KR20110126601A

KR20110126601A - 직사각형 판상물의 외형 형상 측정 방법 및 촬상 수단의 상대 위치 교정 방법

Info

Publication number: KR20110126601A
Application number: KR1020117017865A
Authority: KR
Inventors: 히데히또 다니; 시즈노리 가네꼬
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2010-02-10
Publication date: 2011-11-23
Also published as: CN102301201A; KR101442895B1; CN102301201B; TW201100744A; JPWO2010095551A1; WO2010095551A1

Abstract

미리 직사각형 판상물의 4코너에 대응하여 배치된 4개의 촬상 수단과, 상기 4개의 촬상 수단 각각의 상대 좌표를 저장하는 기억 수단을 구비하는 형상 측정 장치를 사용하여, 반송되는 직사각형 판상물의 외형 형상을 측정하는 방법에 있어서, 상기 직사각형 판상물이 측정 섹션에 도달했는지의 여부를 판정하는 스텝과, 상기 4개의 촬상 수단에 의해 상기 측정 섹션에 도달한 상기 직사각형 판상물의 4코너 각각의 코너부를 포함하는 화상을 촬상하는 스텝과, 상기 촬상된 화상에 기초하여, 상기 직사각형 판상물의 4코너 각각의 화상 원점으로부터의 좌표값인 코너 포스트 좌표를 연산하는 스텝과, 상기 연산된 코너 포스트 좌표와 상기 기억 수단에 저장된 상대 좌표에 기초하여, 상기 직사각형 판상물의 4변 각각의 길이 치수와 4코너 각각의 직각도를 연산하는 스텝을 구비한다.

Description

직사각형 판상물의 외형 형상 측정 방법 및 촬상 수단의 상대 위치 교정 방법{METHOD FOR MEASURING EXTERNAL SHAPE OF RECTANGULAR PLATE-LIKE OBJECT, AND METHOD FOR CALIBRATING RELATIVE POSITION OF IMAGE-CAPTURING MEANS}

본 발명은 유리판 등의 직사각형 판상물의 외형 형상(치수 및 4코너의 직각도 등)을 측정하는 측정 방법에 관한 것으로, 특히 라인 상에서 반송되는 유리판 등의 직사각형 판상물의 외형 형상(치수 및 4코너의 직각도 등)을 논스톱으로 측정하는 것이 가능한 측정 방법에 관한 것이다.

종래, 액정 디스플레이용 유리판, 플라즈마 디스플레이용 유리판, 필드 에미션 디스플레이용 유리판, 유기 EL 등의 플랫 디스플레이 패널용 유리판 등의 유리판의 분야에서는, 직사각형의 유리판의 외형 형상(치수 및 4코너의 직각도 등)을, 비접촉으로 단시간에 고정밀도로 효율적으로 측정하는 것이 요구되고 있으며, 이 요구에 따르는 장치로서, 유리판을 촬상하고, 당해 촬상한 화상 등에 기초하여, 유리판의 외형 형상(치수 및 4코너의 직각도 등)을 자동 측정하는 형상 측정 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 하기 특허문헌 1 참조).

도 10은 특허문헌 1에 기재된 형상 측정 장치의 정면도이다. 도 11은 특허문헌 1에 기재된 형상 측정 장치의 측면도이다.

도 10, 도 11에 도시한 바와 같이, 특허문헌 1에 기재된 형상 측정 장치(100)는, X 축 방향으로 연장되는 X축 가이드(102) 및 Y 축 방향으로 연장되는 Y축 가이드(104), 촬상 수단(106), 촬상 수단(106)을 X축 및 Y축 가이드(102, 104)를 따라 XY 방향으로 이동시키는 모터(도시하지 않음) 등을 구비하고 있다.

이 형상 측정 장치(100)에 있어서는, 도 11에 도시한 바와 같이 경사 자세로 반입되어, 검사대(108) 위에 지지된 유리판(110)의 에지 등을, 촬상 수단(106)을 XY 방향으로 이동시키면서 촬상하고, 당해 촬상한 화상 등에 기초하여, 유리판(110)의 외형 형상(치수 및 4코너의 직각도 등)을 자동 측정하도록 되어 있다.

일본 특허 공개 제2007-205724호 공보

그러나, 이 형상 측정 장치(100)는 XY 방향으로 이동하는 촬상 수단(106)을 사용하여 유리판(110)의 에지 등을 촬상하는 구성이기 때문에, 당해 유리판(110)을 검사대(108) 상에 일정 시간 고정해야 하며, 라인 상에서 반송되는 복수의 유리판(110) 각각에 대하여, 논스톱으로 형상을 측정할 수 없어, 측정에 시간이 걸리고, 불량 발생 시에 제조 조건으로의 피드백이 느려진다. 이로 인해, 수율을 향상시킬 수 없다는 문제가 있다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 라인 상에서 반송되는 유리판 등의 직사각형 판상물의 외형 형상(치수 및 4코너의 직각도 등)을 논스톱으로 측정하는 것이 가능한 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해, 미리 직사각형 판상물의 4코너에 대응하여 배치된 4개의 촬상 수단과, 상기 4개의 촬상 수단 각각의 상대 좌표를 저장하는 기억 수단을 구비하는 형상 측정 장치를 사용하여, 형상 측정 섹션을 통과하도록 반송되는 직사각형 판상물의 외형 형상을 측정하는 측정 방법에 있어서, 상기 직사각형 판상물이 상기 측정 섹션에 도달했는지의 여부를 판정하는 스텝과, 상기 직사각형 판상물이 상기 측정 섹션에 도달했다고 판정된 경우에, 상기 4개의 촬상 수단에 의해 당해 측정 섹션에 도달한 직사각형 판상물의 4코너 각각의 코너부를 포함하는 화상을 촬상하는 스텝과, 상기 촬상된 화상에 기초하여, 상기 직사각형 판상물의 4코너 각각의 화상 원점으로부터의 좌표값인 코너 포스트 좌표를 연산하는 스텝과, 상기 연산된 직사각형 판상물의 코너 포스트 좌표 및 상기 기억 수단에 저장된 상대 좌표에 기초하여, 상기 직사각형 판상물의 4변 각각의 길이 치수를 연산하는 스텝과, 상기 연산된 코너 포스트 좌표, 상기 기억 수단에 저장된 상대 좌표 및 상기 연산된 길이 치수에 기초하여, 상기 직사각형 판상물의 4코너 각각의 직각도를 연산하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 직사각형 판상물의 외형 형상 측정 방법을 제공한다.

상기 구성에 의하면, 종래와 같이 촬상 수단을 XY 방향으로 이동시키지 않고, 미리 직사각형 판상물의 4코너에 대응하여 배치된 4개의 촬상 수단에 의해 동시(또는 거의 동시)에 직사각형 판상물의 4코너 각각의 코너부를 포함하는 화상을 촬상하고, 당해 촬상된 화상 등에 기초하여, 직사각형 판상물의 외형 형상(직사각형 판상물의 4변 각각의 길이 치수 및 직사각형 판상물의 4코너 각각의 직각도)을 연산한다. 이로 인해, 라인 상에서 반송되는 복수의 직사각형 판상물 각각에 대하여, 논스톱으로 형상 측정하는 것이 가능하게 되어, 수율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 외형 형상 측정 방법은, 상기 연산된 길이 치수 및 직각도와 소정의 규격값을 비교하는 스텝과, 상기 비교 결과에 기초하여, 상기 직사각형 판상물의 외형 형상의 불량 판정을 행하는 스텝을 더 구비해도 된다.

상기 구성에 의하면, 직사각형 판상물의 외형 형상의 불량 판정을 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 외형 형상 측정 방법은, 교정용 표준 직사각형 판상물의 4변 각각의 미리 측정된 길이 치수 및 당해 교정용 표준 직사각형 판상물의 4코너 각각의 미리 측정된 직각도에 기초하여, 상기 직사각형 판상물의 4코너 각각의 미리 측정된 직각도를 보정하는 스텝과, 상기 4개의 촬상 수단에 의해 상기 교정용 표준 직사각형 판상물의 4코너 각각의 코너부를 포함하는 화상을 촬상하는 스텝과, 상기 촬상된 화상에 기초하여, 상기 교정용 표준 직사각형 판상물의 4코너 각각의 코너 포스트 좌표를 연산하는 스텝과, 상기 연산된 교정용 표준 직사각형 판상물의 코너 포스트 좌표, 상기 보정된 직각도 및 상기 교정용 표준 직사각형 판상물의 4변 각각의 미리 측정된 길이 치수에 기초하여, 상기 4개의 촬상 수단 각각의 상대 좌표를 연산하여, 상기 기억 수단에 저장하는 스텝을 더 구비해도 된다.

상기 구성에 의하면, 4변 각각의 길이 치수 및 4코너 각각의 직각도가 미리 측정된(기지(旣知)의) 교정용 표준 직사각형 판상물을 사용함으로써, 직사각형 판상물의 외형 형상(직사각형 판상물의 4변 각각의 길이 치수 및 직사각형 판상물의 4코너 각각의 직각도)의 연산의 기초가 되는 4개의 촬상 수단 각각의 상대 좌표를 연산하는 것이 가능하게 된다.

게다가, 직사각형 판상물의 4코너 각각의 미리 측정된 직각도를 보정하는 스텝을 구비하고 있기 때문에, 미리 측정된 교정용 표준 직사각형 판상물의 4변 각각의 길이 치수 및 4코너 각각의 직각도에 계측 오차가 포함되어 있었다고 해도, 그 계측 오차가 상쇄되게 된다. 이로 인해, 4개의 촬상 수단 각각의 상대 좌표를 더 고정밀도로 연산하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명은, 미리 직사각형 판상물의 4코너에 대응하여 배치된 4개의 촬상 수단을 구비하는 형상 측정 장치에 있어서의 상기 4개의 촬상 수단의 상대 좌표를 교정하는 방법에 있어서, 교정용 표준 직사각형 판상물의 4변 각각의 미리 측정된 길이 치수 및 당해 교정용 표준 직사각형 판상물의 4코너 각각의 미리 측정된 직각도에 기초하여, 상기 직사각형 판상물의 4코너 각각의 미리 측정된 직각도를 보정하는 스텝과, 상기 4개의 촬상 수단에 의해 상기 교정용 표준 직사각형 판상물의 4코너 각각의 코너부를 포함하는 화상을 촬상하는 스텝과, 상기 촬상된 화상에 기초하여, 상기 교정용 표준 직사각형 판상물의 4코너 각각의 코너 포스트 좌표를 연산하는 스텝과, 상기 연산된 교정용 표준 직사각형 판상물의 코너 포스트 좌표, 상기 보정된 직각도 및 상기 교정용 표준 직사각형 판상물의 4변 각각의 미리 측정된 길이 치수에 기초하여, 상기 4개의 촬상 수단 각각의 상대 좌표를 연산하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 촬상 수단의 상대 위치의 교정 방법을 제공한다.

상기 구성에 의하면, 4변 각각의 길이 치수 및 4코너 각각의 직각도가 미리 측정된(기지의) 교정용 표준 직사각형 판상물을 사용함으로써, 직사각형 판상물의 외형 형상(직사각형 판상물의 4변 각각의 길이 치수 및 직사각형 판상물의 4코너 각각의 직각도)의 연산의 기초가 되는 4개의 촬상 수단 각각의 상대 좌표를 연산하는 것이 가능하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 라인 상에서 반송되는 유리판 등의 직사각형 판상물의 외형 형상(치수 및 4코너의 직각도 등)을 논스톱으로 측정하는 것이 가능한 측정 방법을 제공하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 실시 형태의 직사각형 판상물의 외형 형상 측정 방법에 적용되는 형상 측정 장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 유리판의 일반적인 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 측정 라인(30) 상의 형상 측정 섹션(32) 부근의 평면도이다.
도 4는 교정용 표준 유리판(36)의 4변 및 코너부와 촬상 수단(18C0 내지 18C3)의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 각 촬상 수단(18C0 내지 18C3)에 의해 촬상된 화상 P1 내지 P4의 예이다.
도 6은 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3) 각각의 상대 좌표를 연산하는 처리를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 교정용 표준 유리판(36)의 4변 각각의 길이 치수 E1, E2, ER, EL 및 당해 교정용 표준 유리판(36)의 4코너 각각의 직각도 ∠1 내지 ∠4의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3) 각각의 상대 좌표 S0 내지 S3, 근사 보정각 R1*, R2* 등의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 워크 유리판(34)의 외형 형상을 측정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 특허문헌 1에 기재된 형상 측정 장치의 정면도이다.
도 11은 특허문헌 1에 기재된 형상 측정 장치의 측면도이다.

이하, 첨부 도면에 기초하여 본 발명에 관한 직사각형 판상물의 외형 형상 측정 방법의 바람직한 실시 형태를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 실시 형태의 직사각형 판상물의 외형 형상 측정 방법에 적용되는 형상 측정 장치의 시스템 구성도이다. 도 2는 유리판의 일반적인 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 측정 라인(30) 상의 형상 측정 섹션(32) 부근의 평면도이다.

[형상 측정 장치의 개요]

도 2에 도시한 바와 같이, 유리판은 일반적으로 소정의 두께로 제조된 판유리를 소정 크기로 절단하는 절단 공정, 절단 후의 유리판에 대하여, 모따기 가공을 실시하는 모따기 공정, 모따기 가공 후의 유리판에 대하여, 세정·건조를 행하는 세정·건조 공정, 세정·건조 후의 유리판의 외형 형상을 측정하는 측정 공정(측정 라인)을 거쳐 제조된다.

본 실시 형태의 형상 측정 장치(10)는 유리판의 외형 형상을 측정하기 위한 장치이며, 도 3에 도시한 바와 같이 측정 라인(30) 상의 형상 측정 섹션(32)에 설치되어 있다. 세정·건조된 유리판(34)(예를 들어, 도 3에 도시하는 길이 L(수m)×폭 W(수m)의 직사각형 유리판. 이하 워크 유리판이라고 칭한다)은, 공지된 반송 수단(도시하지 않음)에 의해 측정 라인(30) 상에서 반송되어, 형상 측정 섹션(32)을 통과한다. 형상 측정 장치(10)는 형상 측정 섹션(32)을 통과하는 워크 유리판(34)의 외형 형상(워크 유리판(34)의 4변 각각의 길이 치수 및 4코너 각각의 직각도 등)을 논스톱으로 자동 측정한다.

[형상 측정 장치의 구성]

도 1에 도시한 바와 같이, 형상 측정 장치(10)는, 화상 처리 장치(12), 화상 처리 장치(12)에 LED 전원(14) 및 소정 인터페이스(도시하지 않음)를 통하여 접속된 4개의 조명 수단(16), 화상 처리 장치(12)에 소정 인터페이스(도시하지 않음)를 통하여 접속된 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3), 화상 처리 장치(12)에 소정 인터페이스(도시하지 않음)를 통하여 접속된 센서(20) 등을 구비하고 있다.

화상 처리 장치(12)는, MPU나 CPU 등의 연산·제어 수단(12a), RAM이나 ROM 등의 기억 수단(12b) 등을 구비하고 있다. 화상 처리 장치(12)는, 연산·제어 수단(12a)이 기억 수단(12b)에 읽어들여진 소정 프로그램을 실행함으로써, 각 조명 수단(16) 및 각 촬상 수단(18C0 내지 18C3)을 제어하는 제어 수단, 워크 유리판(34)의 외형 형상을 연산하는 연산 수단 등으로서 기능한다.

조명 수단(16)은 워크 유리판(34)의 4코너를 조명하기 위한 것이고, 예를 들어 링 형상으로 배치된 복수의 LED 광원(도시하지 않음)을 포함하는 조명 장치이다. 조명 수단(16)은 도 1에 도시한 바와 같이, 워크 유리판(34)의 4코너 각각에 대응하여 4군데에 배치되어 있다. 조명 수단(16)은 화상 처리 장치(12)로부터의 제어에 따라 점등하여, 워크 유리판(34)의 4코너를 조명한다.

촬상 수단(18C0 내지 18C3)은, 워크 유리판(34)의 4코너를 촬상하기 위한 것이고, 예를 들어 CCD형 또는 CMOS형의 촬상 소자(예를 들어, 해상도: 수십μm/pic)를 포함하는 촬상 장치이다. 촬상 수단(18C0 내지 18C3)은, 워크 유리판(34)의 4코너 각각의 코너부 C1 내지 C4(도 1, 도 3, 도 4 등 참조)가 시야 범위(예를 들어, 시야 범위: 수십mm×수십mm)에 들어가도록, 워크 유리판(34)의 4코너 각각에 대응하여 4군데에 배치되어 있다. 촬상 수단(18C0 내지 18C3)은, 화상 처리 장치(12)로부터의 제어에 따라 워크 유리판(34)의 4코너 각각의 코너부 C1 내지 C4를 포함하는 화상 P1 내지 P4를 촬상한다. 도 5는, 각 촬상 수단(18C0 내지 18C3)에 의해 촬상된 화상 P1 내지 P4의 예이다. 당해 촬상된 화상 P1 내지 P4는 화상 처리 장치(12)에 도입된다.

센서(20)는, 측정 대상의 워크 유리판(34)이 측정 섹션(32)(내의 소정 촬상 위치)에 도달했는지의 여부를 검출하기 위한 것이고, 예를 들어 포토 인터럽터이다. 센서(20)는, 워크 유리판(34)의 반송 방향의 단부 테두리(34a)(에지)를 검출한 경우에는, 그 취지의 검출 신호를 화상 처리 장치(12)에 통지한다. 당해 통지를 받은 화상 처리 장치(12)는, 당해 측정 섹션(32)에 도달한 워크 유리판(34)의 4코너를 조명하도록 각 조명 수단(16)을 제어한다. 이와 함께, 당해 워크 유리판(34)의 4코너 각각의 코너부 C1 내지 C4를 포함하는 화상을 촬상하도록, 각 촬상 수단(18C0 내지 18C3)을 제어한다.

[교정용 표준 유리판을 사용한 상대 좌표 연산 처리(교정 방법)]

이어서, 교정용 표준 유리판을 사용하여, 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3) 각각의 상대 좌표를 연산하는 처리에 대해, 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 6은 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3) 각각의 상대 좌표를 연산하는 처리를 설명하기 위한 흐름도이다. 이하의 처리는, 화상 처리 장치(12)(연산·제어 수단)가 기억 수단(12b) 등에 읽어들여진 소정 프로그램을 실행함으로써 실현된다.

도 4, 도 7에 도시한 바와 같이, 교정용 표준 유리판(36)의 4변 각각의 길이 치수 E1, E2, EF, ER 및 당해 교정용 표준 유리판(36)의 4코너 각각의 직각도 ∠1 내지 ∠4는, 미리 리니어 게이지 등의 교정 게이지를 사용하여 측정되고, 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 기억 수단(12b) 등에 저장되어 있다.

직각도란, 직각이어야 할 교정용 표준 유리판(36) 4코너 각각의 내각의, 직각으로부터의 편차의 크기를 의미한다. 본 실시 형태에 있어서는, 교정용 표준 유리판(36)의 4코너 각각의 코너부 C1 내지 C4로부터 1000mm 이격된 당해 교정용 표준 유리판(36) 상의 점과, 4코너 각각의 내각이 직각이라고 가정한 경우의 교정용 표준 유리판(36)의 4코너 각각의 코너부 C1 내지 C4로부터 1000mm 이격된 당해 교정용 표준 유리판(36) 상의 점의 거리(mm)를 직각도로서 채용했다. 또한, 교정용 표준 유리판(36)의 4코너 각각의 내각과, 4코너 각각의 내각이 직각이라고 가정한 경우의 교정용 표준 유리판(36)의 4코너 각각의 내각(직각)의 차(rad)를 직각도로서 채용해도 된다.

그러나, 이들의 측정값 자체(특히 직각도 ∠1 내지 ∠4)에, 이미 계측 오차(교정 게이지의 오프셋 오차)가 포함되어 있다. 이 계측 오차를 상쇄하여, 교정용 표준 유리판(36)의 4코너의 내각의 합이 4직각이 되도록, 직각도 ∠1 내지 ∠4를 보정한다(스텝 S10).

구체적으로는, 다음의 표 2, 수 1, 표 3에 나타낸 바와 같이 하여, 직각도 ∠1 내지 ∠4를 보정한다.

표 2 중, DWSn←∠n/1000은, 변수 DWS1 내지 DWS4에 직각도 ∠1 내지 ∠4를 직각도 측정점과 4코너 각각의 코너부 C1 내지 C4의 거리인 1000mm로 나눈, ∠1/1000 내지 ∠4/1000이 각각 대입되는 것을 나타내고 있다. 또한, 표 2 중 Rn#←ATAN(DWSn)은, 변수 R1# 내지 R4#에 코너부 C1 내지 C4의 라디안화(RAD화)된 내각 ATAN(DWS1 내지 DWS4)이 각각 대입되는 것을 나타내고 있다.

또한, 표 2 중, aR←(R1#+R2#+R3#+R4#)/4.0은, 변수 aR에 상기 라디안화(RAD화)된 내각 ATAN(DWS1 내지 DWS4)의 평균값이 대입되는 것을 나타내고 있다. 또한, 표 2 중, Rn←Rn#-aR은, 변수 R1 내지 4에 변수 R1# 내지 R4#로부터 변수 aR을 감산한 값이 각각 대입되는 것을 나타내고 있다.

이에 의해, 교정용 표준 유리판(36)의 내각의 계측값에 오차가 포함되어 있고, 교정용 표준 유리판(36)의 내각의 계측값의 합 R1#+R2#+R3#+R4#이 제로가 되지 않는 경우에도 하기와 같이 R1+R2+R3+R4는 제로가 된다.

R1+R2+R3+R4=(R1#-aR)+(R2#-aR)+(R3#-aR)+(R4#-aR)

=R1#+R2#+R3#+R4#-4×aR

=0

상기 처리에 있어서, |R3+R4|>0.000001 또는 |AR12|>0.000001 중 적어도 어느 한쪽을 만족하지 않는 경우는, R3*, R4*은 모두 제로로 한다. 또한,|R1+R2|>0.000001 또는 |AR12|>0.000001 중 적어도 어느 한쪽을 만족하지 않는 경우는, R1*, R2*은 모두 제로로 한다.

상기 처리는, 교정용 표준 유리판(36)이 개략 평행사변형인 것을 전제로 하여, 대변의 길이의 차가 비교하고 있는 변의 양단부의 각도의 합(정평행사변형의 경우에는 180도가 된다)의 차가 되는 점에서, 이 차분을 원래의 각도의 값에 비례 배분하여, 변의 길이의 차를 직각도에 반영시키도록, 긴 변 사이의 길이의 차분, 짧은 변 사이의 길이의 차분에 대하여 보정하고 있다.

이 처리에 의해, 근사 보정각 R1* 내지 R4*이 연산되어, 기억 수단(12b)에 저장된다.

이어서, 화상 처리 장치(12)는 교정용 표준 유리판(36)의 4코너를 조명하도록 각 조명 수단(16)을 제어한다. 이와 함께, 당해 교정용 표준 유리판(36)의 4코너 각각의 코너부 C1 내지 C4를 포함하는 화상을 촬상하도록, 각 촬상 수단(18C0 내지 18C3)을 제어한다.

각 조명 수단(16)은, 화상 처리 장치(12)로부터의 제어에 따라 점등하여, 당해 교정용 표준 유리판(36)의 4코너를 조명한다. 또한, 각 촬상 수단(18C0 내지 18C3)은 화상 처리 장치(12)로부터의 제어에 따라 당해 교정용 표준 유리판(36)의 4코너 각각의 코너부 C1 내지 C4를 포함하는 화상 P1 내지 P4를 촬상한다(스텝 S12). 도 5는, 각 촬상 수단(18C0 내지 18C3)에 의해 촬상된 화상 P1 내지 P4의 예이다. 당해 촬상된 화상 P1 내지 P4는 화상 처리 장치(12)에 도입된다.

이어서, 화상 처리 장치(12)는, 그 촬상된 화상 P1 내지 P4에 기초하여, 교정용 표준 유리판(36)의 4코너 각각의 화상 원점으로부터의 mm 환산 좌표값인 코너 포스트 좌표(이하, CP 좌표라고 칭한다) C1PX 내지 C4PX, C1PY 내지 C4PY 및 코너컷 치수(이하, CC 치수라고 칭한다) C1LX 내지 C4LX, C1LY 내지 C4LY를 연산한다(스텝 S14, S16).

예를 들어, 각 화상 P1 내지 P4에 대하여 소정의 화상 처리를 실시함으로써, 도 5에 도시한 바와 같이 각 에지(수평 에지 EH, 수직 에지 EV, 기울기 에지 EB)를 검출하여, 수평·수직 에지 EH, EV와 기울기 에지 EB의 교점을 구한다(스텝 S14). 이들 교점 등에 기초하여, CP 좌표 C1PX 내지 C4PX, C1PY 내지 C4PY 및 CC 치수C1LX 내지 C4LX, C1LY 내지 C4LY를 연산한다(스텝 S16).

이어서, 화상 처리 장치(12)는, 그 연산된 교정용 표준 유리판(36)의 CP 좌표 C1PX 내지 C4PX, C1PY 내지 C4PY, 기억 수단(12b)에 저장된 교정용 표준 유리판(36)의 4변 각각의 미리 측정된 길이 치수 E1, E2, ER, EL 및 기억 수단(12b)에 저장된 근사 보정각 R1*, R2*, R3*, R4*에 기초하여, 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3) 각각의 상대 좌표 S0 내지 S3을 연산하여, 기억 수단(12b)에 저장한다(스텝 S18).

구체적으로는, 다음의 표 4에 기재된 식을 사용하여, 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3) 각각의 상대 좌표 S0 내지 S3을 연산한다.

이상의 처리에 의해, 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3) 각각의 상대 좌표 S0 내지 S3이 연산되어, 기억 수단(12b)에 저장된다. 도 8은, 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3) 각각의 상대 좌표 S0 내지 S3, 근사 보정각 R1*, R2* 등의 관계를 나타내고 있다.

[워크 유리판의 외형 형상 측정 방법]

이어서, 상기 구성의 형상 측정 장치(10)를 사용하여, 형상 측정 섹션(32)을 통과하도록 반송되는 워크 유리판(34)의 외형 형상을 측정하는 방법에 대해서, 도 9를 참조하면서 설명한다. 도 9는 워크 유리판(34)의 외형 형상을 측정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하의 처리는, 화상 처리 장치(12)(연산·제어 수단)가, 기억 수단(12b) 등에 읽어들여진 소정 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 또한, 기억 수단(12b)에는, 미리 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3) 각각의 상대 좌표 S0 내지 S3이 저장되어 있는 것으로 한다. 또한, 이 저장된 상대 좌표 S0 내지 S3은, 촬상 수단(18C0 내지 18C3)의 배치가 종전과 마찬가지의 배치인 한, 종전에 저장된 상대 좌표 S0 내지 S3을 기억 수단(12b)으로부터 판독하고, 이것을 사용하는 것이 가능하다. 즉, 촬상 수단(18C0 내지 18C3)의 배치가 종전과 마찬가지의 배치인 한, 종전에 저장된 상대 좌표 S0 내지 S3의 재이용이 가능하고, 그때마다 스텝 S10 내지 S18을 행할 필요는 없다.

우선, 화상 처리 장치(12)는 워크 유리판(34)이 측정 섹션(32)에 도달했는지의 여부를 판정한다(스텝 S20). 화상 처리 장치(12)는, 측정 대상의 워크 유리판(34)이 측정 섹션(32)(내의 소정 촬상 위치)에 도달했다고 판정한 경우(스텝 S20: "예"), 즉 센서(20)로부터 워크 유리판(34)의 반송 방향의 단부 테두리(34a)(에지)를 검출한 취지의 검출 신호의 통지를 받은 경우에는 당해 측정 섹션(32)에 도달한 워크 유리판(34)의 4코너를 조명하도록 각 조명 수단(16)을 제어한다. 이와 함께, 당해 워크 유리판(34)의 4코너 각각의 코너부 C1 내지 C4를 포함하는 화상을 촬상하도록, 각 촬상 수단(18C0 내지 18C3)을 제어한다.

각 조명 수단(16)은, 화상 처리 장치(12)로부터의 제어에 따라 점등하여, 당해 워크 유리판(34)의 4코너를 조명한다. 또한, 각 촬상 수단(18C0 내지 18C3)은, 화상 처리 장치(12)로부터의 제어에 따라 당해 워크 유리판(34)의 4코너 각각의 코너부 C1 내지 C4를 포함하는 화상 p1 내지 p4(도 5에 도시한 화상 P1 내지 P4와 마찬가지의 화상)를 촬상한다(스텝 S22). 당해 촬상된 화상 p1 내지 p4는 화상 처리 장치(12)에 도입된다.

이어서, 화상 처리 장치(12)는, 그 촬상된 화상 p1 내지 p4에 기초하여, 워크 유리판(34)의 4코너 각각의 CP 좌표 c1Px 내지 c4Px, c1Py 내지 c4Py 및 CC 치수 c1Lx 내지 c4Lx, c1Ly 내지 c4Ly를 연산한다(스텝 S24, S26).

예를 들어, 각 화상 p1 내지 p4에 대하여 소정의 화상 처리를 실시함으로써, 도 5에 도시한 바와 마찬가지로, 각 에지(수평 에지 EH, 수직 에지 EV, 기울기 에지 EB)를 검출하여, 수평·수직 에지 EH, EV와 기울기 에지 EB의 교점을 구한다(스텝 S24). 이들 교점 등에 기초하여, CP 좌표 c1Px 내지 c4Px, c1Py 내지 c4Py 및 CC 치수 c1Lx 내지 c4Lx, c1Ly 내지 c4Ly를 연산한다(스텝 S26).

이어서, 화상 처리 장치(12)는, 그 연산된 워크 유리판(34)의 CP 좌표 c1Px 내지 c4Px, c1Py 내지 c4Py 및 기억 수단(12b)에 저장된 상대 좌표 S0 내지 S3에 기초하여, 워크 유리판(34)의 4변 각각의 길이 치수 E1, E2, ER, EL을 연산하여, 기억 수단(12b)에 저장한다(스텝 S28).

구체적으로는, 다음에 기재된 식을 사용하여, 워크 유리판(34)의 4변 각각의 길이 치수 E1, E2, ER, EL을 연산한다.

이상의 처리에 의해, 워크 유리판(34)의 4변 각각의 길이 치수 E1, E2, ER, EL이 연산되어, 기억 수단(12b)에 저장된다.

이어서, 화상 처리 장치(12)는, 그 연산된 CP 좌표 c1Px 내지 c4Px, c1Py 내지 c4Py, 기억 수단(12b)에 저장된 상대 좌표 S0 내지 S3 및 그 연산된 길이 치수 E1, E2, ER, EL에 기초하여, 워크 유리판(34)의 4코너 각각의 직각도 ∠1 내지 ∠4를 연산한다(스텝 S28).

구체적으로는, 다음에 기재된 식을 사용하여, 워크 유리판(34)의 각 코너부의 라디안화(RAD화)된 내각 r1 내지 r4를 연산하고, 또한 당해 내각 r1 내지 r4에 기초하여 워크 유리판(34)의 4코너 각각의 직각도 ∠1 내지 ∠4를 연산한다.

이상의 처리에 의해, 워크 유리판(34)의 4코너 각각의 직각도 ∠1 내지 ∠4가 연산되어, 기억 수단(12b)에 저장된다.

이어서, 화상 처리 장치(12)는, 그 연산된 워크 유리판(34)의 4변 각각의 길이 치수 E1, E2, ER, EL 및 직각도 ∠1 내지 ∠4와 미리 정해진 소정의 규격값(설정 범위)을 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여, 당해 연산된 길이 치수 E1, E2, ER, EL 및 직각도 ∠1 내지 ∠4가 규격값(설정 범위) 내인지의 여부, 즉 워크 유리판(34)의 외형 형상의 불량 판정을 행한다(스텝 S30). 그리고, 화상 처리 장치(12)는, 당해 연산된 길이 치수 E1, E2, ER, EL 및 직각도 ∠1 내지 ∠4가 규격값(설정 범위) 내이면(스텝 S30: "예"), 스텝 S20으로 되돌아가, 다음에 측정 섹션(32)에 도달한 워크 유리판(34)에 대하여, 스텝 S20 내지 S30의 처리를 반복한다. 즉, 측정 라인(30) 상에서 반송되는 복수의 워크 유리판(34)(도 3 참조) 각각에 대하여, 논스톱으로 형상 측정한다. 한편, 화상 처리 장치(12)는 당해 연산된 길이 치수 E1, E2, ER, EL 및 직각도 ∠1 내지 ∠4가 설정 범위 내가 아니면(스텝 S30:"아니오"), 알람 등을 디스플레이(22)에 표시함으로써 그 취지를 통지한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 워크 유리판의 외형 형상 측정 방법에 의하면, 종래와 같이 촬상 수단(18C0 내지 18C3)을 XY 방향으로 이동시키지 않고, 미리 워크 유리판(34)의 4코너에 대응하여 배치된 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3)에 의해 동시(또는 거의 동시)에 워크 유리판(34)의 4코너 각각의 코너부 C1 내지 C4를 포함하는 화상을 촬상하고, 당해 촬상된 화상 p1 내지 p4 등에 기초하여, 워크 유리판(34)의 외형 형상(워크 유리판(34)의 4변 각각의 길이 치수 및 직사각형 판상물의 4코너 각각의 직각도)을 연산한다(스텝 S20 내지 S28). 이로 인해, 측정 라인(30) 상에서 반송되는 복수의 워크 유리판(34)(도 3 참조) 각각에 대하여, 논스톱으로 형상 측정하는 것이 가능하게 되어, 수율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시 형태의 워크 유리판의 외형 형상 측정 방법에 의하면, 4변 각각의 길이 치수 및 4코너 각각의 직각도가 미리 측정된(기지의) 교정용 표준 유리판(36)을 사용함으로써, 워크 유리판(34)의 외형 형상(워크 유리판(34)의 4변 각각의 길이 치수 및 4코너 각각의 직각도)의 연산의 기초가 되는 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3) 각각의 상대 좌표를 연산하는 것이 가능하게 된다.

게다가, 본 실시 형태의 워크 유리판의 외형 형상 측정 방법에 의하면, 교정용 표준 유리판(36)의 4코너 각각의 미리 측정된 직각도를 보정하는 스텝 S10을 구비하고 있기 때문에, 미리 측정된 교정용 표준 유리판(36)의 4변 각각의 길이 치수 및 4코너 각각의 직각도에 계측 오차가 포함되어 있었다고 해도, 그 계측 오차가 상쇄되는 것이 된다. 이로 인해, 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3) 각각의 상대 좌표를 더 고정밀도로 연산하는 것이 가능하게 된다.

이어서, 변형예에 대하여 설명한다.

상기 실시 형태에서는, 측정 대상이 도 5에 도시한 바와 같은 4코너가 잘라진 교정용 표준 유리판(36)이나 워크 유리판(34)인 예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 3 등에 도시한 바와 같은 4코너가 잘라져 있지 않은 교정용 표준 유리판(36)이나 워크 유리판(34)을 사용해도 마찬가지로, CP 좌표 C1PX 내지 C4PX, C1PY 내지 C4PY, 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3) 각각의 상대 좌표 S0 내지 S3을 연산하고, 또한 워크 유리판(34)의 4변 각각의 길이 치수 E1, E2, ER, EL, 워크 유리판(34)의 4코너 각각의 직각도 ∠1 내지 ∠4를 연산하는 것이 가능하다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 측정 대상이 절단 공정, 모따기 공정, 세정·건조 공정을 거친 유리판인 예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 절단 공정 전의 유리판, 절단 공정 후 모따기 공정 전의 유리판, 모따기 공정 후 세정·건조 공정 전의 유리판을 측정 대상으로 하는 것도 가능하다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3) 각각의 상대 좌표 S0 내지 S3을, 스텝 S10 내지 S18의 처리에 의해 연산하는 예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 4개의 촬상 수단(18C0 내지 18C3) 각각의 상대 좌표 S0 내지 S3이 미리 측정되어 있는 것이면, 당해 미리 측정되어 있는 상대 좌표 S0 내지 S3을 사용하여, 워크 유리판(34)의 외형 형상을 측정하는 것(스텝 S20 내지 S32)이 가능하다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 측정 대상의 직사각형 판상물이 유리판인 예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 목판, 금속판, 수지판 등의 다른 직사각형 판상물에 대해서도 마찬가지로 적용하는 것이 가능하다.

상기 실시 형태는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않는다. 이들 기재에 의해 본 발명은 한정적으로 해석되는 것이 아니다. 본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고 다른 여러 형태로 실시할 수 있다.

본 출원을 상세하게 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 여러 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 명확하다.

본 출원은 2009년 2월 18일 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2009-035732호)에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.

10: 형상 측정 장치
12: 화상 처리 장치
12a: 연산·제어 수단
12b: 기억 수단
14: LED 전원
16: 조명 수단
20: 센서
30: 측정 라인
32: 측정 섹션
34a: 단부 테두리
36: 교정용 표준 유리판
C1-C4: 코너부

Claims

미리 직사각형 판상물의 4코너에 대응하여 배치된 4개의 촬상 수단과, 상기 4개의 촬상 수단 각각의 상대 좌표를 저장하는 기억 수단을 구비하는 형상 측정 장치를 사용하여, 형상 측정 섹션을 통과하도록 반송되는 직사각형 판상물의 외형 형상을 측정하는 측정 방법에 있어서,
상기 직사각형 판상물이 상기 측정 섹션에 도달했는지의 여부를 판정하는 스텝과,
상기 직사각형 판상물이 상기 측정 섹션에 도달했다고 판정된 경우에, 상기 4개의 촬상 수단에 의해 당해 측정 섹션에 도달한 직사각형 판상물의 4코너 각각의 코너부를 포함하는 화상을 촬상하는 스텝과,
상기 촬상된 화상에 기초하여, 상기 직사각형 판상물의 4코너 각각의 화상 원점으로부터의 좌표값인 코너 포스트 좌표를 연산하는 스텝과,
상기 연산된 직사각형 판상물의 코너 포스트 좌표 및 상기 기억 수단에 저장된 상대 좌표에 기초하여, 상기 직사각형 판상물의 4변 각각의 길이 치수를 연산하는 스텝과,
상기 연산된 코너 포스트 좌표, 상기 기억 수단에 저장된 상대 좌표 및 상기 연산된 길이 치수에 기초하여, 상기 직사각형 판상물의 4코너 각각의 직각도를 연산하는 스텝
을 구비하는 것을 특징으로 하는, 직사각형 판상물의 외형 형상 측정 방법.
제1항에 있어서, 상기 연산된 길이 치수 및 직각도와 소정의 규격값을 비교하는 스텝과,
상기 비교 결과에 기초하여, 상기 직사각형 판상물의 외형 형상의 불량 판정을 행하는 스텝
을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 직사각형 판상물의 외형 형상 측정 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 교정용 표준 직사각형 판상물의 4변 각각의 미리 측정된 길이 치수 및 당해 교정용 표준 직사각형 판상물의 4코너 각각의 미리 측정된 직각도에 기초하여, 상기 직사각형 판상물의 4코너 각각의 미리 측정된 직각도를 보정하는 스텝과,
상기 4개의 촬상 수단에 의해 상기 교정용 표준 직사각형 판상물의 4코너 각각의 코너부를 포함하는 화상을 촬상하는 스텝과,
상기 촬상된 화상에 기초하여, 상기 교정용 표준 직사각형 판상물의 4코너 각각의 코너 포스트 좌표를 연산하는 스텝과,
상기 연산된 교정용 표준 직사각형 판상물의 코너 포스트 좌표, 상기 보정된 직각도 및 상기 교정용 표준 직사각형 판상물의 4변 각각의 미리 측정된 길이 치수에 기초하여, 상기 4개의 촬상 수단 각각의 상대 좌표를 연산하여, 상기 기억 수단에 저장하는 스텝
을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 직사각형 판상물의 외형 형상 측정 방법.
미리 직사각형 판상물의 4코너에 대응하여 배치된 4개의 촬상 수단을 구비하는 형상 측정 장치에 있어서의 상기 4개의 촬상 수단의 상대 좌표를 교정하는 방법에 있어서,
교정용 표준 직사각형 판상물의 4변 각각의 미리 측정된 길이 치수 및 당해 교정용 표준 직사각형 판상물의 4코너 각각의 미리 측정된 직각도에 기초하여, 상기 직사각형 판상물의 4코너 각각의 미리 측정된 직각도를 보정하는 스텝과,
상기 4개의 촬상 수단에 의해 상기 교정용 표준 직사각형 판상물의 4코너 각각의 코너부를 포함하는 화상을 촬상하는 스텝과,
상기 촬상된 화상에 기초하여, 상기 교정용 표준 직사각형 판상물의 4코너 각각의 코너 포스트 좌표를 연산하는 스텝과,
상기 연산된 교정용 표준 직사각형 판상물의 코너 포스트 좌표, 상기 보정된 직각도 및 상기 교정용 표준 직사각형 판상물의 4변 각각의 미리 측정된 길이 치수에 기초하여, 상기 4개의 촬상 수단 각각의 상대 좌표를 연산하는 스텝
을 구비하는 것을 특징으로 하는, 촬상 수단의 상대 위치의 교정 방법.