TWI521183B - 高度測量裝置 - Google Patents

Description

高度測量裝置

本發明是有關於一種高度測量裝置，特別是關於一種適於對形成在太陽電池單元用基板的多數個表面電極的高度進行整體測量的高度測量裝置。

例如，在測量如太陽電池單元用基板的表面形成的表面電極一般之微小物體的高度的情況，使用光遮斷法。所述光遮斷法是對測量對象物從斜上方或正上方照射線狀(狹縫狀)的雷射光，藉由正上或傾斜拍攝雷射光的照射位置的影像，對測量對象物的高度與形狀進行測量(參照專利文獻1及專利文獻2)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2000-193428號公報

[專利文獻2]日本專利特開2002-357408號公報

近年來，特別是用矽作為材料的太陽電池單元用基板， 在減少表面電極造成的遮光面積之目的上，其方向是縮小表面電極的寬度。在採用像這樣的結構時，為了減小電性阻抗，提高表面電極的高度是需要的。因此，近年來，利用由網版印刷重複印刷電極的二重印刷技術，如此讓表面電極的斷面形狀的縱橫比改善。然而，在以網版印刷形成電極時，如果網版的堵塞等使表面電極形狀產生異常，會製造出不適合的太陽電池，故在網版印刷之後需要執行表面電極的高度測量。

圖10為繪示將前述習知的光遮斷法應用於太陽電池單元用基板100上的表面電極101的高度測量時之結構的立體圖，圖11為側面示意圖。又，圖12為雷射光的照射位置，即雷射線102的平面圖。此外，圖10只繪示了在X方向延伸的表面電極101的一部分。

藉由光遮斷法來執行在太陽電池單元用基板100上之表面電極101的高度測量的情況，由配置在太陽電池單元用基板100上方的雷射光源14從斜上方對太陽電池單元用基板100的表面照射線狀的雷射光。然後，此時藉由由CCD(電荷耦合元件；Charge-Coupled Device)攝像元件12及透鏡13構成的攝影機構11，對在太陽電池單元用基板100的表面顯露雷射光的照射位置，即雷射線102進行拍攝。

在太陽電池單元用基板100的表面，向X方向互相平行形成的表面電極101的高度為H，從雷射光源14照射的線狀的雷射光的照射角度相對於垂直方向是θ的情況，在太陽電池單元用 基板100表面上之有表面電極101的地方及沒有表面電極101的地方，如圖11及圖12所示，在雷射光的照射位置，即雷射線102，會產生以下述的數式表示的距離D之位置偏移。

D=H×tanθ

藉由利用相機拍攝測量上述數式的距離D，可測量在太陽電池單元用基板100表面形成的表面電極的高度H。更具體的，對相對於包含雷射線102(即照射位置)的X方向，在Y方向的尺寸較大的區域的影像進行拍攝，執行攝像後影像的雜訊去除處理與臨界值處理後，在X方向進行重心計算以算出雷射線的中心。然後，從雷射光的入射角度θ及透鏡13的倍率換算雷射線的中心位置的位移，以算出高度尺寸。

在此，考慮到藉由這種結構在太陽電池單元用基板100執行表面電極101的高度測量的情況。例如，太陽電池單元用基板100為其一邊為156mm的正方形，這是假設Y方向的取樣間距(空間分解能)為10μm來進行高度測量，做為用以對太陽電池單元用基板100進行攝影的CCD攝像元件12，例如使用2500萬像素(5120像素×5120像素)的CCD攝像元件12的情況，需要將3個CCD攝像元件12排列設置在與表面電極101長度方向正交的方向(圖10所示的Y方向)。

但是，在像這樣採用使用多數個CCD攝像元件12的結構的情況，裝置的成本會增高。而且，像這樣採用使用多數個CCD攝像元件12的結構的情況，多數個CCD攝像元件12不光是需要 同步攝像，還需要以各別的影像取得板(board)取得由多數個CCD攝像元件12拍攝得到的影像後，再將其整合，進行影像處理，故會發生裝置結構及處理變複雜的問題。

圖13(a)、圖13(b)是繪示在太陽電池單元用基板100的表面上之包含雷射光照射位置的區域的影像的示意圖。在此，圖13(a)是繪示太陽電池單元用基板100表面的影像，圖13(b)是表示藉由CCD攝像元件12拍攝的影像。此外，在此圖圖示雷射光的照射位置，即雷射線102只有一處產生相當於上述距離D的位置偏移的狀態。

如前所述，藉由3台CCD攝像元件12對一邊為156mm的正方形的太陽電池單元用基板100拍攝的情況，考慮到對於太陽電池單元用基板100的寬度之寬容度，例如，用1個CCD攝像元件12拍攝的區域定為57mm×57mm。此時，表面電極101的高度是包含其上下變動為4mm的情況，若上述角度θ為70度，上述距離D即使考慮到上下變動的情況也是從4mm×tanθ到11mm左右。因此，對在雷射光的照射位置即雷射線102的長度方向，需要在57mm的範圍進行拍攝影像，但對與雷射光的照射位置即雷射線102的長度方向正交的方向，只要在11mm的範圍進行拍攝即可。也就是說，在太陽電池單元用基板100表面上的攝影區域1為57mm×11mm。

在此，CCD攝像元件12的攝影區域為23mm×23mm的情況，上述攝影區域1藉由縮小投影透鏡變為0.4倍，CCD攝像 元件12上的攝影區域2成為約23mm×4.4mm。因此，在CCD攝像元件12的攝影區域占有之攝像區域2的區域為未滿20%，無法說是成為有效率地使用CCD攝像元件12。故，會有更有效率地利用攝像元件的要求。

本發明是為了解決上述課題，其目的在於提供一種高度測量裝置，利用光遮斷法進行測量物的高度測量時，即使在相對於X方向，Y方向尺寸較大的攝影區域對雷射光的照射位置的影像進行拍攝的情況，也可使用單一的攝像元件有效率地實行攝影區域的拍攝。

本發明第1觀點是一種高度測量裝置，對測量對象物照射雷射光至線狀區域，藉由從與雷射光的照射方向相異的方向拍攝雷射光的照射位置的影像，測量所述測量對象物的高度，所述高度測量裝置特徵在於包括：變換光學系統，將所述雷射光的照射位置的影像在1方向分割成多數個，使用不在同一平面上的3個以上的光路徑，將分割後的多數影像進行重排而在同一平面上平行地錯開配置，並且縮小分割後的多數個攝影區域的影像的間距，其中所述同一平面是利用至少一對反射鏡所規定；攝像元件，經由縮小透鏡，將縮小間距後之分割後的多數個攝影區域的影像進行整體攝像，其中從所述測量對象物至所述攝像元件的光路徑 長，在所述分割後的多數攝影區域的影像間為相同。

在上述第1觀點下，本發明第2觀點是在所述分割後的多數個攝影區域包括光路徑長變更機構，用以變更從所述測量對象物至所述攝像元件的光路徑長。

在上述第2觀點下，本發明第3觀點是在所述分割後的多數個攝影區域，包括構成繞行路徑的反射鏡，所述反射鏡與所述一對反射鏡中的其中一個反射鏡是對向配置，所述反射鏡藉由所述一對反射鏡的其中一個反射鏡變更光路徑長。

在上述第1至第3觀點中任一觀點下，本發明第4觀點的所述測量對象物為太陽電池單元用基板上形成的表面電極。

本發明第5觀點是一種高度測量裝置，對在太陽電池單元用基板上向X方向互相平行地形成多數個表面電極，於向Y方向之線狀區域照射雷射光，藉由從與雷射光的照射方向相異的方向拍攝雷射光的照射位置的影像，將所述多數個表面電極的Z方向的高度進行整體測量，所述高度測量裝置特徵在於包括：變換光學系統，將所述雷射光的照射位置的影像對Y方向分割成多數個，使用不在同一平面上的3個以上的光路徑，將分割後的多數個影像進行重排而在同一平面上平行地錯開配置，並且縮小分割後的多數個攝影區域的影像的間距，其中所述同一平面是利用至少一對反射鏡所規定；攝像元件，經由縮小透鏡，將縮小間距後的分割後的多數個攝影區域的影像成像進行整體攝像，其中從所述測量對象物至所述攝像元件的光路徑長，在所述分割後的多數 個攝影區域的影像間為相同。

在上述第5觀點下，本發明第6觀點是在所述分割後的多數個攝影區域，包括用以變更光路徑長的光路徑長變更機構。

在上述第6觀點下，本發明第7觀點在所述分割後的多數個攝影區域，包括構成繞行路徑的反射鏡，所述反射鏡與所述一對反射鏡的其中一個反射鏡是對向配置，所述反射鏡藉由所述一對反射鏡的其中一個反射鏡變更光路徑長。

在上述第5至第7觀點中任一觀點下，本發明第8觀點的所述縮小透鏡配置在所述分割後的多數個攝影區域所包含的多數個反射鏡之中的所述攝像元件側的反射鏡與所述攝像元件之間，將所述分割後的多數個攝影區域的影像縮小投影到所述攝像元件，各個所述分割後的多數個攝影區域所對應的所述多數個反射鏡中的所述太陽電池單元用基板側的反射鏡之中，最接近所述太陽電池單元用基板的反射鏡與所述太陽電池單元用基板的距離為H1，次接近所述太陽電池單元用基板反射鏡與所述太陽電池單元用基板的距離為H2，所述透鏡的數值孔徑為NA時，下式所表示的距離P小於在所述太陽電池單元用基板形成的多數個表面電極的距離。

P=H1×NA+H2×NA

在上述第8觀點下，本發明第9觀點與各個所述分割後的多數個攝影區域對應的所述多數個反射鏡之中的所述太陽電池單元用基板側的反射鏡，各自可在Y方向移動。

在上述第5至第9觀點中任一觀點下，本發明第10觀點的所述雷射光的波長為400nm以上且為550nm以下。

根據上述第1至第4觀點，利用光遮斷法進行測量物的高度測量時，在相對於測量寬度而測量高度較小的攝影區域拍攝雷射光的照射位置的影像的情況，也可使用單一的攝像元件有效率地實行攝影區域的拍攝，且與使用多數個攝像元件的情況比較，可在簡化裝置結構與影像處理的同時，有效率地實現高度測量。

根據上述第5至第7觀點，利用光遮斷法整體進行形成於太陽電池單元用基板上的多數個表面電極的高度測量時，在相對於測量寬度而測量高度較小的攝影區域拍攝雷射光的照射位置的影像的情況，也可使用單一的攝像元件有效率的實行攝影區域的拍攝，且與使用多數個攝像元件的情況比較，可在簡化裝置結構與影像處理的同時，有效率地實現高度測量。

根據本發明第8觀點，可將多數個反射鏡的攝影區域間的相連部分所產生的解析度降低的區域容納在不需要對表面電極進行高度測量的區域。

根據本發明第9觀點，可容易地實現將多數個反射鏡的攝影區域間的相連部分所產生的解析度降低的區域，與不需要對表面電極進行高度測量的區域的位置對位。

根據本發明第10觀點，藉由使在太陽電池單元用基板的 表面反射的雷射光以及由表面電極反射的雷射光的反射影像的對比(contrast)近似，可實現正確的高度測量。

1‧‧‧攝影區域

1a、1b、1c‧‧‧攝影區域

11‧‧‧攝影機構

12、12b‧‧‧CCD攝像元件

13‧‧‧透鏡

14‧‧‧雷射光源

100‧‧‧太陽電池單元用基板

101‧‧‧表面電極

102‧‧‧雷射線

2a、2b、2c‧‧‧影像

99‧‧‧解析度降低的區域

D、L2‧‧‧距離

H1、H2、H3、H4、H5、H6‧‧‧距離

L1‧‧‧間距

M1~M12‧‧‧反射鏡

圖1是示意地繪示本發明的高度測量裝置的基本的觀點的說明圖

圖2是將變換光學系統的基本結構與雷射光源14及CCD攝像元件12b一起繪示的正面圖。

圖3是繪示變換光學系統之基本結構的立體圖。

圖4是本發明第1實施方式的高度測量裝置的正面圖。

圖5是本發明第1實施方式的高度測量裝置的側視圖。

圖6是本發明第1實施方式的高度測量裝置的立體圖。

圖7是繪示在以CCD攝像元件12拍攝的攝影區域1a、1b、1c，解析度降低的區域99的說明圖。

圖8是說明調整解析度降低的區域的方法的說明圖。

圖9是繪示用以實施本發明第2實施方式的繞行路徑的說明圖。

圖10是繪示習知之將光遮斷法應用到在太陽電池單元用基板100的表面電極101的高度測量時的結構的立體圖。

圖11為繪示習知之將光遮斷法應用於在太陽電池單元用基板100的表面電極101的高度測量時的結構的側面示意圖。

圖12為雷射光的照射位置，即雷射線102的平面圖。

圖13(a)、圖13(b)是繪示在太陽電池單元用基板100的表面上之包含雷射光照射位置的區域的影像的示意圖。

以下，基於圖式說明本發明的實施方式。最初會說明本發明基本的觀點。圖1是示意地繪示關於本發明的高度測量裝置的基本的觀點的說明圖。

在本發明的高度測量裝置，與圖10表示的結構同樣，對在太陽電池單元用基板100上以向X方向互相平行形成的多個數表面電極101，照射向Y方向的線狀雷射光。對X方向測量的Z方向高度較小時所需要之Y方向視野可以是較小。如此，拍攝相對於X方向的Y方向尺寸較大的攝影區域之雷射光照射位置的影像時，一開始將此攝影區域的影像對Y方向分割3個攝影區域1a、1b、1c。然後，分割後的多數個攝影區域1a、1b、1c的影像的方向，在各攝影區域變換為X方向。之後，在分割後的多數個攝影區域1a、1b、1c的影像的Z方向的間距(pitch)縮小之後，經由做為縮小透鏡之功能的透鏡13，縮小投影到CCD攝像元件12。

圖2是將可進行上述攝影區域的分割及方向變換的變換光學系統的基本結構，與雷射光源14、透鏡13與CCD攝像元件12b一起繪示的正面圖。圖3是繪示變換光學系統基本的結構的立體圖。另外，在圖2中，為了說明的方便，以從太陽電池單位用 基板100的表面突出的狀態繪示存在於太陽電池單元用基板100的表面的攝影區域1a、1b、1c，並且以分割成三個的狀態繪示這些攝影區域1a、1b、1c。

在這個變換光學系統中，與圖10所繪示的結構相同，相對於在太陽電池單元用基板100上向X方向互相平行而形成的多數個表面電極101，從雷射光源14向Y方向照射線狀的雷射光並拍攝該反射影像時，相對於X方向之Y方向尺寸較大的攝影區域的影像，藉由在使其高度位置彼此相異的狀態下所配置的3個反射鏡M1、M2、M3，在Y方向分割成3個攝影區域1a、1b、1c。然後，關於攝影區域1a，藉由一對的反射鏡M1及反射鏡M4的作用，將影像方向變換為X方向。另外，關於攝影區域1b，藉由一對的反射鏡M2及反射鏡M5的作用，將影像方向變換為X方向。此外，關於攝影區域1c，藉由一對的反射鏡M3及反射鏡M6的作用，將影像方向變換為X方向。然後，方向變換後的3個攝影區域1a、1b、1c的影像，經由透鏡13縮小投影到CCD攝像元件12b。

此時，反射鏡M1的高度H4與反射鏡M2的高度H5的差值與3個攝影區域1a、1b、1c的影像的Y方向間距L1相等，反射鏡M2的高度H5與反射鏡M3的高度H6的差值也與3個攝影區域1a、1b、1c的影像的Y方向間距L1相等。另外，從反射鏡M4、反射鏡M5、反射鏡M6到CCD攝像元件12b的距離的差值也是L1。如此一來，從太陽電池單元用基板100的表面至CCD 攝像元件12b的光學系統的光路徑長在各攝影區域1a、1b、1c的影像間是相同的。此時，在太陽電池單元用基板100表面上的3個攝影區域1a、1b、1c的影像的Y方向的間距L1，與由透鏡13入射前的3個的攝影區域1a、1b、1c的影像的Z方向的間距L1相等。

在採用這種結構的情況，如圖2以及圖3所示，如果不使用Z方向尺寸比X方向尺寸還要大的CCD攝像元件12b，是無法拍攝得到3個攝影區域1a、1b、1c的影像被透鏡13縮小投影的影像2a、2b、2c。

因此，藉由大於圖3所示之H4而使一對反射鏡M1及反射鏡M4的高度位置接近一對反射鏡M2及反射鏡M5的高度位置H5，並且藉由小於圖3所示之H6而使一對反射鏡M3及反射鏡M6的高度位置接近一對反射鏡M2及反射鏡M5的高度位置H5，3個攝影區域1a、1b、1c的影像的Z方向間距可以小於L1。

但是，在採用這種結構的情況，從太陽電池單元用基板100的表面到CCD攝影元件12b的光學系統的光路徑長，在各攝影區域1a、1b、1c的影像間是相異的。從太陽電池單元用基板100的表面到CCD攝影元件12b的光學系統的光路徑長，在各攝影區域1a、1b、1c的影像間，透鏡13的焦點深度以上是相異的情況下，會產生無法獲得正確地拍攝各攝影區域1a、1b、1c的影像的問題。因此，在本發明的高度測量裝置，於各攝影區域1a、1b、1c採用光路徑長變更機構，以改變從太陽電池單元用基板100的 表面至CCD攝影元件12b的光學系統的光路徑長。

圖4是本發明第1實施方式的高度測量裝置的正面圖，圖5是側視圖，圖6是立體圖。此外，在圖4中，將三維配置的多數個反射鏡以平面方式繪示。另外，在圖5中，省略CCD攝像元件12的圖示。此外，在圖6中，省略透鏡13的圖示。此外，關於與上述圖2及圖3所示部件相同的部件，賦予相同的符號。另外，在圖4中，為了說明的方便，圖示以從太陽電池單位用基板100的表面突出的狀態來繪示太陽電池單元用基板100表面上所存在的攝影區域1a、1b、1c，並且將這些攝影區域1a、1b、1c以分割為3個的狀態來繪示。

本發明第1實施方式的高度測量裝置與圖10同樣，包括雷射光源14、變換光學系統、透鏡13與CCD攝像元件12，其中雷射光源14是對在太陽電池單元用基板100上向X方向互相平行所形成的多數個表面電極101，向Y方向照射線狀的雷射光；變換光學系統是將在太陽電池單元用基板100上的攝影區域的影像，對Y方向分割為3個攝影區域1a、1b、1c，將分割後的多數個攝影區域1a、1b、1c的影像的方向變換為X方向之後，並將分割後多數個攝影區域1a、1b、1c的影像的Z方向的間距縮小；CCD攝像元件12對間距縮小後的分割後多數個攝影區域1a、1b、1c的影像進行整體地拍攝。在此高度測量裝置，如後文所述，從太陽電池單元用基板100至CCD攝像元件12的光路徑長在分割後的多數個攝影區域1a、1b、1c的影像間是相同的。

在此高度測量裝置，從雷射光源14照射相對於太陽電池單元用基板100而向Y方向的線狀雷射光。此時，採用發射的波長在400nm以上且為550nm以下做為雷射光源14。也就是說，為了降低光的反射率，在太陽電池單元用基板100的表面形成抗反射膜並且施與紋理(texture)的處理，而且架構成長波長(紅色)區域的可見光的反射率會成為最低的方式。因此，太陽電池單元用基板100的表面以目視來看，大多辨識為藍色。另一方向，表面電極101一般是以銀(Ag)做為主成分的材料來構成，與太陽電池單元用基板100的表面比較，反射率較高。因此，採用上述的光遮斷法的情況，在使用波長400nm以上550nm以下者做為雷射光源14的情況，在太陽電池單元用基板100上的由反射膜反射的影像與由表面電極101反射的影像的對比可以成為近似。因此，藉由使用這種雷射光源14，可以使在太陽電池單元用基板100的表面反射的雷射光以及由表面電極101的表面反射的雷射光的反射影像的對比近似，藉此，可實現正確的高度測量。

如上所述，當拍攝由雷射光源14發射的波長為400nm以上550nm以下的雷射光所造成的反射影像時，藉由以使其高度位置彼此相異的狀態下而配置的3個反射鏡M1、M2、M3，將相對於X方向而Y方向的尺寸較大的攝影區域的影像，在Y方向分割3個攝影區域1a、1b、1c。然後，關於攝影區域1a，藉由一對反射鏡M1、反射鏡M4以及與反射鏡M4對向配置的反射鏡M7的作用，將影像方向變換為X方向。另外，關於攝影區域1b，藉由 一對反射鏡M2、反射鏡M5以及與反射鏡M5對向配置的反射鏡M8的作用，將影像方向變換為X方向。此外，關於攝影區域1c，藉由一對反射鏡M3、反射鏡M6以及與反射鏡M6對向配置的反射鏡M9的作用，將影像方向變換為X方向。

另一方面，在此高度測量裝置，反射鏡M1的高度H1與反射鏡M2的高度H2的差值，是比3個攝影區域1a、1b、1c的影像的Y方向間距L1還小的距離L2。又，反射鏡M2的高度H5與反射鏡M3的高度H6的差值，也是比3個攝影區域1a、1b、1c的影像的Y方向的間距L1還小的距離L2。因此，在入射到透鏡13前的3個攝影區域1a、1b、1c的影像的Z方向的間距也成為L2，藉由適當調整此L2的值，被透鏡13縮小投影並由CCD攝像元件12所拍攝的影像2a、2b、2c的Z方向的間距可以變小。藉此，即使是在使用攝像範圍為正方形的一般CCD攝像元件12的情況，也可適當地拍攝影像2a、2b、2c。

然後，在此高度測量裝置，將從太陽電池單元用基板100的表面至CCD攝像元件12的光學系統的光路徑長，在各攝影區域1a、1b、1c的影像間可以成為相同。

也就是說，關於攝影區域1a，藉由互相對向配置的反射鏡M4及反射鏡M7的作用形成繞行路徑。另外，關於攝影區域1b，藉由互相對向配置的反射鏡M5及反射鏡M8的作用形成繞行路徑。此外，關於攝影區域1c，藉由互相對向配置的反射鏡M6及反射鏡M9的作用形成繞行路徑。然後，藉由透過這些繞行路徑 形成的距離來做為適當的距離，從太陽電池單元用基板100的表面至CCD攝像元件12b的光學系統的光路徑長，在各攝影區域1a、1b、1c的影像間可以成為相同。

如此一來，關於本發明第1實施方式的高度測量裝置，在將分割後的多數個攝影區域1a、1b、1c的影像的方向變換為X方向，因為分割後的多數個攝影區域1a、1b、1c的影像的Z方向的間距縮小，故可以藉由一般的CCD攝像元件12，對多數個攝影區域1a、1b、1c的影像進行整體地拍攝。然後，此時從太陽電池單元用基板100至CCD攝像元件12的光路徑長在多數個攝影區域1a、1b、1c的影像間可以是相同。

另外，所謂本說明書描述之「光路徑長為相同」是指包含在光路徑長間具有小於透鏡13焦點深度之差異情況的概念。雖然存在這種小於透鏡13焦點深度的距離誤差，但不會為此而影響影像的對焦。

另一方面，如此一來在相對於X方向的Y方向尺寸較大的攝影區域的影像，利用3片反射鏡M1、M2、M3對Y方向分割成多數個攝影區域1a、1b、1c的情況，各反射鏡M1、M2、M3間的相連部分會產生暈光(vignetting)，在與其對應的攝影區域1a、1b、1c會發生解析度降低的問題。

圖7是表示以CCD攝像元件12拍攝的攝影區域1a、1b、1c的解析度降低的區域99的說明圖。另外，圖8是說明調整解析度降低的區域99的方法的說明圖。此外，圖8中，省略反射鏡 M1、M2、M3以外的反射鏡的圖示。另外，圖8中，由多數個反射鏡反射的光路徑是以不反射的狀態來表現。因此，後段的透鏡13及CCD攝像元件12的配置方向與圖8中箭頭所示的Z方向不一致。

如圖7所示，在CCD攝像元件12所拍攝的攝影區域1a、1b、1c之中，攝影區域1a的一端，攝影區域1b的兩端及攝影區域1c的一端存在解析度降低的區域99。這個是因為將相對於X方向的Y方向尺寸較大的攝影區域的影像藉由反射鏡M1、反射鏡M2、反射鏡M3分割成多數個攝影區域1a、1b、1c時，圖8所示的反射鏡M1與反射鏡M2的邊界，以及反射鏡M2與反射鏡M3成為邊界的區域會產生暈光。然後，發生這樣的暈光的區域的Y方向的最大值P是：當配置在太陽電池單元用基板100側的反射鏡M1、M2、M3中最接近太陽電池單元用基板100的反射鏡M1與太陽電池單元用基板100的距離為H1，以次接近太陽電池單元用基板100的反射鏡M2與太陽電池單元用基板100的距離為H2，反射鏡M3與太陽電池單元用基板100的距離為H3，以透鏡13的數值孔徑(numerical aperture)為NA時，以下式表示。

P=H1×NA+H2×NA

另一方面，在太陽電池單元用基板100之多數個表面電極101間的距離一般來說為2mm左右。因此，藉由將上述式子表示的距離P設為小於太陽電池單元用基板100上所形成的多數個表面電極101之間的距離，並且將解析度變低的區域配置於太陽 電池單元用基板100上形成的多數個表面電極101之間，可防止此解析度變低的區域對表面電極101的高度測量造成影響。

舉例來說，在透鏡13的數值孔徑為0.03且太陽電池單元用基板100上的多數個表面電極101間的距離為2mm的情況，藉由透過上述式子將H1+H2設為66mm以下，可以將解析度變低的區域做成在多數個表面電極101間的距離以下。然後，因為將此解析度變低的區域配置在表面電極101間，故在此高度測量裝置，如圖8所示，藉由省略圖示的微動機構，配置在太陽電池單元用基板100側的反射鏡M1，M2，M3可以架構成在Y方向移動。

透過使用此結構，在反射鏡M1與反射鏡M2的邊界，以及反射鏡M2與反射鏡M3的邊界產生之因暈光而產生的解析度變低的區域是設定在表面電極101間，可防止此解析度變低的區域對表面電極101的高度測量造成影響。

如上，在本發明第1實施方式的高度測量裝置，利用光遮斷法整體地進行太陽電池單元用基板100上所形成的多數個表面電極101的高度測量時，即使在相對於X方向的Y方向尺寸較大的攝影區域1a、1b、1c拍攝雷射光的照射位置的影像的情況，也可使用單一的CCD攝像元件12有效率地實行對各攝影區域1a、1b、1c的拍攝，與使用多數個攝像元件的情況比較，一方面可將裝置結構與影像處理簡化，一方面又可有效率地實行表面電極101的高度測量。

此外，上述實施方式中，圖3表示的反射鏡M4更換為使 用互向對向配置的反射鏡M4及反射鏡M7形成繞行路徑，反射鏡M5更換為使用互相對向配置的反射鏡M5及反射鏡M8形成繞行路徑，反射鏡M6更換為使用互相對向配置的反射鏡M6及反射鏡M9形成繞行路徑。但是，也可以在反射鏡M1、M2、M3側形成繞行路徑。

圖9是表示為了利用這種結構實施本發明第2實施方式的繞行路徑的說明圖。

在此第2實施方式，如圖9所示，對應攝影區域1a，更換圖2所示的反射鏡M1，採用互相對向配置的反射鏡M11及反射鏡M12，藉由這些反射鏡M11及反射鏡M12形成繞行路徑。另外，與上述相同，關於攝影區域1b，也是更換反射鏡M2，使用互相對向配置的一對的反射鏡，關於攝影區域1c，也是更換反射鏡M3，使用互相對向配置的一對的反射鏡。即使在採用此結構的情況，也與關於第1實施方式的高度測量裝置相同，可使用單一CCD攝像元件12而有效率地實行對各攝影區域1a、1b、1c的拍攝。

此外，在上述實施方式中，已經說明了將本發明應用到測量在太陽電池單元用基板100形成的表面電極101的高度之高度測量裝置的情況，但本發明並不限定於這樣的結構。與Y方向的測量範圍相比，本發明在高度方向的測量範圍是十分地小，在相對於X方向的Y方向尺寸成為大的攝影區域的情況，可以較佳地應用到藉由對雷射光的照射位置的影像進行拍攝而對測量對象物Z方向高度進行測量的高度測量裝置。

另外，在上述實施方式中，對整體多數個攝影區域1a、1b、1c配設互相對向配置的反射鏡以形成的繞行路徑，但是也可以是以多數個攝影區域1a、1b、1c中的其中一個為基準，僅在其他的攝影區域配設互相對向配置的反射鏡以形成繞行路徑。但是，在對整體多數個攝影區域1a、1b、1c配設相同數量反射鏡的情況，因為入射至CCD攝像元件12的反射光的亮度可以維持相同，可以提升測量精度。

另外，在上述實施方式中，是從上方觀察藉由斜向照射的雷射光之來自太陽電池單元用基板100的反射像，但是也可從斜方向觀察藉由從正上照射的雷射光的反射光，也可以是從與非上方之雷射光照射方向相異的方向來觀察斜向照射的雷射光。

另外，在上述實施方式中，從雷射光源14照射線狀的雷射光，但是也可是讓雷射光對太陽電池單元用基板100的表面進行掃描。總而言之，只要是可以將雷射光照射到太陽電池單元用基板100的表面的線狀的區域就可以。

另外，在上述實施方式中，雖然例示光路徑是從太陽電池單元用基板100垂直地在Z方向出現，之後在X方向90度反射，經過繞行路徑在Y方向90度反射，但是如果是使用不在同一平面上的3個以上的光路徑將分割後多數個影像進行重排的配置的話也可以，其角度就不限定為90度，其中所述同一平面是利用至少一對以上反射鏡所規定的。

1a、1b、1c‧‧‧攝影區域

100‧‧‧太陽電池單元用基板

12‧‧‧CCD攝像元件

14‧‧‧雷射光源

2a、2b、2c‧‧‧影像

H1、H2、H3‧‧‧距離

L1‧‧‧間距

M1~M9‧‧‧反射鏡

Claims (12)

1. 一種高度測量裝置，對測量對象物照射雷射光至線狀區域，藉由從與雷射光的照射方向相異的方向拍攝雷射光的照射位置的影像，測量所述測量對象物的高度，所述高度測量裝置特徵在於包括：變換光學系統，將所述雷射光的照射位置的影像在1方向分割成多數個，使用不在同一平面上的3個以上的光路徑，將分割後的多數個影像進行重排而在在同一平面上平行地錯開配置，並且縮小分割後的多數個攝影區域的影像的間距，其中所述同一平面是利用至少一對反射鏡所規定；以及攝像元件，經由縮小透鏡，將縮小間距後之分割後的多數個攝影區域的影像進行整體攝像，其中從所述測量對象物至所述攝像元件的光路徑長，在所述分割後的多數個攝影區域的影像間為相同。
2. 如申請專利範圍第1項所述的高度測量裝置，其中在所述分割後的多數個攝影區域，包括光路徑長變更機構，用以變更從所述測量對象物至所述攝像元件的光路徑長。
3. 如申請專利範圍第2項所述的高度測量裝置，其中在所述分割後的多數個攝影區域，包括構成繞行路徑的反射鏡，所述反射鏡與所述一對反射鏡中的其中一個反射鏡是對向配置，所述反射鏡藉由所述一對反射鏡的其中一個反射鏡變更光路徑長。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的高度測量 裝置，所述測量對象物為太陽電池單元用基板上形成的表面電極。
5. 一種高度測量裝置，對在太陽電池單元用基板上向X方向互相平行地形成多數個表面電極，於向Y方向之線狀區域照射雷射光，藉由從與雷射光的照射方向相異的方向拍攝雷射光的照射位置的影像，將所述多數個表面電極的Z方向的高度進行整體測量，所述高度測量裝置特徵在於包括：變換光學系統，將所述雷射光的照射位置的影像對Y方向分割成多數個，使用不在同一平面上的3個以上的光路徑，將分割後的多數個影像進行重排而在同一平面上平行地錯開配置，並且縮小分割後的多數個攝影區域的影像的間距，其中所述同一平面是利用至少一對反射鏡所規定；攝像元件，經由縮小透鏡，將縮小間距後之分割後的多數個攝影區域的影像進行整體攝像，其中從所述測量對象物至所述攝像元件的光路徑長，在所述分割後的多數個攝影區域的影像間為相同。
6. 如申請專利範圍第5項所述的高度測量裝置，其中在所述分割後的多數個攝影區域，包括用以變更光路徑長的光路徑長變更機構。
7. 如申請專利範圍第6項所述的高度測量裝置，其中在所述分割後的多數個攝影區域，包括構成繞行路徑的反射鏡，所述反射鏡與所述一對反射鏡的其中一個反射鏡是對向配置，所述反射鏡藉由所述一對反射鏡的其中一個反射鏡變更光路徑長。
8. 如申請專利範圍第5項至第7項中任一項所述的高度測量裝置，其中所述縮小透鏡配置在所述分割後的多數個攝影區域所包含的多數個反射鏡之中的所述攝像元件側的反射鏡與所述攝像元件之間，將所述分割後的多數個攝影區域的影像縮小投影到所述攝像元件，各個所述分割後的多數個攝影區域所對應的所述多數個反射鏡中的所述太陽電池單元用基板側的反射鏡之中，最接近所述太陽電池單元用基板的反射鏡與所述太陽電池單元用基板的距離為H1，次接近所述太陽電池單元用基板反射鏡與所述太陽電池單元用基板的距離為H2，所述透鏡的數值孔徑為NA時，下式所表示的距離P小於在所述太陽電池單元用基板形成的多數個表面電極的距離，P=H1×NA+H2×NA。
9. 如申請專利範圍第8項所述的高度測量裝置，其中與各個所述分割後的多數個攝影區域對應的所述多數個反射鏡之中的所述太陽電池單元用基板側的反射鏡，各自可在Y方向移動。
10. 如申請專利範圍第5項至第7項中任一項所述的高度測量裝置，其中所述雷射光的波長為400nm以上且為550nm以下。
11. 如申請專利範圍第8項所述的高度測量裝置，其中所述雷射光的波長為400nm以上且為550nm以下。
12. 如申請專利範圍第9項所述的高度測量裝置，其中所述雷射光的波長為400nm以上且為550nm以下。