一种玻璃缺陷检测方法
专利汇可以提供一种玻璃缺陷检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种玻璃 缺陷 检测方法。本发明步骤包括：用 光源 照射待检测玻璃样本，得到 透射光 ；将透射光附带的 相位 信息经过傅里叶变换转换为位移信息；根据位移信息判定待检测玻璃样本是否存在缺陷；若存在缺陷，则检测存在缺陷的待检测玻璃样本的缺陷 位置 。本发明根据物像之间的等光程性通过光程理论建立起光程差和 相位差 之间的对应关系，并根据傅里叶光学中的频移性质，将待检测玻璃样本的厚度信息以透射光附带相位信息为媒介，再将相位信息转换成位移信息及光照强度信息记录在相机中，进而根据待检测玻璃样本厚度和图像灰度值之间的对应关系，通过对应的求解 算法 求出不同灰度值对应的样本厚度。能够快速精确的检测玻璃产品的缺陷。，下面是一种玻璃缺陷检测方法专利的具体信息内容。
1.一种玻璃缺陷检测方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1.用光源照射待检测玻璃样本，得到透射光；
步骤2.将上述透射光附带的相位信息经过傅里叶变换转换为位移信息；
步骤3.根据上述位移信息判定待检测玻璃样本是否存在缺陷；
步骤4.若存在缺陷，则检测存在缺陷的待检测玻璃样本的缺陷位置。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃缺陷检测方法，其特征在于
步骤1中所述光源为亮度均匀可调的白光，且在光源之后放置中心波长532nm、带宽
10nm的干涉滤波片，使得出射光变为亮度均匀可调的单色光。
3.根据权利要求2所述的一种玻璃缺陷检测方法，其特征在于得到透射光的具体操作如下：
选择两个相同的环形光阑，其内环半径r和外环半径R，R小于等于50.8mm，r大于等于
0.5R；仅两个环形光阑的中间部分透光，其余部分遮光；单色光经过环形光阑Ⅰ之后，入射光变成环形，从而使经过环形光阑Ⅰ的入射光变成环形照明光；其光波的三角函数表示和复数表示分别为：
其中，u代表光波的复振幅，Uo代表光波的振幅大小，p,t两个参数分别代表空间中的位置和时间，ω代表光波角频率，代表相位；
对于单色光场，时间因子e-iωt总是相同的，因此光波表示为：
上述公式(3)为单色光波的复振幅表示；其中复振幅U(p)由两部分组成，其模量U0(p)代表振幅在空间的分布，其复角 代表相位的空间分布；任何波的强度都正比于振幅的平方，可直接令光强I等于振幅U0(p)的平方，即：
I(p)＝U02(p) (4)
因U0(p)是复振幅U(p)的模，故可写为：
I(p)＝U(p)U*(p) (5)
其中U*(p)是U(p)的共轭复数。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃缺陷检测方法，其特征在于
步骤2中所述透射光附带的相位信息是指待检测玻璃样本厚度调制的信息；所述的傅里叶变换是通过傅里叶双胶合透镜进行傅里叶变换；所述的位移信息由相机拍摄的图像记录。
5.根据权利要求1或4所述的一种玻璃缺陷检测方法，其特征在于步骤2的具体实现过程如下：
选取三个焦距相同的傅里叶双胶合透镜，分别为傅里叶双胶合透镜Ⅰ、傅里叶双胶合透镜Ⅱ和傅里叶双胶合透镜III，按照光照明方向，在距离环形光阑Ⅰ为f处放置一个傅里叶双胶合透镜Ⅰ，并在傅里叶双胶合透镜Ⅰ后方距离为f处放置待检测玻璃样本，该透镜会将照明光汇聚到该玻璃样本上，并将待检测玻璃样本照亮；在待检测玻璃样本后方距离为f处放置傅里叶双胶合透镜Ⅱ，并在该透镜后方距离为f处放置环形光阑Ⅱ；傅里叶双胶合透镜Ⅰ和Ⅱ组成一个光学4f系统，两个环形光阑位于共轭位置，待检测玻璃样本位于光学4f系统中部的傅里叶频谱面；
光程OPL＝n×h，其中n为样本的折射率且n>1，同一材质样本的折射率处处相同；h为光的行程，垂直照射情况下即为样本厚度；凹陷处比其余区域要薄，因此凹陷处的透射光与整体相比会存在光程差，进而引入相位差：
公式(6)建立起样本厚度差Δh，以及由此引入的相位差 之间的对应关系；
设样本透射光的复振幅为：
则凹陷位置的透射光复振幅为：
经过凹陷位置的透射光复振幅相对于整体存在一个相位差：
下面来推导空域中的相移和傅里叶变换后频域中的位移之间的对应关系；
已知： 其中，单向箭头上方表示一次傅里叶变换，则：
其中，ω为空域坐标x在傅里叶面上的坐标表示；因此：
从而能够得出结论：空域中的相移会在频域中引入位移；现在将光波复振幅中的相位与傅里叶变换性质中的相位以物理意义为背景对应起来；即：
在亮度均匀的单色光照明的前提下，上面两项公式的对应关系成立；这样，光波经过样本上刮痕对应的凹陷位置后，透射光相比于整体会存在光程差，进而在透射光中引入了相位差；空域中的相移经过傅里叶变换后，会在其对应频域中变成位移；因此可以得出结论：
①若样本严格平整，则在光波行进路线上样本的厚度处处一致，光走过的光程OPL处处相等，经过玻璃样本的透射光相位相同，各处之间不存在相位差；因为入射光经过样本之后，样本引入的相位信息处处相同，因此透射光通过傅里叶双胶合透镜Ⅱ，经过傅里叶变换之后，在环形光阑Ⅱ处得到的透射光的位移处处相同，经过位置调整可以使得透射光能够无阻碍的通过环形光阑Ⅱ，光亮度处处相同，没有损失；
②若样本存在气泡、刮痕或不平整等质量问题，则该区域玻璃样本的厚度就会变薄，入射光经过存在缺陷的区域之后，与质量合格的其他区域相比通过的光程会存在差别，相对于整体就会在透射光中引入相位差，因此透射光通过傅里叶双胶合透镜Ⅱ，经过傅里叶变换之后，在环形光阑Ⅱ处得到的透射光有缺陷部分像的位移与整体存在差异，透射光无法全部通过环形光阑Ⅱ，像会被环形光阑Ⅱ挡住，光亮度会降低；由此可以建立起相机上各点处图像的灰度值与样本厚度之间的对应关系。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃缺陷检测方法，其特征在于步骤3中根据相机拍摄图像的灰度值判断所述待检测玻璃样本是否存在缺陷；若图像的灰度值处处相同，则无缺陷；
否则存在缺陷。
7.根据权利要求5所述的一种玻璃缺陷检测方法，其特征在于步骤3所述的根据上述位移信息判定待检测玻璃样本是否存在缺陷，具体如下：
在环形光阑Ⅱ后距离f处放置傅里叶双胶合透镜III，然后在该傅里叶双胶合透镜III后方距离f处放置相机，玻璃样本和相机所在平面为共轭面，同时傅里叶双胶合透镜Ⅱ和傅里叶双胶合透镜III组成另一个光学4f系统，环形光阑Ⅱ位于4f系统的傅里叶平面上，作用相当于孔径光阑；此时相机的像素面上得到的是全白的图像，若玻璃样本质量合格，则图像像素灰度值处处相同；若样本存在缺陷，则缺陷所在区域的图像像素灰度值会变低。
8.根据权利要求6所述的一种玻璃缺陷检测方法，其特征在于步骤4所述的检测存在缺陷的待检测玻璃样本的缺陷位置，具体如下：根据图像各点像素的灰度值判定所述存在缺陷的待检测玻璃样本的缺陷位置；较小的灰度值对应的位置为存在缺陷的待检测玻璃样本的缺陷位置。
一种玻璃缺陷检测方法
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