部。此外，不可能以相同的距離將球形彎曲的擋風(fēng)玻璃的全部區(qū)域都移動(dòng)通過(guò)所述照相機(jī)。因此照射必須具有所需的特性，即跨過(guò)一定深度范圍的漫射照射。此外，接收相機(jī)也必須具有足夠的深度分辨率，以便傳送清晰的劃痕圖像。因而照射光必須足夠亮。為產(chǎn)生足以清楚的被測(cè)劃痕的差異，照相機(jī)一般必須先對(duì)準(zhǔn)一個(gè)黑暗的光阱(light trap)。光只有在照射劃痕時(shí)進(jìn)入照相機(jī)。因此必須保證既沒(méi)有從直接來(lái)自照明裝置的光也沒(méi)有從完好的物質(zhì)表面上反射回來(lái)的光進(jìn)入所述照相機(jī)。這是使用現(xiàn)有的采樣和掃描裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，尤其是當(dāng)它們用于具有彎曲的例如球形彎曲的擋風(fēng)玻璃時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的還是使能夠可靠地檢測(cè)例如在球形彎曲的玻璃板或其它物質(zhì)表面上的劃痕。
借助權(quán)利要求1的特征，在最初提到的這類裝置的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)所述目的。所述照明裝置包括至少一條光帶(light strip)，其產(chǎn)生相對(duì)于掃描線橫向傳播的平行光，而該光在掃描線的方向上是漫射或準(zhǔn)漫射的。優(yōu)選地，照明裝置還包括至少一個(gè)光源，其產(chǎn)生相對(duì)于掃描線橫向傳播的漫射或準(zhǔn)漫射光，特別地，它在與曲面法線成一定角度的范圍內(nèi)投射在所述物質(zhì)表面上。結(jié)果，由于所述照明包括，尤其是，兩個(gè)不同的光組分，這兩個(gè)光組分的走向彼此大致正交，所以由漫射或準(zhǔn)漫射光，即，基本上從各個(gè)方向沿著所述組分的均勻入射的光，從所有側(cè)向均勻照亮著在物質(zhì)表面上的圍繞成像掃描線的一個(gè)足夠大的范圍。
因此來(lái)自光帶的光和來(lái)自光源的光各自覆蓋近似180度的入射光區(qū)域，上述兩個(gè)分量彼此基本垂直。結(jié)果，位于接收裝置(照相機(jī))的光學(xué)范圍內(nèi)的劃痕被來(lái)自所有方向的光，即漫射和準(zhǔn)漫射光照亮，所以劃痕總是在照相機(jī)中產(chǎn)生明亮的映像(reflectance)。通過(guò)指定特定光分量在物質(zhì)表面上的入射角，將同時(shí)保證沒(méi)有從完好表面上反射回來(lái)的光進(jìn)入到照相機(jī)，以及錯(cuò)誤地顯示劃痕或缺陷存在。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)接收裝置位于掃描線上的一點(diǎn)的曲面法線的區(qū)域中時(shí)可以特別容易地實(shí)現(xiàn)上述效果。在這種情況下，僅僅沿法線方向投射在物質(zhì)表面上光將會(huì)漫射進(jìn)入到照相機(jī)中。但是這可以通過(guò)照明裝置的有創(chuàng)造性的定位來(lái)加以預(yù)防。對(duì)于例如球形彎曲的物質(zhì)表面，由于所述彎曲，接收裝置無(wú)法在每個(gè)檢測(cè)位置都被準(zhǔn)確地設(shè)置在掃描線上的一點(diǎn)的曲面法線上。在這種情況下，例如將接收裝置設(shè)置在所述物質(zhì)的彎曲表面中心的曲面法線的區(qū)域中是有意義的。然而，特別地，當(dāng)彎曲不均勻時(shí)，將接收裝置放在不同的位置也是有意義的。
照明裝置和接收裝置最好設(shè)在透明物質(zhì)的同一側(cè)。由于擋風(fēng)玻璃一般包括在板內(nèi)側(cè)的印刷區(qū)域，因此必須將照相機(jī)和照明設(shè)定在外側(cè)。這是在黑暗區(qū)域內(nèi)的劃痕可以從外側(cè)檢測(cè)到的唯一布局結(jié)構(gòu)。這些區(qū)域在安裝好后還可以看得見(jiàn)；由于背景是黑色的，所以對(duì)查看汽車的人來(lái)說(shuō)劃痕特別明顯。因此，必須檢查這些區(qū)域。如果沒(méi)有印刷體區(qū)域(例如當(dāng)含有若干個(gè)側(cè)窗玻璃板(pane)時(shí))，也可以從內(nèi)側(cè)照射，而將照相機(jī)安裝在外側(cè)，或者反之。
根據(jù)本發(fā)明，光帶最好相對(duì)于掃描線上的一點(diǎn)的曲面法線傾斜一個(gè)角度，以便在掃描線周圍的區(qū)域都能被照亮。在這樣的布置中，照相機(jī)設(shè)置在相同側(cè)，光帶設(shè)置為與照相機(jī)相鄰，從而保證了光不會(huì)直接進(jìn)入照相機(jī)?；蛘?，用這類布置，由于光在物質(zhì)表面上以對(duì)應(yīng)于入射角的反射角進(jìn)行反射，所以使得在物質(zhì)的光滑表面上反射的光也不會(huì)進(jìn)入照相機(jī)。
為產(chǎn)生平行光，光帶可以容易地包括使光束平行的光學(xué)器件。
根據(jù)本發(fā)明，漫射器——特別是透鏡系統(tǒng)——可以設(shè)置在下游以在掃描線方向上產(chǎn)生漫射光。為了混合射出的光，可以用一無(wú)光澤(matt)屏，盡管它會(huì)引起透射損耗。因此由微柱透鏡組成的透鏡系統(tǒng)是有利的，由于微柱透鏡可以以高透明度使光均勻分布。
為進(jìn)一步提高照明等級(jí)，也可以提供兩個(gè)光帶，其優(yōu)選設(shè)置在曲面法線的兩側(cè)。而后照相機(jī)優(yōu)選設(shè)置在這兩個(gè)光帶之間。根據(jù)本發(fā)明，也可以設(shè)置若干個(gè)光帶，彼此相鄰接，例如兩個(gè)光帶，在接收裝置(照相機(jī))的每一側(cè)各設(shè)置一個(gè)光帶，以增強(qiáng)照明。在這種情況下，圍繞掃描線的法線平面對(duì)稱的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特別有益。
特別地，用包括若干個(gè)光帶的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明，在光帶上或在多個(gè)光帶中每一個(gè)上放置一個(gè)用于蓋住光帶的活動(dòng)擋光板(flap)是有意義的。如果有直接反射進(jìn)入照相機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)的話，例如，由于物質(zhì)表面極其大的彎曲，這個(gè)活動(dòng)擋光板可以暫時(shí)疊放在光帶的前面。因而消除燈的電子切換。根據(jù)所使用的燈的類型，這樣能夠產(chǎn)生等待時(shí)間——特別當(dāng)燈再次打開(kāi)的時(shí)候——直到燈再次達(dá)到它的工作溫度。
根據(jù)本發(fā)明，用于在其它方向特別是相對(duì)于掃描線的橫向方向上產(chǎn)生漫射或準(zhǔn)漫射光分量的光源，包括一曲面反射鏡，其圍繞成像掃描線彎曲，例如在沿一定長(zhǎng)度的圓形路徑上，優(yōu)選在該路徑上延長(zhǎng)180度。通過(guò)將該光源的燈設(shè)置在所述反射鏡內(nèi)部區(qū)域中的適當(dāng)位置上，就可以用光束得到在圍繞掃描線的區(qū)域近乎均勻的照明，光束方向變化大約180度。因此用這個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)就產(chǎn)生了準(zhǔn)漫射光。代替所述反射鏡，根據(jù)本發(fā)明，也可以在第二光源中提供大量的燈，其設(shè)置在圍繞掃描線的近乎半圓圖形上，因此產(chǎn)生接近來(lái)自180度范圍的照明，即準(zhǔn)漫射光。
另外，根據(jù)本發(fā)明，反射鏡可設(shè)計(jì)成至少為一圓錐部分；彎曲接近180度的圓錐體部分的內(nèi)側(cè)形成反射鏡。由于這類形狀，光束以一定的角度投射在例如物質(zhì)的球形彎曲表面，以使來(lái)從完好表面上反射來(lái)的光束不會(huì)進(jìn)入到接收裝置中。根據(jù)本發(fā)明，曲面的類型不必限定為圓錐部分。相應(yīng)地，它可以由本領(lǐng)域熟練的可選地選擇合適的曲面，以使在物質(zhì)的無(wú)缺陷表面上反射回來(lái)的光束不會(huì)投射到所述接收裝置上。也可以使用彎曲接近180度的凹面鏡或彎曲近似半圓形的圓筒形反射鏡。
根據(jù)本發(fā)明，光源可以容易地設(shè)定在光帶的端面上，特別地，光源的燈設(shè)置在掃描線的法線平面中。結(jié)果，得到了所述掃描線的在180度角度范圍的實(shí)質(zhì)上的徑向光線照明，該照明是準(zhǔn)漫射。
還可以用這些光組份得到更高級(jí)的照明，特別地，兩個(gè)光源優(yōu)選設(shè)置在光帶的每個(gè)端面上，其反射鏡方向隨意，只要它們彼此相對(duì)。
當(dāng)光源和/或光帶包括分離的、高強(qiáng)度的燈時(shí)可以達(dá)到格外高的光強(qiáng)度。
為在檢查透明物質(zhì)時(shí)提高接收裝置中的對(duì)比度，根據(jù)本發(fā)明，可以設(shè)定一光阱，以使接收裝置的拾取區(qū)域指向所述光阱。結(jié)果，由劃痕反射的進(jìn)入接收裝置的光被檢測(cè)到的可能性非常高。
本發(fā)明還涉及在物質(zhì)表面上的劃痕的檢測(cè)，尤其，這可以用前述裝置實(shí)現(xiàn)。使用該方法，用照明裝置照亮物質(zhì)表面，由接收裝置沿具體的掃描線記錄。根據(jù)本發(fā)明，照明裝置可這樣定位，即當(dāng)物質(zhì)的表面無(wú)缺陷時(shí)，就沒(méi)有來(lái)自照明裝置的光進(jìn)入到接收裝置中。為提高對(duì)比度，當(dāng)檢查透明物質(zhì)的表面時(shí)，接收裝置可以對(duì)準(zhǔn)光阱。
根據(jù)本發(fā)明，照明裝置優(yōu)選以近似180度的漫射角漫射和/或準(zhǔn)漫射地照射物質(zhì)的表面。漫射或準(zhǔn)漫射照明優(yōu)選發(fā)生在兩個(gè)非平行的方向——尤其是垂直方向，以便各光組份在各個(gè)空間方向上投射到所述表面上，從而可以以高度的確定性檢測(cè)劃痕。
在該方法的優(yōu)選實(shí)施方式中，識(shí)別出在物質(zhì)表面中的缺陷的位置，并判定劃痕的長(zhǎng)度、形狀和/或方向。為了識(shí)別出劃痕的成因以及消除劃痕這個(gè)信息是重要的。
當(dāng)劃痕是連續(xù)的劃痕時(shí)，相對(duì)容易判定它們的長(zhǎng)度。由于它們的成因，一些劃痕是不連續(xù)的。為檢測(cè)不連續(xù)的劃痕，根據(jù)本發(fā)明，可以這樣，即在一個(gè)劃痕的末端以特定的角度并沿特定的路徑尋找新的劃痕。然而，也可以使用這類搜索算法來(lái)定位不連續(xù)的劃痕。在劃痕之間的直接關(guān)系也可以例如通過(guò)執(zhí)行劃痕片段的方向分析得出。當(dāng)幾個(gè)劃痕片段定位在一個(gè)連續(xù)的路徑上時(shí)，就可以假定它們具有相同的成因。
為顯示所述劃痕，可以在顯示器上顯示它們，或者打印出來(lái)等等。也可以描繪出若干個(gè)劃痕片段，只是它們被看作是被連接在一起的。
本發(fā)明的其它特征、優(yōu)點(diǎn)和可能的應(yīng)用也可以通過(guò)下面的具體實(shí)施方式
的描述和附圖得出。全部所描述的和/或圖示的特征，其自身或它們的任意組合是本發(fā)明的一部分，獨(dú)立于它們?cè)跈?quán)利要求或其后面的參考中的措詞。


圖1表示通過(guò)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的用于檢測(cè)劃痕的裝置的水平截面圖；圖2表示通過(guò)根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的用于檢測(cè)劃痕的裝置的水平截面圖；圖3表示通過(guò)根據(jù)圖1的裝置的垂直的部分截面圖，其具有光源；圖4表示通過(guò)根據(jù)圖3的光源的水平截面圖；及圖5表示在被檢測(cè)的物質(zhì)的表面上的劃痕。
具體實(shí)施例方式
在圖1中示意性地描繪出的裝置1，用于檢測(cè)在物質(zhì)的表面2上的劃痕，包括照明裝置3和數(shù)字照相機(jī)形式的接收裝置4，其朝向擋風(fēng)玻璃5的表面2定位，其中它覆蓋住掃描線6，該掃描線垂直于該圖示的截面延伸，沿著擋風(fēng)玻璃板的整個(gè)高度。當(dāng)掃描線6不沿?fù)躏L(fēng)玻璃板的整個(gè)高度延長(zhǎng)時(shí)，它可以沿著掃描線6移動(dòng)具有照明裝置3和接收裝置4的裝置1和/或移動(dòng)擋風(fēng)玻璃5。而且，所示設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的，其中靜止不動(dòng)的接收裝置4的橫過(guò)擋風(fēng)玻璃板的整個(gè)高度的拾取區(qū)域7覆蓋住掃描線6，將擋風(fēng)玻璃5在與拾取方向橫交的方向移動(dòng)，從而掃描擋風(fēng)玻璃5的全部表面2。
光阱8被示出在擋風(fēng)玻璃5的另一側(cè)，與接收裝置4相對(duì)，接收裝置4(照相機(jī))對(duì)準(zhǔn)該光阱。
為了檢測(cè)在物質(zhì)表面2上的劃痕，必須用漫射或準(zhǔn)漫射光以近似180度的入射角范圍照射在掃描線6的區(qū)域內(nèi)，該漫射或準(zhǔn)漫射光將由接收裝置4進(jìn)行記錄，所以來(lái)自劃痕的光反射也高度可靠地反射進(jìn)入接收裝置4中。
為此，照明裝置3從側(cè)面照射掃描線6。這個(gè)側(cè)向照射是由兩個(gè)直的、近似垂直的光帶9提供的，它們彼此相向傾斜。照相機(jī)4放置在光帶9之間，基本上位于掃描線6上的一點(diǎn)的曲面法線10的區(qū)域內(nèi)。當(dāng)擋風(fēng)玻璃5以平移運(yùn)動(dòng)的方式在箭頭P方向上相對(duì)裝置1移動(dòng)時(shí)，曲面法線10的方向因擋風(fēng)玻璃5的球形彎曲而改變。在這種情況下，根據(jù)本發(fā)明，照相機(jī)4被設(shè)置在曲面法線10的區(qū)域內(nèi)，并且位于在垂直和/或水平方向上接近被曲面法線10覆住的區(qū)域的中心。
分散的、高強(qiáng)度燈11安裝在光帶9中。需要燈11來(lái)達(dá)到高亮度。光束通過(guò)光學(xué)器件平行射出。透鏡系統(tǒng)13安裝在光學(xué)器件12的后面，以混合射出的光。透鏡系統(tǒng)13由微柱透鏡組成，其使光均勻分布，具有高的透光度。如果使用一無(wú)光澤屏代替透鏡系統(tǒng)13，將引起傳輸損耗。用這種方式，垂直方向上的光是完全漫射的。這使得便于從上或從下照射劃痕——這將在下文描述，而沒(méi)有光反射進(jìn)入到照相機(jī)4中，就象具有完好的物質(zhì)表面2的情況。因此光帶9在掃描線6的橫向方向各自產(chǎn)生平行的光，并且沿掃描線6漫射。
通過(guò)圖1中描繪的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可在區(qū)域14中得到一定深度的自掃描線6兩側(cè)的均勻照明，所述深度應(yīng)當(dāng)如擋風(fēng)玻璃5的弧形的拱起一樣大。
活動(dòng)擋光板15安裝在各個(gè)光帶9的側(cè)面，在有直接反射到達(dá)照相機(jī)4的危險(xiǎn)時(shí)，其可被折疊在光帶9的具有透鏡系統(tǒng)13的光學(xué)器件12的前面。高強(qiáng)度燈11的電子切換常常不是足夠快速；因此更容易暫時(shí)遮住一個(gè)燈。即使當(dāng)燈11必須由活動(dòng)擋光板15遮住時(shí)，照明仍然可以達(dá)覆蓋180度，因此保證所有的劃痕都可以被看見(jiàn)。
圖2示出了與圖1近似的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其中在接收裝置的每一側(cè)設(shè)置有兩個(gè)光帶9。每個(gè)光帶9的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和裝置1的其它部分是同樣的，因此在這里不再對(duì)其詳細(xì)描述。這種類型的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尤其被推薦使用于大幅度彎曲的玻璃板。根據(jù)本發(fā)明，各光帶9可以被分別切換。根據(jù)本發(fā)明，也可以將光帶9設(shè)計(jì)成可移動(dòng)的，尤其是在掃描線6的橫向方向移動(dòng)，以例如通過(guò)繞光帶9的光軸旋轉(zhuǎn)光帶9來(lái)使平行光束朝向接收裝置4的拾取區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，也可以一起或分開(kāi)調(diào)節(jié)從各光帶9到物質(zhì)的表面2之間的距離。這也適用于另外的光源16，下面將參考圖3和圖4對(duì)其詳細(xì)描述。
為從上或從下照射擋風(fēng)玻璃5，將光源16安置在光帶9的每個(gè)端面，圖3中只顯示出了其中一個(gè)。光源16還包括高強(qiáng)度燈11。燈11放置在反射鏡17的內(nèi)側(cè)，反射鏡17設(shè)計(jì)成如一圓錐部分，優(yōu)選具有未示出的遮光板，以避免直接照射擋風(fēng)玻璃5。但是，對(duì)于本發(fā)明的原理來(lái)說(shuō)，這類遮光板并不是必須的。
如圖3所示，反射鏡17有一個(gè)直的背側(cè)，該背側(cè)是傾斜的——與圓錐部分一致——并近似180度彎曲。從這個(gè)反射鏡17上，反射的燈11的光束準(zhǔn)漫射地投射到球形擋風(fēng)玻璃5上，它們被完好的表面2反射所以沒(méi)有撓亂的反射光照射到位于在掃描線6上的一點(diǎn)的曲面法線10的區(qū)域內(nèi)的照相機(jī)4中。所述反射鏡的形狀還可以便于垂直漫射照射。圖3只示出了下部的光源16。上部的光源16有相同的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，且它們繞中間的平面鏡像對(duì)稱，因此大體上形成一近似桶形設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
通過(guò)圍繞掃描線6的垂直線沿一定長(zhǎng)度引導(dǎo)錐形反射鏡17，來(lái)產(chǎn)生在掃描線6的橫向方向的準(zhǔn)漫射光，如圖4所示。燈11放置在掃描線6的法向面中，以便光在近似180度的角度范圍內(nèi)投射到擋風(fēng)玻璃5上。所述燈被放置在反射鏡17的曲面中心處。為得到其它的照射角度，可以一個(gè)接一個(gè)地放置若干個(gè)燈11，特別是沿著曲面法線10。甚至可能，在原理上，用多個(gè)燈11代替反射鏡17，其中該多個(gè)燈11被相應(yīng)地定位以產(chǎn)生準(zhǔn)漫射光。
通過(guò)具有光帶9和光源16的照明裝置3，在球形彎曲的玻璃板5的表面2上在足夠的深度范圍產(chǎn)生漫射和/或準(zhǔn)漫射光，其具有在180度的角度范圍內(nèi)基本上相互垂直的兩個(gè)方向，所以玻璃板5被足夠地照亮以檢測(cè)所有可能的劃痕。當(dāng)然，也可以使用裝置1來(lái)檢查平面玻璃的劃痕。
上面描述的裝置1利用反射工作，也就是說(shuō)照相機(jī)4和照明裝置3位于相同側(cè)。具有創(chuàng)造性的照明裝置3的裝置1還可以設(shè)計(jì)成使其利用透射來(lái)工作。在這種情況下，照相機(jī)4和照明裝置3位于物質(zhì)的透明表面2的不同側(cè)。
當(dāng)在裝置1的照相機(jī)4中檢測(cè)到光反射時(shí)，則表示在物質(zhì)表面2中存在缺陷。使用未示出的聯(lián)接到裝置1的評(píng)價(jià)單元，在物質(zhì)的表面2上的缺陷的位置就可以識(shí)別，劃痕18的長(zhǎng)度、形狀和/或方向就可以確定。
當(dāng)劃痕18是連續(xù)的時(shí)，很容易判定該劃痕的長(zhǎng)度。然而，由于它們的成因，一些劃痕卻是不連續(xù)的。這些劃痕越是能夠被徹底地跟蹤，這些劃痕軌跡的成因就越容易判定。事實(shí)上，不連續(xù)的劃痕軌跡經(jīng)常都位于相同的路徑上，這通常用人眼就能非常準(zhǔn)確的判斷出來(lái)。當(dāng)這由機(jī)器來(lái)完成時(shí)，必須使用一種搜索算法。在下面將參照?qǐng)D5來(lái)解釋這個(gè)算法。
新的劃痕18的軌跡從一個(gè)劃痕片段18的末端開(kāi)始尋找，以一定角度W和沿具有特定長(zhǎng)度的一定路徑S尋找。如果新的劃痕18在這個(gè)區(qū)域被找到的話，這就表示它是一個(gè)連續(xù)的劃痕18。搜索在下一個(gè)劃痕片段18的末端繼續(xù)，直到在搜索區(qū)域再也找不到新的劃痕時(shí)停止。搜索區(qū)域的角度W和路徑S可以根據(jù)個(gè)人的看法進(jìn)行調(diào)整。
劃痕檢測(cè)的結(jié)果通過(guò)評(píng)價(jià)裝置以眾所周知的方式來(lái)描述。用這種方法，尤其當(dāng)使用裝置1時(shí)，就可以以很高的可靠度在物質(zhì)表面2上的任意地方找到劃痕18。
附圖標(biāo)記說(shuō)明1 用于檢測(cè)劃痕的裝置2 物質(zhì)表面3 照明裝置4 接收裝置5 擋風(fēng)玻璃6 掃描線7 拾取區(qū)域8 光阱9 光帶10 曲面法線
11 高強(qiáng)度燈12 光學(xué)器件13 透鏡系統(tǒng)14 區(qū)域15 活動(dòng)擋光板16 光源17 反射鏡18 劃痕P 箭頭W 角度S 路徑
權(quán)利要求
1.一種裝置，用于檢測(cè)物質(zhì)的表面(2)尤其是玻璃上的劃痕，其具有照明裝置(3)和接收裝置(4)，其檢測(cè)在所述物質(zhì)的所述表面(2)上的掃描線(6)，且相對(duì)于所述物質(zhì)的所述表面(2)能夠移動(dòng)，其中所述照明裝置(3)包括光帶(9)，其產(chǎn)生在所述掃描線(6)的橫向的平行光，該光在所述掃描線(6)的方向是漫射或準(zhǔn)漫射的，并優(yōu)選有至少一個(gè)光源(16)，其產(chǎn)生在所述掃描線(6)的橫向的漫射或準(zhǔn)漫射光。
2.如權(quán)利要求1中所述的裝置，其中所述接收裝置(4)設(shè)置在所述掃描線(6)上的一點(diǎn)的曲面法線(10)的區(qū)域內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的裝置，其中所述光帶(9)被定位為使得圍繞所述掃描線(6)的區(qū)域被照亮。
4.如上述任意一個(gè)權(quán)利要求中所述的裝置，其中所述光帶(9)包括光學(xué)器件(12)，其使所述光束平行。
5.如上述任意一個(gè)權(quán)利要求中所述的裝置，其中所述光帶包括漫射器，尤其是透鏡系統(tǒng)(13)，用于在所述掃描線(6)的方向上產(chǎn)生漫射光。
6.如上述任意一個(gè)權(quán)利要求中所述的裝置，其中設(shè)置有兩個(gè)光帶(9)，其優(yōu)選設(shè)置在所述曲面法線(10)的兩側(cè)。
7.如上述任意一個(gè)權(quán)利要求中所述的裝置，其中在所述光帶(9)上設(shè)置用于遮擋所述光帶(9)的活動(dòng)擋光板(15)。
8.如上述任意一個(gè)權(quán)利要求中所述的裝置，其中所述光源(16)包括曲面反射鏡(17)。
9.如權(quán)利要求8中所述的裝置，其中至少所述反射鏡(17)的部分被設(shè)計(jì)為圓錐形。
10.如上述任意一個(gè)權(quán)利要求中所述的裝置，其中所述光源(16)位于所述光帶(9)的端面，尤其用于所述光源(16)的燈(11)位于所述掃描線(6)的法線平面內(nèi)。
11.如上述任意一個(gè)權(quán)利要求中所述的裝置，其中尤其設(shè)置兩個(gè)光源(16)，使所述光帶(9)的每一端面具有其中一個(gè)所述光源。
12.如上述任意一個(gè)權(quán)利要求中所述的裝置，其中所述光源(16)和/或所述光帶(9)包括高強(qiáng)度燈(11)。
13.如上述任意一個(gè)權(quán)利要求中所述的裝置，其中設(shè)置光阱(8)，以使所述接收裝置(4)的所述拾取區(qū)域(7)指向所述光阱(8)。
14.一種用于檢測(cè)在物質(zhì)的表面(2)上的劃痕方法，尤其使用如權(quán)利要求1到13中任意一個(gè)所述的裝置，采用所述裝置所述物質(zhì)表面(2)被照明裝置(3)照射，并使用接收裝置(4)沿掃描線(6)檢測(cè)所述物質(zhì)表面(2)，其中所述照明裝置(3)定位為使得當(dāng)所述物質(zhì)的表面(2)是沒(méi)有缺陷時(shí)，就沒(méi)有來(lái)自所述照明裝置(3)的光進(jìn)入到所述接收裝置(4)中。
15.如權(quán)利要求14中所述的系統(tǒng)，其中所述照明裝置(3)用至少180度的漫射角，漫射和/或準(zhǔn)漫射地照亮所述物質(zhì)的所述表面(2)。
16.如權(quán)利要求14或15中所述的方法，其中識(shí)別出所述物質(zhì)的所述表面(2)中的缺陷的位置，并判定出劃痕(18)的長(zhǎng)度、形狀和/或方向。
17.如權(quán)利要求16中所述的方法，其中以指定的角度(W)和在指定的路徑(S)上，在一個(gè)劃痕(18)的末端尋找新的劃痕(18)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于探測(cè)物質(zhì)表面(2)尤其是玻璃表面的劃痕的裝置和相應(yīng)的方法。所述裝置包括照明裝置(3)和記錄裝置(4)，其檢測(cè)在所述物質(zhì)的所述表面(2)上的掃描線(6)，且相對(duì)于所述物質(zhì)的所述表面(2)能夠移動(dòng)。為了能夠更精確地確定所述劃痕，所述照明裝置(3)包括至少一個(gè)光帶(9)，其產(chǎn)生在所述掃描線(6)的橫向的平行光，該光在所述掃描線(6)的方向是漫射或準(zhǔn)漫射的，并優(yōu)選有至少一個(gè)光源(16)，其產(chǎn)生在所述掃描線(6)的橫向的漫射或準(zhǔn)漫射光。
文檔編號(hào)G01N21/896GK1961208SQ200580017521
公開(kāi)日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2005年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月29日
發(fā)明者A·魯?shù)绿? U·平戈 申請(qǐng)人:伊斯拉表面視覺(jué)有限公司