本發(fā)明涉及透明板表面檢查裝置、透明板表面檢查方法以及玻璃板的制造方法。
背景技術(shù)：
：專利文獻1中記載的檢查裝置利用設(shè)置于來自光源的光在透明板的檢查面的反射處的攝像機對光源的條紋圖案進行拍攝，通過對攝像機所拍攝的圖像進行圖像處理來檢查透明板的表面形狀。拍攝的圖像具有明亮部分與陰暗部分交替重復(fù)的條紋圖案。通過檢測出該條紋圖案與標準圖案的偏差，能夠?qū)z查面的表面形狀進行檢查。作為標準圖案，使用檢查面為理想平面時攝像機所拍攝的條紋圖案?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1:日本專利特開2005-345383號公報技術(shù)實現(xiàn)要素：發(fā)明所要解決的技術(shù)問題攝像機具有包含在直線上排列的多個像素的拍攝元件、使條紋圖案在拍攝元件上成像的透鏡。光源及拍攝元件兩者均配置在檢查面的同一側(cè)且各自朝向檢查面斜向相對。通過這種配置能夠高效地排列多個檢查裝置。以往，以檢查裝置的緊湊化為目的，攝像機的位置靠近檢查面，使用廣角透鏡作為攝像機的透鏡。近年來，要求透明板具有更高的平坦度，以往的檢查裝置的檢查精度不充分。本發(fā)明是鑒于上述技術(shù)問題而完成的發(fā)明，主要目的在于提供檢查精度得到提高的透明板表面檢查裝置。解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種透明板表面檢查裝置，該裝置是檢查透明板的主表面的透明板表面檢查裝置，其具備包含條紋圖案的光源、設(shè)置于來自所述光源的光在所述主表面反射處的拍攝所述條紋圖案的線傳感器攝像機、對拍攝的所述條紋圖案的圖像進行圖像處理的圖像處理裝置，所述線傳感器攝像機具有包含在規(guī)定方向上排列的多個像素的拍攝元件、使所述條紋圖案在所述拍攝元件上成像的透鏡，所述光源及所述拍攝元件兩者均配置在所述主表面的同一側(cè)且各自朝向所述主表面斜向相對，配置于所述規(guī)定方向的一端的所述像素在所述主表面的拍攝點的面積(s1)、與配置于所述規(guī)定方向的另一端的所述像素在所述主表面的拍攝點的面積(s2(s2>s1))之比(s1/s2)在0.20以上。發(fā)明效果本發(fā)明提供檢查精度得到提高的透明板表面檢查裝置、透明板表面檢查方法以及玻璃板的制造方法。附圖說明圖1是一種實施方式的透明板表面檢查裝置的檢查透明板的表側(cè)的主表面時的截面圖，是沿圖2的i-i的截面圖。圖2是一種實施方式的透明板表面檢查裝置的檢查透明板的表側(cè)的主表面時的俯視圖。圖3是一種實施方式的線傳感器攝像機所拍攝的圖像的亮度分布中的透明板的表側(cè)的主表面所反射的條紋圖案的像的亮度分布的圖。圖4是一種實施方式的拍攝元件的一端的像素所拍攝的檢查面上的拍攝點的面積的說明圖。圖5是一種實施方式的拍攝元件的另一端的像素所拍攝的檢查面上的拍攝點的面積的說明圖。圖6是一種實施方式的拍攝元件的中點的像素所拍攝的檢查面上的拍攝點的面積的說明圖。圖7是一種實施方式的透明板表面檢查裝置的檢查透明板的背側(cè)的主表面時的截面圖。圖8是變形例的透明板表面檢查裝置的檢查透明板的表側(cè)的主表面時的俯視圖。具體實施方式以下，參照附圖說明用于實施本發(fā)明的透明板表面檢查裝置以及透明板表面檢查方法的方式。各附圖中，對于相同或?qū)?yīng)的結(jié)構(gòu)標以相同或?qū)?yīng)的符號，并省略說明。圖1是一種實施方式的透明板表面檢查裝置的檢查透明板的表側(cè)的主表面時的截面圖，是沿圖2的i-i的截面圖。圖2是一種實施方式的透明板表面檢查裝置的檢查透明板的表側(cè)的主表面時的俯視圖。透明板表面檢查裝置10如圖1及圖2所示，檢查透明板60的表側(cè)的主表面61(以下也稱作“檢查面61”)的形狀。作為透明板60，可例舉玻璃板、樹脂板等。透明板表面檢查裝置10例如具有光源20、線傳感器攝像機30和圖像處理裝置50。光源20具有l(wèi)ed等光源主體21和條紋圖案22。條紋圖案22設(shè)置于光源主體21的發(fā)光面。條紋圖案22與光源主體21之間可設(shè)置光擴散片等光學片。線傳感器攝像機30設(shè)置于光源20的光在檢查面61的反射處，對光源20具有的條紋圖案22進行拍攝。線傳感器攝像機30具有包含在規(guī)定方向上排列的多個像素的拍攝元件31、使條紋圖案22在拍攝元件31上成像的透鏡32。作為拍攝元件31，使用例如ccd成像傳感器、cmos成像傳感器等。圖形處理裝置50對線傳感器攝像機30所拍攝的圖像進行圖像處理。圖像處理裝置50具有cpu(中央處理單元)51和存儲器等存儲介質(zhì)52。圖像處理裝置50通過在cpu51上運行存儲于存儲介質(zhì)52的程序來進行圖像處理。圖3是一種實施方式的線傳感器攝像機所拍攝的圖像的亮度分布中的透明板的表側(cè)的主表面所反射的條紋圖案的像的亮度分布的圖。圖3中，橫軸表示線傳感器攝像機30的像素的編號，縱軸表示亮度。像素的編號是指像素的排列順序(整數(shù))。如圖3所示，拍攝的圖像具有明亮部分與陰暗部分交替重復(fù)的條紋圖案。圖像處理裝置50檢測出拍攝的條紋圖案與標準圖案之間的偏差。作為標準圖案，使用檢查面61為理想平面時線傳感器攝像機30所拍攝的條紋圖案。標準圖案讀取使用通過計算等求出、預(yù)先存儲在存儲介質(zhì)52中的圖案。圖像處理裝置50通過檢測出拍攝的條紋圖案與標準圖案的偏差，能夠檢測出檢查面61的各點處的傾斜，通過對該傾斜進行積分，能夠檢測出表面形狀。關(guān)于由條紋圖案的偏差導(dǎo)出表面圖案的方法，能夠使用常規(guī)方法，例如能夠使用上述專利文獻1中記載的方法。另外，如圖1所示，光源20及拍攝元件31兩者均配置在檢查面61的同一側(cè)且各自朝向檢查面61斜向相對。來自光源20的光的中心線相對于檢查面61的傾斜角θ1例如在35°以上55°以下，優(yōu)選在40°以上50°以下。另外，朝向拍攝單元31的光的中心線相對于檢查面61的傾斜角θ2例如在35°以上55°以下，優(yōu)選在40°以上50°以下。傾斜角θ1與傾斜角θ2在上述范圍內(nèi)是相等的。通過按上述使光源20及拍攝元件31兩者均配置在檢查面61的同一側(cè)且各自朝向檢查面61斜向相對，能夠高效地排列多個透明板表面檢查裝置10。為了提高該透明板表面檢查裝置10的檢查精度，本發(fā)明者著眼于拍攝元件31的各像素在檢查面61的拍攝點的面積的偏差。圖4是一種實施方式的拍攝元件的一端的像素所拍攝的檢查面上的拍攝點的面積的說明圖。圖4中，光源20的條紋圖案22上的一點22p1在拍攝元件31的一端的像素31p1上成像。該像素31p1在檢查面61的拍攝點的面積s1可用下式(1)～(3)算出。s1＝α×sf×β12…(1)β1＝a1b/a1…(2)a1＝a1a+a1b…(3)此處，α表示相對于透鏡32的光軸正交面op的檢查面61的傾斜的影響的系數(shù)，sf表示透鏡32的光圈面積(日文：絞り面積)，a1a表示從透鏡32的光學中心32a到在檢查面61的拍攝點的中心p1為止的距離，a1b表示從p1到光源20的一點22p1為止的距離。透鏡32的光軸正交面op是指與透鏡32的光軸32b正交的平面。透鏡32的光圈面積sf是透鏡32的焦距f與光圈系數(shù)(日文：絞り値)的函數(shù)，為一定值。圖5是一種實施方式的拍攝元件的另一端的像素所拍攝的檢查面上的拍攝點的面積的說明圖。圖5中，光源20的條紋圖案22上的一點22p2在拍攝元件31的另一端的像素31p2上成像。該像素31p2在檢查面61的拍攝點的面積s2可用下式(4)～(6)算出。s2＝α×sf×β22…(4)β2＝a2b/a2…(5)a2＝a2a+a2b…(6)此處，α表示相對于透鏡32的光軸正交面op的檢查面61的傾斜的影響的系數(shù)，sf表示透鏡32的光圈面積(日文：絞り面積)，a2a表示從透鏡32的光學中心32a到在檢查面61的拍攝點的中心p2為止的距離，a2b表示從p2到光源20的一點22p2為止的距離。另外，a1與a2相等。圖6是一種實施方式的拍攝元件的中點的像素所拍攝的檢查面上的拍攝點的面積的說明圖。圖6中，光源20的條紋圖案22上的一點22p3在拍攝元件31的中點的像素31p3上成像。該像素31p3在檢查面61的拍攝點的面積s3可用下式(7)～(9)算出。s3＝α×sf×β32…(7)β3＝a3b/a3…(8)a3＝a3a+a3b…(9)此處，α表示相對于透鏡32的光軸正交面op的檢查面61的傾斜的影響的系數(shù)，sf表示透鏡32的光圈面積(日文：絞り面積)，a3a表示從透鏡32的光學中心32a到在檢查面61的拍攝點的中心p3為止的距離，a3b表示從p3到光源20的一點22p3為止的距離。p3是檢查面61與透鏡32的光軸的交點。如圖1、圖4～圖6明確所示，拍攝元件31所含的各像素在檢查面61的拍攝點的面積s中，最大值為s2，最小值為s1。拍攝點的面積s的波動能夠以作為s的最小值的s1與作為s的最大值的s2之比(s1/s2)表示。上式(1)、(4)中，sf全為相同的值，α為大致相同的值。從而，s1/s2可由s1/s2＝β12/β22這一近似式算出。s1/s2越接近1，則拍攝點的面積s的波動越小。另外，如上所述，由于光源20及拍攝元件31兩者均配置在檢查面61的同一側(cè)且各自朝向檢查面61斜向相對，因此當然地s2大于s1，s1/s2小于1。從透明板表面檢查裝置10的小型化、防止光學系統(tǒng)與透明板60的干涉等角度考慮，s1/s2優(yōu)選在0.45以下。本發(fā)明者通過實驗等發(fā)現(xiàn)，通過使s1/s2在0.20以上，能夠提高透明板表面檢查裝置10的檢查精度，具體會在實施例欄中進行說明。透鏡32的焦距f優(yōu)選在110mm以上。透鏡32的焦距f如果在110mm以上，則能夠使用視角窄的透鏡32，通過透鏡32的多條光線接近于平行線，因此容易使s1/s2在0.20以上。透鏡32的焦距f進一步優(yōu)選在120mm以上。關(guān)于透鏡32的焦距f，下式(4)成立。1/f＝1/a3+1/b3…(4)上式(4)中，a3是a3a與a3b之和。另一方面，b3表示從透鏡32的光學中心32a到拍攝元件31的中點的像素31p3為止的距離。透鏡32的焦距f在110mm以上時，透鏡32的視角窄，因此為了使在檢查面61的拍攝范圍61a足夠大，a3優(yōu)選在800mm以上。另一方面，從透明板表面檢查裝置10的小型化的角度考慮，a3優(yōu)選在1500mm以下。a3在1500mm以下時，為了使在檢查面61的拍攝范圍61a足夠大，透鏡32的焦距f優(yōu)選在225mm以下。另外，線傳感器攝像機30重疊拍攝在表側(cè)的主表面61的反射處觀察到的條紋圖案22的像和在背側(cè)的主表面62的反射處觀察到的條紋圖案22的像。相比于在背側(cè)的主表面62的反射處觀察到的條紋圖案22的像，在表側(cè)的主表面61的反射處觀察到的條紋圖案22的像的明亮部分與陰暗部分的對比度高。這些像優(yōu)選是陰暗部分之間(或明亮部分之間)不重合的容易分離的狀態(tài)。傾斜角θ1及傾斜角θ2優(yōu)選在35°以上55°以下，使陰暗部分之間(或明亮部分之間)不重合。另外，如上所述，由于兩個像的明亮部分與陰暗部分的對比度不同，因此即使兩個像的陰暗部分之間(或明亮部分之間)之間重合時，也能分離兩個像。透明板表面檢查裝置10在圖1中檢查表側(cè)的主表面61的表面形狀，也可如圖7所示，檢查背側(cè)的主表面62(以下也稱作“檢查面62”)的表面形狀。另外，透明板表面檢查裝置10也可檢查兩側(cè)的主表面61和62的表面形狀。透明板表面檢查裝置10檢查背側(cè)的主表面62的表面形狀時，“s1/s2”、“f”、“a3”等的說明中，將“檢查面61”替換為“檢查面62”即可。此處，考慮透明板60與空氣的界面處的光的折射，算出“s1/s2”等。另外，透明板60的板厚足夠小，因此關(guān)于表側(cè)的檢查面61的上述條件(例如s1/s2在0.20以上)如果成立，則關(guān)于背側(cè)的檢查面62的上述條件也基本成立。另外，本實施方式中，雖然如圖2所示，在俯視時將拍攝元件31、透明板60的檢查面61的拍攝范圍61a、光源20的條紋圖案22的拍攝范圍22a配置在同一直線上，但是本發(fā)明不局限于此。也可如圖8所示，在俯視時拍攝元件31、透明板60的檢查面61的拍攝范圍61a、光源20的條紋圖案22的拍攝范圍22a不在直線上排列，而是扭轉(zhuǎn)的。另外，也可在搬運透明板60的同時檢查表面形狀。此外，利用上述透明板表面檢查方法的檢查工序可適用于至少包括從熔融玻璃成形為板狀玻璃的工序、對板狀玻璃進行切割的玻璃板切出工序的玻璃板的制造方法。經(jīng)過利用透明板表面檢查方法的檢查工序，能夠確定得到具有所需的表面形狀的玻璃板。實施例下面，通過實施例和比較例詳細說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于以下的實施例。試驗例1是實施例，試驗例2是比較例。[試驗例1]試驗例1中，使用圖1等所示的透明板表面檢查裝置檢查了玻璃板的表側(cè)的主表面(以下也簡稱為“檢查面”)。預(yù)先通過拋光使玻璃板的檢查面無限接近理想平面。另外，使檢查面上的拍攝范圍的左端p1(參照圖1)與右端p2(參照圖1)之間的距離l(參照圖1)為250mm。線傳感器攝像機的像素數(shù)為7450。首先，通過設(shè)置于來自光源的光在檢查面的反射處的線傳感器攝像機對光源的條紋圖案進行拍攝并對拍攝的圖像進行圖像處理，藉此算出了檢查面的形狀。算出形狀的范圍是(1)從左端p1起30mm以內(nèi)的部分(以下也稱作“左側(cè)的檢查部分”)和(2)從右端p2起30mm以內(nèi)的部分(以下也稱作“右側(cè)的檢查部分”)這兩者。然后，得到了各檢查部分與理想平面的偏差(高低差)的原始數(shù)據(jù)。拍攝范圍不變，將其重復(fù)250次，得到了針對每個檢查部分的250次的原始數(shù)據(jù)。接著，使用窗函數(shù)對250次的原始數(shù)據(jù)進行卷積，提取了(a)以波長10mm為中心的周期帶隙(日文：周期帯)的頻率成分(以下也記為“第1頻率成分”)和(b)以波長5mm為中心的周期帶隙的頻率成分(以下也記為“第2頻率成分”)。作為窗函數(shù)，使用了高斯窗。然后，針對各檢查部分中的中央部分算出各頻率成分的標準偏差，將算出的標準偏差作為評價值。此處，各檢查部分的中央部分的左右長度為5mm。計算標準偏差時，僅使用各檢查部分的中央部分的原因在于，為了以足夠小的范圍得到評價值，且在卷積計算時假設(shè)端部進行了折返。另外，推定玻璃板中具有長周期成分與短周期成分的起伏，將以波長10mm為中心的第1頻率成分作為長周期成分，將以波長5mm為中心的第2頻率成分作為短周期成分。[試驗例2]試驗例2中，除了變更“f”、光圈、“a3”、“a3b”等以使“s3”大致相同且“s1/s2”不同之外，與試驗例1同樣地檢查玻璃板的表側(cè)的主表面，求出了評價值。[總結(jié)]試驗條件以及試驗結(jié)果示于表1。表1中，“fc1l”表示左側(cè)的檢查部分的中央部分處的第1頻率成分的標準偏差，“fc2l”表示左側(cè)的檢查部分的中央部分處的第2頻率成分的標準偏差，“fc1r”表示右側(cè)的檢查部分的中央部分處的第1頻率成分的標準偏差，“fc2r”表示右側(cè)的檢查部分的中央部分處的第2頻率成分的標準偏差。[表1]試驗例1試驗例2s1/s20.2170.177f(mm)200105光圈2216a3(mm)1205750a3b(mm)258300fc1l(μm)0.841.52fc1r(μm)0.570.62fc1l/fc1r1.482.45fc2l(μm)0.661.40fc2r(μm)0.550.82fc2l/fc2r1.201.71如表1明確所示，試驗例1與試驗例2不同，s1/s2在0.20以上，因此fc1l與fc1r之比(fc1l/fc1r)以及fc2l與fc2r之比(fc2l/fc2r)分別接近于1。這些比值接近1意味著左側(cè)的檢查部分的精度與右側(cè)的檢查部分的精度接近，可知抑制了拍攝點的面積的波動導(dǎo)致的檢查精度的降低。以上說明了透明板表面檢查裝置的實施方式等，但本發(fā)明不限定于上述實施方式等，在專利申請的權(quán)利要求書記載的本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)可以進行各種變形和改良。符號說明10透明板表面檢查裝置20光源21光源主體22條紋圖案30線傳感器攝像機31攝像元件32透鏡32a光學中心32b光軸50畫像處理裝置60透明板61表側(cè)的主表面(檢查面)62背側(cè)的主表面(檢查面)當前第1頁12