JP2014032431A - 板状体積層体の板状体計数装置及び板状体計数方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、板状体の枚数を正確に計数することができる板状体積層体の板状体計数装置及び板状体計数方法を提供する。
【解決手段】本発明の板状体積層体の板状体計数装置３０は、ガラス板Ｇの厚さに基づき基準ピッチを算出し、前記基準ピッチと等しい候補点を確定点として算出し、算出した全ての確定点を計数する。つまり、ラインセンサ４８によって受光した画像内にガラス板Ｇが存在していると認識し、そのガラス板Ｇの枚数を計数する。
【選択図】図２

Description

本発明は、板状体積層体の板状体計数装置及び板状体計数方法に関する。

プラズマディスプレイ用ガラス基板及び液晶ディスプレイ用ガラス基板等のＦＰＤ（Flat Panel Display）用ガラス基板やその製造過程における中間製品の大型ガラス基板は、特許文献１等に開示された縦積みのパレットに積層されて輸送される。

このパレットは、ガラス基板の下縁部を受ける底受け板と、ガラス基板の面を受ける背受け板とを備えている。ガラス基板をパレットに積載する方法は、例えば検査工程で検査終了したガラス基板を、ロボットの吸着部によって吸着した後、ロボットを動作させてガラス基板をパレットに一枚ずつ積層することにより行われる。パレットに積載されるガラス基板の枚数は予め決められており、その枚数はロボットによる積層動作回数に基づいて自動的に計数されている。

特開２００５−２９８０６２号公報

パレットにガラス基板を積載しているとき、ガラス基板の製造設備にトラブルが発生したり、あるいはガラス基板の製造設備のメンテナンスのために、ガラス基板のパレットへの積載を一時停止させたりする必要がある。このとき、パレットには予め決められた枚数未満のガラス基板が積層されている。パレットに積載されるガラス基板の枚数を予め決められた枚数にするため、ガラス基板のパレットへの積載を再開する前に、そのパレットに積載されているガラス基板の枚数をロボットに設定する必要がある。このとき、誤った枚数をロボットに設定すると、パレットに積載されるガラス基板の枚数に過不足が発生する虞がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、板状体の枚数を正確に計数することができる板状体積層体の板状体計数装置及び板状体計数方法を提供することを目的とする。

本発明は、複数枚の板状体が積層された板状体積層体の板状体枚数を計数する板状体積層体の板状体計数装置において、板状体積層体の積層面の反射光を受光する受光手段と、前記受光手段から出力される前記積層面の画像情報を二値化処理して前記板状体に対応する候補点を取得する画像処理手段と、前記画像処理手段によって取得された候補点に基づいて算出された確定点を計数することにより前記板状体の枚数を演算する演算手段と、を備え、前記演算手段は、前記板状体の厚さに基づき基準ピッチを算出し、前記基準ピッチと等しい候補点を確定点として算出し、該算出した全ての確定点を計数することを特徴とする板状体積層体の板状体計数装置を提供する。

本発明は、前記目的を達成するために、複数枚の板状体が積層された板状体積層体の板状体枚数を計数する板状体積層体の板状体計数方法において、板状体積層体の積層面の反射光を受光し、前記反射光に基づいた前記積層面の画像情報を二値化処理して前記板状体に対応する候補点を取得し、前記板状体の厚さに基づき基準ピッチを算出するとともに、前記基準ピッチと等しい候補点を確定点として算出し、算出した全ての確定点を計数することを特徴とする板状体積層体の板状体計数方法を提供する。

本発明の板状体計数装置を使用した板状体枚数計数方法は、まず、受光手段を板状体積層体の積層面に当接し、積層面からの反射光を受光手段によって受光する。板状体積層体は、所望の枚数の板状体を全て積層した荷姿であってもよく、積層途中の荷姿であってもよい。そして、画像処理手段では、受光手段から出力される積層面の画像情報を、白黒二値化処理し、板状体に対応する候補点を取得する。例えば、積層された板状体を黒画像と認識し、板状体と板状体との境界部を白画像と認識した場合には、黒画像の中央部を候補点として取得する。算出手段では、画像処理手段によって取得された候補点を計数し、板状体の枚数を演算する。また、この演算手段は、板状体の厚さに基づき基準ピッチを算出するとともに、基準ピッチと等しい候補点を確定点として算出する。そして、演算手段は、その算出した全ての確定点を計数する。

つまり、演算手段は、受光手段によって受光した画像内に板状体が存在していると認識し、その板状体の枚数を計数する。これにより、本発明によれば、積層された板状体の枚数を正確に計数することができる。

また、本発明の板状体計数装置は、板状体積層体の隙間に、板状体積層体の積層面からの光を反射する反射板を挿入して測定する装置のため、設置場所、精度の制約が無く、簡便に取り扱うことができる。また、本発明によれば、測定時間も短縮することができる。

本発明は、前記積層面に光を投光する投光手段を備えることが好ましい。

投光手段を備えることにより、積層面を照明することができるので、暗部であっても積層面からの反射光を受光手段で受光することができる。

本発明の前記受光手段は、ラインセンサであることが好ましい。

本発明の受光手段は、板状体積層体の積層面からの反射光を受光する機能を備えればよいので、ラインセンサでその機能を十分に果たすことができる。また、ラインセンサを使用することにより、高額のエリアセンサを使用するよりも、板状体計数装置の製造コストを削減することができる。

本発明の前記板状体積層体は、板状体と板状体保護部材とが交互に積層されてなることが好ましい。

本発明によれば、板状体と板状体との間に、例えば白色系の板状体保護部材を介在させることにより、板状体が黒画像として認識され、板状体保護部材が白画像として認識され、そのコントラストがはっきりするため、二値化処理時の閾値の設定が容易になる。

本発明の前記板状体は、透明部材であることが好ましい。

本発明によれば、ガラス板、樹脂板等の透明部材の積層体に好適である。

本発明の板状体積層体の板状体計数装置及び板状体計数方法によれば、板状体の枚数を正確に計数することができる。

ガラス板積層体がガラス板梱包用パレットに搭載された斜視図 計数装置を示した拡大正面図 計数装置によるガラス板枚数計数のフローチャート ラインセンサから出力されたガラス板積層体の画像信号を示した図 二値化処理されたガラス板積層体の画像信号を示した図 二値化処理されたガラス板積層体の画像を示した図 ガラス板スタート位置検索を行う際に使用した画像図 カウント候補点の終了位置とカウント確定点の終了位置とが同じ位置の画像図

以下、添付図面に従って本発明に係る板状体積層体の板状体計数装置及び板状体計数方法の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、矩形状の複数枚のガラス板Ｇが矩形状の合紙（板状体保護部材）１０、１０…を介して縦置きに積層されたガラス板積層体１２がガラス板梱包用パレット１４に搭載された斜視図である。なお、実施の形態では、板状体保護部材として合紙１０を例示したが、これに限定されるものでは無い。例えば、樹脂フィルム、樹脂シート、及び発泡樹脂シートでも板状体保護部材として適用することができる。また、ガラス板積層体１２の積層形態は、このような縦積みに限定されるものでは無く、横置きに積層した平積み形態であってもよい。

ガラス板梱包用パレット１４は、上面に平坦な搭載面１６が形成された台座１８を備えている。また、ガラス板梱包用パレット１４は、搭載面１６に対し所定の角度で傾斜して設けられるとともにガラス板Ｇが載置される平坦な底板２０を備えている。更に、ガラス板梱包用パレット１４は、底板２０に対して約９０°の角度で傾斜して立設された傾斜台２２を備えている。この傾斜台２２の前面には、平坦な樹脂製の背板（不図示）が接着剤によって固着されている。この背板にガラス板Ｇの背面が受けられてガラス板積層体１２が縦置きにパレット１４に搭載される。また、ガラス板梱包用パレット１４は、底板２０を所定の角度をもって搭載面１６に支持する底板受け部材２４と、搭載面１６に立設されて傾斜台２２の背面を支持する枠状の受け部材２６とを有している。台座１８は、長短多数本の鋼材を縦横、高さ方向に溶着することにより構成され、溶着組み立て後に研削加工によってその搭載面１６が所定の平坦度に加工されている。また、台座１８の前後方向の面には、フォークリフトの爪（不図示）が挿抜される開口部２８、２８が備えられている。

合紙１０は、ガラス板Ｇ同士が直接接触するのを防止するためにガラス板Ｇとガラス板Ｇとの間に介装されるシートである。

合紙１０は、ガラス板Ｇを保護するために、ガラス板Ｇよりも大きいサイズの紙であり、合紙１０の一部は、ガラス板Ｇの辺部から突出されている。この合紙１０の、突出された部分のうちガラス板Ｇの上辺部から突出された細長の上縁部分１０ａが、不図示の吸着パッドに吸着把持されて、合紙１０がガラス板梱包用パレット１４から取り出される。

また、実施形態のガラス板梱包用パレット１４のようにガラス板Ｇを縦積にする場合、ガラス板Ｇの下辺から合紙１０が突出すると、多数枚のガラス板Ｇ、Ｇ…を隙間なく底板２０に搭載することができずに梱包や搬送時にガラス板Ｇの下辺近傍が損傷する虞がある。よって、合紙１０は、ガラス板Ｇの下辺から突出せず、ガラス板Ｇの上辺と左右の両側辺からのみ突出されている。

符号３０は、ガラス板積層体１２のガラス板Ｇの枚数を計数する計数装置である。

図２は、図１の計数装置３０を示した拡大正面図である。

計数装置３０は、ラインセンサ３２及び反射板３４で構成されている。反射板３４は、ガラス板積層体１２の積層面である下面１２Ａの下方の隙間５２に設けられ、下面１２Ａの光（画像）をラインセンサ３２に向けて反射する。ラインセンサ３２は、反射板３４の側方に設けられ、下面１２Ａの反射光を撮像する。なお、ラインセンサ３２が隙間５２に挿入でき、下面１２Ａの反射光を直接撮像できれば、反射板３４は不要である。

また、下面１２Ａの反射光の輝度が低い場合、下面Ａに向けて光を投光する投光部（不図示）を設けてもよい。

ガラス板Ｇの枚数が計数されるガラス板積層体１２は、所望の枚数の板状体を全て積層した荷姿であってもよく、積層途中の荷姿であってもよい。更に、実施の形態では受光手段としてラインセンサ３２を使用したが、エリアセンサを使用してもよい。しかしながら、受光手段は、ガラス板積層体１２の下面１２Ａからの反射光を受光する機能を備えればよいので、ラインセンサ３２でその機能を十分に果たすことができる。また、ラインセンサ３２を使用することにより、高額のエリアセンサを使用するよりも、計数装置３０の製造コストを削減することができる。

ラインセンサ３２によって受光された反射光の画像を示す画像信号（画像情報）は、図３に示した信号処理部３６に出力される。

次に、信号処理部３６について説明する。図３は、計数装置３０によるガラス板Ｇ枚数計数のフローチャートである。

信号処理部３６では、図３のフローチャートに示す処理手順により前記画像信号を処理し、演算することによって、ガラス板積層体１２のガラス板Ｇの枚数を計数する。すなわち、信号処理部３６では、画像処理手段によって平滑化処理（Ｓ１００）、ＰＶ（Peak-to-Valley）処理（Ｓ１１０）、強調処理（Ｓ１２０）、二値化処理（Ｓ１３０）を行い、演算手段によってガラス板間距離計算（Ｓ１４０）、ピッチ算出（Ｓ１５０）、ガラス板計数開始位置検索（Ｓ１６０）、ガラス板枚数計算（Ｓ１７０）、終了位置検索（Ｓ１８０）を行う。

ａ）平滑化処理（Ｓ１００）は、ラインセンサ４８から出力された画像信号を平滑化させる。平滑化処理（Ｓ１００）によって、画像信号に含まれているノイズを除去して、必要な画像信号を抽出する。具体的には、画像信号における平滑化処理対象の画素の輝度と該画素の前後の画素の輝度との移動平均を算出する処理であり、（１）式で表わされる。

Ｙ_ｎ＝（Ｘ_ｎ−１＋Ｘ_ｎ＋Ｘ_ｎ＋１）／３ （１）
（１）式において、Ｘ_ｎは平滑化処理対象の画素の輝度、Ｘ_ｎ−１及びＸ_ｎ＋１はそれぞれＸ_ｎの前後の画素の輝度、Ｙ_ｎはＸ_ｎを平滑化処理した輝度である。図４は、ラインセンサ３２から出力されたガラス板積層体１２の画像信号を示した図である。横軸はラインセンサ４８のライン数（画素数）、縦軸は輝度である。画像信号は山部と谷部とが連続する信号であり、山部は合紙１０からの反射光の輝度を示し、谷部はガラス板Ｇの下辺からの反射光の輝度をそれぞれ示している。なお、実施の形態では、ガラス板Ｇと合紙１０とを交互に積層したガラス板積層体１２が示されているが、合紙１０を除いたガラス板Ｇのみの積層体であってもよい。この場合も、ガラス板Ｇとガラス板Ｇとの間の境界部の輝度が、ガラス板Ｇの輝度よりも高くなる。

また、実施の形態では、移動平均によるノイズ除去を例示したが、これに限定されるものでは無い。例えば、メディアンフィルタによるノイズ除去を適用することができる。メディアンフィルタとは、移動平均法がノイズと一緒に必要な画像信号をぼかすのに対し、ノイズのみをぼかすことができる手法である。具体的には、処理対象の画素および当該画素周辺の輝度の大きさを順に並べ、メディアン（中央値）を処理対象の画素に置き換えることでノイズを除去する。

ｂ）ＰＶ処理（Ｓ１１０）では、平滑化処理された画像信号のうち、ガラス板Ｇに対応する画素の輝度をゼロに近づける。具体的には、ＰＶ処理対象の画素を中心とした一定区間の複数の画素の輝度における、最大輝度と最小輝度との差を算出する処理である。ガラス板Ｇに対応する画素の輝度変化量は小さいため、前記最大輝度と最小輝度との差は小さくなり、該範囲の輝度はゼロに近い値に処理される。したがって、後述する二値化処理（Ｓ１３０）時の閾値の設定が容易になる。なお、ＰＶ処理（Ｓ１１０）は、ラインセンサで受光した輝度の強弱の差が極端であれば、つまり二値化処理（Ｓ１３０）時の閾値の設定が、処理せずとも容易であれば省略してもよい。

ｃ）強調処理（Ｓ１２０）では、画素の輝度を所定の倍数で増幅する。強調処理（Ｓ１２０）をすることで、後述する二値化処理（Ｓ１３０）時の閾値の設定が容易になる。なお、強調処理（Ｓ１３０）は、ラインセンサ４８で受光した輝度が高いとき、省略してもよい。

ｄ）二値化処理（Ｓ１３０）では、強調処理された画像信号を所定の閾値で二値化する。図５は、二値化処理されたガラス板積層体１２の画像信号である。図６は、図７の画像信号を画像化したものであって、二値化処理されたガラス板積層体１２の画像化を示した図である。ガラス板Ｇは黒画像Ｂとして表示され、合紙１０は白画像Ｗとして表示されている。

ｅ）ガラス板間距離計算（Ｓ１４０）を行う場合には、図６の画像に基づき、黒画像Ｂの中心から次の黒画像Ｂの中心までをガラス板間距離として計算する。図６の丸印が黒画像Ｂの中心値であり、この中心値を候補点Ｐとして定義する。

ｆ）ピッチ算出（Ｓ１５０）は、ガラス板梱包用パレット１４に積載されるガラス板Ｇの厚さに基づき基準ピッチを算出する。基準ピッチとは、ガラス板Ｇの厚さに所定の許容値を加味した値のことを指す。例えば、ガラス板Ｇの厚さが０．７ｍｍ、許容値が±１０％のとき、基準ピッチは０．６３〜０．７７ｍｍとなる。ガラス板Ｇが合紙１０を介して積層されていれば、１枚のガラス板Ｇ及び１枚の合紙１０の総厚±１０％が基準ピッチとなる。ガラス板Ｇ及び合紙１０の厚さのデータは、ピッチ算出（Ｓ１５０）の処理が実行される前に、信号処理部３６に予め入力しておく。なお、許容値は±１０％に限定されるものではない。ガラス板Ｇの枚数を正確に計数できる値であればよい。

ｇ）ガラス板の計数開始位置検索（Ｓ１６０）を行う場合には、ガラス板Ｇが開始したと判断できる位置を図６の画像から検索する。図７は、ガラス板Ｇの計数開始の位置検索を行う際に使用した画像図である。図７は、複数の候補点Ｐにおいて、左から１点目の及び２点目の候補点Ｐにはガラス板Ｇが存在せず、３つ目の候補点Ｐをガラス板の計数開始の候補点とし、該計数開始の候補点Ｐから、右方向にかけて、全ての候補点Ｐをガラス板Ｇが存在することを示す確定点Ｐ′とした図である。図７において、確定点Ｐ´は、候補点Ｐの丸印を囲う丸印で示されている。図７の左から１点目及び２点目の候補点Ｐ、Ｐからなるピッチは、信号処理部３６によって、ピッチ算出（Ｓ１５０）で求めた基準ピッチに該当しないピッチであると判断される。それに対して、３点目の候補点Ｐ及び４点目の候補点Ｐからなるピッチは、信号処理部３６によって、基準ピッチに該当するピッチであると判断されたため、３点目の候補点を確定点Ｐ´とし、該確定点Ｐ′はガラス板の枚数の計数開始位置と判断される。

ｈ）ガラス板枚数計算（Ｓ１７０）を行う場合には、基準ピッチとなる候補点Ｐを確定点Ｐ′とみなし、該確定点Ｐ′に基づきガラス板Ｇの枚数を計算する。

ｉ）図８は、終了位置を検索（Ｓ１８０）する一例を示した画像図であり、候補点Ｐの終了位置（３００）と確定点Ｐ′の終了位置（３００）が同じ位置の画像図である。つまり、基準ピッチに該当しない候補点がない場合である。この場合には、候補点Ｐの全てが確定点Ｐ′と見なされ、該確定点Ｐ′の点数に基づきガラス板Ｇの枚数を計算する。

なお、ラインセンサ３２を移動させて複数の画像を取得する場合には、画像を結合する処理を行う。この画像結合処理は、結合部近傍の画像信号の位相を一致させることにより行う。

これにより、実施の形態の計数装置３０によれば、ラインセンサ３２によって、積層されたガラス板Ｇの枚数を正確に計数することができる。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

Ｇ…ガラス板、１０…合紙、１０ａ…上縁部分、１２…ガラス板積層体、１２Ａ…下面、１４…ガラス板梱包用パレット、１６…搭載面、１８…台座、２０…底板、２２…傾斜台、２４…底板受け部材、２６…受け部材、２８…開口部、３０…計数装置、３２…ラインセンサ、３４…反射板、３６…信号処理部、５２…隙間

Claims (6)

1. 複数枚の板状体が積層された板状体積層体の板状体枚数を計数する板状体積層体の板状体計数装置において、
   板状体積層体の積層面の反射光を受光する受光手段と、
   前記受光手段から出力される前記積層面の画像情報を二値化処理して前記板状体に対応する候補点を取得する画像処理手段と、
   前記画像処理手段によって取得された候補点に基づいて算出された確定点を計数することにより前記板状体の枚数を演算する演算手段と、を備え、
   前記演算手段は、前記板状体の厚さに基づき基準ピッチを算出し、前記基準ピッチと等しい候補点を確定点として算出し、該算出した全ての確定点を計数することを特徴とする板状体積層体の板状体計数装置。
2. 前記積層面に光を投光する投光手段を備える請求項１に記載の板状体積層体の板状体計数装置。
3. 前記受光手段は、ラインセンサである請求項１又は２に記載の板状体積層体の板状体計数装置。
4. 前記板状体積層体は、板状体と板状体保護部材とが交互に積層されてなる請求項１〜３のいずれか一項に記載の板状体積層体の板状体計数装置。
5. 前記板状体は、透明部材である請求項１〜４のいずれか一項に記載の板状体積層体の板状体計数装置。
6. 複数枚の板状体が積層された板状体積層体の板状体枚数を計数する板状体積層体の板状体計数方法において、
   板状体積層体の積層面の反射光を受光し、
   前記反射光に基づいた前記積層面の画像情報を二値化処理して前記板状体に対応する候補点を取得し、
   前記板状体の厚さに基づき基準ピッチを算出するとともに、前記基準ピッチと等しい候補点を確定点として算出し、
   算出した全ての確定点を計数することを特徴とする板状体積層体の板状体計数方法。

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