专利名称：矩形板状物的外形形状测量方法以及摄像单元的相对位置的校正方法
技术领域：
本发明涉及一种对玻璃板等矩形板状物的外形形状(尺寸和四角的垂直度等)进行测量的测量方法，特别涉及一种能够不停机地对在线上输送的玻璃板等矩形板状物的外形形状(尺寸和四角的垂直度等)进行测量的测量方法。
背景技术：
以往，在液晶显示器用玻璃板、等离子体显示器用玻璃板、场致发射显示器用玻璃板、有机EL等平板显示器用玻璃板等玻璃板领域中，要求以非接触的方式在短时间内高精度且有效地对矩形玻璃板的外形形状(尺寸以及四角的垂直度等)进行测量，作为应对这种要求的装置，提出了以下形状测量装置对玻璃板进行拍摄，根据拍摄到的该图像等，自动地对玻璃板的外形形状(尺寸以及四角的垂直度等)进行测量(例如参照专利文献1)。图10是专利文献1所记载的形状测量装置的主视图。图11是专利文献1所记载的形状测量装置的侧视图。如图10、图11所示，专利文献1所记载的形状测量装置100具备在X轴方向上延伸的X轴引导件102、在Y轴方向上延伸的Y轴引导件104、摄像单元106以及马达(未图示)等，该马达(未图示)使摄像单元106沿X轴引导件102以及Y轴引导件104在XY方向上移动。在该形状测量装置100中，如图11所示，使摄像单元106—边在XY方向上移动一边对以倾斜姿势搬入并被支承在检查台108上的玻璃板110的边缘等进行拍摄，根据拍摄到的该图像等自动地对玻璃板110的外形形状(尺寸以及四角的垂直度等)进行测量。专利文献1 日本特开2007-205724号公报
发明内容
发明要解决的问题然而，该形状测量装置100构成为使用在XY方向上移动的摄像单元106对玻璃板 110的边缘等进行拍摄，因此必须将该玻璃板110固定在检查台108上一定时间，对于在线上输送的多个玻璃板110中的每个玻璃板，无法不停机地进行形状测量，从而测量花费时间，在产生不良时向制造条件的反馈慢。因此，存在无法提高成品率这种问题。本发明是鉴于这种情形而完成的，目的在于提供一种能够不停机地对在线上输送的玻璃板等矩形板状物的外形形状(尺寸和四角的垂直度等)进行测量的测量方法。用于解决问题的方案本发明为了达到上述目的，提供一种矩形板状物的外形形状测量方法，使用形状测量装置对以经过形状测量区域的方式输送的矩形板状物的外形形状进行测量，其中，该形状测量装置具备四个摄像单元以及存储单元，该四个摄像单元预先与矩形板状物的四角对应地进行配置，该存储单元保存上述四个摄像单元各自的相对坐标，该矩形板状物的外形形状测量方法的特征在于，具备以下步骤判断上述矩形板状物是否已经到达上述测量区域；在判断为上述矩形板状物已经到达上述测量区域的情况下，通过上述四个摄像单元拍摄包括已经到达该测量区域的矩形板状物的四角各角的角部的图像；根据拍摄得到的上述图像，对上述矩形板状物的四角各角距离图像原点的坐标值即角柱坐标进行计算；根据计算出的上述矩形板状物的角柱坐标以及保存在上述存储单元中的相对坐标，对上述矩形板状物的四边各边的长度尺寸进行计算；以及根据计算出的上述角柱坐标、保存在上述存储单元中的相对坐标以及计算出的上述长度尺寸，对上述矩形板状物的四角各角的垂直度进行计算。根据上述结构，不需要以往那样使摄像单元在XY方向上进行移动，而使用预先与矩形板状物的四角对应地配置的四个摄像单元来同时(或者大致同时)对包括矩形板状物的四角各角的角部的图像进行拍摄，根据拍摄得到的该图像等，对矩形板状物的外形形状 (矩形板状物的四边各边的长度尺寸以及矩形板状物的四角各角的垂直度)进行计算。因此，能够不停机地对在线上输送的多个矩形板状物分别进行形状测量，从而能够提高成品率。并且，本发明的外形形状测量方法还具备以下步骤将计算出的上述长度尺寸以及上述垂直度与规定的标准值进行比较；以及根据上述比较的结果，判断上述矩形板状物的外形形状是否良好。根据上述结构，能够判断矩形板状物的外形形状是否良好。并且，本发明的外形形状测量方法还具备以下步骤根据校正用标准矩形板状物的四边各边的预先测量得到的长度尺寸以及该校正用标准矩形板状物的四角各角的预先测量得到的垂直度，对上述矩形板状物的四角各角的预先测量得到的垂直度进行校正；通过上述四个摄像单元拍摄包括上述校正用标准矩形板状物的四角各角的角部的图像；根据拍摄得到的上述图像，对上述校正用标准矩形板状物的四角各角的角柱坐标进行计算；以及根据计算出的上述校正用标准矩形板状物的角柱坐标、校正后的上述垂直度以及上述校正用标准矩形板状物的四边各边的预先测量得到的长度尺寸，对上述四个摄像单元各自的相对坐标进行计算，保存到上述存储单元。根据上述结构，通过使用预先测量了四边各边的长度尺寸以及四角各角的垂直度的(已知的)校正用标准矩形板状物，能够对成为矩形板状物的外形形状(矩形板状物的四边各边的长度尺寸以及矩形板状物的四角各角的垂直度)的计算基础的四个摄像单元各自的相对坐标进行计算。并且，具备对矩形板状物的四角各角的预先测量得到的垂直度进行校正的步骤， 因此即使预先测量得到的校正用标准矩形板状物的四边各边的长度尺寸以及四角各角的垂直度包含测量误差，该测量误差也被抵消。因此，能够更高精度地计算四个摄像单元各自的相对坐标。并且，本发明提供一种摄像单元的相对位置的校正方法，对形状测量装置中的四个摄像单元的相对坐标进行校正，其中，上述形状测量装置具备预先与矩形板状物的四角对应地配置的上述四个摄像单元，该摄像单元的相对位置的校正方法的特征在于，具备以下步骤根据校正用标准矩形板状物的四边各边的预先测量得到的长度尺寸以及该校正用标准矩形板状物的四角各角的预先测量得到的垂直度，对上述矩形板状物的四角各角的预先测量得到的垂直度进行校正；通过上述四个摄像单元拍摄包括上述校正用标准矩形板状物的四角各角的角部的图像；根据拍摄得到的上述图像，对上述校正用标准矩形板状物的四角各角的角柱坐标进行计算；以及根据计算出的上述校正用标准矩形板状物的角柱坐标、校正后的上述垂直度以及上述校正用标准矩形板状物的四边各边的预先测量得到的长度尺寸，对上述四个摄像单元各自的相对坐标进行计算。根据上述结构，通过使用预先测量了四边各边的长度尺寸以及四角各角的垂直度的(已知的)校正用标准矩形板状物，能够对成为矩形板状物的外形形状(矩形板状物的四边各边的长度尺寸以及矩形板状物的四角各角的垂直度)的计算基础的四个摄像单元各自的相对坐标进行计算。并且，具备对矩形板状物的四角各角的预先测量得到的垂直度进行校正的步骤， 因此即使预先测量得到的校正用标准矩形板状物的四边各边的长度尺寸以及四角各角的垂直度包含测量误差，该测量误差也被抵消。因此，能够更高精度地计算四个摄像单元各自的相对坐标。发明的效果如上所述，根据本发明，可提供一种能够不停机地对在线上输送的玻璃板等矩形板状物的外形形状(尺寸和四角的垂直度等)进行测量的测量方法。
图1是应用于本实施方式的矩形板状物的外形形状测量方法的形状测量装置的系统结构图。图2是用于说明玻璃板的一般制造工序的图。图3是测量线30上的形状测量区域32附近的俯视图。图4是用于说明校正用标准玻璃板36的四边以及角部与摄像单元18C0 18C3 之间的位置关系的图。图5是由各摄像单元18C0 18C3拍摄到的图像Pl P4的示例。图6是用于说明对四个摄像单元18C0 18C3各自的相对坐标进行计算的处理的流程图。图7是用于说明校正用标准玻璃板36的四边各边的长度尺寸E1、E2、ER、EL与该校正用标准玻璃板36的四角各角的垂直度Z 1 广4的关系的图。图8是用于说明四个摄像单元18C0 18C3各自的相对坐标SO S3、近似校正角 Rf、R2*等的关系的图。图9是用于说明对工件玻璃板34的外形形状进行测量的方法的流程图。图10是专利文献1所述的形状测量装置的主视图。图11是专利文献1所述的形状测量装置的侧视图。
具体实施例方式根据附图来详细说明本发明所涉及的矩形板状物的外形形状测量方法的优选实施方式。图1是应用于本实施方式的矩形板状物的外形形状测量方法的形状测量装置的系统结构图。图2是用于说明玻璃板的一般制造工序的图。图3是测量线30上的形状测量区域32附近的俯视图。[形状测量装置的概要]如图2所示，通常通过以下工序来制造玻璃板切断工序，将制造成规定厚度的玻璃板切断为规定尺寸；倒角工序，对切断后的玻璃板实施倒角加工；清洗和干燥工序，对倒角加工后的玻璃板进行清洗和干燥；以及测量工序(测量线)，对清洗和干燥后的玻璃板的外形形状进行测量。本实施方式的形状测量装置10是用于测量玻璃板的外形形状的装置，如图3所示，设置于测量线30上的形状测量区域32。将清洗和干燥后的玻璃板34 (例如，图3示出的长度L (数米)X宽度W(数米)的矩形玻璃板。以下称为工件玻璃板)通过公知的输送单元(未图示)在测量线30上进行输送，使其经过形状测量区域32。形状测量装置10不停机地自动地对经过形状测量区域32的工件玻璃板34的外形形状(工件玻璃板34的四边各边的长度尺寸以及四角各角的垂直度等)进行测量。[形状测量装置的结构]如图1所示，形状测量装置10具备以下等部分图像处理装置12 ；四个照明单元 16，其经由LED电源14和规定接口(未图示)连接在图像处理装置12上；四个摄像单元 18C0 18C3，其经由规定接口(未图示)连接在图像处理装置12上；以及传感器20，其经由规定接口(未图示)连接在图像处理装置12上。图像处理装置12具备MPU、CPU等计算和控制单元12a以及RAM、ROM等存储单元 12b等。图像处理装置12的计算和控制单元1 作为以下单元而发挥功能控制单元，其执行读取到存储单元12b的规定程序，来对各照明单元16和各摄像单元18C0 18C3进行控制，以及计算单元，其计算工件玻璃板34的外形形状等。照明单元16是用于对工件玻璃板34的四角进行照明的单元，例如是包括环状地配置的多个LED光源(未图示)的照明装置。如图1所示，照明单元16与工件玻璃板34 的四角分别对应地配置有四处。照明单元16按照来自图像处理装置12的控制点亮，来对工件玻璃板34的四角进行照明。摄像单元18C0 18C3是用于拍摄工件玻璃板34的四角的单元，例如是包括CXD 型或者CMO S型的摄像元件(例如分辨率数十ym/pic)的摄像装置。摄像单元18C0 18C3与工件玻璃板34的四角分别对应地配置有四处使得工件玻璃板34的四角各角的角部Cl C4(参照图1、图3、图4等)容纳在视场范围(例如视场范围数十厘米X数十厘米)内。摄像单元18C0 18C3按照来自图像处理装置12的控制来对包含工件玻璃板34 的四角各角的角部Cl C4的图像Pl P4进行拍摄。图5是由各摄像单元18C0 18C3 拍摄到的图像Pl P4的示例。拍摄到的该图像Pl P4被取入到图像处理装置12。传感器20是用于检测作为测量对象的工件玻璃板34是否已经到达测量区域 32(内的规定摄像位置)的传感器，例如是光电断路器。在检测出工件玻璃板34的输送方向的端缘34a (边缘)的情况下，传感器20将表示该意思的检测信号通知给图像处理装置 12。接收到该通知的图像处理装置12控制各照明单元16使其对已经到达该测量区域32 的工件玻璃板；34的四角进行照明。与此同时，控制各摄像单元18C0 18C3使其对包含该工件玻璃板34的四角各角的角部Cl C4的图像进行拍摄。
[使用校正用标准玻璃板的相对坐标计算处理(校正方法)]接着，参照图6来说明使用校正用标准玻璃板对四个摄像单元18C0 18C3各自的相对坐标进行计算的处理。图6是用于说明对四个摄像单元18C0 18C3各自的相对坐标进行计算的处理的流程图。通过图像处理装置12 (计算和控制单元)执行读取到存储单元12b等中的规定程序来实现以下处理。如图4、图7所示，预先使用线性规等校正规对校正用标准玻璃板36的四边各边的长度尺寸E1、E2、EF、ER以及该校正用标准玻璃板36的四角各角的垂直度Z 1 Z 4进行测量，如表1所示那样保存在存储单元12b等中。垂直度是指应该为直角的校正用标准玻璃板36的四角各角的内角的、偏离于直角的大小。在本实施方式中，采用以下两点之间的距离(mm)作为垂直度，其中一点为与校正用标准玻璃板36的四角各角的角部Cl C4相距IOOOmm的该校正用标准玻璃板36上的点，另一点为与将四角各角的内角假设为直角的情况下的校正用标准玻璃板36的四角各角的角部Cl C4相距IOOOmm的该校正用标准玻璃板36上的点。此外，还可以采用校正用标准玻璃板36的四角各角的内角与将四角各角的内角假设为直角的情况下的校正用标准玻璃板36的四角各角的内角(直角)之间的差(rad)作为垂直度。[表 1]
权利要求
1.一种矩形板状物的外形形状测量方法，使用形状测量装置对以经过形状测量区域的方式输送的矩形板状物的外形形状进行测量，其中，该形状测量装置具备四个摄像单元以及存储单元，该四个摄像单元预先与矩形板状物的四角对应地进行配置，该存储单元保存上述四个摄像单元各自的相对坐标，该矩形板状物的外形形状测量方法的特征在于，具备以下步骤判断上述矩形板状物是否已经到达上述测量区域；在判断为上述矩形板状物已经到达上述测量区域的情况下，通过上述四个摄像单元拍摄包括已经到达该测量区域的矩形板状物的四角各角的角部的图像；根据拍摄得到的上述图像，对上述矩形板状物的四角各角距离图像原点的坐标值即角柱坐标进行计算；根据计算出的上述矩形板状物的角柱坐标以及保存在上述存储单元中的相对坐标，对上述矩形板状物的四边各边的长度尺寸进行计算；以及根据计算出的上述角柱坐标、保存在上述存储单元中的相对坐标以及计算出的上述长度尺寸，对上述矩形板状物的四角各角的垂直度进行计算。
2.根据权利要求1所述的矩形板状物的外形形状测量方法，其特征在于， 还具备以下步骤将计算出的上述长度尺寸以及垂直度与规定的标准值进行比较；以及根据上述比较的结果，判断上述矩形板状物的外形形状是否良好。
3.根据权利要求1或者2所述的矩形板状物的外形形状测量方法，其特征在于， 还具备以下步骤根据校正用标准矩形板状物的四边各边的预先测量得到的长度尺寸以及该校正用标准矩形板状物的四角各角的预先测量得到的垂直度，对上述矩形板状物的四角各角的预先测量得到的垂直度进行校正；通过上述四个摄像单元拍摄包括上述校正用标准矩形板状物的四角各角的角部的图像；根据拍摄得到的上述图像，对上述校正用标准矩形板状物的四角各角的角柱坐标进行计算；以及根据计算出的上述校正用标准矩形板状物的角柱坐标、校正后的上述垂直度以及上述校正用标准矩形板状物的四边各边的预先测量得到的长度尺寸，对上述四个摄像单元各自的相对坐标进行计算，保存到上述存储单元。
4.一种摄像单元的相对位置的校正方法，对形状测量装置中的四个摄像单元的相对坐标进行校正，其中，上述形状测量装置具备预先与矩形板状物的四角对应地配置的上述四个摄像单元，该摄像单元的相对位置的校正方法的特征在于，具备以下步骤根据校正用标准矩形板状物的四边各边的预先测量得到的长度尺寸以及该校正用标准矩形板状物的四角各角的预先测量得到的垂直度，对上述矩形板状物的四角各角的预先测量得到的垂直度进行校正；通过上述四个摄像单元拍摄包括上述校正用标准矩形板状物的四角各角的角部的图像；根据拍摄得到的上述图像，对上述校正用标准矩形板状物的四角各角的角柱坐标进行计算；以及根据计算出的上述校正用标准矩形板状物的角柱坐标、校正后的上述垂直度以及上述校正用标准矩形板状物的四边各边的预先测量得到的长度尺寸，对上述四个摄像单元各自的相对坐标进行计算。
全文摘要
本发明提供一种矩形板状物的外形形状测量方法，使用形状测量装置对输送过来的矩形板状物的外形形状进行测量，该形状测量装置具备四个摄像单元以及存储单元，该四个摄像单元预先与矩形板状物的四角对应地进行配置，该存储单元保存上述四个摄像单元各自的相对坐标，该矩形板状物的外形形状测量方法具备以下步骤判断上述矩形板状物是否已经到达测量区域；通过上述四个摄像单元拍摄包括已经到达上述测量区域的上述矩形板状物的四角各角的角部的图像；根据拍摄得到的上述图像对上述矩形板状物的四角各角距图像原点的坐标值即角柱坐标进行计算；以及根据计算出的上述角柱坐标以及保存在上述存储单元中的相对坐标对上述矩形板状物的四边各边的长度尺寸和四角各角的垂直度进行计算。
文档编号G01B11/04GK102301201SQ201080006170
公开日2011年12月28日 申请日期2010年2月10日 优先权日2009年2月18日
发明者谷秀人, 金子静则 申请人:旭硝子株式会社