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专利名称：玻璃带内缺陷测定方法和玻璃带内缺陷测定系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种进行与玻璃带内的缺陷相关的测定的玻璃带内缺陷测定方法和玻璃带内缺陷测定系统，特别地涉及一种对玻璃带内的缺陷的高度方向位置等进行测定的玻璃带内缺陷测定方法和玻璃带内缺陷测定系统。
背景技术：
提出了各种对玻璃带内的缺陷的高度方向位置等进行测定的方法。作为对玻璃带内的缺陷的高度方向位置进行测定的一般的方法，存在对缺陷进行拍摄时调节照相机的焦点来测定缺陷的高度方向位置的方法。为了方便而将该方法称为第一测定方法。

图1OA是示意地表示第一测定方法的说明图。在第一测定方法中，如图1OA所示，在使光通过玻璃带82的状态下传送玻璃带82。而且，利用线照相机81对被传送的玻璃带82的内部进行拍摄。如果在玻璃带82的内部存在缺陷83，则对缺陷83进行拍摄。图1OB表示拍摄到的缺陷的图像的例子。在图1OA中，示意地用长方形表示缺陷83，在图1OB中，也用长方形表示在玻璃带的图像内出现的缺陷的像86，但缺陷的形状并不限于长方形。其中，在以下所示的图11A、图11B、图12A、图12B、图13以及图14中也示意地用长方形表示缺陷。此外，图1OB所示的箭头是玻璃带82的传送方向。在利用线照相机81对玻璃带82的内部进行拍摄时，调节照相机的焦点，使缺陷的存在位置与照相机的焦点相一致，测定从线照相机81到缺陷的绝对距离，根据该距离计算缺陷的高度方向位置。作为调节照相机的焦点而使缺陷的存在位置与照相机的焦点相一致的方法，存在DFF(Depth from Focus:聚焦深度)法等。另外，关于缺陷的尺寸，对拍摄到的图像进行图像处理来测定缺陷的尺寸。例如在专利文献I 3等中记载了调节照相机的焦点来测定缺陷的高度方向位置的方法、装置。 另外，作为对玻璃带内的缺陷的高度方向位置进行测定的其它的一般的方法，存在以下的方法:利用入射到玻璃带的光的反射光，在两个位置拍摄同一缺陷，根据作为其结果所得到的两个像的位置关系来测定缺陷的高度方向位置。为了方便而将该方法记为第二测定方法。图1lA是示意地表示第二测定方法的说明图。在第二测定方法中，例如如图1lA所示，使光在玻璃带82中的与线照相机相同的一侧入射，使其反射光到达线照相机81。然后，传送玻璃带82，利用线照相机81对玻璃带82的内部进行拍摄。将在后面参照图13的上部所示的侧视图说明光在玻璃带内的路径。对于缺陷83，在玻璃带82被传送并且移动而该缺陷83与反射前的光的路径重叠时以及与反射后的光的路径重叠时，分别在线照相机81中被捕捉为像。其结果是，即使缺陷83是一个，拍摄到的图像中也映现两个像。图1lB是通过第二测定方法拍摄到的图像的例子。如图1lB所示，对于同一缺陷映现两个像84、85。在第二测定方法中，根据图1lB所示例的图像中的两个像的位置关系来计算缺陷83的高度方向位置。另外，关于缺陷的尺寸，对拍摄到的图像进行图像处理来测定缺陷的尺寸。此外，图1lB所示的箭头是玻璃带82的传送方向。例如在专利文献4 6、8等中记载了以下的方法、装置:利用入射到透明基板等的光的反射光，在两个位置拍摄同一缺陷，根据两个像的位置关系来测定缺陷的高度方向位置。另外，存在以下的方法:在玻璃带的两面，与第二测定方法同样地对图像进行拍摄，根据在玻璃带的各个面拍摄到的图像内的像的位置关系来测定缺陷的高度方向位置。为了方便而将该方法记为第三测定方法。图12A是示意地表示第三测定方法的说明图。在第三测定方法中，例如如图12A所示，使光在玻璃带82中的与第一线照相机Sla相同的一侧入射，使其反射光到达第一线照相机81a。同样地，使光在与第二线照相机81b相同的一侧入射，使其反射光到达第二线照相机81b。然后，传送玻璃带82，利用第一线照相机Sla和第二线照相机81b分别对玻璃带82的内部进行拍摄。这样，在第一线照相机81中，与第二测定方法的情况同样地捕捉两个像。另外，在第二线照相机81b中也捕捉两个像。图12B是通过第三测定方法拍摄到的图像的例子。在第三测定方法中，如图12B所示，得到一侧的线照相机从玻璃带的上侧拍摄到的图像和另一侧的线照相机从玻璃带的下侧拍摄到的图像。在各图像中分别映现两个像。在第三测定方法中，根据从玻璃带的上侧和下侧拍摄到的各图像中的像的位置关系来计算缺陷83的高度方向位置。此外，在图12B中，示例了在从上侧拍摄到的图像中像重叠的情况。另外，关于缺陷的尺寸，对拍摄到的图像进行图像处理来测定缺陷的尺寸。此外，图12B所示的箭头是玻璃带82的传送方向。例如在专利文献7中记载了从透明基板的两侧拍摄图像来求出缺陷的高度方向位置的方法。在第二测定方法、第三测定方法中，以同一缺陷的像在图像内不重叠为条件来计算缺陷的高度方向位置。此外，在第三测定方法中，在如图12B所示例的那样在一侧的图像中像重叠的情况下，使用另一侧的图像计算缺陷的高度方向位置即可。以下，示出根据在第二测定方法中拍摄到的图像内的两个像的位置关系来测定缺陷的高度方向位置的具体例子。图13是表示利用线照相机对被传送的玻璃带内的缺陷进行拍摄时的位置的说明图。图13的上部所示的 图是玻璃带的侧视图，图13的下部左侧所示的图是与图13的上部所示的侧视图对应的俯视图。另外，图13的下部右侧所示的图示出拍摄被传送的玻璃带82内的一个缺陷83时得到的图像。图13所示的侧视图和俯视图内所示的长方形表示玻璃带82内的缺陷83。在本例子中缺陷是一个。一个缺陷83与被传送的玻璃带82 —起移动。在图13所示的侧视图和俯视图中，分别图示了移动到位置91时的缺陷83和移动到位置92时的缺陷83。在图13所示的侧视图和俯视图中并不是存在两个缺陷。如图13的上部的侧视图所示那样，要到达线照相机81的光从玻璃带82中的线照相机侧的面入射到被传送的玻璃带82。而且，当入射后的光到达玻璃带82中的与入射侧相反的一侧的界面时，在该界面反射，通过入射侧的界面而到达线照相机81。到达线照相机81的光的入射角α依赖于线照相机81的设置位置。通过固定线照相机81的设置位置，入射角α被决定为固定值。另外，依赖于光的入射角α和玻璃带82的折射率η而决定光的折射角β。在此，假设入射角α和折射率η是已知的，折射角β也被决定为固定值。对于折射率η、入射角α以及折射角β，式(I)的关系成立。n=sin a /sin β 式(I)因而，如果入射角α和折射率η已知，则对β求解式(I)而求出折射角β。
另外，在图13所示的例子中，从玻璃带82中的与线照相机81相反的一侧的面到缺陷83的高度方向位置d是测定对象。线照相机81持续对玻璃带82的内部进行拍摄。缺陷83与玻璃带82 —起向传送方向移动。而且，当缺陷83移动到交叉位置91时，线照相机81拍摄第一个像(以下记为第一像。)作为缺陷83的像，其中，交叉位置91是缺陷83与入射到玻璃带82并在界面反射后到达线照相机81的光的路径首次交叉的位置。进一步，当缺陷83移动到与光的路径第二次交叉的交叉位置92时，线照相机81拍摄第二个像(以下记为第二像。)作为缺陷83的像。其结果是，如图13的下部右侧所示那样，在拍摄到的图像中出现第一像98和第二像99。此外，在缺陷83具有透光性的情况下，透过了缺陷83的光到达线照相机81而被捕捉为像。在缺陷83是遮光性的缺陷的情况下，缺陷83在图像中映现为黑色的像。不管缺陷83是否具有遮光性，均在移动到位置91、92时被捕捉为像。另外，如图13所示，设从第一像的拍摄位置91到第二像的拍摄位置92的缺陷83的移动距离为yd。另外，将线照相机81的正面方向的拍摄位置的范围称为中心线95。更具体地说，将线照相机81的正面方向的拍摄位置的范围正射投影到玻璃带82的界面所得的直线是中心线95。在 拍摄到的图像(参照图13的下部右侧)中，能够根据将第一像98和第二像99正射投影到相当于中心线95的图像内的线96时的像98、99的距离来测定yd。如果根据图像测定出yd的值，则能够使用折射角β通过计算以下所示的式(2)来求出缺陷83的高度方向位置d。d=yd/ (2 X tan β )式⑵另外，将从线照相机81朝向第一像的拍摄位置91的直线正射投影到玻璃带的界面所得的直线与中心线95所成的角设为Θ。这时，在拍摄到的图像(参照图13的下部右侦D中，通过第一像98和第二像99的各中心的直线与线96所成的角也为Θ。此外，这时能够如下这样计算tan Θ。以下，在说明图13的下部左侧的俯视图所示的y。的基础上，说WtanQ的计算。在图13中示出了缺陷83从线照相机81的正面偏离的情况。在如图14所示那样假设缺陷83存在于线照相机81的正面的情况下，将拍摄第二像的位置92正射投影到玻璃带82的界面的位置与线照相机81的镜头部分正射投影到玻璃带82的界面的位置之间的距离称为拍摄距离y。。其中，拍摄距离y。根据缺陷83的高度方向位置d而变化。在d为最大时，拍摄距尚为最小值Y1，在d为最小时，拍摄距尚y。为最大值y2 (参照图14的上部所不的侧视图)。S卩，Y1彡y。彡12。这样，y。严格来说依赖于d,但例如也可以在Y1彡y。彡y2的范围内预先决定y。。即使yc不是正确的值，只要是Y1彡y。彡y2的范围内的值，贝Ij在tan Θ中只包含可忽略的误差。另外，将缺陷83从线照相机的正面方向产生的偏离记为XcJ参照图13的下部左侧)。能够在拍摄到的图像(参照图13的下部右侧)中，根据从相当于中心线95的线96到第二像99的距离来确定X。。。即，在图像内，对相当于从线96到第二像99的距离的像素数进行计数。线照相机81的位置是固定的，因此还能够将每个像素的在真实空间中的距离决定为固定值。通过将相当于从线96到第二像99的距离的像素数与每个像素的在真实空间中的距离相乘，能够计算X。。的长度。
在此，能够使用y。和X。。，如以下的式(3)所示那样用近似式来表示tan Θ。g卩，能够使用y。和X。。，通过计算式⑶来求出tan Θ。公式I
权利要求
1.一种玻璃带内缺陷测定方法，其特征在于，包括以下步骤: 拍摄步骤，从光源向被传送的玻璃带照射光，通过被配置于在上述玻璃带反射的光所到达的位置处的拍摄单元来对上述玻璃带进行拍摄；以及 运算步骤，根据通过上述拍摄单元拍摄到的图像内的、由上述玻璃带的同一缺陷引起的互相重叠且具有上述缺陷的种类所固有的形状的两个像的位置关系，来计算上述缺陷在上述玻璃带内的高度方向位置。
2.根据权利要求1所述的玻璃带内缺陷测定方法，其特征在于， 在上述运算步骤中，计算从上述互相重叠的两个像中的一个像的拍摄位置到另一个像的拍摄位置的缺陷的移动距离， 根据计算出的上述移动距离和上述玻璃带内的光的折射角来计算上述缺陷在上述玻璃带内的高度方向位置。
3.根据权利要求2所述的玻璃带内缺陷测定方法，其特征在于， 在上述运算步骤中，通过从上述互相重叠的两个像的外接矩形中的与相当于上述玻璃带的传送方向的方向平行的边的像素数所对应的在真实空间中的长度减去与上述传送方向平行的缺陷的直径的长度，来计算上述移动距离。
4.根据权利要求2所述的玻璃带内缺陷测定方法，其特征在于， 在上述运算步骤中，根据上述互相重叠的两个像的位置关系，使用包含像在上述玻璃带的宽度方向上的位置作为变量的预先决定的计算式来计算上述缺陷的特征量，使用该特征量来计算上述移动距离。·
5.根据权利要求4所述的玻璃带内缺陷测定方法，其特征在于， 上述特征量是与上述玻璃带的传送方向平行的缺陷的直径的长度，通过从上述互相重叠的两个像的外接矩形中的与相当于上述传送方向的方向平行的边的像素数所对应的在真实空间中的长度减去上述直径的长度，来计算上述移动距离。
6.根据权利要求4所述的玻璃带内缺陷测定方法，其特征在于， 上述特征量是上述缺陷的两个直径的比，根据图像内相当于上述拍摄单元的正面方向的拍摄位置的线与通过上述两个像的各中心的线所成的角度和上述比，来计算上述移动距离。
7.一种玻璃带内缺陷测定系统，其特征在于，具备: 传送单元，其对成为缺陷的高度方向位置的测定对象的玻璃带进行传送； 光源，其向上述玻璃带照射光； 拍摄单元，其配置于在上述玻璃带反射的光所到达的位置处，对上述玻璃带进行拍摄；以及 运算单元，其根据通过上述拍摄单元拍摄到的图像内的、由上述玻璃带的同一缺陷引起的互相重叠且具有上述缺陷的种类所固有的形状的两个像的位置关系，来计算上述缺陷在上述玻璃带内的高度方向位置。
8.根据权利要求7所述的玻璃带内缺陷测定系统，其特征在于， 运算单元计算从上述互相重叠的两个像中的一个像的拍摄位置到另一个像的拍摄位置的缺陷的移动距离， 根据计算出的上述移动距离和上述玻璃带内的光的折射角来计算上述缺陷在上述玻璃带内的高度方向位置。
9.根据权利要求7所述的玻璃带内缺陷测定系统，其特征在于， 运算单元通过从上述互相重叠的两个像的外接矩形中的与相当于上述玻璃带的传送方向的方向平行的边的像素数所对应的在真实空间中的长度减去与上述传送方向平行的缺陷的直径的长度，来计算上述移动距离。
10.根据权利要求7所述的玻璃带内缺陷测定系统，其特征在于， 运算单元根据上述互相重叠的两个像的位置关系，使用包含像在上述玻璃带的宽度方向上的位置作为变量的预先决定的计算式来计算上述缺陷的特征量，使用该特征量来计算上述移动距离 。
全文摘要
本发明提供一种玻璃带内缺陷测定方法，即使在玻璃带的界面附近存在缺陷的情况、缺陷大的情况下也能够测定玻璃带内的缺陷的高度方向位置。从通过对被传送的玻璃带进行拍摄所得到的图像中确定互相重叠的两个像的外接矩形。然后计算与外接矩形的边(24)对应的在真实空间中的长度(h)。另外，计算图像内的从像(21)的中心部分(21a)到靠近侧的短边的距离所对应的在真实空间中的长度，计算其两倍的长度(s)。然后，通过计算h-s，求出从拍摄了第一个像的位置到拍摄了第二个像的位置的缺陷的移动距离(yd)，根据(yd)和折射角(β)计算缺陷的高度方向位置。
文档编号G01N21/896GK103250047SQ20118005943
公开日2013年8月14日 申请日期2011年12月6日 优先权日2010年12月9日
发明者藤井信治, 楜泽信, 吉川信 申请人:旭硝子株式会社