(57)【要約】  画像をワークピースに投影するシステム及び方法が提供される。このシステムはワークピース内の欠陥を示す情報を提供することができ、その情報は少なくとも１つのセンサにより捕捉されるデータに基づいている。システムはデータシステムと通信する画像投影装置も含んでおり、欠陥を示す画像をワークピースと、画像投影装置の位置および／または配向を決定するための複数のエンコーダへ投影することができる。【選択図】図１
2009518625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピース内の欠陥を示し、少なくとも１つのセンサにより捕捉されるデータに基づいている情報を提供することができるデータシステムと、
前記データシステムと通信し、欠陥を示す画像をワークピース上へ投影することができる画像投影装置と、
前記画像投影装置の位置および配向方向の少なくとも一方を決定するための複数のエンコーダとを具備している光学的投影システム。
【請求項２】
前記データシステムは少なくとも１つのセンサまたはデータベースにより捕捉されるデータを処理するためのデータ捕捉システムを具備している請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記画像投影装置はレーザプロジェクタまたはデジタルプロジェクタを具備している請求項１記載のシステム。
【請求項４】
さらに、前記画像投影装置の位置および配向方向の少なくとも１つを決定することができる少なくとも１つのプロジェクタ位置設定装置を具備している請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記プロジェクタ位置設定装置は逆反射ターゲットを含むフレームを具備し、前記画像投影装置は画像を逆反射ターゲットへ投影することができる請求項４記載のシステム。
【請求項６】
複数のエンコーダは逆反射ターゲットの位置を決定することができる請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記画像投影装置およびフレームは移動可能なガントリに取り付けられている請求項５記載のシステム。
【請求項８】
前記データシステムは欠陥の位置を示す位置情報と欠陥を示す情報とを提供することができる請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記画像投影装置はワークピース上に欠陥の位置を表す画像を投影することができる請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記画像投影装置はワークピース上に欠陥の周辺を囲む画像を投影することができる請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記画像投影装置はワークピース上に欠陥の特定のタイプを示す画像を投影することができる請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
ワークピースにはプロジェクタ位置設定装置が存在しない請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
さらに、少なくとも１つのコード化された反射装置は投影された画像との相互動作に応答して欠陥を示すフィードバックをデータシステムへ提供することができる請求項１記載のシステム。
【請求項１４】
ワークピース内の欠陥を示す情報を提供し、
複数のエンコーダにより画像投影装置の位置および配向方向の少なくとも一方を決定し、
欠陥を示す画像を画像投影装置によりワークピース上へ投影するステップを含んでいる画像をワークピース上へ投影する方法。
【請求項１５】
前記投影するステップはワークピース上の欠陥の位置を表す画像を投影するステップを含んでいる請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記投影するステップはワークピース上の欠陥の特定のタイプを示す画像を投影するステップを含んでいる請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記提供するステップは欠陥を示す位置情報を提供するステップを含んでいる請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
前記提供するステップは欠陥の座標を提供するステップを含んでいる請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
さらに、位置情報を画像投影装置に通信するステップを含んでいる請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記投影するステップは画像投影装置により欠陥の周辺を囲む多角形画像を投影するステップを含んでいる請求項１４記載の方法。
【請求項２１】
さらに、ワークピースの少なくとも一部を形成するためにテープをマンドレルへ層化するステップを含んでいる請求項１４記載の方法。
【請求項２２】
前記提供するステップはワークピースを示す情報をデータシステムからアクセスするステップを含んでいる請求項１４記載の方法。
【請求項２３】
さらに、投影された画像との相互動作に応答して少なくとも１つのコード化された反射装置により欠陥を示すフィードバックを提供するステップを含んでいる請求項１４記載の方法。
【請求項２４】
前記決定するステップは少なくとも１つのプロジェクタ位置設定装置により画像投影装置の位置および配向方向の少なくとも１つを決定するステップを含んでいる請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学的投影システムに関し、特にワークピースの製造または組立て中に欠陥および検査位置を投影する光学的投影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークピースの測定を補助する１方法及び装置は、ワークピースを検査するための特定位置を規定するためにワークピース上にレーザビームを投影するレーザプロジェクタのような画像投影装置の使用を含んでいる。さらに、画像投影装置はワークピースの組立て及び検査期間中に作業員を補助するために使用されている。例えば画像投影装置は組み立てられる航空機の胴体または組み立てられる部品のテンプレート或いは外形の積層のプライの位置を投影することができる。
【０００３】
それ故、画像投影装置の配向方向と位置の制御又は監視が画像をワークピースへ正確に投影するために必要とされる。伝統的に投影技術は投影される物体上の基準点の測定または基準が画像投影装置の視界を超えて構成されるならば基準点を設定するための二次測定システムを必要とする。例えばMorden等による米国特許出願第20050121422号明細書には組み立てた状態のワークピース上にレーザ画像の投影を行うために、設計された状態のワークピースのレーザ投影に関連されるコンピュータ中に記憶されたデータを変更するレーザ投影システムが開示されている。特に、Mordenの特許はフレームアセンブリ上にそれぞれ取付けられているデジタルスキャナとレーザプロジェクタを使用し、そのフレームアセンブリはそれぞれのフレームアセンブリに関するスキャナとプロジェクタの位置を決定するための計測学受信機と反射ターゲットとを有している。したがって、フレームアセンブリ上の反射ターゲットにかかわらず、ワークピースがデジタルスキャナ又はレーザプロジェクタの視界内にターゲットを必要としないので、このレーザ投影システムは基本的に「ターゲットがない」。
【０００４】
さらにKaufman等による米国特許出願第20040189944号明細書では実際の表面上の偏差を可視化する方法及びシステムが開示されている。特にKaufmanは所望の設計から偏差する領域を概略的に示すパターンを光学的に表面上に投影することにより表面形状のエラーを映像化することを開示している。このシステムは逆反射素子および表面に関する基準点と共にレーザ追跡装置を使用し、それによって実際の表面の空間的プロフィールを与えるデータ点の３次元点クラウドを生成する。レーザ追跡装置により使用される同じ基準点はその配向方向及び位置を計算するために画像投影装置により測定されることもできる。点クラウドは公称上の表面と比較され、偏差が計算され、光学的プロジェクタにより表面上に投影される２次元の地形図に変換される。
【０００５】
塗装、デカルの適用等のような他の目的における組立て又はワークピース上の位置を突き止めるために、設計された状態の周囲および組み立てられた状態の周囲との間の差を決定するための技術が開発されているが、画像投影システムは典型的にワークピース上又はその内部の欠陥の位置を突き止めるために使用されていない。例えば、典型的な投影システムはひび、不連続部、空洞、または孔の位置を突き止めるために使用されておらず、これらはワークピースの性能に悪影響する可能性がある。さらに典型的な画像投影システムはワークピースの一体性と適性を確認するために、複合プライをワークピース上へテープ層化する期間のような製造期間中に使用されることができない。さらに典型的な画像投影システムは検査されているワークピースに関する情報のようなワークピースの表面におけるフィードバックを記録するために使用されることができない。
【０００６】
それ故、ワークピース上又はその内部の欠陥の位置を突き止めることのできる光学的投影システムを提供することは有効である。さらに、基準点の測定を必要とせずに製造プロセス期間中にワークピース上又はその内部の欠陥の位置を突き止めることのできる光学的投影システムを提供することが有効である。ワークピース上又はその内部の欠陥のタイプを示す情報を投影することもまた有効である。さらに欠陥の位置を突き止め、ワークピース上又はその内部の欠陥に関するフィードバックを提供することのできる光学的投影システムを提供することが有効である。
【発明の開示】
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施形態は、ワークピースの少なくとも一部を特徴付けする情報を突き止め、特徴付けされた部分を示す画像をワークピース上に投影することのできる光学的投影システムを提供することにより、前述の要求の少なくとも幾つかを解決し、さらに他の利点を実現することができる。特に、システムはワークピースを示す情報を捕捉する１以上のセンサから情報を受信し、または欠陥を特徴付けるようなワークピースの示す情報を記憶するデータベースにアクセスし、ワークピース上の欠陥が位置している画像を投影するための画像投影装置にアクセスすることができる。このようにして欠陥はワークピースの一部分の修理／交換のために、またはワークピースの組立て／再組立てのために技術者により容易に識別され、位置を突き止めることができる。
【０００８】
本発明の１実施形態では、光学的投影システムが提供される。このシステムはワークピース内の欠陥を示す情報を提供することができるデータシステムを含んでおり、その情報は少なくとも１つのセンサにより捕捉されるデータに基づいている。付加的に、システムは欠陥を示す画像をワークピース上へ投影するためにデータシステム（例えばデータ捕捉システム又はデータベース）と通信する画像投影装置（例えばレーザプロジェクタ又はデジタルプロジェクタ）を含んでいる。システムはさらに画像投影装置の位置および／または配向方向を決定するための複数のエンコーダを含んでいる。ワークピースには典型的にプロジェクタ位置設定装置（例えば基準ターゲット）がない。
【０００９】
本発明のシステムの種々の変形によれば、システムはまた画像投影装置の位置および／または配向方向を決定するための１以上のプロジェクタ位置設定装置も含んでいる。そのプロジェクタ位置設定装置はターゲットを含むフレームであることができ、画像投影装置はターゲットを測定しその位置および／または配向方向を決定することができる。画像投影装置とフレームは移動可能なガントリに取り付けられることができ、またはガントリに隣接するテープ積層ヘッドに隣接して位置されることができる。システムはまた投影された画像との相互動作に応答して欠陥を示すフィードバックをデータシステムに与える少なくとも１つのコード化された反射装置を含んでいる。
【００１０】
システムの付加的な変形は位置情報と、欠陥を示す情報を与えることができるデータシステムを提供する。さらに画像投影装置は欠陥の周辺を囲む画像のような欠陥を示す画像および／または欠陥の特定のタイプを示す画像と、欠陥の位置を示す画像をワークピース上に投影することができる。
【００１１】
本発明の他の特徴は、画像をワークピース上へ投影する方法も提供する。その方法はワークピース内の欠陥を示す情報の提供を含んでいる。その方法はさらに複数のエンコーダにより画像投影装置の位置および／または配向方向を決定し、欠陥を示す画像を画像投影装置によりワークピース上へ投影するステップを含んでいる。この方法はワークピースの製造期間中に画像がワークピース上に投影されることができるようにワークピースの少なくとも一部を形成するようにマンドレルへテープを層化するステップも含んでいる。さらにこの方法は投影された画像との相互動作に応答して少なくとも１つのコード化された反射装置により欠陥を示すフィードバックを提供するステップを含むことができる。
【００１２】
この方法の種々の特徴では、投影ステップはワークピース上の欠陥の位置を表す画像を投影する処理を含んでいる。例えば投影ステップは画像投影装置により欠陥の周辺を囲む多角形画像を投影し、および／または欠陥の特定のタイプを示す画像を投影する処理を含むことができる。さらに提供するステップは欠陥の座標のような欠陥を示す位置情報を提供することを含むことができる。提供するステップはデータシステムからワークピースを示す情報をアクセスするステップを含むことができる。決定するステップは少なくとも１つのプロジェクタ位置設定装置により画像投影装置の位置および／または配向方向を決定するステップを含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を添付図面を参照して以下さらに十分に説明するが、図面は必ずしも実寸大ではなく本発明の全ての実施形態が示されているわけではない。本発明は多くの異なる形態で実施されることができ、ここで説明した実施形態に限定するものと解釈されるべきではなく、これらの実施形態はこの説明が適用可能な法的要求を満たすために与えられている。同一の参照符合は全体を通して同一の符合を指している。
【００１４】
図面、特に図１を参照すると、ワークピース上又はその内部のひびのような欠陥を識別しその位置を突き止めるための光学的投影システムが示されている。示されている実施形態のシステム10は航空機の胴体のようなワークピースを形成するためにマンドレル16を中心にしてテープ14を巻くために使用されるマルチヘッドテープ積層マシン12（“ＭＨＴＬＭ”）を含んでいる。センサ18はＭＨＴＬＭ12により支持され、テープ14がマンドレル上に置かれるときワークピースを示すデータを捕捉するように位置される。さらにシステム10はセンサ18により識別されるワークピースの部分を突き止めるために使用されるワークピースへ画像30を投影することのできる画像投影装置20を含んでいる。センサ18と画像投影装置20はデータシステム22と通信し、それによってデータシステムは画像投影装置のためにセンサにより捕捉されたデータを提供および／または処理することができる。例えばデータシステム22はセンサ18により検出されたひび等の欠陥の位置情報を提供することができ、画像投影装置20は欠陥を示す画像をワークピース上へ投影することができる。用語「欠陥」はここで使用されるとき、欠陥は限定的な意味ではなくワークピースまたはワークピースの一部の修理又は交換についてのような技術者による注意を必要とする可能性があるワークピース中の任意の不完全性、欠損または特性が含まれる。
【００１５】
光学的投影システム10は航空機、自動車または建築産業のように、ワークピース中のひび等の欠陥又は欠損の検出が必要とされるか所望される種々の産業で任意の数のワークピースを検査するために使用されることができる。さらにシステム10はワークピースの組立て期間中またはその後、ワークピースのテープ積層中のプライ境界の位置を突き止めるような測定又は付加的な製造動作におけるワークピース上の位置を提供するために使用される。
【００１６】
用語「ワークピース」もまた、限定的ではなく、光学的投影システム10が機械加工された鋳造、鋳物またはパネルのような種々の異なる形状及び寸法の任意の数の部品又は構造を検査するために使用されることができる。それ故、テープ14をワークピースへ層化するためのＭＨＴＬＭ12が図１に示されているが、システム10は種々のワークピースを検査するために使用されることができる。例えば検査は新しく製造された構造または予防的なメンテナンスの目的で検査される既存の構造で行われることができる。さらにワークピースは任意の数の複合および／または金属材料であることができる。
【００１７】
示されている実施形態を参照すると、ＭＨＴＬＭ12は通常、当業者に知られているようにガントリ26と、複合材料のテープ14を敷設するための複数のテープヘッド19を含んでいる。ガントリ26はレール28に沿って移動することができ、それによってテープ14はガントリが縦方向に移動し、マンドレル16が回転するとき敷設される。しかしながら、ここで使用される用語“ＭＨＴＬＭ”は限定的な意味はなく、その運動軸においてエンコーダにより任意の数値的に制御されるマシンまたは手作業で動作されるマシンが使用されることができる。マンドレル16、ガントリ26、テープヘッド19のようにＭＨＴＬＭ12の任意の可動部に位置される任意の数のマシンエンコーダが存在することができる。それらのマシンエンコーダはＭＨＴＬＭのそれぞれの部分の配向方向及び位置を決定することができる。
【００１８】
画像投影装置20は可視画像30をワークピース上へ投影することができる任意の装置であることができる。例えば画像投影装置20はレーザプロジェクタ又はデジタルプロジェクタであることができる。レーザプロジェクタのような画像投影装置20は投影された画像30を所望の座標に誘導するためのガルバノメータを含んでいる。画像投影装置20はテープ14がテープヘッド19上に置かれるときに画像投影装置がガントリと共に移動するようにガントリ26に取付けられている。特に、画像投影装置20は種々の位置に位置されることができ、依然として画像をワークピースへ投影することができるが、画像投影装置20は図１に示されているようにＭＨＴＬＭオペレータのステーションの上方及び背後に取付けられている。マンドレル16の回転は画像投影装置20がガントリ26に関して静止状態であり、ワークピースの表面にほぼ垂直に画像を投影することを可能にする。したがって、投影の不確定性（即ち画像投影装置がどのように指向するか）、表面の不確定性、任意の基準ターゲットの不確定性から生じるエラーは減少されることができる。単一の画像投影装置20のみが図１に示されているが、所望ならばガントリ26に取付けられてデータシステム22と通信する画像投影装置は２以上であることができる。
【００１９】
ガントリ26に関する、したがってワークピースに関する画像投影装置20の位置と配向方向はマシンエンコーダを使用して決定されることができる。マシンエンコーダは前述したようにＭＨＴＬＭ12の種々のコンポーネントの位置を監視するために使用されることができる。したがってＭＨＴＬＭ12の種々のコンポーネントの位置と配向を決定することにより、画像投影装置20の位置および／または配向方向が決定されることができる。マシンエンコーダを使用する画像投影装置20の位置および／または配向方向の決定により、ワークピース上の画像の投影位置も決定されることができる。
【００２０】
付加的な正確性が必要とされるならば、種々のプロジェクタ位置設定装置は図１に示されているように、逆反射ターゲットまたは取付けられた逆反射ターゲット34を有するフレーム32のような画像投影装置20の位置および／または配向方向を決定するために使用されることができる。当業者に知られているように逆反射ターゲットは光が投影された方向とほぼ反対方向で画像投影装置20へ光を戻すように反射し、画像投影装置は逆反射ターゲットにより戻される光の強度を検出するパワー検出器を含んでおり、逆反射ターゲットの座標を生成する。マシンエンコーダは前述したようにＭＨＴＬＭ12の種々のコンポーネントの位置を監視するために使用されることができる。したがってＭＨＴＬＭ12の種々のコンポーネントの位置および／または配向方向を決定することによって、逆反射ターゲット34の位置はワークピースに関して決定されることができる。
【００２１】
画像投影装置20はガントリ26の位置に関する画像投影装置の位置及び配向を得るために複数の逆反射ターゲット34へ投影することができる。したがって反射された光に基づいている逆反射ターゲット34の座標はターゲットの既知の位置に相関されることができ、画像投影装置20の位置および配向方向が決定されることができる。逆反射ターゲットの使用はマシンエンコーダにより決定された画像投影装置20の位置の許容誤差にしたがうことができる。画像投影装置20の指向エラーの主な原因はその配向方向であり、それによって主要なエラーが位置（即ち変位）である逆反射ターゲットの潜在的使用は画像投影装置の配向方向エラーを改良することができる。さらに画像投影装置20とマンドレル16との間の距離は典型的にデータシステム22により生成された座標をワークピースへ正確に投影するために考慮される。
【００２２】
図１に示されているように、フレーム32はガントリ26に取付けられ、４つの逆反射ターゲットを含んでいるが、任意の数のターゲットが使用されることができる。さらに画像投影装置20は典型的にガントリ26に関して静止しているが、画像投影装置は画像投影装置を動かすアクチュエイタと装置の動きを監視するエンコーダとを含むことができる。それ故画像投影装置20の位置と配向方向はワークピース上に基準ターゲットを含まずに決定されることができるので、ワークピースは「ターゲットなし」である。さらに画像投影装置はワークピースの寸法と独立して較正されることができるので、画像投影装置20の視界はワークピースよりも小さくすることが可能である。画像投影装置20は典型的にマンドレル16とガントリ26の任意の位置を投影することができる、
種々のタイプのセンサ18はワークピースの検査に使用されることができる。センサ18はデータシステム22と通信する。データシステム22は画像ソフトウェアの制御下で動作するプロセッサ又は類似の計算装置を含むことができ、それによってワークピース中の任意のひび等の欠陥又は欠損も特徴付けされることができる。代わりに、データはその後の再検討と解析のためにデータシステム22に関連されるメモリ装置に記憶されることができる。したがってデータシステム22は情報が後にアクセスされることができるように単に位置情報および／または欠陥を示すデータを記憶するためのデータベースであることができる。データシステム22は欠陥を示すデータおよび／または画像を生成することができ、ユーザが先に作成されたデータおよび／または画像を記憶し編集することを可能にする。しかしながら、データシステムはデータを数学的に集収して解析し、例えば位置情報を発生し、その情報を画像投影装置20へ送信することができるので、データシステム22は画像を生成する必要がないことが理解される。
【００２３】
画像投影装置20は欠陥を示す画像30をワークピース上へ投影することができる。例えば画像投影装置20は欠陥の周辺の輪郭を示す画像を投影することができる。したがって画像30はダイヤモンド形又は方形のような種々の多角形形状、あるいは欠陥を囲む任意の他の境界（例えば円形）であることができる。結果としてセンサ18により識別され、データシステム22により特徴付けされる任意の欠陥は修理又は交換のために技術者により容易に位置を突き止められることができる。さらに画像30の形状は欠陥の性質（即ち分類）および／またはタイプを示すために使用されることができる。例えば正方形は欠陥の１タイプを示し、円は欠陥の第２のタイプを示すことができる。図２はマンドレル16上に置かれた皺のあるテープ14のような、ワークピース上の欠陥について多角形画像30を投影する画像投影装置20を示している。多角形画像30はデータシステム22により検出され特徴付けされている欠陥33を概略を示し分類することができる。
【００２４】
画像投影装置20は任意の所望される画像をワークピース上に投影するために使用されることができることが理解される。例えば画像投影装置20は欠陥自体を示すようにワークピース上に画像を投影することができる。さらに、画像投影装置20は欠陥の特定のタイプまたは重大さを識別する等のために、種々の色を有する画像を投影することができる。画像投影装置20はセンサ18により検出された多数の欠陥に基づいて単一の視界内で任意の数及び寸法の画像30を投影することもできる。
【００２５】
それ故、修理又は交換のために画像をワークピース上に正確に投影するために、データシステム22は典型的に画像投影装置22に欠陥の座標を与える。種々の技術が欠陥の座標を生成し、画像投影装置20によって欠陥を示す画像をワークピースに投影するための座標を使用するようにデータシステム22により使用されることができる。例えば欠陥がセンサ18によって検出されるとき、欠陥の位置はマンドレル16上の部分座標に変換される（即ちＣＡＤモデル上で観察される欠陥）。これらの位置はＸ、Ｙ、Ｚ部分座標としてデータシステム22を介して画像投影装置20へ送信されることができる。特に、ガントリ26の位置とマンドレル16のロール角度を与えると、フレーム32上の逆反射ターゲット34の位置はマンドレルとガントリの任意の位置に対する部分座標に変換されることができる。測定された逆反射ターゲット34に基づいた画像投影装置20の位置と配向方向の計算は画像投影装置を相対的な部分座標に変換し、したがって欠陥のワークピースへの投影を可能にする。換言すると、この座標方式はガントリ26の位置とマンドレル16の回転に基づいた欠陥位置（即ち部分座標における欠陥）と、変化する基準システムを使用する。
【００２６】
ワークピース上で欠陥を概略的に示す画像を正確に描くために使用されることのできる別の例示的な技術は、センサ18により検出される情報をデータシステム22へ送信し、ガントリ26の位置とマンドレル16の回転角度に基づいてデータシステムにより欠陥の位置情報をガントリ座標へ変換する動作を含んでいる。ガントリ26とマンドレル16が動いているとき、欠陥のＸ、Ｙ、Ｚ座標はデータシステム22を介して画像投影装置20へ送信される。画像投影装置20の位置及び配向方向は前述したようにフレーム32上に位置する逆反射ターゲット34に基づいてガントリ座標にあり、データシステム22は欠陥の画像をワークピースへ投影するために画像投影装置に相対的なガントリ座標を与えることができる。したがって画像投影装置20の位置に基づいて固定した基準システムと関連して、ガントリ座標中の欠陥はガントリ26の位置とマンドレル16の回転により変化するので、この座標技術は変化する欠陥の位置を使用する。
【００２７】
画像投影装置20によるワークピース上への画像の投影は典型的に行われ、マンドレル16とガントリ26は静止している。したがってワークピースを検査するために必要とされる静止位置の数はマンドレル16と画像投影装置20の視界の寸法に依存している。例えば画像投影装置20の視界がマンドレル16の各９０゜の回転に対応することができる。しかしながら、テープ14がＭＨＴＬＭ12によりマンドレル16上にレイアップ（堆積）されることができるので、画像は実時間またはほぼ実時間でワークピース上に投影されることができることが理解される。
【００２８】
画像投影装置20はコード化された反射装置との相互動作に応答してデータシステム22へフィードバックを提供することもできる。例えば画像投影装置20は逆反射ターゲットを使用して、または逆反射ターゲットにより戻された光の強度を検出する同じパワー検出器によって、トリガーされることのできるパワー検出回路を含むことができる。欠陥位置が投影されるとき、（バーコードに類似する）逆反射材料または逆反射材料の多数のピースのような種々のコード化された反射装置が投影に位置されることができ、特定された欠陥におけるパワー帰還の検出により、画像投影装置20は欠陥のタイプまたは行うことが必要な修正動作のような欠陥に関する情報をデータシステム22へ通信する。したがって、データシステムへのフィードバックは記録の維持または後の修理／交換のために欠陥の変位を示すために使用されることができる。例えば欠陥を含まないか修理された欠陥を含んでいる欠陥位置は、欠陥が存在しないことを示す特別な逆反射「バーコード」によりデータシステム22へ返送されることができ、その一方で他の分類の欠陥（例えば付加的な修理を必要とする欠陥）はそれらの固有の逆反射バーコードを使用する。その結果として、オペレータは欠陥に関する情報を手作業で入力する必要なく投影されている欠陥の位置を容易に変更することができる。
【００２９】
図３は本発明の１実施形態による画像をワークピースに投影する方法を示しており、ここでは画像はワークピース上の欠陥を示している。例えば典型的に検査されているワークピースを示す（ブロック40）データがデータシステム22から与えられる。エンコーダおよび／またはプロジェクタ位置設定装置は画像投影装置の位置配向を決定するために使用される（ブロック42）。画像投影装置30は欠陥を示す画像をワークピースへ投影することができる（ブロック44）。
【００３０】
したがって、本発明は幾つかの利点を与える。光学的投影システム10はワークピース上に欠陥の位置を示す画像を投影することによりワークピース上の欠陥の位置を突き止める技術を提供する。欠陥の座標は識別されることができ、画像を自動的にワークピース上へ投影するために使用される。このようにして、欠陥は容易に位置を突き止められ識別され、それによって影響を受けた領域を修理し、交換し、または補正するための補正ステップが行われることができる。さらに光学的投影システム10はプロジェクタ位置設定装置（即ち基準ターゲット）がないワークピースを使用することができ、これは画像投影装置20の視界がワークピースよりも小さい場合を含んでいる。したがって光学的投影システム10はワークピースの寸法により制限されず、マシン座標中の欠陥はマシン座標を画像投影装置の位置および配向方向で相関することにより画像投影装置20で投影されることができる。さらに画像投影システム10はワークピースが製造されているときワークピース上又は内部の欠陥を特徴付け位置を突き止めることができる。それ故、光学的投影システム10は効率的にワークピースを検査するために実時間又はほぼ実時間のフィードバックを与えることができる。さらに、画像投影装置20は欠陥についての投影された画像中に位置されている逆反射材料を検出することができ、したがってデータシステム22にフィードバックを与える。
【００３１】
前述の説明及び関連される図面で提示されている教示の利点を有するここで説明した本発明の多くの変形及び他の実施形態を当業者は理解することができるであろう。それ故、本発明は説明した特別な実施形態に限定されず、変形および他の実施形態は特許請求の範囲の技術的範囲内に含まれることが理解されよう。特別な用語がここで使用されているが、これらは単に一般的及び説明の意味で使用され、限定を目的とするものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の１実施形態による光学的投影システムの斜視図。
【図２】本発明の別の実施形態による欠陥の周辺についてのワークピース上に投影された画像の正面図。
【図３】本発明の１実施形態による画像をワークピース上に投影する方法を示すフローチャート。
【図１】
2009518625.tif 000003
【図２】
2009518625.tif 000004
【図３】
2009518625.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成20年8月4日(2008.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピース内の欠陥を示し、少なくとも１つのセンサにより捕捉されるデータに基づいている情報を提供することができるデータシステムと、
前記データシステムと通信し、欠陥を示す画像をワークピース上へ投影することができる画像投影装置と、
前記画像投影装置の位置および配向方向の少なくとも一方を決定するための複数のエンコーダとを具備している光学的投影システム。
【請求項２】
前記画像投影装置はレーザプロジェクタまたはデジタルプロジェクタを具備している請求項１記載のシステム。
【請求項３】
さらに、前記画像投影装置の位置および配向方向の少なくとも１つを決定することができる少なくとも１つのプロジェクタ位置設定装置を具備し、前記プロジェクタ位置設定装置は逆反射ターゲットを含むフレームを具備し、前記画像投影装置は画像を逆反射ターゲットへ投影することができる請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記画像投影装置およびフレームは移動可能なガントリに取り付けられている請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記データシステムは欠陥の位置を示す位置情報と欠陥を示す情報とを提供することができる請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記画像投影装置はワークピース上に欠陥の位置を表す画像を投影することができる請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記画像投影装置はワークピース上に欠陥の周辺を囲む画像を投影することができる請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記画像投影装置はワークピース上に欠陥の特定のタイプを示す画像を投影することができる請求項１記載のシステム。
【請求項９】
さらに、少なくとも１つのコード化された反射装置は投影された画像との相互動作に応答して欠陥を示すフィードバックをデータシステムへ提供することができる請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
ワークピース内の欠陥を示す情報を提供し、
複数のエンコーダにより画像投影装置の位置および配向方向の少なくとも一方を決定し、
欠陥を示す画像を画像投影装置によりワークピース上へ投影するステップを含んでいる画像をワークピース上へ投影する方法。
【国際調査報告】
2009518625.tif 000006
2009518625.tif 000007
2009518625.tif 000008