透明板状体表面检查用摄像系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及透明板状体的表面形状的检查所用的、取得在光源摄像时因透明板状体表面的反射而产生的光线路径变化所形成的像的透明板状体表面检查用摄像系统。
【背景技术】
[0002]作为检查玻璃板的表面的微小的变形的方法的一例，已知有如下的方法:使用线路传感器相机(line sensor camera)，顺着在玻璃板的表面处反射了的光线路径而拍摄光源的条纹图案(stripe pattern)，基于通过拍摄而得到的图像数据来检查玻璃板表面的变形的有无、变形的程度。此时，作为条纹图案，经常使用的是作为暗部的线以一定间隔配置的图案。需要说明的是，检查对象的玻璃板在沿一定方向搬运的状态下被照射条纹图案。拍摄的结果得到的图像中出现与条纹图案的暗部对应的痕纹。需要说明的是，线路传感器相机的各像素的大小相同且等间隔地排列。
[0003]图9是表示光源与线路传感器相机之间的一般的光的路径的说明图。将对玻璃板71进行支承的支承部72所存在的一侧称为背侧，将其相反侧称为表侧。图9所示的实线表示在玻璃板71的表侧的面处反射了的光的路径。而且，图9所示的虚线表示在玻璃板71的背侧的面处反射了的光的路径。需要说明的是，图9所示的距离P取决于玻璃板71的板厚。
[0004]作为产生图9所示的距离P的分离现象的光源和线路传感器相机的配置形态，可考虑图10所示的形态。图10所示的箭头表示玻璃板71的搬运方向。此时，在与玻璃板71的搬运方向垂直的平面内，包括从线路传感器相机82延伸的光线路径的起点、线路传感器相机82的视野85、沿着光源81的矩形的照射面的长度方向的该照射面的中心线。
[0005]由此，图10所示的配置形态对应于线路传感器相机82的光线路径中心存在的平面与玻璃板垂直且与玻璃板的搬运方向垂直的情况。
[0006]在此，相机的光轴是指通过相机的透镜的中心且与其透镜面垂直的垂线。并且，光线路径中心是指如下的光线路径:包括与线路传感器相机的光轴一致的光线路径和从与该光线路径对应的玻璃板(假定为未产生变形)的反射点到光源为止的光线路径。
[0007]图10示出在与玻璃板71的搬运方向垂直的平面内，光源81向玻璃板71照射条纹图案，线路传感器相机82经由玻璃板71来拍摄光源81的形态。此时，在玻璃板的表侧的面及背侧的面上分别反射光，因此条纹图案的I条暗部所对应的痕纹在图像内出现2条。
[0008]图11是表示通过摄像而得到的图像的例子的示意图。在图11中，通过在表侧的面处的反射而产生的痕纹如实线所示，通过在背侧的面处的反射而产生的痕纹示意性地如虚线所示。这两种痕纹彼此的距离记为分离距离D。在对应于这两种痕纹的部位，亮度值变得极小。由表侧的面处的反射产生的痕纹与由背侧的面处的反射产生的痕纹的分离距离D成为取决于玻璃板的板厚的大小。
[0009]需要说明的是，例如，若通过表侧的面处的反射产生的痕纹彼此的间隔一定，则能够判断为玻璃板未产生变形。而且，若该间隔不均，则基于该间隔，能够评价玻璃板的变形的程度。
[0010]而且，在玻璃板产生变形的情况下，分离距离D也减小或变大。在此，当分离距离D减小时，亮度值变得极小的像素接近，在图像内，产生是2条痕纹还是I条痕纹不明确的部位。图12是表示分离距离D接近而产生是2条痕纹还是I条痕纹不明确的部位的图像的例子的示意图。当产生这样的不明确的部位时，玻璃板的变形的测定精度下降。尤其是玻璃板的板厚减薄时，分离距离D(参照图11)自身的间隔减小，因此在图像内，容易产生是2条痕纹还是I条痕纹不明确的部位。因此，板厚越薄，变形的测定精度越容易下降。
[0011]为了防止这样的测定精度的下降，提出了在玻璃板的背侧配置水的层(以下，记为水层)的技术(例如，参照专利文献I)。图13是表示在玻璃板的背侧配置有水层的情况的光源与线路传感器相机之间的光的路径的说明图。水层73设置在玻璃板71与支承部72之间。水层73的折射率与玻璃板71的折射率大致相同，由此在玻璃板71的背侧的面处反射的光几乎不存在。其结果是，在图像中出现通过在玻璃板71的表侧的面处的反射而产生的痕纹，通过在背侧的面处的反射而产生的痕纹几乎未出现。因此，能够更明确地识别通过在表侧的面处的反射产生的痕纹的位置，基于痕纹的间隔，能够高精度地测定玻璃板的变形。
[0012]以下，说明图10所示的配置形态的图像拍摄。需要说明的是，为了便于说明，在对应于线路传感器相机82的视野85的部位，在玻璃板71的背侧配置水层(在图10中省略图示)。因此，作为在背侧处的反射几乎不存在的情况进行说明。这一点在后述的图15所示的形态中也同样。
[0013]在玻璃板71被搬运的状态下，线路传感器相机82经由视野85而继续拍摄光源81。因此，能够以玻璃板71为面进行检查。
[0014]从线路传感器相机82的各像素通过透镜朝向视野85的光线路径不是根据玻璃板71的变形的发生状况进行变化而是固定的。但是，从视野85到光源81的光线路径根据玻璃板71的变形的发生状况而变化。
[0015]光源81的照射面81a朝向线路传感器相机82的视野85方向照射条纹图案。在本例中，照射面81a为细长的矩形，照射面81a存在的面与玻璃板71存在的面相交，照射面81a的短边以与玻璃板71的搬运方向平行的方式配置。并且，在照射面81a中，各个暗部81b以与照射面81a的短边平行的方式等间隔地设置。需要说明的是，在照射面上，将暗部以外的部位记为明部。
[0016]图14是表示从图10所示的线路传感器相机82的透镜经由视野85到达光源81的光线路径及将光源81的照射面81a向与玻璃板的搬运方向垂直的面进行投影后的结果的示意图。需要说明的是，严格来说，图14示出沿着玻璃板的搬运方向的轴从下游侧向上游侧投影的结果。在本说明书中，关于表示投影结果的其他的附图，也示出沿着玻璃板的搬运方向的轴从下游侧向上游侧投影的结果。
[0017]如前所述，从线路传感器相机82的各像素通过透镜朝向视野85的光线路径不是根据玻璃板71的变形的发生状况进行变化而是固定的。某像素所对应的光线路径中的从视野85到光源81的光线路径反映到照射面81a的摄像状态中。即，某像素所对应的从视野85到光源81的光线路径在照射面81a上若是暗部，则该像素的输出表示黑色。而且，从视野85到光源81的光线路径在照射面81a上若是明部，则该像素的输出表示白色。因此，若玻璃板71没有变形，则从视野85到光源81的光线路径不会变化，因此图像中出现的痕纹成为等间隔。另一方面，在玻璃板71存在变形的情况下，某像素所对应的从视野85到光源81的光线路径从照射面81a的暗部变动为明部，或者从明部变动为暗部，由此图像中出现的痕纹成为不等间隔。
[0018]将光源81的照射面81a向与玻璃板的搬运方向垂直的面上投影后的结果如图14所示成为线段。其结果是，各像素所对应的从视野85到光源81的光线路径与作为线段的照射面81a以一点相交，分别唯一确定。
[0019]而且，作为光源和线路传感器相机的其他的配置形态，可考虑图15所示的形态。图15所示的箭头表示玻璃板71的搬运方向。图15对应于线路传感器相机82的光线路径中心存在于与玻璃板71的搬运方向平行且与玻璃板垂直的平面内的情况。
[0020]在玻璃板71被搬运的状态下，线路传感器相机82经由视野85而继续拍摄光源81。而且，从线路传感器相机82的各像素通过透镜朝向视野85的光线路径不是根据玻璃板71的变形的发生状况进行变化而是固定的。这些点与图10所示的形态同样。
[0021]而且，在图15所示的形态中，光源81的照射面81a与玻璃板71平行地配置，其短边与玻璃板71的搬运方向平行地设置。即，照射面81a与玻璃板71正对地照射条纹图案。在本例中，照射面81a也是细长的矩形。并且，各个暗部81b以与照射面81a的短边平行的方式设置。
[0022]图16是表示从图15所示的线路传感器相机82的透镜经由视野85朝向光源81的光线路径及将光源81的照射面81a向与玻璃板的搬运方向垂直的面投影后的结果的示意图。如已经说明那样，从线路传感器相机82的各像素通过透镜朝向视野85的光线路径不是因玻璃板71的变形的发生状况进行变化而是固定的。并且，某像素所对应的光线路径中的从视野85到光源81的光线路径反映到照射面81a的摄像状态中。S卩，某像素所对应的从视野85到光源81的光线路径在照射面81a上若是暗部，则该像素的输出表示黑色。而且，从视野85到光源81的光线路径在照射面81a上若是明部，则该像素的输出表示白色。因此，若在玻璃板71没有变形，则从视野85到光源81的光线路径不变化，因此图像中出现的痕纹成为等间隔。另一方面，在玻璃板71存在变形的情况下，某像素所对应的从视野85到光源81的光线路径从照射面81a的暗部变动为明部，或者从明部变动为暗部，由此图像中出现的痕纹成为不等间隔。
[0023]图15所示的形态中，也是，将光源81的照射面81a向与玻璃板的搬运方向垂直的面投影的结果如图16所示成为线段。因此，各像素所对