CN103250047A - 玻璃带内缺陷测定方法和玻璃带内缺陷测定系统 - Google Patents

Abstract

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(y_d)，根据(y_d)和折射角(β)计算缺陷的高度方向位置。

Description

玻璃带内缺陷测定方法和玻璃带内缺陷测定系统

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10A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10A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10B表示拍摄到的缺陷的图像的例子。在图10A中，示意地用长方形表示缺陷83，在图10B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10B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(Depthfrom 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1～3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11A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11A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11B是通过第二测定方法拍摄到的图像的例子。如图11B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11B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11B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81_a相同的一侧入射，使其反射光到达第一线照相机81_a。同样地，使光在与第二线照相机81_b相同的一侧入射，使其反射光到达第二线照相机81_b。然后，传送玻璃带82，利用第一线照相机81_a和第二线照相机81_b分别对玻璃带82的内部进行拍摄。这样，在第一线照相机81_a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81_b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82一起移动。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n而决定光的折射角β。在此，假设入射角α和折射率n是已知的，折射角β也被决定为固定值。对于折射率n、入射角α以及折射角β，式(1)的关系成立。

n=sinα/sinβ   式(1)

因而，如果入射角α和折射率n已知，则对β求解式(1)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82一起向传送方向移动。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y_d。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y_d。

如果根据图像测定出y_d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=y_d/(2×tanβ)   式(2)

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的下部右侧)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tanθ。以下，在说明图13的下部左侧的俯视图所示的y_c的基础上，说明tanθ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_c。其中，拍摄距离y_c根据缺陷83的高度方向位置d而变化。在d为最大时，拍摄距离为最小值y₁，在d为最小时，拍摄距离y_c为最大值y₂(参照图14的上部所示的侧视图)。即，y₁≤y_c≤y₂。这样，y_c严格来说依赖于d，但例如也可以在y₁≤y_c≤y₂的范围内预先决定y_c。即使yc不是正确的值，只要是y₁≤y_c≤y₂的范围内的值，则在tanθ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x_cc(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_cc。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_cc的长度。

在此，能够使用y_c和x_cc，如以下的式(3)所示那样用近似式来表示tanθ。即，能够使用y_c和x_cc，通过计算式(3)来求出tanθ。

公式1

$\tan \mathrm{\θ}=\frac{x_{\mathrm{cc}}}{y_d+y_c}\≈\frac{x_{\mathrm{cc}}}{y_c}$    式(3)

另外，在专利文献8中记载了以下的方法：一边使玻璃板移动一边使光入射到玻璃板，利用其入射光和反射光检测缺陷，运算缺陷的高度方向位置。在专利文献8所记载的方法中，在检测出缺陷的图案而在玻璃板的移动方向上没有大致相同大小的图案的情况下，即，在玻璃板的背面附近存在缺陷的情况下或缺陷大的情况下，将该缺陷的高度方向位置判定为0。因此，在专利文献8所记载的方法中，在上述情况下无法正确地求出缺陷的高度方向的位置。

专利文献1：日本特开2001-305072号公报

专利文献2：日本特开2004-361384号公报

专利文献3：日本特开2008-76071号公报

专利文献4：日本专利第2920056号公报

专利文献5：日本特开平9-61139号公报

专利文献6：日本特表2003-508786号公报

专利文献7：国际公开第2006/057125号

专利文献8：日本特开2010-8177号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述的第一测定方法中，调节照相机的焦点来计算从照相机到缺陷的绝对距离，由此求出玻璃带内的缺陷的高度方向位置。然而，玻璃带在传送过程中有时上下地振动。因此，在第一测定方法中存在以下的问题：由于玻璃带的上下的振动，在缺陷的高度方向位置的测定结果中容易产生误差。

在第二测定方法、第三测定方法中，以在拍摄到的图像内两个像不重叠为条件来计算缺陷的高度方向位置。因而，如果如图11B所示那样在图像内两个像84、85不重叠，则能够计算缺陷的高度方向位置。然而，在玻璃带的界面附近存在缺陷的情况、缺陷大的情况下，同一缺陷的两个像重叠。当两个像重叠时，在第二测定方法、第三测定方法中无法计算缺陷的高度方向位置。

此外，在第三测定方法中，在玻璃带的界面附近存在缺陷的情况下，如图12B所示那样，在利用与该界面相反的一侧的线照相机拍摄到的图像中两个像重叠，在利用存在缺陷的一侧的线照相机拍摄到的图像中两个图像不重叠。在该情况下，根据两个图像中的像不重叠的图像，能够计算缺陷的高度方向位置。

然而，在缺陷大的情况下，在第三测定方法中也有时在利用两个线照相机81_a、81_b(参照图12A)拍摄到的各图像中两个像都重叠。在该情况下，无法计算缺陷的高度方向位置。

因此，本发明的目的在于提供一种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的玻璃带内缺陷测定方法和玻璃带内缺陷测定系统。

用于解决问题的方案

本发明的玻璃带内缺陷测定方法的特征在于，包括以下步骤：拍摄步骤，从光源(例如光源2)向被传送的玻璃带(例如玻璃带5)照射光，通过被配置于在玻璃带反射的光所到达的位置处的拍摄单元(例如线照相机3)来对玻璃带进行拍摄；以及运算步骤，根据通过拍摄单元拍摄到的图像内的、由玻璃带的同一缺陷引起的互相重叠且具有该缺陷的种类所固有的形状的两个像的位置关系，来计算缺陷在玻璃带内的高度方向位置。

也可以是以下的方法：在运算步骤中，计算从由同一缺陷引起的互相重叠的两个像(例如像21、22)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(例如y_d)，根据计算出的移动距离和玻璃带内的光的折射角来计算缺陷在玻璃带内的高度方向位置。

也可以是以下的方法：在运算步骤中，通过从由同一缺陷引起的互相重叠的两个像(例如像21、22)的外接矩形中的与相当于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(例如h)减去与传送方向平行的缺陷的直径的长度(例如s)，来计算移动距离。

也可以是以下的方法：在运算步骤中，根据由同一缺陷引起的互相重叠的两个像的位置关系，使用包含像在玻璃带的宽度方向上的位置作为变量(例如变量u)的预先决定的计算式(例如式(4)、式(5))来计算缺陷的特征量(例如s、r)，使用该特征量来计算移动距离。

也可以是以下的方法：特征量是与玻璃带的传送方向平行的缺陷的直径的长度(例如s)，通过从互相重叠的两个像的外接矩形中的与相当于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该缺陷的直径的长度，来计算移动距离。

也可以是以下的方法：特征量是缺陷的两个直径的比(例如r)，根据图像内相当于拍摄单元的正面方向的拍摄位置的线与通过两个像的各中心的线所成的角度和上述比，来计算移动距离。

另外，本发明的玻璃带内缺陷测定系统的特征在于，具备：传送单元(例如传送辊1)，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(例如光源2)，其向玻璃带照射光；拍摄单元(例如线照相机3)，其配置于在玻璃带反射的光所到达的位置处，对玻璃带进行拍摄；运算单元(例如运算装置4)，其根据通过拍摄单元拍摄到的图像内的、由玻璃带的同一缺陷引起的互相重叠且具有缺陷的种类所固有的形状的两个像的位置关系，来计算缺陷在玻璃带内的高度方向位置。

也可以是以下的结构：运算单元计算从由同一缺陷引起的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(例如y_d)，根据计算出的移动距离和玻璃带内的光的折射角来计算缺陷在玻璃带内的高度方向位置。

也可以是以下的结构：运算单元通过从由同一缺陷引起的互相重叠的两个像的外接矩形中的与相当于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(例如h)减去与传送方向平行的缺陷的直径的长度(例如s)，来计算移动距离。

也可以是以下的结构：运算单元根据由同一缺陷引起的互相重叠的两个像的位置关系，使用包含像在玻璃带的宽度方向上的位置作为变量(例如变量u)的预先决定的计算式(例如式(4)、式(5))来计算缺陷的特征量(例如s、r)，使用该特征量来计算移动距离。

发明的效果

根据本发明，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。

附图说明

图1是表示本发明的玻璃带内缺陷测定系统的结构例子的示意图。

图2A是表示中心线的说明图。

图2B是表示图像内的相当于中心线的线的说明图。

图3是表示玻璃带内的气泡的长径的方向与传送辊1的传送方向之间的关系的说明图。

图4是表示第一实施方式中的玻璃带内缺陷测定系统的处理经过的例子的流程图。

图5是表示两个互相重叠的像的外接矩形的区域的说明图。

图6是表示第二实施方式中的玻璃带内缺陷测定系统的处理经过的例子的流程图。

图7是表示图像内映现的玻璃带的例子的说明图。

图8是表示第三实施方式中的玻璃带内缺陷测定系统的处理经过的例子的流程图。

图9是表示图像内映现的玻璃带的例子的说明图。

图10A是示意地表示第一测定方法的说明图。

图10B是表示通过第一测定方法拍摄到的缺陷图像的例子的说明图。

图11A是示意地表示第二测定方法的说明图。

图11B是表示通过第二测定方法拍摄到的缺陷图像的例子的说明图。

图12A是示意地表示第三测定方法的说明图。

图12B是表示通过第三测定方法拍摄到的缺陷图像的例子的说明图。

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14是拍摄距离y_c的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。在本发明中，假设成为要测定在玻璃带内的高度方向位置的对象的缺陷的种类是已知的。另外，假设对该缺陷进行拍摄而得到的图像内的像是包含特征性的点(以下记为特征点)的具有一定形状的像。换句话说，成为本申请中的高度方向位置的测量对象的缺陷是满足被拍摄为包含特征点的具有一定形状的像的条件的缺陷。作为这样的缺陷的例子，可以列举玻璃带内的气泡。气泡在玻璃带内为椭圆体。而且，气泡在图像上被映现为中心为白色的椭圆形的像，能够使用中心的白色部分作为特征点。在以下的实施方式中，以缺陷是气泡的情况为例子进行说明。

[实施方式1]

图1是表示本发明的玻璃带内缺陷测定系统的结构例子的示意图。本发明的玻璃带内缺陷测定系统具备传送辊1、光源2、线照相机3以及运算装置4。

传送辊1支承玻璃带5，向固定方向以固定速度传送玻璃带5。此外，作为玻璃带5的制造方法，例如能够列举浮法。通过传送辊1沿着玻璃带5的制造时的主要延伸方向传送玻璃带5。玻璃带的主要延伸方向不是指引导构件使玻璃带向宽度方向延伸的方向，而是指沿着玻璃带行进方向的延伸方向。以下，将玻璃带的主要延伸方向简单地记为玻璃带的延伸方向。另外，在本发明中，测定玻璃带5中的从传送辊1侧的表面到缺陷(气泡)的高度方向位置(距离)。

光源2被配置于玻璃带5的两个面中的一面侧，向玻璃带5照射光。该光从界面8入射到玻璃带5，通过玻璃带内而在与入射侧相反的一侧的界面9反射。反射的光通过入射侧的界面8到达线照相机3。此外，在图1中简化地表示出光的路径，但如图13的上部的侧视图所示，光的路径在光入射到界面8时和在界面9反射后通过界面8时分别产生曲折。

线照相机3被配置在从光源2照射并在玻璃带5处反射的光所到达的位置处。具体地说，以玻璃带5为基准，被配置在与光源2相同的一侧。另外，例如，线照相机3以光源2为基准，被配置在玻璃带5的传送方向上。而且，线照相机3对玻璃带5的内部进行拍摄，作为拍摄结果而生成图像。

通过决定光源2和线照相机3的配置位置，在光的路径中入射角α(参照图13的上部)也被决定为固定值。并且，假设玻璃带5的折射率n也是已知的，通过求解式(1)，从光源2到线照相机3的光的路径中的折射角β的值也被决定为固定值。

对玻璃带5进行传送，线照相机3在固定位置对玻璃带5持续进行拍摄。因而，随着时间经过，玻璃带5中被拍摄的位置发生变化。由此，当将线照相机3的正面方向的拍摄位置范围正射投影到玻璃带5的界面8时，表示为直线。将该直线称为中心线。图2A是表示中心线的说明图，图2B是表示图像内的相当于中心线的线的说明图。图2A是玻璃带5的俯视图。随着玻璃带5的传送而线照相机3的正面的拍摄位置发生变化，将其范围向界面的正射投影图示为中心线95。另外，图2B表示通过线照相机3拍摄到的图像。在图像内，用点划线表示相当于中心线95的线96。该线96能够称为与线照相机3的正面方向的拍摄位置对应的像素的范围。另外，中心线95与玻璃带5的传送方向平行，相当于中心线95的图像内的线96能够表示出图像内的相当于玻璃带5的传送方向的方向。将相当于中心线95的图像内的线96记为传送方向线。此外，在图2B中，为了说明而图示出传送方向线96，但在实际的拍摄图像中，在图像内并不映现出传送方向线96。

在玻璃带5内存在缺陷(在本例中为气泡)的情况下，在线照相机3拍摄的图像内，出现两个由一个缺陷引起的该缺陷的像。另外，在本例子中，缺陷是气泡，因此图像内出现的像为椭圆形，其中心部为白色。

运算装置4参照通过线照相机3拍摄到的图像来测定缺陷的高度方向位置。在图13的上部的侧视图中，该缺陷的高度方向位置是表示为“d”的长度。即，在玻璃带5中，是从与光源2相反侧的界面9起到缺陷的距离。在拍摄共同的缺陷所得的成对的像互相重叠的情况下，运算装置4根据缺陷的种类(在本例子中为气泡)所固有的形状的像(即椭圆形的像)的位置关系，计算玻璃带5内的缺陷的高度方向位置。具体地说，运算装置4计算以下值，该值是从图像内两个互相重叠的像的外接矩形中的与相当于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距离减去缺陷(气泡)的直径中的与传送方向平行的直径的长度所得的值。此外，在图像内，与相当于玻璃带的传送方向的方向平行是指与传送方向线96(参照图2B)平行。运算装置4根据通过上述减法运算求出的值和玻璃带5中的折射角β来计算缺陷的高度方向位置。将在后面参照图5说明该计算。

另外，玻璃带内的气泡的长径与传送辊1的传送方向(换句话说是玻璃带5的延伸方向)大致平行。如图3所示，气泡的长径72的方向与传送辊1传送玻璃带5的传送方向71的偏离最大为10°。这样，气泡的长径72与传送辊1的传送方向71大致平行，因此在线照相机3拍摄到的图像中，表示为椭圆形的缺陷的像的长径与传送方向线96(参照图2B)也大致平行。以下，以在拍摄到的图像中缺陷的像的长径与传送方向线96平行的情况为例子进行说明。

此外，在成对的像不互相重叠的情况下，运算装置4通过公知的方法计算缺陷的高度方向位置即可。

另外，线照相机3的配置位置是固定的。因而，与线照相机3拍摄到的图像中的一个像素相应的在真实空间中的距离也被决定为固定值。假设与图像中的一个像素相应的在真实空间中的距离是已知的。

接着，说明动作。图4是表示本实施方式中的玻璃带内缺陷测定系统的处理经过的例子的流程图。

首先，光源2开始向玻璃带5照射光(步骤S1)。

然后，传送辊1向固定方向传送被配置于传送辊1上的玻璃带5，线照相机3持续对被传送的玻璃带5的内部进行拍摄。然后，线照相机3生成图像(步骤S2)作为拍摄结果。线照相机3将通过拍摄得到的图像发送至运算装置4。

在玻璃带5的内部存在缺陷的情况下，在步骤S2中得到的图像中包含缺陷的像。在本例子中，缺陷是气泡，因此在图像内映现出椭圆形的像。另外，如图13所说明的那样，分别在缺陷移动到与反射前的光的路径重叠的位置(图13的上部的侧视图所示的位置91)时和缺陷移动到与反射后的光的路径重叠的位置(图13的上部的侧视图所示的位置92)时，在图像中映现为像。因而，在存在一个缺陷的情况下，在图像中映现两个像。另外，在缺陷大的情况、缺陷存在于玻璃带5的界面9(参照图1)的附近的情况下，该两个像互相重叠。

运算装置4当接收到在步骤S2中生成的图像时，从图像中检测两个互相重叠的像的外接矩形的区域。然后，对该外接矩形的边中的、在图像内与相当于玻璃带的传送方向的方向平行的边(即，与图像内的传送方向线平行的边)的像素数进行计数。然后，运算装置4将该边的像素数乘以每个像素的在真实空间中的距离，由此计算与该边的像素数相应的在真实空间中的长度(步骤S3)。

图5是表示两个互相重叠的像的外接矩形的区域的说明图。如图5所示，作为互相重叠的两个像21、22的外接矩形，决定图5所示的外接矩形23。像21、22是椭圆，能够视为是全等的。在图5所示的例子中，假设外接矩形23的长边与传送方向线(参照图2B)平行。在该情况下，运算装置4对像21、22的外接矩形23的长边24的像素数进行计数，将该像素数乘以每个像素的在真实空间中的距离。用“h”表示与该长边24相应的在真实空间中的长度。h的单位例如是μm。

另外，在缺陷是气泡的情况下，像21的中心部21_a在图像上为白色。该中心部21_a是像21的特征点。运算装置4对从一个像21的中心部21_a到外接矩形23的短边中的靠近侧的短边的像素数进行计数。即，对在图5中用附图标记A表示的部分的像素数进行计数。运算装置4将该像素数乘以每个像素的在真实空间中的距离。其乘法运算结果是与相当于图5所示的A的部分相应的在真实空间中的长度，具体地说，是与传送方向平行的缺陷的直径(缺陷的直径中的与传送方向平行的直径)的二分之一的长度。在图5所示的例子中，该直径是缺陷的长径。运算装置4通过将上述乘法运算结果乘以两倍来计算与传送方向平行的缺陷的直径的长度(步骤S4)。将该缺陷的直径的长度设为s。s的单位例如是μm。与真实空间中的s/2的长度对应的图像内的位置是在图5中用附图标记A表示的部分。另外，能够将两个像21、22视为是全等的，因此在图5中，能够视为A=A’。

此外，在此，以使用像21的中心部21_a计算s的情况为例子进行了说明，但也可以使用像22的中心部计算s。

另外，在图5中，以缺陷的像的长径与传送方向线平行的情况为例子进行了说明，但也存在缺陷的像的长径与传送方向线不完全平行的情况。然而，玻璃带内的气泡的长径与玻璃带的传送方向之间的偏离最大只有10°(参照图3)。由此，即使缺陷的像的长径与传送方向线不完全平行，也可以视为两者平行，与上述的步骤S3、S4同样地计算h、s。即，在求出h时，对互相重叠的两个像的外接矩形的长边的像素数进行计数，将该像素数乘以每个像素的在真实空间中的距离即可。另外，在求出s时，对从一个像的中心部到外接矩形的短边中的靠近侧的短边的像素数进行计数，将该像素数乘以每个像素的在真实空间中的距离并将其乘法运算结果乘以两倍即可。即使缺陷的像的长径与传送方向线不完全平行也如上述那样计算h、s并使用该h、s计算缺陷的高度方向位置，即使这样也只包含能够忽略的程度的误差。

接着，运算装置4从在步骤S3中计算出的h中减去在步骤S4中计算出的s(步骤S5)。将该运算结果设为y_d。y_d是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。即，在步骤S5中计算出的y_d是拍摄缺陷的像的两点之间的距离。此外，与真实空间中的y_d的长度对应的图像内的位置是图5中用附图标记B表示的部分。

运算装置4使用在步骤S5中计算出的y_d、预先决定的折射角β，进行式(2)的计算来计算缺陷的高度方向位置d。即，计算y_d/(2×tanβ)，将其运算结果设为d(步骤S6)。缺陷的高度方向位置d是从玻璃带5的界面9(参照图1)到缺陷的距离。

根据本实施方式，即使由同一缺陷引起的两个像互相重叠，也能够测定该缺陷的高度方向位置。因而，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。

另外，在步骤S4中计算出的s是缺陷的长径的长度。另外，在缺陷的像的长径与传送方向线不完全平行的情况下，也将步骤S4中计算出的s视为是缺陷的长径的长度，即使这样也只包含能够忽略的程度的误差。因而，也能够计算缺陷的大小(长径的大小)。

另外，根据本实施方式，将光源2和线照相机3配置于玻璃带5的单侧即可。因而，与第三测定方法(参照图12A)相比，能够减少光源2和线照相机3的设置数，能够降低测定所需的成本。

[实施方式2]

本发明的第二实施方式与第一实施方式同样，具备传送辊1、光源2、线照相机3以及运算装置4(参照图1)。光源2和线照相机3相对于玻璃带5的位置关系与第一实施方式相同，省略说明。在第二实施方式中，运算装置4测定缺陷的高度方向位置的测定方法与第一实施方式不同。

在第二实施方式中，运算装置4计算玻璃带5内的缺陷的特征量。然后，运算装置4使用该特征量来计算以下值，该值是从互相重叠的两个像的外接矩形中的与相当于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玻璃带的传送方向平行的缺陷的直径(缺陷的直径中的与传送方向平行的直径)的长度所得的值。另外，运算装置4在计算上述特征量时，根据互相重叠的两个像的位置关系，使用预先决定的计算式来计算特征量。

另外，在第二实施方式中，作为特征量，计算与玻璃带的传送方向平行的缺陷的直径的长度。

用于计算上述特征量的式被预先决定为将以玻璃带的端部为基准的与像的特征点对应的位置的坐标、在第一实施方式中说明的h以及两个互相重叠的像的面积作为变量的函数。例如能够用以下的式(4)表示用于决定该特征量(缺陷的直径中的与传送方向平行的直径)的计算式。

s=a₁u²+a₂h²+a₃p²+a₄uh+a₅hp+a₆up+a₇u+a₈h+a₉p+a₁₀   式(4)

在式(4)中，“u”是以玻璃带的端部为基准的与像的特征点对应的位置的坐标，具体地说，是从与传送方向平行的玻璃带的侧面到缺陷的中心的距离。在此，u的单位是mm。“h”是根据对缺陷进行拍摄所得的图像，通过与第一实施方式中的步骤S3相同的计算而得到的值。在此，h的单位是μm。p是在对缺陷进行拍摄所得的图像中两个像占据的区域(两个像的区域的并集)的面积，具体地说，用图像内的像素数表示。式(4)中的a₁～a₁₀是系数。另外，式(4)中的s是与玻璃带的传送方向平行的缺陷的直径。成为特征量的直径s根据缺陷在玻璃带的宽度方向的位置不同而容易受到影响，因此在s的计算中使用包含上述变量u的计算式(例如上述的式(4))。

另外，在拍摄到的图像中，在缺陷的像的长径与传送方向线平行的情况下，上述s相当于缺陷的长径。其中，即使在图像中缺陷的像的长径与传送方向线不完全平行的情况下，两者也大致平行，因此能够将上述特征量s视为是缺陷的长径。即使这样视为是缺陷的长径，也只包含能够忽略的程度的误差，对缺陷的高度方向位置的计算没有影响。

预先通过最小二乘法求出式(4)中的系数a₁～a₁₀。具体地说，使用成为样本的缺陷对s、u进行实测。另外，针对包含成为样本的缺陷的玻璃带，进行与第一实施方式中说明的步骤S1～S3相同的处理来得到h。另外，这时根据在步骤S2中得到的图像，对成为两个像的并集的区域的像素数p进行计数。准备多个成为样本的缺陷，针对这些各缺陷这样得到s、u、h以及p。如果得到多组s、u、h以及p的组，则可以根据这些s、u、h以及p的组，通过最小二乘法求出式(4)中的系数a₁～a₁₀。

s与u、h以及p之间具有相关性，能够通过最小二乘法求出式(4)中的各系数。

运算装置4根据通过对成为缺陷的高度方向位置的测定对象的玻璃带进行拍摄而得到的图像，求出u、h以及p，并代入到式(4)中，由此计算s。然后，运算装置4计算h-s(=y_d)，使用其计算结果和折射角β来计算缺陷的高度方向位置。

接着，说明第二实施方式的动作。图6是表示第二实施方式中的玻璃带内缺陷测定系统的处理经过的例子的流程图。对与图4所示的处理相同的处理附加与图4相同的附图标记，省略说明。

到在步骤S3中计算h为止的动作与第一实施方式相同。

图7是表示图像内映现出的玻璃带的例子的说明图。在存在缺陷的情况下，在图像内也映现出缺陷的像21、22。另外，在图7所示的例子中，作为像的特征点，各像21、22的中心部分21_a、22_a在图像内也表现为白色的区域。此外，图示出像21、22的外接矩形23，但外接矩形23并不映现在图像内。

在步骤S3后，运算装置4对图像内的从玻璃带的端部31到像的特征点的像素数进行计数。即，对在图7中用附图标记C表示的部分的像素数进行计数。然后，运算装置4将该像素数乘以每个像素的在真实空间中的距离(步骤S11)。其乘法运算结果相当于真实空间中的从玻璃带的端部(侧面)到缺陷的距离u。即，在步骤S11中计算u。

其中，在上述的步骤S11的说明中，为了简化说明，以在图像内映现出玻璃带的端部31的情况为例子进行了说明。在图像内没有映现出玻璃带的端部31的情况下，如下这样计算距离u即可。线照相机3的设置位置是固定的，因此能够预先求出从玻璃带的端部到通过线照相机3拍摄到的图像内的玻璃带端部侧的一端的在真实空间中的距离(设为u₀)。然后，运算装置4计算拍摄到的图像中的从该端的部分到像的特征点的距离。在该计算中，例如对图像中的从该端的部分到特征点的像素数进行计数，将该像素数乘以每个像素的在真实空间中的距离即可。运算装置4通过将该距离与根据线照相机的设置位置而决定的u₀相加来计算真实空间中的从玻璃带的端部(侧面)到缺陷的距离u即可。

此外，在图7所示的例子中，以使用像21的中心部分21_a作为特征点并求出图像内的从玻璃带的端部31到中心部分21_a的距离的情况为例子。也可以使用另一个像22的中心部分22_a作为特征点。使用任意的中心部分作为特征点均能够求出真实空间中的从玻璃带的端部(侧面)到缺陷的距离u。根据使用中心部分21_a、22_a的哪个作为特征点而像素数的计数结果不同，但其差极小，在距离u中只包含能够忽略的误差。另外，也可以使用外接矩形23内的特征性的点(例如外接矩形23的任意一个顶点)来作为特征点。在该情况下，在距离u中也只包含能够忽略的误差。

在步骤S11后，作为互相重叠的两个像21、22占据的区域(两个像的区域的并集)的面积，运算装置4对该区域内的像素数p进行计数(步骤S12)。

然后，运算装置4将在步骤S3、S11以及S12中求出的h、u以及p代入到式(4)中，由此计算缺陷的直径中的与传送方向平行的直径s(步骤S13)。在如图7所示那样像长径与传送方向线平行的情况下，该直径s是缺陷的长径。如已经说明的那样，即使在拍摄图像中像的长径与传送方向线不完全平行，两者也大致平行，因此能够将在步骤S13中计算出的直径s视为是缺陷的长径。

以后的处理与第一实施方式中的步骤S5、S6相同。即，运算装置4从在步骤S3中计算出的h中减去在步骤S13中计算出的s，由此求出y_d(步骤S5)。然后，运算装置4使用y_d和折射角β，进行式(2)的计算来计算缺陷的高度方向位置d。

在第二实施方式中，也能够得到与第一实施方式相同的效果。另外，在第二实施方式中，也在步骤S13中计算s的值，因此也能够求出缺陷的大小(长径)。

[实施方式3]

本发明的第三实施方式与第一实施方式相同，具备传送辊1、光源2、线照相机3以及运算装置4(参照图1)。光源2和线照相机3相对于玻璃带5的位置关系与第一实施方式相同，省略说明。

在第三实施方式中，运算装置4也计算玻璃带5内的缺陷的特征量，使用该特征量来计算y_d。但是，在第二实施方式中，计算缺陷的直径s作为特征量，但在第三实施方式中，计算缺陷的两个直径的比。具体地说，运算装置4求出缺陷的直径中的传送方向的直径相对于与传送方向正交的方向的直径的比例作为缺陷的特征量。即，当设缺陷的直径中的与传送方向正交的方向的直径为r₁、传送方向的直径为r₂时，计算r₂/r₁作为特征量。以下，将r₂/r₁记为r。

此外，在拍摄到的图像中，在缺陷的像的长径与传送方向线平行的情况下，上述r₁相当于缺陷的短径，r₂相当于缺陷的长径。即，计算“长径/短径”作为特征量r。其中，在图像中缺陷的像的长径与传送方向线不完全平行的情况下，两者也大致平行，因此能够将上述r₁视为是缺陷的短径，将上述的r₂视为是缺陷的长径。即，即使在图像中缺陷的像的长径与传送方向线不完全平行的情况下，也能够将作为特征量而计算出的r视为是缺陷的“长径/短径”。即使这样，r中也只包含能够忽略的程度的误差，对缺陷的高度方向位置的计算没有影响。

运算装置4在计算出r作为缺陷的特征量后，使用该r，求出y_d(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)。

另外，运算装置4在计算上述特征量r时，根据互相重叠的两个像的位置关系，使用预先决定的计算式来计算特征量。

将用于计算该特征量r的式预先决定为将以玻璃带的端部为基准的与像的特征点对应的位置的坐标、在第一实施方式中说明的h以及两个互相重叠的像的面积作为变量的函数。例如能够用以下的式(5)表示用于求出特征量r的计算式。

r=b₁u²+b₂h²+b₃p²+b₄uh+b₅hp+b₆up+b₇u+b₈h+b₉p+b₁₀   式(5)

该函数中的变量u、h以及p与在第二实施方式中示出的式(4)中的变量u、h以及p相同。即，“u”是从与传送方向平行的玻璃带的侧面到缺陷的中心的距离。“h”是根据对缺陷进行拍摄所得的图像，通过与第一实施方式中的步骤S3相同的计算而得到的值。p是在对缺陷进行拍摄所得的图像中两个像占据的区域(两个像的区域的并集)的面积，具体地说，用图像内的像素数表示。式(5)中的b₁～b₁₀是系数。对于特征量r，由于缺陷在玻璃带的宽度方向的位置不同而容易受到影响，因此在r的计算中使用包含上述变量u的计算式(例如上述的式(5))。

预先通过最小二乘法求出式(5)中的系数b₁～b₁₀。具体地说，使用成为样本的缺陷来对r、u进行实测。另外，针对包含成为样本的缺陷的玻璃带，进行与第一实施方式中说明的步骤S1～S3相同的处理来得到h。另外，这时根据在步骤S2中得到的图像，对成为两个像的并集的区域的像素数p计数。准备多个成为样本的缺陷，针对这些各缺陷这样得到r、u、h以及p。如果得到多组r、u、h以及p的组，则可以根据这些r、u、h以及p的组，通过最小二乘法来求出式(5)中的系数b₁～b₁₀。

r与u、h以及p之间具有相关性，能够通过最小二乘法求出式(5)中的各系数。

运算装置4根据通过对成为缺陷的高度方向位置的测定对象的玻璃带进行拍摄而得到的图像，求出u、h以及p并代入到式(5)中，由此计算r。

另外，在将拍摄到的图像中传送方向线96与通过两个像的中心的线所成的角设为θ时，运算装置4求出tanθ的值。然后，运算装置4使用h、u、r以及tanθ计算y_d。运算装置4使用该y_d和折射角β来计算缺陷的高度方向位置。

接着，说明第三实施方式的动作。图8是表示第三实施方式中的玻璃带内缺陷测定系统的处理经过的例子的流程图。对与第一实施方式、第二实施方式相同的处理附加与图4、图6相同的附图标记，省略说明。

到在步骤S12中求出p为止的动作(步骤S1、S2、S3、S11以及S12)与第二实施方式相同。

在步骤S12后，运算装置4将在步骤S3、S11以及S12中求出的h、u以及p代入到式(5)中，由此计算r(即，缺陷的直径中的传送方向的直径的长度相对于与传送方向正交的方向的直径的长度的比例)(步骤S21)。

图9是表示图像内映现的玻璃带的例子的说明图。对与图7相同的要素附加与图7相同的附图标记，省略说明。

在步骤S21后，运算装置4对两个互相重叠的像21、22的外接矩形23的边中的与相当于玻璃带的传送方向的方向正交的边(换句话说，图像中的与传送方向线正交的边)的像素数进行计数。即，对在图9中用附图标记D表示的部分的像素数进行计数。然后，运算装置4将该像素数乘以每个像素的在真实空间中的距离(步骤S22)。将作为其结果得到的长度记为w。即，w是与图9中用附图标记D表示的部分对应的在真实空间中的长度。

另外，运算装置4求出角θ的正切即tanθ(步骤S23)，该角θ是外接矩形的边中的与相当于玻璃带的传送方向的方向平行的边与通过两个像21、22的中心部分21_a、22_a的线所成的角。

也能够将θ称为通过两个像21、22的中心部分21_a、22_a的线与传送方向线所成的角。因而，运算装置4例如也可以预先决定y_c(参照图14)的值，通过已经说明了的方法计算x_cc，通过进行式(3)的计算来计算tanθ。或者，也可以通过其它的方法计算tanθ。

接着，运算装置4使用在到步骤S23为止的处理中已经计算出的h、r、w以及tanθ来计算y_d(步骤S24)。具体地说，运算装置4通过进行以下所示的式(6)的计算来计算y_d即可。

y_d=(h-r×w)/(1-r×tanθ)   式(6)

运算装置4使用上述的y_d和预先决定的折射角β，进行式(2)的计算来计算缺陷的高度方向位置d(步骤S25)。该计算与第一实施方式中的步骤S6相同。

此外，也可以在步骤S25中求出缺陷的高度方向位置而结束处理。另外，与其它的实施方式同样地，在计算与传送方向平行的缺陷的直径的长度的情况下，运算装置4从h中减去y_d来计算s即可(步骤S26)。

在第三实施方式中，也能够得到与第一实施方式、第二实施方式相同的效果。另外，在第三实施方式中，还能够得到缺陷的直径的比r作为缺陷的特征量。

在上述的各实施方式中，通过按照程序进行动作的计算机来实现运算装置4。例如，也可以是计算机按照程序作为运算装置4进行动作。

另外，在上述的各实施方式中，以缺陷是气泡的情况为例子，但本发明设为测定对象的缺陷并不限于气泡，只要是满足被拍摄为包含特征点的具有一定形状的像的条件的缺陷即可。作为这样的缺陷，除气泡以外还能够列举异物等。

产业上的可利用性

本发明适合应用于测定玻璃带内部的缺陷的高度方向位置等。

参照特定的实施方式详细地说明了本申请，但对本领域技术人员来说明确可知能够不脱离本发明的精神和范围地施加各种变更、修改。

本申请基于2010年12月9日申请的日本专利申请(特愿2010-275048)，在此作为参照而援引其内容。

附图标记说明

1：传送辊；2：光源；3：线照相机；4：运算装置；5：玻璃带。

Claims (10)

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。

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