支承板11的一个面上，面对要被测量的衬底。以下将以图解的方式更详细地对其进行描述。
[0025]具有镜面表面的衬底2 (即上釉板格)被布置在测试图案10和相机3的前面，相机的物镜处于与测试图案的平面相同的平面中，并且被定向在衬底的表面的方向上。
[0026]当支承板11为半透明时(诸如白色塑料片材)，照射系统4可以是背照射的系统。优选地，照射系统4于是由被放置在半透明板后面的大量发光二级管构成。
[0027]相机3是矩阵相机；其生成各拍摄帧，各拍摄帧通过数字处理而被相接以形成衬底的整体图像。衬底2或测试图案能够相对于彼此而平移地行进，以便确保所要求的数量的对整个的衬底的拍摄。用于每一拍摄的相机的触发频率从动于行进速度。
[0028]相机3被定位在合适的距离“d”处，从而捕获来自衬底的测试图案的整个的反射。单向测试图案被定位为垂直于镜面衬底的行进轴。相机被聚焦在测试图案的被反射的虚像上。相机3被定位从而衰减来自衬底的底面的测试图案的潜在反射的影响。
[0029]诸如在图3中图解的测试图案10被布置在长方形的支承体11上。测试图案10是单向的。测试图案的阵列由一连串交替的亮线和暗线组成。
[0030]测试图案相对于要被测量的衬底在大小上是小的。例如，为了测量1.5m乘1.5m的上釉板格，针对为零的上釉板格的倾斜，测试图案例如在15cm乘1.8m上延伸。
[0031]通常，测试图案是任何合适的类型的，测试图案例如包括在暗区带和亮区带的至少一个方向上的周期阵列。频率取决于希望得到的精度是可变的。多个频率将可能出现在测试图案中。
[0032]图像捕获设备(相机、物镜)被连接到处理和计算装置5，以便执行跟随连续拍摄的处理操作和数学分析。
[0033]图4图解相机所记录的图像，测试图案的图像由于在一个方向上出现缺陷而畸变。
[0034]本发明更特别地涉及允许从图像获得平面度的计算。
[0035]具体地，平面度缺陷将畸变引入到所获取的图像中。
[0036]本发明中所描述的基于偏转法的方法在于:根据局部光学功率的测量来确定镜面衬底的平面度。将缺陷建模为球面镜已经使得发明人可以使用所提出的方法来将局部光学功率与衬底的局部曲率关联。基于该信息，通过积分来计算高度轮廓。
[0037]更精确地，根据测试图案的分析来计算高度轮廓例如被划分为以下步骤:
-1.获取由于衬底而畸变的测试图案的图像； -2.解调一维相位，例如一维傅立叶变换；
-3.计算在图像的每个点处的局部相位的导数；
-4.计算在图像的每个点处的局部放大；
-5.计算在图像的每个点处的局部光学功率；
-6.计算在上釉板格的每个点处的局部坡度；
-7.计算在一个方向上的高度轮廓；以及 -8.估计任何平面度缺陷。
[0038]根据单向测试图案的二维图像来执行上面提到光学功率的计算。
[0039]数学分析在于根据在图像的每一“点”(或“像素”)处的局部相位导数来获得局部放大的值，然后在于计算局部光学功率。因此，针对在反射中获取的图像的每一个来限定局部光学功率的一维映射，所述映射被称为局部光学功率的映射。
[0040]可以以各种方式来获得这种局部光学功率的映射的提取。
[0041]一种可能的方法是基于傅里叶变换处理，如本身所已知的那样。
[0042]通过光学功率的数字处理，假设表面实质上是平面的，并且通过将上釉板格局部地建模为多个球面镜，通过对局部曲率半径进行积分来获得高度轮廓。
[0043]利用这种高度轮廓允许通过传递与在当前有效的标准中所描述的准则有关的值而在生产线上直接量化上釉板格的质量。
[0044]通常，本发明因此包括:
-获取由来自所述表面的反射所产生的测试图案的至少一个图像，所述测试图案包括暗区带和亮区带的周期阵列；
-根据所获取的图像来计算在图像的各点(即像素)(例如每一点)处在一个方向上的局部相位的导数；
-根据相位的导数来计算表示在图像的各点(即像素)(例如每一点)处在一个方向上的局部放大的量；
-根据所述表示局部放大的量来计算局部光学功率；以及 -根据局部光学功率来计算高度轮廓。
【主权项】
1.一种用于分析镜面衬底(2)的表面的方法，包括: -获取由来自所述表面的反射所产生的测试图案(10)的至少一个图像，所述测试图案包括暗区带和亮区带的周期阵列； -根据所获取的图像来计算在图像的各点处在一个方向上的局部相位的导数； -根据相位的导数来计算表示在图像的各点处在一个方向上的局部放大的量； -根据所述表示局部放大的量来计算局部光学功率；以及 -根据局部光学功率来计算高度轮廓。2.如权利要求1所述的方法，其中，通过根据局部光学功率进行积分来获得高度轮廓。3.如权利要求2所述的方法，使用根据局部光学功率的局部坡度计算而计算高度轮廓。4.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在衬底运动的同时执行分析。5.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，衬底是镜面的并且是透明的。6.一种用于测量衬底(2)的平面度的设备(1)，包括:至少一个相机(3)、至少一个测试图案(10);以及数字图像处理装置，其特征在于，所述处理装置包括处理器和存储器，在所述存储器中，存储能够实现如前述权利要求中的任一项所述的方法的程序。
【专利摘要】一种用于分析镜面衬底（2）的表面的方法，包括：获取由来自所述表面的反射所产生的测试图案（10）的至少一个图像，所述测试图案包括暗区带和亮区带的周期阵列；根据所获取的图像来计算在图像的各点处在一个方向上的局部相位的导数；根据相位的导数来计算表示在图像的各点处在一个方向上的局部放大的量；根据所述表示局部放大的量来计算局部光学功率；以及根据局部光学功率来计算高度轮廓。
【IPC分类】G01N21/958
【公开号】CN105008903
【申请号】CN201480003036
【发明人】F.达弗纳, M.米兰, C.佩罗东
【申请人】法国圣戈班玻璃厂
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2014年12月10日
【公告号】WO2015086998A1