專(zhuān)利名稱(chēng)：評(píng)價(jià)板狀體的光學(xué)畸變的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)因存在于玻璃板等透明板狀體的缺陷導(dǎo)致的透過(guò)光的光學(xué)畸變，或者因具有光澤的板狀體的表面平整度的不均勻性導(dǎo)致的反射光的光學(xué)畸變進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)價(jià)的裝置及方法。
背景技術(shù)：
在存在于透明板、例如玻璃板的缺陷中，包括有存在于表面的凹凸、作為由落在表面的異物造成的缺陷的滴落異物、存在于滴落異物痕跡上的環(huán)形口狀的凹凸、存在于內(nèi)部的異物、氣泡等。此外，在表面覆蓋了透明膜的玻璃板時(shí)，透明膜的缺陷中存在有針孔等。如果這些缺陷伴隨有光學(xué)畸變，則光學(xué)畸變將折射光線(xiàn)。因此，伴隨有光學(xué)畸變的玻璃板等需要通過(guò)檢查去除不能作為光學(xué)基板利用的殘次品。
在專(zhuān)利文獻(xiàn)1(特開(kāi)平8-220021號(hào)公報(bào))中，記載了使用線(xiàn)陣列傳感器攝像機(jī)拍攝柵格圖案，通過(guò)故意使焦點(diǎn)從柵格圖案上離開(kāi)，使圖像不產(chǎn)生明部和暗部之差成為灰色，利用透明板狀體所具有的折射力改變焦點(diǎn)位置，作為結(jié)果使之產(chǎn)生明部和暗部之差進(jìn)而檢測(cè)出缺陷的方法。但是，在該方法中不能定量地采用例如透鏡光焦度的單位屈光度來(lái)測(cè)量透明板狀體所具有的折射力。
與之相對(duì)應(yīng)，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2(特表2001-502799號(hào)公報(bào))中，記載了當(dāng)使用線(xiàn)陣列傳感器攝像機(jī)拍攝柵格圖案時(shí)，使對(duì)應(yīng)柵格的CCD的數(shù)目為柵格的恰好整數(shù)倍來(lái)定量地檢測(cè)光學(xué)畸變的方法。但是，在該方法中，為了準(zhǔn)確地形成整數(shù)倍，需要使用間距以及寬度準(zhǔn)確的柵格和在遠(yuǎn)心光路透鏡等的視場(chǎng)角的哪個(gè)位置其對(duì)應(yīng)各像素的柵格圖案上的寬度都不變化的透鏡。
另一方面，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3(特開(kāi)平4-98111號(hào)公報(bào))中，還公開(kāi)了通過(guò)條紋掃描法測(cè)量生體的表面部的三維形狀的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之目的就是在使用由柵格圖案與拍攝該柵格圖案的像素的干涉所產(chǎn)生的莫爾條紋的光學(xué)畸變?cè)u(píng)價(jià)裝置以及方法中，提供可以不要求柵格圖案像內(nèi)的各柵格的間距以及寬度的高度的均勻性地進(jìn)行高精度檢測(cè)的光學(xué)畸變?cè)u(píng)價(jià)裝置以及方法。
本發(fā)明的另一目的是以廉價(jià)的系統(tǒng)構(gòu)成提供使用由柵格圖案與拍攝該柵格圖案的像素的干涉所產(chǎn)生的莫爾條紋的光學(xué)畸變的評(píng)價(jià)裝置。
因此，在本發(fā)明中，取X＝4p(p為1或其以上的整數(shù))，n以及α為1或其以上的整數(shù)，相對(duì)于n個(gè)柵格(明部和暗部的對(duì))使Xn±α個(gè)像素與之對(duì)應(yīng)。
具體言之，就是當(dāng)使用與柵格圖案的排列方向相同方向排列了多個(gè)像素的線(xiàn)路傳感器攝像機(jī)拍攝在一定方向上交互重復(fù)一定間距、一定寬度的明部和暗部的柵格圖案時(shí)，使Xn±α個(gè)像素相對(duì)于包含于柵格圖案中的n個(gè)柵格(明部和暗部的對(duì))與之對(duì)應(yīng)。這里，關(guān)于各個(gè)的柵格，其分別順次對(duì)應(yīng)由大致X±α/n個(gè)像素構(gòu)成的像素的組。
此外，取Y＝4p(p為1或其以上的整數(shù))，m以及β為1或其以上的整數(shù)，當(dāng)使用矩陣攝像機(jī)拍攝在棋盤(pán)格圖案狀地交互重復(fù)明部和暗部的柵格圖案時(shí)，使矩陣攝像機(jī)的橫方向的Xn±α個(gè)像素相對(duì)于包含于柵格圖案中的橫方向的n個(gè)柵格(明部和暗部的對(duì))與之對(duì)應(yīng)，使矩陣攝像機(jī)的縱方向的Ym±β個(gè)像素相對(duì)于包含于柵格圖案中的縱方向的m個(gè)柵格(明部和暗部的對(duì))與之對(duì)應(yīng)。這里，關(guān)于橫方向的各個(gè)的柵格，其分別順次對(duì)應(yīng)由大致X±α/n個(gè)像素構(gòu)成的像素的組，關(guān)于縱方向的各個(gè)的柵格，其分別順次對(duì)應(yīng)由大致Y±β/m個(gè)像素構(gòu)成的像素的組。
通過(guò)采用這樣的做法，在即便CCD像素與柵格的對(duì)應(yīng)關(guān)系相對(duì)于柵格數(shù)的整數(shù)倍偏離了α左右(或者/以及β左右)的狀態(tài)下，也可以事先根據(jù)邏輯關(guān)系計(jì)算出畸變量，通過(guò)使之也能夠?qū)?yīng)柵格圖案或透鏡的精度存在分散、偏移量緩慢地變化的情況，可以以更為廉價(jià)的系統(tǒng)構(gòu)筑整體。
具體言之，本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案提供一種評(píng)價(jià)因透明板狀體具有的折射力的不均勻性導(dǎo)致透過(guò)透明板狀體的光的光學(xué)的畸變量的裝置，其特征在于具有照射排列了一定間距、一定寬度的明部和暗部的柵格圖案的單元、使用攝像裝置拍攝上述柵格圖案的單元、以灰度圖像數(shù)據(jù)輸入來(lái)自上述攝像裝置的信號(hào)的單元、在從上述柵格圖案到上述攝像裝置的光路內(nèi)支撐并輸送上述透明板狀體的單元以及處理從上述攝像裝置輸入的灰度圖像數(shù)據(jù)的圖像處理單元，當(dāng)在上述攝像裝置上拍攝上述柵格圖案時(shí)，通過(guò)相對(duì)于n個(gè)柵格使之對(duì)應(yīng)Xn±α個(gè)CCD像素產(chǎn)生α個(gè)莫爾條紋，其中，上述圖像處理單元具有由上述莫爾條紋的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算各偏移了90°相位的多種正弦波的裝置、根據(jù)上述多種正弦波求解各像素的相位角度的裝置和根據(jù)各像素間的相位角度之差計(jì)算光學(xué)畸變的折射力的裝置。
另外，本發(fā)明的另一技術(shù)方案提供一種評(píng)價(jià)因具有光澤的板狀體表面平整度的不均勻性導(dǎo)致上述板狀體反射的光的光學(xué)的畸變量的裝置，其特征在于具有照射排列了一定間距、一定寬度的明部和暗部的柵格圖案的單元、使用攝像裝置拍攝上述柵格圖案的反射像的單元、以灰度圖像數(shù)據(jù)輸入來(lái)自上述攝像裝置的信號(hào)的單元、支撐并輸送上述板狀體使之能夠用上述具有光澤的板狀體反射來(lái)自上述柵格圖案的反射光并使之進(jìn)入到上述攝像裝置的單元以及處理從上述攝像裝置輸入的灰度圖像數(shù)據(jù)的圖像處理單元，當(dāng)在上述攝像裝置上拍攝上述柵格圖案時(shí)，通過(guò)相對(duì)于n個(gè)柵格使之對(duì)應(yīng)Xn±α個(gè)CCD像素產(chǎn)生α個(gè)莫爾條紋，上述圖像處理單元具有由上述莫爾條紋的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算各偏移了90°相位的多種正弦波的裝置、根據(jù)上述多種正弦波求解各像素的相位角度的裝置和根據(jù)各像素間的相位角度之差計(jì)算反射光的偏移量的裝置。
進(jìn)而，本發(fā)明的另一技術(shù)方案還提供一種檢測(cè)透明板狀體的具有光學(xué)畸變的缺陷的裝置，其特征在于具有照射排列了一定間距、一定寬度的明部和暗部的柵格圖案的單元、使用攝像裝置拍攝上述柵格圖案的單元、以灰度圖像數(shù)據(jù)輸入來(lái)自上述攝像裝置的信號(hào)的單元、在從上述柵格圖案到上述攝像裝置的光路內(nèi)支撐并輸送上述透明板狀體的單元以及處理從上述攝像裝置輸入的灰度圖像數(shù)據(jù)的圖像處理單元，當(dāng)在上述攝像裝置上拍攝上述柵格圖案時(shí)，通過(guò)相對(duì)于n個(gè)柵格使之對(duì)應(yīng)Xn±α個(gè)CCD像素產(chǎn)生α個(gè)莫爾條紋，上述圖像處理單元具有由上述莫爾條紋的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算各偏移了90°相位的多種正弦波的裝置、根據(jù)上述多種正弦波求解各像素的相位角度的裝置和根據(jù)各像素間的相位角度之差檢測(cè)具有光學(xué)畸變的缺陷的裝置。
此外，本發(fā)明的另一技術(shù)方案還提供一種檢測(cè)具有光澤的板狀體表面帶有的光學(xué)畸變的缺陷的裝置，其特征在于具有照射排列了一定間距、一定寬度的明部和暗部的柵格圖案的單元、使用攝像裝置拍攝上述柵格圖案的反射像的單元、以灰度圖像數(shù)據(jù)輸入來(lái)自上述攝像裝置的信號(hào)的單元、支撐并輸送上述板狀體使之能夠用上述具有光澤的板狀體反射來(lái)自上述柵格圖案的反射光并使之進(jìn)入到上述攝像裝置的單元和處理從上述攝像裝置輸入的灰度圖像數(shù)據(jù)的圖像處理單元，當(dāng)在上述攝像裝置上拍攝上述柵格圖案時(shí)，通過(guò)相對(duì)于n個(gè)柵格使之對(duì)應(yīng)Xn±α個(gè)CCD像素產(chǎn)生α個(gè)莫爾條紋，上述圖像處理單元具有由上述莫爾條紋的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算各偏移了90°相位的多種正弦波的裝置、根據(jù)上述多種正弦波求解各像素的相位角度的裝置和根據(jù)各像素間的相位角度之差檢測(cè)具有光學(xué)畸變的缺陷的裝置。
上述裝置的發(fā)明也可以作為方法的發(fā)明而成立。此外，上述發(fā)明也可以通過(guò)使評(píng)價(jià)裝置或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)指定的功能的程序以及記錄了該程序的記錄介質(zhì)而成立。
在本說(shuō)明書(shū)中，所謂單元，不僅僅只意味著物理的單元，也包括通過(guò)硬件、軟件或者硬件以及軟件的組合實(shí)現(xiàn)該單元所具有的功能的情況。進(jìn)而，既可以通過(guò)2個(gè)或者2個(gè)以上的硬件、軟件或者硬件以及軟件的組合實(shí)現(xiàn)一個(gè)單元所具有的功能，也可以通過(guò)1個(gè)硬件、軟件或者硬件以及軟件的組合實(shí)現(xiàn)2個(gè)單元或者2個(gè)以上的單元的功能。


圖1所示是本發(fā)明的評(píng)價(jià)裝置的概略構(gòu)成圖。
圖2所示是本發(fā)明的評(píng)價(jià)裝置的斜視圖。
圖3所示是從輸送方向的下游看到的評(píng)價(jià)裝置的概略端面圖。
圖4所示是從輸送方向的側(cè)面看到的評(píng)價(jià)裝置的概略側(cè)面圖。
圖5所示是從輸送方向的下游看到的評(píng)價(jià)裝置的概略端面圖。
圖6所示是從輸送方向的側(cè)面看到的評(píng)價(jià)裝置的概略側(cè)面圖。
圖7所示是評(píng)價(jià)裝置的概略平面圖。
圖8所示是本發(fā)明的其他評(píng)價(jià)裝置的概略構(gòu)成圖。
圖9是說(shuō)明CCD像素與柵格的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖。
圖10所示是說(shuō)明CCD像素與柵格的偏離的概念圖。
圖11所示是用5000像素的線(xiàn)路傳感器攝像機(jī)拍攝了柵格圖案時(shí)輸出的灰度圖像數(shù)據(jù)的1～1200像素部分的曲線(xiàn)。
圖12所示是說(shuō)明符號(hào)的分配的概念圖。
圖13所示是說(shuō)明符號(hào)的分配的概念圖。
圖14是一例相位角速度的曲線(xiàn)圖。
圖15所示是一例灰度數(shù)據(jù)的曲線(xiàn)圖。
圖16所示是圖10曲線(xiàn)的部分放大圖。
圖17所示是圖像處理順序的流程圖。
圖18所示是圖像處理順序的流程圖。
圖19所示是圖像處理順序的流程圖。
圖20所示是一例A相、B相的正弦波的曲線(xiàn)圖。
圖21所示是一例根據(jù)A相、B相的正弦波求得的李薩如圖形的圖。
圖22所示是一例在李薩如圖形上的相位角度的曲線(xiàn)圖。
圖23所示是一例相位角速度的曲線(xiàn)圖。
圖24所示是圖像處理順序的流程圖。
圖25所示是圖像處理順序的流程圖。
圖26所示是圖像處理順序的流程圖。
圖27所示是圖像處理順序的流程圖。
圖28所示是圖像處理順序的流程圖。
圖29所示是圖像處理順序的流程圖。
圖30所示是一例A相～D相的正弦波的曲線(xiàn)圖。
圖31所示是一例相位角度的曲線(xiàn)圖。
圖32所示是一例相位角速度的曲線(xiàn)圖。
圖33所示是一例積分了角速度(透鏡光焦度)的曲線(xiàn)圖，給出了透鏡作用造成的光的折射角度。
圖34所示是說(shuō)明本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)所涉及的檢查裝置的構(gòu)成的概略側(cè)面圖。
圖35所示是在圖34的檢查裝置中從攝像裝置4的位置看照明1側(cè)的平面圖。
圖36所示是說(shuō)明狹縫體10的配置例的概略側(cè)面圖。
圖37所示是說(shuō)明狹縫體10的配置例的概略側(cè)面圖。
圖38所示是說(shuō)明狹縫體10的配置例的概略側(cè)面圖。
圖39所示是因光學(xué)畸變的折射力的狹縫造成的影響的曲線(xiàn)。
圖40所示是本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)所涉及的柵格圖案的概略側(cè)面圖。
圖41所示是說(shuō)明本發(fā)明第5實(shí)施形態(tài)所涉及的檢查裝置的構(gòu)成的概略側(cè)面圖。
圖42所示是說(shuō)明本發(fā)明第5實(shí)施形態(tài)所涉及的檢查裝置的構(gòu)成的概略側(cè)面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照?qǐng)D面對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
首先，對(duì)用于評(píng)價(jià)透過(guò)透明板狀體的光的光學(xué)畸變量所使用的評(píng)價(jià)裝置進(jìn)行說(shuō)明。圖1所示是本發(fā)明的評(píng)價(jià)裝置的概略構(gòu)成圖，圖2所示是本發(fā)明的評(píng)價(jià)裝置的斜視圖。如圖1、圖2所示的那樣，該評(píng)價(jià)裝置具有柵格圖案2、攝像裝置4、圖像處理裝置5和顯示裝置6。柵格圖案2是在某一方向上交互重復(fù)一定間距、一定寬度的明部和暗部的柵格。這里，柵格圖案2也可以如棋盤(pán)格狀形狀地交互形成多個(gè)明部和暗部。柵格圖案2是片狀或者板狀，例如具有矩形形狀。在該例中，水平地配置柵格圖案2的上面。
柵格圖案2帶有光源1。光源1可以使用如熒光燈等。光源1從下側(cè)方向?qū)鸥駡D案2照射光。作為光源，除了熒光燈外，例如也可以使用鹵素?zé)?，采用通過(guò)光纖引導(dǎo)來(lái)自鹵素?zé)舻墓獾墓饫w照明。此外，還可以使用棒狀的LED照明。當(dāng)然，也可以以照明方式構(gòu)成柵格圖案本身。再有，通過(guò)并列多個(gè)短?hào)艩畹恼彰鳎耘c照明寬度相同寬度形成照明間隔并交互地形成多個(gè)明部和暗部也是可行的。
在柵格圖案2的上方設(shè)置有用于輸送作為檢查對(duì)象物的玻璃板等透明板狀體3的伴隨裝置8(例如滾筒)。在該例中，在平面視場(chǎng)內(nèi)，應(yīng)使玻璃板3的輸送方向與柵格圖案2的排列方向正交地配置柵格圖案2和輸送裝置8。
攝像裝置4由作為反復(fù)進(jìn)行一維掃描的線(xiàn)路傳感器、如使用CCD的線(xiàn)路傳感器攝像機(jī)41與透鏡42構(gòu)成。攝像裝置4以?huà)蹲∷斔偷耐该靼鍫铙w3的狀態(tài)配置在與光源1對(duì)向的一側(cè)。進(jìn)而，線(xiàn)路傳感器攝像機(jī)相對(duì)于柵格圖案2的上面安裝在垂直的方向上且其掃描線(xiàn)與柵格圖案2的排列方向平行，其配置應(yīng)能夠以透過(guò)了柵格圖案2的光為視場(chǎng)取入柵格圖案2。另外，線(xiàn)路傳感器攝像機(jī)41具有沿掃描線(xiàn)直線(xiàn)地配置了的CCD像素。這里，由于線(xiàn)路傳感器攝像機(jī)的視場(chǎng)是確定了的，故也可以配合檢查對(duì)象物的寬度確定適當(dāng)?shù)脑O(shè)置臺(tái)數(shù)。
玻璃板3被輸送裝置8水平地輸送于如以上那樣的攝像裝置4和柵格圖案2之間。玻璃板3的檢查面呈水平，輸送方向如用箭頭所示的那樣在圖1中為向右方向。來(lái)自線(xiàn)路傳感器攝像機(jī)41的莫爾條紋的圖像數(shù)據(jù)輸出被以灰度數(shù)據(jù)的形式輸入圖像處理裝置5，在圖像處理裝置5中，計(jì)算由莫爾條紋的圖像數(shù)據(jù)偏移了90°相位的A相以及B相2種正弦波，根據(jù)A相以及B相的正弦波求解李薩如圖形上的各像素的相位角度，根據(jù)各像素間的相位角度之差檢測(cè)出帶有光學(xué)畸變的缺陷，計(jì)算出光學(xué)畸變的量。
作為圖像處理裝置5，可以利用例如計(jì)算機(jī)。由于在線(xiàn)路傳感器的輸出是模擬信號(hào)時(shí)，計(jì)算機(jī)需要將之變換成數(shù)字信號(hào)取入，故圖像處理裝置5將進(jìn)一步要求配備至少具有模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能的圖像輸入裝置。在線(xiàn)路傳感器41是數(shù)字?jǐn)z像機(jī)時(shí)，不需要進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。
顯示裝置6可以通過(guò)CRT、液晶顯示器等顯示裝置實(shí)現(xiàn)。顯示裝置6顯示來(lái)自圖像處理裝置5的輸出。這里，該評(píng)價(jià)裝置檢測(cè)柵格排列方向的缺陷的光學(xué)畸變。
在上述的說(shuō)明中，在垂直方向配置攝像裝置4和柵格圖案2，水平地配置玻璃板3的檢查面。但是，這些要素的配置并非只限于此。圖3～圖7給出了攝像裝置、柵格圖案和檢測(cè)對(duì)象物的配置例。
這里，在圖3以及圖5是從輸送方向的下游看到的評(píng)價(jià)裝置的概略端面圖，圖4以及圖6是從輸送方向的側(cè)面看到的評(píng)價(jià)裝置的概略側(cè)面圖，圖7是評(píng)價(jià)裝置的概略平面圖。
作為配置例，首先是在垂直方向配置攝像裝置4和柵格圖案2，可以自水平方向使玻璃板3的檢查面傾斜。該傾斜既可以是如圖3所示的a、b的某一個(gè)方向，也可以是如圖4所示的d、e的某一個(gè)方向。
此外，由于攝像裝置4以及柵格圖案2與玻璃板3之間的位置關(guān)系是相對(duì)的關(guān)系，故也可以如圖5以及圖6所示的那樣，水平地配置玻璃板3的檢查面而使連結(jié)攝像裝置4和柵格圖案2的線(xiàn)自垂直方向傾斜。
另外，在上述的說(shuō)明中，是在平面視場(chǎng)使玻璃板3的輸送方向與柵格圖案2的排列方向正交地進(jìn)行的設(shè)定。但也可以如圖7所示的那樣，在平面視場(chǎng)斜交地設(shè)定玻璃板3的輸送方向和柵格圖案2的排列方向。
另外，在圖1所示的評(píng)價(jià)裝置中，給出的是采用在評(píng)價(jià)裝置的上側(cè)配置攝像裝置4，從上方拍攝玻璃板3的構(gòu)成，但也可以多樣地變化配置攝像裝置4的方向。
例如，也可以在裝置的下側(cè)配置攝像裝置4，從下方拍攝玻璃板3。具體言之，就是可以更換圖1的攝像裝置4的位置和柵格圖案2以及光源1的位置，從上方照射光，自下方拍攝圖像。
作為其他的形態(tài)，也可以將攝像裝置4配置在裝置的側(cè)向。例如，在立掛橫向輸送玻璃板3的情況或所謂的向下?tīng)恳菢拥目v向輸送的情況，由于玻璃板3的檢查對(duì)象面朝向橫方向，故可以與之配合自裝置的側(cè)向拍攝玻璃板3。在如此地在裝置的側(cè)向配置攝像裝置4時(shí)，需要在與攝像裝置4對(duì)向的方向上配置柵格圖案2以及光源1。
更具體地講，就是可以在如保持圖1的攝像裝置4和玻璃板3和柵格圖案2和光源1其相對(duì)的位置關(guān)系不變的情況下，以水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸為中心，在上下方向上使之旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度。如該規(guī)定角度在垂直地立起玻璃板3時(shí)為90°。
此外，這里所說(shuō)明的是在裝置的下側(cè)配置攝像裝置4的形態(tài)以及在裝置的側(cè)向配置攝像裝置4的形態(tài)，對(duì)于上述的兩種形態(tài)圖3～圖7也可以適用上述的配置例。
下面，參照?qǐng)D面說(shuō)明本發(fā)明的評(píng)價(jià)裝置的其他構(gòu)成例。圖8所示是本發(fā)明的其他評(píng)價(jià)裝置的概略構(gòu)成圖。在該圖中，有關(guān)與圖1相同的構(gòu)成要素附加了同樣的符號(hào)并略去了其詳細(xì)的說(shuō)明。
圖8所示的評(píng)價(jià)裝置是用于評(píng)價(jià)具有光澤的板狀體的表面平整度的不均勻性的裝置。其與用于評(píng)價(jià)透過(guò)上述透明板狀體的光的光學(xué)畸變量的裝置的不同點(diǎn)在于光源1以及柵格圖案2、玻璃板3以及輸送裝置8和攝像裝置4之間的位置關(guān)系。在該例中，其位置關(guān)系的設(shè)定是被光源1照射的柵格圖案2的像在板狀體3處反射，攝像裝置4拍攝的是該柵格圖案2的反射像。
(CCD像素與柵格的對(duì)應(yīng))下面，對(duì)作為本發(fā)明特征之一的CCD像素與柵格的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。這里，在以下的說(shuō)明中，為了便于明白易懂地說(shuō)明本發(fā)明中的CCD像素與柵格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，我們分上下2段進(jìn)行說(shuō)明。這里的圖9是說(shuō)明CCD像素與柵格的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖。
(第一階段)首先，在本發(fā)明中定義一組透光部和遮光部為一組柵格。進(jìn)而，選擇包含于柵格圖案2的某一組柵格，關(guān)于該組柵格使之與X個(gè)CCD像素對(duì)應(yīng)。這里，本發(fā)明的特征是X為4的整數(shù)倍。因而，可以將其表示為X＝4p(p為1或1以上的整數(shù))。這里，在本發(fā)明中透光部和遮光部是相對(duì)的概念，透光部具有高的光透過(guò)率，遮光部具有低于透過(guò)部的低的透過(guò)率。這樣的透光部和遮光部可以用如透明的玻璃部分和涂黑的玻璃部分構(gòu)成。
這樣，所謂的相對(duì)于規(guī)定的一組柵格使之對(duì)應(yīng)X個(gè)CCD像素，可以通過(guò)調(diào)整攝像裝置4與柵格圖案2的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)。即，如果減小攝像裝置4與柵格圖案2的距離則柵格的光學(xué)像擴(kuò)大，對(duì)應(yīng)一組柵格的CCD像素的數(shù)目將增多。與之相反，如果加大攝像裝置4和柵格圖案2的距離則與一組柵格對(duì)應(yīng)的CCD像素的數(shù)目將減少。通過(guò)這樣地調(diào)整攝像裝置4與柵格圖案2的距離，可以確定兩者的距離關(guān)系，以使所期望的X個(gè)CCD像素能夠?qū)?yīng)規(guī)定的一組柵格。
使用圖9更具體地進(jìn)行說(shuō)明。此外，在該圖9中，以柵格圖案2固定、攝像裝置4在對(duì)向柵格圖案2的方向(圖中為上下方向)可動(dòng)為例進(jìn)行說(shuō)明。首先，從柵格圖案2中選擇任意的一組柵格，以該組柵格為基準(zhǔn)判斷對(duì)應(yīng)的CCD像素的數(shù)目。構(gòu)成該基準(zhǔn)的柵格最好是寬度和間隔的精度較好的部分。如圖9所示的那樣，在攝像裝置4位于圖中A的位置時(shí)，相對(duì)于柵格圖案2內(nèi)的構(gòu)成基準(zhǔn)的一組柵格，對(duì)應(yīng)著像素列中的4個(gè)CCD像素。如果使攝像裝置4由該狀態(tài)下降接近柵格圖案2，則對(duì)應(yīng)一組柵格的CCD像素的數(shù)目將逐漸增多。進(jìn)而，在8個(gè)CCD像素對(duì)應(yīng)于一組柵格的位置B設(shè)定攝像裝置4的位置。通過(guò)采用這樣的方法，可以使一組柵格對(duì)應(yīng)8個(gè)CCD像素。
另外，在使一組柵格對(duì)應(yīng)12個(gè)CCD像素時(shí)，同樣地進(jìn)一步下降攝像裝置4并設(shè)定攝像裝置的位置C。這里，在該圖中，雖然為了方便設(shè)攝像裝置4可動(dòng)、柵格圖案2固定，但本發(fā)明并非僅限于此，既可以設(shè)柵格圖案2可動(dòng)、攝像裝置4固定，也可以設(shè)兩者均可動(dòng)。此外，這樣的位置配準(zhǔn)方法對(duì)圖8的評(píng)價(jià)裝置基本上也是同樣的。
(第二階段)如上述那樣，使X個(gè)CCD像素對(duì)應(yīng)一組柵格來(lái)設(shè)定攝像裝置4與柵格圖案2的距離。但是，很多情況下會(huì)產(chǎn)生上述這樣的柵格與CCD像素的對(duì)應(yīng)關(guān)系的偏離。構(gòu)成柵格圖案2的各個(gè)柵格的間隔是微細(xì)的，例如，各個(gè)柵格的間隔是透過(guò)部90μm、遮光部90μm。加之CCD像素的排列間距也是微細(xì)的。因而，要相對(duì)于全部的柵格準(zhǔn)確地使之對(duì)應(yīng)4p個(gè)CCD像素是困難的。此外，柵格圖案的精度也存在問(wèn)題，也存在柵格的間隔不恒定的情況，因而會(huì)產(chǎn)生柵格與像素的規(guī)律的對(duì)應(yīng)關(guān)系的偏離。進(jìn)而，即使是柵格圖案2的精度良好且在玻璃板等上鍍鉻了柵格圖案這樣的構(gòu)成，也會(huì)存在因熱膨脹(光源或溫度的變化等導(dǎo)致的)而導(dǎo)致柵格的間隔整體地偏離或者部分地偏離的情況。在這樣的情況時(shí)也會(huì)在柵格與像素的對(duì)應(yīng)關(guān)系上產(chǎn)生偏差。
由這樣的情況可知，在柵格和像素的規(guī)律的對(duì)應(yīng)關(guān)系產(chǎn)生了偏差時(shí)，也需要可以準(zhǔn)確地檢測(cè)出透明板狀體的缺陷的方法。本發(fā)明的特征在于在相對(duì)包含于柵格圖案的一組柵格使之對(duì)應(yīng)X個(gè)CCD像素時(shí)，對(duì)連續(xù)了n個(gè)柵格偏離了±α個(gè)程度的CCD像素的情況也能夠檢測(cè)出缺陷。
下面，說(shuō)明相對(duì)n個(gè)柵格偏離了±α個(gè)CCD像素程度的情況。這里，圖10是說(shuō)明CCD像素與柵格的偏離的概念圖。為了便于說(shuō)明，取X為4、α為1，在相對(duì)于一組柵格使之對(duì)應(yīng)4個(gè)CCD像素的情況中，說(shuō)明連續(xù)了n個(gè)柵格偏離1個(gè)CCD像素程度的情況。
首先，在本發(fā)明中，如果n個(gè)柵格被包含于柵格圖案內(nèi)，則其既可以是柵格整體，也可以是某一部分的柵格。但條件是包含于n個(gè)中的各柵格是連續(xù)的，對(duì)應(yīng)的CCD像素也是連續(xù)的。此外，一組柵格圖案內(nèi)也可以存在多個(gè)n個(gè)。就是說(shuō)相對(duì)于一組柵格圖案偏離也可以是多個(gè)位置。在該情況下，可以順序地分別用n1、n2、n3...表示各自的n，但各自的柵格數(shù)可以相同，也可以不同。
例如，可以如圖10A所示的那樣，考慮由n個(gè)柵格構(gòu)成柵格圖案的例子。在該情況下，存在在柵格圖案整體上偏離±α個(gè)CCD像素程度的情況。在這樣的偏離的情況下，如果取α為1，則相對(duì)于柵格圖案整體的n個(gè)柵格將有4n±1個(gè)CCD像素與之對(duì)應(yīng)。
另一方面，也可以如圖10B所示的那樣，是相對(duì)于柵格圖案內(nèi)的一部分連續(xù)的n個(gè)柵格偏離±1個(gè)CCD像素程度的情況。此時(shí)，相對(duì)柵格圖案內(nèi)的一部分的n個(gè)柵格有4n±1個(gè)CCD像素與之對(duì)應(yīng)。進(jìn)而，也可以是1個(gè)柵格圖案內(nèi)有多個(gè)偏離的情況。具體言之，就是如圖10C所示的那樣，在n1部分、n2部分、n3部分分別偏離了±1個(gè)CCD像素程度。因而，在該圖中，相對(duì)柵格圖案內(nèi)的一部分的n1個(gè)柵格對(duì)應(yīng)有4n1±1個(gè)CCD像素，相對(duì)柵格圖案內(nèi)的一部分的n2個(gè)柵格對(duì)應(yīng)有4n2±1個(gè)CCD像素，相對(duì)柵格圖案內(nèi)的一部分的n3個(gè)柵格對(duì)應(yīng)有4n3±1個(gè)CCD像素。如果從柵格圖案整體來(lái)看它們，相對(duì)(n1+n2+n3)個(gè)柵格將有4(n1+n2+n3)±3個(gè)CCD像素與之對(duì)應(yīng)。
在這樣的CCD像素與柵格的對(duì)應(yīng)關(guān)系(相對(duì)于n個(gè)柵格對(duì)應(yīng)Xn±α個(gè)像素的關(guān)系)中，在作為一維的灰度數(shù)據(jù)顯示了線(xiàn)路傳感器攝像機(jī)的輸出時(shí)，通過(guò)本發(fā)明人等確認(rèn)產(chǎn)生了莫爾條紋。此外，根據(jù)本發(fā)明人等探討的結(jié)果，可以確認(rèn)CCD像素每偏離1個(gè)像素(每個(gè)α＝1)則出現(xiàn)1個(gè)莫爾的峰。下面具體說(shuō)明該情況。
參照?qǐng)D11，圖11給出使用5000像素的線(xiàn)路傳感器攝像機(jī)拍攝了柵格圖案時(shí)輸出的灰度圖像數(shù)據(jù)的1～1200像素的部分。曲線(xiàn)的X軸表示柵格圖案的長(zhǎng)度方向，Y軸表示光的強(qiáng)度。在該曲線(xiàn)中，可知產(chǎn)生了多個(gè)莫爾條紋(在圖中的tn區(qū)間)。如上述這樣，由于每偏離1個(gè)CCD像素便產(chǎn)生1個(gè)莫爾條紋峰，故曲線(xiàn)內(nèi)的各個(gè)峰表示在對(duì)應(yīng)該峰的柵格區(qū)間偏離了1個(gè)CCD像素。具體言之，就是在最初的柵格區(qū)間t1包含有32個(gè)柵格，相對(duì)該柵格對(duì)應(yīng)有4n-1＝127個(gè)像素。以下同樣地有柵格區(qū)間t2(34個(gè)柵格)對(duì)應(yīng)有135個(gè)像素，柵格區(qū)間t3(31個(gè)柵格)對(duì)應(yīng)有123個(gè)像素，柵格區(qū)間t4(36個(gè)柵格)對(duì)應(yīng)有143個(gè)像素。另一方面，由于t5偏離2個(gè)CCD像素左右，所有產(chǎn)生了2個(gè)峰。t5的柵格是66個(gè)，對(duì)應(yīng)的像素是4n-2＝262個(gè)像素。
這樣，在灰度數(shù)據(jù)上，產(chǎn)生莫爾條紋的位置和其各自的莫爾條紋的寬度依存于柵格與CCD像素的偏離情況，具體講就是依存于在哪個(gè)柵格位置產(chǎn)生偏離以及在哪幾個(gè)柵格上偏離了1個(gè)CCD像素程度的情況。因而，產(chǎn)生莫爾條紋的位置和各個(gè)莫爾條紋的寬度隨著柵格圖案的精度、熱膨脹的狀態(tài)等而變化。即通過(guò)改變柵格圖案、環(huán)境溫度等改變莫爾條紋的位置、寬度、個(gè)數(shù)等。本發(fā)明的特征是即便在CCD像素與柵格的規(guī)律的對(duì)應(yīng)關(guān)系產(chǎn)生偏離且其偏離情況各種各樣而不恒定時(shí)也可以檢測(cè)出包含在玻璃板中的缺陷。
在上述的說(shuō)明中，考慮了因柵格圖案的精度問(wèn)題、熱膨脹等導(dǎo)致CCD像素和柵格之間產(chǎn)生了偏離的情況，但是，在本發(fā)明中，也可以是有意地使之產(chǎn)生偏離。例如，也可以相對(duì)于由n個(gè)柵格形成的柵格圖案整體，有意地使之對(duì)應(yīng)Xn±α個(gè)CCD像素。此外，也可以相對(duì)于柵格圖案中的部分的n個(gè)柵格，有意地使之對(duì)應(yīng)Xn±α個(gè)CCD像素。例如，作為例子之一，在全部柵格數(shù)為1000時(shí)，也可以相對(duì)于1000個(gè)柵格整體，使之對(duì)應(yīng)4000+1個(gè)CCD像素，產(chǎn)生1個(gè)莫爾條紋。另一方面，還可以相對(duì)于一部分的40個(gè)柵格使之對(duì)應(yīng)160+1個(gè)CCD像素，產(chǎn)生1個(gè)莫爾條紋。進(jìn)而，雖然在有意使之產(chǎn)生了偏離的情況和因熱膨脹等造成的偏離的情況并存時(shí)，也有由各自的偏離導(dǎo)致產(chǎn)生了多個(gè)莫爾條紋峰的情況，但本發(fā)明也適用于這樣的情況。
還可以這樣有意地使之產(chǎn)生偏離的做法具有下面這樣的優(yōu)點(diǎn)。即，在上述的第1階段，只要是相對(duì)規(guī)定的1個(gè)柵格使之對(duì)應(yīng)X個(gè)CCD像素的情況，則可以不需要嚴(yán)密地吻合兩者的對(duì)應(yīng)關(guān)系地允許一定的偏離。在以極細(xì)微的間隔偏離的CCD像素拍攝用微細(xì)的間隔構(gòu)成的柵格圖案這樣的情況下，要使X個(gè)CCD像素準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)各自的柵格的調(diào)整是很困難的，由于需要時(shí)間和成本，故允許這樣的偏離是極為有益的。
這樣，在本發(fā)明中，特征是在CCD像素的輸出采用了灰度圖像數(shù)據(jù)時(shí)，可以得到產(chǎn)生1個(gè)或者1個(gè)以上的莫爾條紋的狀態(tài)。這樣的狀態(tài)可以通過(guò)相對(duì)柵格圖案內(nèi)的某一個(gè)連續(xù)的n個(gè)柵格使之對(duì)應(yīng)Xn±α個(gè)CCD像素獲得。例如，作為使之產(chǎn)生這樣的莫爾條紋的方法，可以在使X個(gè)CCD像素對(duì)應(yīng)1個(gè)柵格的位置附近配合攝像裝置和柵格圖案的位置關(guān)系，通過(guò)由此處開(kāi)始邊觀察灰度數(shù)據(jù)圖像邊上下地微調(diào)攝像裝置，也可以使之產(chǎn)生期望的莫爾條紋。本發(fā)明是允許相對(duì)n個(gè)柵格產(chǎn)生α個(gè)像素程度的偏離的發(fā)明。進(jìn)而，這樣的偏離既可以是由柵格圖案的熱膨脹等產(chǎn)生的偏離，也可以調(diào)整攝像裝置和柵格圖案的位置關(guān)系有意地使之產(chǎn)生的偏離。因而，可以在攝像裝置(或者/以及柵格圖案)的位置重合方面不要求高度的準(zhǔn)確性地、容易地進(jìn)行位置重合。此外，因?yàn)椴粚?duì)測(cè)量裝置要求嚴(yán)密的精度，故可以降低裝置的成本。
此外，在本發(fā)明中，雖然作為偏離程度的α(Xn±α中的α)可以取1或1以上的整數(shù)，但有關(guān)該α的上限則最好取α≤n/10。之所以這樣，是因?yàn)槿绻^(guò)該上限值則不能產(chǎn)生所需要的莫爾條紋的緣故。
(缺陷的檢測(cè))下面，基于如上述這樣產(chǎn)生莫爾條紋的CCD像素的輸出對(duì)檢測(cè)缺陷的方法進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的特征之一是基于產(chǎn)生莫爾條紋的CCD像素的輸出計(jì)算正弦波A和自該正弦波A偏移了90°相位的正弦波B。
特別地，根據(jù)本發(fā)明的形態(tài)之一，通過(guò)取X＝4，即相對(duì)n個(gè)柵格對(duì)應(yīng)了4n±α個(gè)CCD像素的狀態(tài)的CCD輸出，可以提供計(jì)算正弦波A以及正弦波B的方法。下面，具體說(shuō)明X＝4時(shí)求解正弦波A以及B的方法。圖12、13是說(shuō)明符號(hào)分配的概念圖。
(步驟1)當(dāng)計(jì)算正弦波A以及B時(shí)，首先按照規(guī)定的規(guī)則對(duì)各CCD像素的輸出(Cn)分配正或負(fù)的符號(hào)。具體言之，就是將全部像素分成連續(xù)的每4個(gè)像素連續(xù)的組。進(jìn)而，將各個(gè)組內(nèi)的像素表示為C4i+1、C4i+2、C4i+3、C4i+4(0≤i)。如圖12所示的那樣，我們使用12個(gè)像素進(jìn)行說(shuō)明。取最初的4個(gè)像素為組1、接著的4個(gè)像素為組2、相連的4個(gè)像素為組3，在相連進(jìn)一步存在像素時(shí)取以下組4、組5、組6...。在組1中，i＝0，因而組1內(nèi)的各個(gè)像素可分別表示為C1、C2、C3、C4。同樣地，組2中i＝1，組3中i＝2，以后的i值各增加1。
其次，對(duì)分別包含于各個(gè)組的4個(gè)像素用該順序模式乘以由下面的表給出的那樣的三角函數(shù)的符號(hào)。具體言之，就是對(duì)正弦波A使用sin的符號(hào)，對(duì)正弦波B使用cos的符號(hào)。這是因?yàn)檎也˙較A偏移90°，建立起了sinB＝cosA的關(guān)系。這里，在該表中，重要的是相對(duì)sin符號(hào)的順序模式偏移1個(gè)cos符號(hào)的順序模式。另一方面，I列的符號(hào)并不一定必須對(duì)應(yīng)最初的像素。也可以從II列以后的某一個(gè)符號(hào)開(kāi)始。
(表1)

例如，在求正弦波A時(shí)，如圖13所示的那樣，既可以對(duì)組內(nèi)的各個(gè)像素乘以(+、+、-、-)，也可以乘以(-、+、+、-)。但是，在求正弦波B時(shí)，由于需要符號(hào)的順序模式偏移一個(gè)順序，故在前面的情況中，需要分別對(duì)組內(nèi)的像素乘以(+、-、-、+)，在后面的情況中需要分別乘以(+、+、-、-)。這里，如用圖13的變量i所示的那樣，無(wú)論對(duì)包含于哪一組的像素，都需要用同一的順序模式乘以±符號(hào)。
更詳細(xì)地說(shuō)，就是遵從以下的條件對(duì)1個(gè)組內(nèi)的4個(gè)像素乘以4個(gè)±符號(hào)的順序模式。第一，只要按+、+、-、-的順序重復(fù)±符號(hào)即可。因而，乘以到組內(nèi)的最初的像素的符號(hào)可以是+、-的任何一個(gè)。例如，在最初的像素為+的符號(hào)時(shí)，既可以是(+、+、-、-)，也可以是(+、-、-、+)。反之，在最初的像素為—的符號(hào)時(shí)，既可以是(-、-、+、+)，也可以是(-、+、+、-)。第二，在求正弦波B時(shí)，其變?yōu)橄鄬?duì)于正弦波A為90°，即偏移了1個(gè)+、-符號(hào)的順序模式。例如，在正弦波A的±符號(hào)是(-、+、+、-)時(shí)，正弦波B的±符號(hào)將是(+、+、-、-)或者(-、-、+、+)。采用這樣的做法，可以對(duì)全部的像素輸出值按照上述的規(guī)律乘以并附加上+或者-的符號(hào)，求出A波用、B波用兩種帶符號(hào)像素輸出值(Ck)。這里，計(jì)算這樣的A波用、B波用的兩種帶符號(hào)像素輸出值的處理可以利用圖像處理裝置5的符號(hào)分配裝置進(jìn)行。
(步驟2)然后，計(jì)算正弦波A以及正弦波B。其可以按下面的關(guān)系式相對(duì)在上面求出的A波用以及B波用的兩種帶符號(hào)像素輸出值求出。這里，計(jì)算這樣的正弦波A以及正弦波B的處理可以利用圖像處理裝置5的正弦波生成裝置進(jìn)行。
有關(guān)正弦波A，可以按下面的關(guān)系式相對(duì)A波用的帶符號(hào)像素輸出值求出。
公式1An=Σk=nn+3ACk]]>(An表示A相，ACk表示第k個(gè)像素的帶符號(hào)像素輸出值)有關(guān)正弦波B，可以按下面的關(guān)系式相對(duì)B波用的帶符號(hào)像素輸出值求出。
公式2Bn=Σk=nn+3BCk]]>(Bn表示B相，BCk表示第k個(gè)像素的帶符號(hào)像素輸出值)進(jìn)而，在X＝4時(shí)，也可以通過(guò)下面的關(guān)系式表達(dá)分組化及分配符號(hào)和求出A相以及B相的上述的處理。
公式3i＝0以上的整數(shù)A4i+1＝-C4i+1+C4i+2+C4i+3-C4i+4A4i+2＝+C4i+2+C4i+3-C4i+4-C4i+5A4i+3＝+C4i+3-C4i+4-C4i+5+C4i+6
A4i+4＝-C4i+4-C4i+5+C4i+6+C4i+7B4i+1＝+C4i+1+C4i+2-C4i+3-C4i+4B4i+2＝+C4i+2-C4i+3-C4i+4+C4i+5B4i+3＝-C4i+3-C4i+4+C4i+5+C4i+6B4i+4＝-C4i+4+C4i+5+C4i+6-C4i+7而后，根據(jù)如上述這樣求得的A相、B相的正弦波求解各像素的相位角度。如果設(shè)各個(gè)像素的相位角度為Hi，則相位角度可以由Hi＝ATAN(Bi/Ai)求出。這里，計(jì)算這樣的相位角度的處理可以利用圖像處理裝置5的相位角度計(jì)算裝置進(jìn)行。
接著，根據(jù)如上述這樣求得的各像素的相位角度求出每個(gè)具體像素的相位角度的變化率即相位角速度。具體地講，就是可以通過(guò)求相鄰像素間的相位角度的差分來(lái)求出相位角速度。如果設(shè)相位角速度為Di，則可以通過(guò)Di＝Hi+1-Hi來(lái)求相位角速度。圖14給出了一例這樣求得的相位角速度的曲線(xiàn)。這里，計(jì)算這樣的相位角速度的處理可以利用圖像處理裝置5的角速度計(jì)算裝置進(jìn)行。
下面對(duì)圖14做說(shuō)明。在作為測(cè)量對(duì)象的透明板狀體不包含缺陷時(shí)，可以確認(rèn)相位角速度Di在0附近為恒定。與之相反，當(dāng)透明板狀體包含有缺陷時(shí)，可以確認(rèn)Di取得最大的值。在該圖14中，示出透明板狀體的無(wú)缺陷的區(qū)間相位角速度近似為0。同時(shí)可以看出，在k區(qū)間的附近包含有缺陷，其相位角速度急劇地發(fā)生變化。
為了根據(jù)這樣的相位角速度的計(jì)算結(jié)果檢測(cè)出伴隨畸變的缺陷，最好對(duì)相位角速度的值設(shè)定一定的閾值來(lái)進(jìn)行判別。即，可以相對(duì)超過(guò)該閾值的相位角速度，識(shí)別出在對(duì)應(yīng)該部分像素的透明板狀體的部分上存在著缺陷。這里，其閾值可以根據(jù)求出的透明板狀體的質(zhì)量等任意地設(shè)定。具體地講就是，對(duì)質(zhì)量不好也可以的情況較高地設(shè)定閾值，反之則較低地設(shè)定閾值。這里，這樣判別超過(guò)預(yù)先設(shè)定的閾值的相位角速度進(jìn)而檢測(cè)對(duì)應(yīng)該部分像素的透明板狀體的缺陷的處理可以利用圖像處理裝置5的缺陷檢測(cè)裝置進(jìn)行。
通過(guò)采用這樣的方法，在柵格和CCD像素的規(guī)律的對(duì)應(yīng)關(guān)系存在偏離時(shí)也可以高精度地檢測(cè)出包含于作為檢測(cè)對(duì)象的透明板狀體上的缺陷。
(折射力的計(jì)算)下面，說(shuō)明基于通過(guò)上述方面求得的相位角速度求解對(duì)應(yīng)各個(gè)像素的透明板狀體的折射力的方法。
首先，因柵格與CCD像素的間隔的偏離產(chǎn)生的莫爾條紋，通過(guò)上述方法求得的相位角速度將自0偏移作為其偏離程度的相位角度的角速度的部分Di。因而，適合于通過(guò)平均整體校正其偏離的部分，使之達(dá)到0的水平。
下面說(shuō)明具體的校正方法。首先，求整體的平均。如果取整體的像素?cái)?shù)為M、整體的平均為AVE，則整體的平均可以用AVE＝∑Di/M求出。如果取校正后的相位角速度為Ei，則校正后的相位角速度可由Ei＝Di-AVE求出。這里，這樣的處理可以利用圖像處理裝置5的校正裝置進(jìn)行。
然后，基于上述這樣求得的校正后的相位角速度Ei求各個(gè)像素處的透明板狀體的折射力。
下面做具體的說(shuō)明。首先設(shè)Lp折射力(單位dpt(屈光度))；f焦距；P柵格的間隔；L玻璃～柵格的距離；θ玻璃造成的折射角度。
在第i個(gè)像素處的1個(gè)像素程度的偏移量＝(Ei/2π)×P在第i個(gè)像素處的1個(gè)像素程度的偏離角度θi＝tanθi＝(Ei/2π)×P×(1/L)(由于θi很小)一個(gè)像素的間隔G＝P/4與在該部分的透鏡作用的焦距fi的關(guān)系為tanθi＝G/fi因而，如果設(shè)在第i個(gè)像素處的折射力為L(zhǎng)pi，則其可以表示為L(zhǎng)pi＝1/fi＝tanθi/G＝
(Ei/2π)×P×(1/L)×(4/P)＝2Ei/(π×L)(dpt)。另外，該值的1000倍為mdpt。
利用這樣的方法可以求出各個(gè)像素處的折射力。此外，可以求出對(duì)應(yīng)各個(gè)像素的透明板狀體的部分的折射力。因而，即便在柵格和CCD像素的規(guī)律的對(duì)應(yīng)關(guān)系存在偏離時(shí)也可以高精度地檢測(cè)出作為檢測(cè)對(duì)象的透明板狀體的期望位置處的折射力。這里，這樣的折射力的計(jì)算可以利用圖像處理裝置5的折射力計(jì)算裝置進(jìn)行。
下面，求解各像素處的偏移量(相位的角度)的積分值。這里，通過(guò)積分上述的Ei，可以求出各像素處的相位角度的偏離積分量。
具體地，可以利用F1＝0Fi+1＝Fi+Ei求出偏離的積分量。這里，這樣的偏移量的積分可以通過(guò)圖像處理裝置5的偏離積分裝置進(jìn)行。
進(jìn)而，還可以根據(jù)該Fi求各像素處的光的彎折的角度。采用這樣的方法，即便是在柵格和CCD像素的規(guī)律的對(duì)應(yīng)關(guān)系存在偏離時(shí)也可以求出各像素處的偏離積分量，求出各像素處的光的彎折的角度。
(實(shí)施例1)下面，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，以Z1～Z5000輸入使用具有5000像素的線(xiàn)路傳感器攝像機(jī)拍攝的圖像的灰度數(shù)據(jù)，用Ci＝Zi(i＝1～5000)表示所輸入的圖像輸出值。這里，由圖15給出使一個(gè)柵格對(duì)應(yīng)4個(gè)CCD像素進(jìn)行拍攝時(shí)的、灰度數(shù)據(jù)的1～1200像素的部分，圖16給出了圖15的Q區(qū)間的放大圖。
使用圖17～圖19的流程圖說(shuō)明圖像處理的過(guò)程。首先，如圖17所示的那樣，作為步驟1生成±符號(hào)。如果設(shè)每一個(gè)柵格(一個(gè)間隔)的像素?cái)?shù)為h，則±符號(hào)的生成以h/2為基礎(chǔ)的數(shù)字進(jìn)行。具體地就是，交互地生成h/2個(gè)+符號(hào)和h/2個(gè)-符號(hào)。進(jìn)而，順序地用fugo(k)識(shí)別所產(chǎn)生的符號(hào)，將所生成的符號(hào)保存在寄存器、超高速緩存儲(chǔ)存器、主存儲(chǔ)裝置等存儲(chǔ)裝置中。在此，該處理可以利用符號(hào)生成裝置進(jìn)行。
此外，在圖17的流程中，給出的是h＝8，即使每個(gè)柵格對(duì)應(yīng)了8個(gè)CCD像素的例子。但是，在該流程中，只要h是4的整數(shù)倍的值則可以適用于任何的值。例如，h既可以是4也可以是12。具體言之，就是如本例這樣，在h＝8時(shí)，交互地生成4個(gè)+符號(hào)和4個(gè)-符號(hào)。另一方面，在h＝4時(shí)，交互地生成2個(gè)+符號(hào)和2個(gè)-符號(hào)，在h＝12時(shí)，交互地生成6個(gè)+符號(hào)和6個(gè)-符號(hào)。
這樣一來(lái)，可以通過(guò)增加(以4的整數(shù)倍)h的數(shù)來(lái)增加每個(gè)柵格的CCD像素?cái)?shù)，提高測(cè)量精度。
其次，如圖18所示的那樣，作為步驟2生成A相、B相的正弦波。具體地就是，順序地對(duì)各個(gè)像素輸出值(data(i))分配在步驟1生成的±符號(hào)(fugo(k))，計(jì)算A相用的帶符號(hào)像素輸出值。進(jìn)而，利用Ai以后的h個(gè)像素的帶符號(hào)像素輸出值的和計(jì)算求得的A相的Ai的值。
接著，計(jì)算B相。即，在偏移了h/4之后，順序地對(duì)各個(gè)像素輸出值(data(i))分配在步驟1生成的±符號(hào)(fugo(k))，計(jì)算B相用的帶符號(hào)像素輸出值。進(jìn)而，利用Bi以后的h個(gè)像素的帶符號(hào)像素輸出值的和計(jì)算求得的B相的Bi的值。下一步，將計(jì)算出來(lái)的A相、B相的正弦波保存到存儲(chǔ)裝置。圖20給出了這樣生成的A相、B相的正弦波的曲線(xiàn)。在此，可以利用正弦波生成裝置進(jìn)行這樣的處理。另一方面，也可以綜合上述符號(hào)的生成以及A相、B相正弦波的生成，利用下面的關(guān)系式進(jìn)行處理。
公式4i＝0或者其以上的整數(shù)k＝0～5000/hFORi＝0 To kA8i+1＝-C8i+1-C8i+2+C8i+3+C8i+4+C8i+5+C8i+6-C8i+7-C8i+8A8i+2＝-C8i+2+C8i+3+C8i+4+C8i+5+C8i+6-C8i+7-C8i+8-C8i+9A8i+3＝+C8i+3+C8i+4+C8i+5+C8i+6-C8i+7-C8i+8-C8i+9-C8i+10A8i+4＝+C8i+4+C8i+5+C8i+6-C8i+7-C8i+8-C8i+9-C8i+10+C8i+11A8i+5＝+C8i+5+C8i+6-C8i+7-C8i+8-C8i+9-C8i+10+C8i+11+C8i+12A8i+6＝+C8i+6-C8i+7-C8i+8-C8i+9-C8i+10+C8i+11-C8i+12+C8i+13A8i+7＝-C8i+7-C8i+8-C8i+9-C8i+10+C8i+11+C8i+12+C8i+13+C8i+14A8i+8＝-C8i+8-C8i+9-C8i+10+C8i+11+C8i+12+C8i+13+C8i+14-C8i+15B8i+1＝+C8i+1+C8i+2+C8i+3+C8i+4-C8i+5-C8i+6-C8i+7-C8i+8B8i+2＝+C8i+2+C8i+3+C8i+4-C8i+5-C8i+6-C8i+7-C8i+8+C8i+9B8i+3＝+C8i+3+C8i+4-C8i+5-C8i+6-C8i+7-C8i+8+C8i+9+C8i+10B8i+4＝+C8i+4-C8i+5-C8i+6-C8i+7-C8i+8+C8i+9-C8i+10+C8i+11B8i+5＝-C8i+5-C8i+6-C8i+7-C8i+8+C8i+9+C8i+10+C8i+11+C8i+12B8i+6＝-C8i+6-C8i+7-C8i+8+C8i+9+C8i+10+C8i+11+C8i+12-C8i+13B8i+7＝-C8i+7-C8i+8+C8i+9+C8i+10+C8i+11+C8i+12-C8i+13-C8i+14B8i+8＝-C8i+8+C8i+9+C8i+10+C8i+11+C8i+12-C8i+13-C8i+14-C8i+15
下面，如圖19所示的那樣，作為步驟3計(jì)算相位角度、計(jì)算角速度。首先，通過(guò)圖21給出通過(guò)上述生成的A相、B相的正弦波求得的李薩如圖形。這里，李薩如圖形是為了便于說(shuō)明而使用的，由于可以通過(guò)計(jì)算求得李薩如圖形上的相位角度，故也可以不必一定要進(jìn)行描繪這樣的李薩如圖形的處理。而后，利用下面的關(guān)系式計(jì)算根據(jù)A相、B相的正弦波求得的各個(gè)像素的李薩如圖形上的相位角度。進(jìn)而，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到存儲(chǔ)裝置。該處理可以利用相位角度計(jì)算裝置進(jìn)行。李薩如圖形上的相位角度示于圖22中。
公式5計(jì)算根據(jù)A、B相的sin曲線(xiàn)求得的李薩如圖形上的相位角度IF(A1＞0)THEN C1＝ATAN(B1/A1)第1象限、第4象限ELSE IF(A1＜0)THENIF(B1＞0)THEN C1＝ATAN(B1/A1)+π第2象限ELSE C1＝ATAN(B1/A1)-π 第3象限ELSE IF(B1＞0)THEN C1＝π/2 第2象限(A1＝0時(shí)的例外處理)ELSE IF(B1＜0)THEN C1＝-π/2第4象限(A1＝0時(shí)的例外處理)ELSE C1＝0i＝2～4996IF(Ai＞0)THEN Ci＝ATAN(Bi/Ai)第1象限、第4象限ELSE IF(Ai＞0)THENIF(Bi＞0)THEN Ci＝ATAN(Bi/Ai)+π 第2象限ELSE Ci＝ATAN(Bi/Ai)-π第3象限ELSE IF(Bi＞0)THEN Ci＝π/2 第2象限(Ai＝0時(shí)的例外處理)ELSE IF(Bi＜0)THEN Ci＝-π/2第4象限(Ai＝0時(shí)的例外處理)ELSE Ci＝Ci-1(Ai＝0、Bi＝0的例外處理)
接著，利用求得的各個(gè)像素的李薩如圖形上的相位角度，按照下面的關(guān)系式計(jì)算每個(gè)像素的相位角度的變化率即相位角速度。進(jìn)而，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到存儲(chǔ)裝置。該處理可以利用角速度計(jì)算裝置進(jìn)行。求得的相位角速度示于圖23中。
公式6計(jì)算每個(gè)像素的相位角度的變化率，即相位角速度Di-1＝Ci-Ci-1每個(gè)像素的相位變化率IF(Di＞π)THEN Di-1＝Di-1-2π 一個(gè)周期-方向校正IF(Di＜-π＝THEN Di-1＝Di-1+2π一個(gè)周期+方向校正接著，利用下面的關(guān)系式平均處理以及0校正求得的每個(gè)像素的相位角速度。進(jìn)而，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到存儲(chǔ)裝置。該處理可以利用校正裝置進(jìn)行。
公式7平均處理以及0校正因柵格與CCD像素的間隔的偏離產(chǎn)生莫爾條紋，故其相位角速度將自0偏移作為其偏離程度的相位角度的角速度的部分Di，因而，需要平均全體校正其偏離的部分，使之達(dá)到0的水平。
AVE＝∑Di/4995i＝1～4995Ei＝Di-AVE 校正后的每個(gè)像素的相位變化率接著，使用經(jīng)過(guò)了校正的相位角速度，按照下面的關(guān)系式計(jì)算各個(gè)像素處的折射力。進(jìn)而，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到存儲(chǔ)裝置。該處理可以利用折射力計(jì)算裝置進(jìn)行。
公式8計(jì)算透鏡光焦度如果設(shè)Lp折射力(單位dpt(屈光度))；f焦距；P柵格的間隔；
L玻璃～柵格的距離；θ玻璃造成的折射角度。則在第i個(gè)像素處的1個(gè)像素程度的偏移量＝(Ei/2π)×P在第i個(gè)像素處的1個(gè)像素程度的偏離角度θi＝tanθi＝(Ei/2π)×P×(1/L)(由于θi很小)由于一個(gè)像素的間隔G＝P/4與在該部分的透鏡作用的焦距fi的關(guān)系為tanθi＝G/fi，故Lpi＝1/fi＝tanθi/G＝(Ei/2π)×P×(1/L)×(4/P)＝2Ei/(π×L)其1000倍的單位就成為mdpt。
接著，使用經(jīng)過(guò)了校正的相位角速度按照下面的關(guān)系式計(jì)算各個(gè)像素處的偏移量的積分值。進(jìn)而，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到存儲(chǔ)裝置。該處理可以利用偏離積分裝置進(jìn)行。
公式9計(jì)算各像素的偏移量(相位上的角度)的積分值如果積分上述的Ei，則可以在各像素的李薩如圖形上求出相位角度的偏離積分量。
此外，也可以根據(jù)該Fi求出各像素的光的彎曲的角度。
F1＝0i＝2～4992Fi+1＝Fi+Ei此外，在該例中，如圖17的流所示的那樣，交互地生成生成h/2個(gè)+符號(hào)和h/2個(gè)-符號(hào)，如圖18的流所示的那樣，在偏移了h/4之后，順序地對(duì)各個(gè)像素輸出值分配生成的±符號(hào)，求B相用的帶符號(hào)像素輸出值。通過(guò)分配這樣的符號(hào)和進(jìn)行處理，即使是增加了對(duì)應(yīng)一個(gè)柵格的CCD像素的個(gè)數(shù)時(shí)，只要其是4的整數(shù)倍的數(shù)，便可以求A相、B相的2個(gè)正弦波、進(jìn)行缺陷檢測(cè)、折射力的計(jì)算等。因而，可以增加對(duì)應(yīng)一個(gè)柵格的像素個(gè)數(shù)，提高測(cè)量精度。此外，也可以不對(duì)硬件增加改進(jìn)地提高測(cè)量的精度。
另外，表示對(duì)應(yīng)一個(gè)柵格的像素的個(gè)數(shù)X在X＝4p(p為1或1以上的整數(shù))時(shí)，其根據(jù)正弦波A用的帶符號(hào)像素輸出值A(chǔ)Ck求A相(An)的關(guān)系式也可以如下式這樣普適化。
公式10An=Σk=nn+(X-1)ACk]]>同樣地，在X＝4p時(shí)，還可以如下式這樣地普適化根據(jù)正弦波B用的帶符號(hào)像素輸出值BCk求B相(Bn)的關(guān)系式。
公式11Bn=Σk=nn+(X-1)BCk]]>(第2實(shí)施形態(tài))作為本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)，下面說(shuō)明通過(guò)相對(duì)n個(gè)柵格對(duì)應(yīng)了4n±α個(gè)CCD像素狀態(tài)的CCD輸出求解各個(gè)像素處的相位角度的其他方法。
在該第2實(shí)施形態(tài)中，基于產(chǎn)生了莫爾條紋的CCD像素的輸出，求解由A相、B相、C相、D相構(gòu)成的4種正弦波。進(jìn)而，使用這4種正弦波求出相位角度。這里，該4種正弦波是按照A相→B相→C相→D相的順序各偏移了90°相位的正弦波。即，由A相偏離90°相位求B相，由B相偏離90°相位求C相，由C相偏離90°相位求D相。
其次，說(shuō)明根據(jù)CCD像素的輸出求各偏移了90°相位的4種正弦波的方法。
(步驟1)首先，按照規(guī)定的規(guī)則對(duì)各CCD像素的輸出(Vn)分配正或負(fù)的符號(hào)。具體言之，就是與第1實(shí)施形態(tài)同樣地將全部像素分成每連續(xù)的4個(gè)像素連續(xù)的組。進(jìn)而，將各個(gè)組內(nèi)的像素表示為V4i+1、V4i+2、V4i+3、V4i+4(0≤i)。
其次，對(duì)分別包含于各組的4個(gè)像素用該順序模式乘以每個(gè)包含于下面的表2的行的符號(hào)。具體言之，就是對(duì)A相使用行1，使上述各組內(nèi)的4個(gè)像素的每個(gè)像素分別對(duì)應(yīng)并乘以行1的I～I(xiàn)V的各個(gè)符號(hào)。而后，對(duì)B相使上述各組內(nèi)的4個(gè)像素的每個(gè)像素分別對(duì)應(yīng)并乘以行2的各個(gè)符號(hào)。接著，對(duì)C相同樣地使之分別對(duì)應(yīng)并乘以行3的各個(gè)符號(hào)。最后，對(duì)D相同樣地使之分別對(duì)應(yīng)并乘以行4的各個(gè)符號(hào)。
(表2)

在上述的表2中，包含于各行的符號(hào)模式逐行而不同，從行1到行4，使符號(hào)模式內(nèi)的符號(hào)的配置分別偏移一個(gè)符號(hào)。因而，通過(guò)順序地對(duì)A相～D相分配行1到行4，可以使乘以的符號(hào)模式各偏移一個(gè)符號(hào)。這里，重要的是從A相到D相使之各偏移一個(gè)符號(hào)，并非是必須一定要對(duì)A相分配行1。因而，可以對(duì)A相分配行1～行4的任意一行。對(duì)A相～D相的符號(hào)模式分配例示于表3。
(表3)

這樣，可以按照上述的規(guī)則乘以+或者-的符號(hào)來(lái)附加符號(hào)，求出A相用、B相用、C相用、D相用的4種帶符號(hào)像素輸出值(AVk、BVk、CVk、DVk)。這里，計(jì)算這樣的A相用～D相用的4種帶符號(hào)像素輸出值的處理可以利用圖像處理裝置5的符號(hào)分配裝置進(jìn)行。
(步驟2)接著，計(jì)算A相、B相、C相、D相4種正弦波。其可以按下面的關(guān)系式相對(duì)在上面求得的A相用～D相用的4種帶符號(hào)像素輸出值求出。這里，計(jì)算這樣的A相、B相、C相、D相4種正弦波的處理可以利用圖像處理裝置5的正弦波生成裝置進(jìn)行。
關(guān)于A相，可以按下面的關(guān)系式相對(duì)A相用的帶符號(hào)像素輸出值求出。
公式12An=Σk=nn+3AVk]]>(An表示A相，AVk表示第k個(gè)像素的帶符號(hào)像素輸出值)關(guān)于B相，可以按下面的關(guān)系式相對(duì)B相用的帶符號(hào)像素輸出值求出。
公式13Bn=Σk=nn+3BVk]]>(Bn表示B相，BVk表示第k個(gè)像素的帶符號(hào)像素輸出值)關(guān)于C相，可以按下面的關(guān)系式相對(duì)C相用的帶符號(hào)像素輸出值求出。
公式14Cn=Σk=nn+3CVk]]>(Cn表示C相，CVk表示第k個(gè)像素的帶符號(hào)像素輸出值)關(guān)于D相，可以按下面的關(guān)系式相對(duì)D相用的帶符號(hào)像素輸出值求出。
公式15Dn=Σk=nn+3DVk]]>(Dn表示D相，DVk表示第k個(gè)像素的帶符號(hào)像素輸出值)進(jìn)而，在X＝4時(shí)，也可以用下面的關(guān)系式表示進(jìn)行分組化、分配符號(hào)以及求A相～D相的上述的處理。
公式16i＝0或其以上的整數(shù)A4i+1＝-V4i+1+V4i+2+V4i+3-V4i+4A4i+2＝+V4i+2+V4i+3-V4i+4-V4i+5A4i+3＝+V4i+3-V4i+4-V4i+5+V4i+6A4i+4＝-V4i+4-V4i+5+V4i+6+V4i+7B4i+1＝+V4i+1+V4i+2-V4i+3-V4i+4
B4i+2＝+V4i+2-V4i+3-V4i+4+V4i+5B4i+3＝-V4i+3-V4i+4+V4i+5+V4i+6B4i+4＝-V4i+4+V4i+5+V4i+6-V4i+7C4i+1＝+V4i+1-V4i+2-V4i+3+V4i+4C4i+2＝-V4i+2-V4i+3+V4i+4+V4i+5C4i+3＝-V4i+3+V4i+4+V4i+5-V4i+6C4i+4＝+V4i+4+V4i+5-V4i+6-V4i+7D4i+1＝-V4i+1-V4i+2+V4i+3+V4i+4D4i+2＝-V4i+2+V4i+3+V4i+4-V4i+5D4i+3＝+V4i+3+V4i+4-V4i+5-V4i+6D4i+4＝+V4i+4-V4i+5-V4i+6+V4i+7而后，根據(jù)如上述這樣求得的A相～D相的正弦波求解各像素的相位角度。如果設(shè)各個(gè)像素的相位角度為Hi，則相位角度可以由Hi＝ATAN((Bi-Di)/(Ai-Ci))求出。這里，計(jì)算這樣的相位角度的處理可以利用圖像處理裝置5的相位角度計(jì)算裝置進(jìn)行。
(實(shí)施例2)接著，說(shuō)明使用了A相～D相4種正弦波的本發(fā)明的第2實(shí)施例。在該實(shí)施例中，說(shuō)明的是處理使用具有5000像素的線(xiàn)路傳感器攝像機(jī)拍攝的圖像的灰度數(shù)據(jù)的例子。
使用圖24～圖29的流程圖說(shuō)明圖像處理的過(guò)程。圖24～29是表示圖像處理的順序的流程圖。首先，如圖24所示的那樣，作為步驟1生成±符號(hào)。如果設(shè)每個(gè)柵格(一個(gè)間隔)的像素?cái)?shù)為h，則±符號(hào)的生成以h/2為基礎(chǔ)的數(shù)字進(jìn)行。具體地就是，交互地生成h/2個(gè)+符號(hào)和h/2個(gè)-符號(hào)。進(jìn)而，順序地用fugo(k)識(shí)別所產(chǎn)生的符號(hào)，將所生成的符號(hào)保存在寄存器、超高速緩存存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)裝置等存儲(chǔ)裝置中。在此，該處理可以通過(guò)符號(hào)生成裝置進(jìn)行。
此外，在圖24的流程中，給出的是h＝4，即，使每個(gè)柵格對(duì)應(yīng)了4個(gè)CCD像素的例子。但是，在該流程中，只要h是4的整數(shù)倍的值則可以適用于任何的值。例如，h既可以是8也可以是12。具體言之，就是如本例這樣，在h＝4時(shí)，交互地生成2個(gè)+符號(hào)和2個(gè)-符號(hào)。另一方面，在h＝8時(shí)，交互地生成4個(gè)+符號(hào)和4個(gè)-符號(hào)，在h＝12時(shí)，交互地生成6個(gè)+符號(hào)和6個(gè)-符號(hào)。
這樣一來(lái)，可以通過(guò)增加(以4的整數(shù)倍)h的數(shù)來(lái)增加每個(gè)柵格的CCD像素?cái)?shù)，提高測(cè)量精度。
其次，如圖25～28所示的那樣，作為步驟2生成A相～D相的正弦波。具體地就是，順序地對(duì)各個(gè)像素輸出值(data(i))分配在步驟1生成的±符號(hào)(fugo(k))，計(jì)算A相用的帶符號(hào)像素輸出值。進(jìn)而，利用第i個(gè)以后的h個(gè)像素的帶符號(hào)像素輸出值的和計(jì)算求得的A相(phase_a(i))的值。
接著，計(jì)算B相。即，在偏移了h/4之后順序地對(duì)各個(gè)像素輸出值(data(i))分配在步驟1生成的±符號(hào)(fugo(k))，計(jì)算B相用的帶符號(hào)像素輸出值。進(jìn)而，利用第i個(gè)以后的h個(gè)像素的帶符號(hào)像素輸出值的和計(jì)算求得的B相(phase_b(i))的值。同樣地，計(jì)算C相(phase_c(i))，下一步，計(jì)算D相(phase_d(i))。接著，將計(jì)算出來(lái)的A相～D相的正弦波保存到存儲(chǔ)裝置。圖30給出了如此生成的A相～D相的正弦波的曲線(xiàn)。在此，可以利用正弦波生成裝置進(jìn)行這樣的處理。
下面，如圖29所示的那樣，作為步驟3計(jì)算相位角度、計(jì)算角速度。首先，基于在上面生成的A相～D相4種正弦波按照下面的關(guān)系式計(jì)算相位角度。計(jì)算出的相位角度示于圖31中。
公式17計(jì)算相位角度Ci＝ATAN((PBi-PDi)/(PAi-PCi))其中，如果(PAi-PCi)為0則為Ci＝Ci-1。
在該計(jì)算中，Ci分布在-π/2到π/2之間。
與上述的第1實(shí)施例相比，由于利用該第2實(shí)施例的相位角度的計(jì)算方法可以減少I(mǎi)F語(yǔ)句，故可以加快計(jì)算處理。
而后，按照下面的關(guān)系式，使用求得的相位角度計(jì)算每個(gè)像素的相位角度的變化率即相位角速度。進(jìn)而，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到存儲(chǔ)裝置。該處理可以利用角速度計(jì)算裝置進(jìn)行。求得的相位角速度的曲線(xiàn)示于圖32中。
公式18Di-1＝Ci-Ci-1 每個(gè)像素的相位變化率IF(Di-1＞π/2)THEN Di-1＝Di-1-π半個(gè)周期的-方向校正IF(Di-1＜-π/2＝THEN Di-1＝Di-1+π半個(gè)周期的+方向校正此后，利用下面的關(guān)系式平均處理以及0校正求得的每個(gè)像素的相位角速度。進(jìn)而，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到存儲(chǔ)裝置。該處理可以利用校正裝置進(jìn)行。
公式19平均計(jì)算由于在柵格與CCD像素的間隔不一致發(fā)生了偏離時(shí)可以產(chǎn)生莫爾條紋，故該D為相位角速度自0偏移了作為其偏離程度的相位角度的角速度的部分，因而，需要進(jìn)行平均使之達(dá)到0的水平。
AVE＝∑Di/4995i＝1～4995Ei＝Di-AVE每個(gè)像素的相位變化率接著，使用經(jīng)過(guò)了校正的相位角速度，按照下面的關(guān)系式計(jì)算各個(gè)像素處的折射力。因具體的計(jì)算處理與上述第1實(shí)施例相同，故這里略去其詳細(xì)說(shuō)明。
而后，按照下面的關(guān)系式，使用經(jīng)過(guò)了校正的相位角速度計(jì)算各個(gè)像素處的偏移量的積分值。進(jìn)而，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到存儲(chǔ)裝置。該處理可以利用偏離積分裝置進(jìn)行。圖33示出了按照下面的關(guān)系式求得的Fi的曲線(xiàn)。這里，該Fi的曲線(xiàn)是積分了角速度(透鏡光焦度)的曲線(xiàn)，F(xiàn)i為由透鏡作用導(dǎo)致的光的折射角度。
公式20)
利用4像素的平均i＝1～4992Fi+1＝(Ei+Ei+1+Ei+2+Ei+3)/4(也可以不用4除地一直原樣相加到進(jìn)行后面的計(jì)算)(第3實(shí)施形態(tài))如上述的第1以及第2實(shí)施形態(tài)所示的那樣，在利用莫爾條紋的檢測(cè)缺陷的光學(xué)畸變的方法中，為了使之產(chǎn)生莫爾條紋需要使用柵格圖案。進(jìn)而，檢測(cè)柵格排列方向的缺陷的光學(xué)畸變。因此，可以檢測(cè)的缺陷的尺寸近似由柵格圖案的間隔以及進(jìn)行攝像的攝像機(jī)的分辨力決定。
為了檢測(cè)出缺陷尺寸微小的部位，可以變窄柵格圖案的間隔、提高攝像機(jī)的分辨力。但是，由于這樣做每臺(tái)攝像機(jī)的視場(chǎng)將變窄，故需要增加攝像機(jī)的臺(tái)數(shù)，但這將加大檢測(cè)機(jī)構(gòu)本身，也增大了成本。
因而，在檢測(cè)存在于板狀體的微小缺陷的方法中，期望能夠提供在與上述的第1以及第2實(shí)施形態(tài)相同條件(柵格圖案的間隔、攝像機(jī)的分辨力)下得到較第1以及第2實(shí)施形態(tài)的方法更高的檢測(cè)靈敏度的檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
在第3實(shí)施形態(tài)中，其要點(diǎn)是在利用上述的第1以及第2實(shí)施形態(tài)的柵格圖案的檢測(cè)的基礎(chǔ)上，增加使用柵格圖案和狹縫檢測(cè)存在于板狀體的缺陷的環(huán)節(jié)。
圖34是說(shuō)明涉及本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的檢測(cè)裝置的構(gòu)成的概略側(cè)面圖。具體地講，就是如圖34所示的那樣，具有拍攝作為檢測(cè)對(duì)象物的板狀體3的攝像裝置4和照明1，在檢測(cè)對(duì)象物3和照明1之間配置柵格圖案2。圖中，用箭頭給出了檢測(cè)對(duì)象物的輸送方向。進(jìn)而，經(jīng)由檢測(cè)對(duì)象物3對(duì)向地配置攝像裝置4和柵格圖案2以及照明1。此外，配備用于提高檢測(cè)靈敏度的狹縫體10。這里，需要將狹縫體10配置于照明1和攝像裝置4之間。
狹縫體10如圖34所示的那樣，由一對(duì)遮光部11以及12和處于這一對(duì)遮光部之間的狹縫構(gòu)成。例如，可以通過(guò)在其間置有一定的間隔d地配置一對(duì)黑色的遮光板來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖35是在圖34的檢測(cè)裝置中從攝像裝置4的位置觀察照明1側(cè)的平面圖。作為配置狹縫體10的位置，如圖35所示的那樣，重合于狹縫的長(zhǎng)度方向和柵格圖案2的排列方向。進(jìn)而，如圖34所示的那樣，應(yīng)使攝像裝置4的線(xiàn)路傳感器的光軸7通過(guò)狹縫。最好是使光軸7與狹縫寬度方向的中心近于一致。
圖36～38是說(shuō)明狹縫體10的配置例的概略側(cè)面圖。在圖34中，給出的是重疊于柵格圖案2的上側(cè)配置了狹縫體10的例子。但是，狹縫體10的配置并非一定限于此。在本發(fā)明中，可以將狹縫體10配置在照明1和攝像裝置4之間。因而，可以如圖36所示的那樣，在狹縫體10的上側(cè)重疊配置柵格圖案2。即，也可以將狹縫體10配置在柵格圖案2的下側(cè)。
進(jìn)而，如圖37(A)以及圖37(B)所示的那樣，也可以離開(kāi)狹縫體10和柵格圖案2進(jìn)行配置。此外，還可以如圖38所示的那樣，挾持檢測(cè)對(duì)象物3地將狹縫體10配置在與柵格圖案2對(duì)向的一側(cè)。
接著，對(duì)通過(guò)調(diào)整狹縫的間隔d提高檢測(cè)靈敏度的方法進(jìn)行說(shuō)明。
如果考慮狹縫的間隔d造成的光的衍射，則在離開(kāi)狹縫距離L的地點(diǎn)的光的寬度W為狹縫的寬度d與衍射造成的寬度Lθ之和(θ衍射角)，可以用下面的關(guān)系式表示。
公式21W＝d+Lθ≈d+λL/d(λ光的波長(zhǎng))此時(shí)，W成為最小就是d＝(λ·L)1/2時(shí)。此時(shí)W也為W＝(λ·L)1/2。
因而，狹縫的間隔d最好能夠配置成d＝(λ·L)1/2。(λ照明光的波長(zhǎng)；L從攝像機(jī)到狹縫的距離)這樣，通過(guò)使用設(shè)定在某適當(dāng)程度的狹縫間隔的狹縫，可以抑制來(lái)自照明的光線(xiàn)的擴(kuò)展，以較接近于平行光的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。由于可以由此遮斷雜散光，故可以提高檢測(cè)靈敏度。
(實(shí)施例3)下面對(duì)使用了與圖34同樣的檢測(cè)裝置的第3實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。該檢測(cè)裝置由照明器1和CCD攝像機(jī)和柵格圖案2以及狹縫體10構(gòu)成，通過(guò)獲取柵格圖案的變化來(lái)檢測(cè)由存在于被檢測(cè)物體3的缺陷產(chǎn)生的光學(xué)畸變的折射力。
具體而言就是，在該第3實(shí)施例中，使用這樣的缺陷檢測(cè)裝置檢測(cè)使狹縫的間隔d變化了時(shí)的對(duì)光學(xué)畸變的折射力的影響。
例如，利用來(lái)自位于作為被檢測(cè)物體3(厚度1mm的浮法玻璃板)的下部的照明器1的光照射厚度1mm的浮法玻璃板并用CCD攝像機(jī)4進(jìn)行了攝像。在照明器1上使用直管式熒光燈，自玻璃板的背面離開(kāi)一定距離配置，采用透過(guò)型照明。進(jìn)而，在玻璃板3和照明器1之間配置用于檢測(cè)由存在于玻璃板3上的缺陷產(chǎn)生的光學(xué)畸變的柵格圖案2和將來(lái)自照明器1的光線(xiàn)變成平行光以及用于遮擋雜散光的狹縫體10。配置該狹縫體10的狹縫的間隔d并使其間隔分別成為d1～d5進(jìn)行檢測(cè)。此時(shí)，取自CCD攝像機(jī)4到狹縫體10的距離為1000mm，照明光使用了綠光(波長(zhǎng)約為500nm)以及白光。
利用圖像處理裝置處理了用CCD攝像機(jī)4拍攝的圖像。通過(guò)圖像處理計(jì)算分別自用CCD攝像機(jī)4拍攝的圖像數(shù)據(jù)偏移了90°相位的多種正弦波，根據(jù)這多種正弦波求各像素處的相位角度，根據(jù)各像素間的相位角度之差計(jì)算出了光學(xué)畸變的折射力。
圖39給出了本實(shí)施例的結(jié)果。圖39給出的是因在實(shí)施例進(jìn)行的光學(xué)畸變的折射力的狹縫造成的影響的曲線(xiàn)。在圖39中，用256灰階表示了通過(guò)圖像處理裝置計(jì)算出來(lái)的光學(xué)畸變的折射力。這里，橫軸為狹縫的間隔，縱軸是畸變的折射力(單位mdpt微屈光度)。狹縫的間隔為0.5mm、1mm、2mm、3mm、5mm，分別對(duì)應(yīng)著d1～d5。
根據(jù)圖39所示的結(jié)果可知，光學(xué)畸變的折射力因狹縫間隔的不同而存在變化。根據(jù)這一情況，確認(rèn)了通過(guò)使用狹縫對(duì)光學(xué)畸變的折射力以影響的事實(shí)。在實(shí)施結(jié)果中，狹縫的間隔為0.5mm時(shí)最有效果。
由實(shí)施結(jié)果可知，狹縫的間隔越窄越可以遮擋雜散光，從而可以更強(qiáng)地檢測(cè)出畸變的折射力。
這里，如果考慮狹縫的間隔造成的光的折射，則在離開(kāi)狹縫距離L的地點(diǎn)的光的寬度W為狹縫的寬度d與衍射造成的寬度Lθ之和(θ衍射角)，可以W＝d+Lθ≈d+λL/d(λ光的波長(zhǎng))。此時(shí)，W為最小時(shí)的d是d＝(λ·L)1/2時(shí)。此時(shí)，W也是W＝(λ·L)1/2。利用該式計(jì)算了實(shí)施例中的最佳的狹縫寬度，在綠光時(shí)其為W≈0.7mm。
因此，狹縫的間隔最好設(shè)定于靠近利用上式計(jì)算出來(lái)的寬度的值。但是，還必須考慮CCD攝像機(jī)的視場(chǎng)、設(shè)置狀態(tài)。例如，也必須考慮使之處于不給CCD攝像機(jī)的視場(chǎng)范圍以影響的程度。為此，最好以狹縫間隔為100μm或其以上這樣的條件進(jìn)行。
(第4實(shí)施形態(tài))在上述的第3實(shí)施形態(tài)中，說(shuō)明了在柵格圖案的基礎(chǔ)上使用狹縫體的構(gòu)成。另一方面，也可以作為替代柵格圖案加狹縫，使用預(yù)先縮窄柵格寬度并以黑色狹縫狀遮掩了其柵格以外的部分的柵格圖案。
圖40所示是涉及本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的柵格圖案的概略平面圖。該柵格圖案2包含一對(duì)遮掩部21以及22和配置在遮掩部21和22之間的柵格。這樣的柵格圖案2可以通過(guò)從與柵格的排列方向(長(zhǎng)度方向)正交的柵格的寬度方向挾持柵格地設(shè)置這一對(duì)遮掩部21以及22來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在這里，遮掩部21和22的間隔是狹縫的間隔d。因而，可以通過(guò)將狹縫的間隔d設(shè)置成適當(dāng)?shù)闹祦?lái)提高檢測(cè)靈敏度。
(第5實(shí)施形態(tài))圖41、42是說(shuō)明涉及本發(fā)明的第5實(shí)施形態(tài)的檢測(cè)裝置的構(gòu)成的概略側(cè)面圖。也可以代替用狹縫抑制光線(xiàn)的彌散，使用帶狀地照射激光光這樣的窄寬度的平行光的光源。此外，也可以使用透鏡等會(huì)聚照明光以縮窄照射寬度，進(jìn)而使之成為平行光進(jìn)行照射的方法。
具體地講，就是也可以如圖41所示的那樣，作為光源1使用激光光，經(jīng)由柵格圖案2對(duì)檢測(cè)對(duì)象物3照射窄寬度的帶狀的平行光?；蛘?，還可以如圖42所示的那樣，使用會(huì)聚透鏡25會(huì)聚照明光以縮窄照射寬度，進(jìn)而利用平行光透鏡26使之變?yōu)槠叫泄膺M(jìn)行照射。
在上述的說(shuō)明中，是以玻璃板作為檢測(cè)對(duì)象物說(shuō)明的本發(fā)明，但本發(fā)明并非只限于此。除了玻璃板外，本發(fā)明也可以適用樹(shù)脂等其他的透明板狀體或者有光澤的板狀體。
另外，涉及本發(fā)明的評(píng)價(jià)裝置以及評(píng)價(jià)方法可適用的透明板狀體并非一定只限于平板，也可以如(控制、操縱)面板等那樣，是具有平緩的曲率的板。另外，透明板狀體或者有光澤的板狀體既可以是適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行了切斷的板材，也可以是連續(xù)地供給的板材。進(jìn)而，只要是具有透光性，涉及本發(fā)明的評(píng)價(jià)裝置以及評(píng)價(jià)方法也可以適用于半透明的板狀體。
另一方面，在上述的實(shí)施形態(tài)以及實(shí)施例中，是使用由線(xiàn)路傳感器攝像機(jī)拍攝的圖像數(shù)據(jù)說(shuō)明的本發(fā)明，但本發(fā)明也可以適用于利用矩陣攝像機(jī)拍攝的圖像數(shù)據(jù)的處理。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性如以上所說(shuō)明的那樣，利用本發(fā)明，在像素的排列圖案與柵格圖案像的規(guī)則的對(duì)應(yīng)關(guān)系產(chǎn)生了偏離時(shí)也可以求得包含于透明板狀體的缺陷以及折射力，進(jìn)而乃至有光澤板狀體的表面平整度的不均勻性。
此外，由于不要求高精度的間隔以及微小寬度柵格乃至遠(yuǎn)心光路透鏡，故可以以廉價(jià)的系統(tǒng)來(lái)構(gòu)筑裝置整體。
權(quán)利要求
1.一種評(píng)價(jià)光學(xué)畸變的裝置，對(duì)因透明板狀體具有的折射力的不均勻性而導(dǎo)致透過(guò)透明板狀體的光在光學(xué)上畸變的量進(jìn)行評(píng)價(jià)，其特征在于，包括照射排列了一定間距、一定寬度的明部和暗部的柵格圖案的裝置；使用攝像裝置拍攝上述柵格圖案的裝置；將來(lái)自上述攝像裝置的信號(hào)作為灰度圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入的裝置；在從上述柵格圖案到上述攝像裝置的光路內(nèi)支撐并輸送上述透明板狀體的裝置；以及處理從上述攝像裝置輸入的灰度圖像數(shù)據(jù)的圖像處理裝置，其中，每當(dāng)在上述攝像裝置上拍攝上述柵格圖案，就相對(duì)于n個(gè)柵格使Xn±α個(gè)CCD像素與之對(duì)應(yīng)由此而產(chǎn)生α個(gè)莫爾條紋，上述圖像處理裝置具有，根據(jù)上述莫爾條紋的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算各偏移了90°相位的多種正弦波的裝置；由上述多種正弦波求解各像素上的相位角度的裝置；和根據(jù)各像素間的相位角度之差計(jì)算光學(xué)畸變的折射力的裝置。
2.一種評(píng)價(jià)光學(xué)畸變的裝置，對(duì)因具有光澤的板狀體表面平整度的不均勻性而導(dǎo)致用上述板狀體反射的光的在光學(xué)上畸變的量進(jìn)行評(píng)價(jià)，其特征在于，包括照射排列了一定間距、一定寬度的明部和暗部的柵格圖案的裝置；使用攝像裝置拍攝上述柵格圖案的反射像的裝置；將來(lái)自上述攝像裝置的信號(hào)作為灰度圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入的裝置；支撐并輸送上述板狀體以使來(lái)自上述柵格圖案的光用上述具有光澤的板狀體進(jìn)行反射后進(jìn)入到上述攝像裝置的裝置；以及處理從上述攝像裝置輸入的灰度圖像數(shù)據(jù)的圖像處理裝置，其中，每當(dāng)在上述攝像裝置上拍攝上述柵格圖案，就相對(duì)于n個(gè)柵格使Xn±α個(gè)CCD像素與之對(duì)應(yīng)由此而產(chǎn)生α個(gè)莫爾條紋，上述圖像處理裝置具有，根據(jù)上述莫爾條紋的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算各偏移了90°相位的多種正弦波的裝置；由上述多種正弦波求解各像素上的相位角度的裝置；和根據(jù)各像素間的相位角度之差計(jì)算反射光的偏移量的裝置。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的評(píng)價(jià)光學(xué)畸變的裝置，其特征在于上述X為X＝4p，其中p是大于等于1的整數(shù)。
4.一種評(píng)價(jià)光學(xué)畸變的方法，對(duì)因透明板狀體具有的折射力的不均勻性而導(dǎo)致透過(guò)透明板狀體的光在光學(xué)上畸變的量進(jìn)行評(píng)價(jià)，其特征在于，包括每當(dāng)使用攝像裝置拍攝排列了一定間距、一定寬度的明部和暗部的柵格圖案并在上述攝像裝置上拍攝上述柵格圖案，就相對(duì)于n個(gè)柵格使Xn±α個(gè)CCD像素與之對(duì)應(yīng)由此而產(chǎn)生α個(gè)莫爾條紋的步驟；以及圖像處理裝置處理將上述透明板狀體介于中間由上述攝像裝置拍攝的上述柵格圖案的灰度圖像數(shù)據(jù)的步驟，其中，上述圖像處理裝置進(jìn)行處理的步驟具有，根據(jù)上述莫爾條紋的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算各偏移了90°相位的多種正弦波的步驟；由上述多種正弦波求各像素上的相位角度的步驟；和根據(jù)各像素間的相位角度之差計(jì)算光學(xué)畸變的折射力的步驟。
5.一種評(píng)價(jià)光學(xué)畸變的方法，對(duì)因具有光澤的板狀體表面平整度的不均勻性而導(dǎo)致上述板狀體反射的光在光學(xué)上畸變量進(jìn)行評(píng)價(jià)，其特征在于，包括每當(dāng)使用攝像裝置拍攝排列了一定間距、一定寬度的明部和暗部的柵格圖案在上述具有光澤的板狀體上的反射像并在上述攝像裝置上拍攝上述柵格圖案的反射像，就相對(duì)于n個(gè)柵格使Xn±α個(gè)CCD像素與之對(duì)應(yīng)由此而產(chǎn)生α個(gè)莫爾條紋的步驟；以及圖像處理裝置處理由上述攝像裝置拍攝的上述柵格圖案的反射像的灰度圖像數(shù)據(jù)的步驟，其中，上述圖像處理裝置進(jìn)行處理的步驟具有，根據(jù)上述莫爾條紋的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算各偏移了90°相位的多種正弦波的步驟；由上述多種正弦波求各像素上的相位角度的步驟；和根據(jù)各像素間的相位角度之差計(jì)算反射光的偏移量的步驟。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的評(píng)價(jià)光學(xué)畸變的方法，其特征在于上述X為X＝4p，其中p是大于等于1的整數(shù)。
7.一種檢測(cè)具有光學(xué)畸變的缺陷的裝置，對(duì)透明板狀體的具有光學(xué)畸變的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于，包括照射排列了一定間距、一定寬度的明部和暗部的柵格圖案的裝置；使用攝像裝置拍攝上述柵格圖案的裝置；將來(lái)自上述攝像裝置的信號(hào)作為灰度圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入的裝置；在從上述柵格圖案到上述攝像裝置的光路內(nèi)支撐并輸送上述透明板狀體的裝置；以及處理從上述攝像裝置輸入的灰度圖像數(shù)據(jù)的圖像處理裝置，其中，每當(dāng)在上述攝像裝置上拍攝上述柵格圖案，就相對(duì)于n個(gè)柵格使Xn±α個(gè)CCD像素與之對(duì)應(yīng)由此而產(chǎn)生α個(gè)莫爾條紋，上述圖像處理裝置具有，根據(jù)上述莫爾條紋的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算各偏移了90°相位的多種正弦波的裝置；由上述多種正弦波求解各像素上的相位角度的裝置；和根據(jù)各像素間的相位角度之差檢測(cè)具有光學(xué)畸變的缺陷的裝置。
8.一種檢測(cè)具有光學(xué)畸變的缺陷的裝置，對(duì)具有光澤的板狀體表面的具有光學(xué)畸變的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于，包括照射排列了一定間距、一定寬度的明部和暗部的柵格圖案的裝置；使用攝像裝置拍攝上述柵格圖案的反射像的裝置；將來(lái)自上述攝像裝置的信號(hào)作為灰度圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入的裝置；支撐并輸送上述板狀體以使來(lái)自上述柵格圖案的光用上述具有光澤的板狀體進(jìn)行反射后進(jìn)入到上述攝像裝置的裝置；以及處理從上述攝像裝置輸入的灰度圖像數(shù)據(jù)的圖像處理裝置，其中，每當(dāng)在上述攝像裝置上拍攝上述柵格圖案，就相對(duì)于n個(gè)柵格使Xn±α個(gè)CCD像素與之對(duì)應(yīng)由此而產(chǎn)生α個(gè)莫爾條紋，上述圖像處理裝置具有，根據(jù)上述莫爾條紋的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算各偏移了90°相位的多種正弦波的裝置；由上述多種正弦波求解各像素上的相位角度的裝置；和根據(jù)各像素間的相位角度之差檢測(cè)具有光學(xué)畸變的缺陷的裝置。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的檢測(cè)具有光學(xué)畸變的缺陷的裝置，其特征在于上述X為X＝4p，其中p是大于等于1的整數(shù)。
10.一種檢測(cè)具有光學(xué)畸變的缺陷的方法，對(duì)透明板狀體的具有光學(xué)畸變的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于，包括每當(dāng)使用攝像裝置拍攝排列了一定間距、一定寬度的明部和暗部的柵格圖案并在上述攝像裝置上拍攝上述柵格圖案，就相對(duì)于n個(gè)柵格使Xn±α個(gè)CCD像素與之對(duì)應(yīng)由此而產(chǎn)生α個(gè)莫爾條紋的步驟；以及圖像處理裝置處理將上述透明板狀體介于中間由上述攝像裝置拍攝的上述柵格圖案的灰度圖像數(shù)據(jù)的步驟，其中，上述圖像處理裝置進(jìn)行處理的步驟具有，根據(jù)上述莫爾條紋的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算各偏移了90°相位的多種正弦波的步驟；由上述多種正弦波求各像素上的相位角度的步驟；和根據(jù)各像素間的相位角度之差檢測(cè)具有光學(xué)畸變的缺陷的步驟。
11.一種檢測(cè)具有光學(xué)畸變的缺陷的方法，對(duì)具有光澤的板狀體表面的具有光學(xué)畸變的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于，包括每當(dāng)使用攝像裝置拍攝排列了一定間距、一定寬度的明部和暗部的柵格圖案在上述具有光澤的板狀體上的反射像并在上述攝像裝置上拍攝上述柵格圖案的反射像，就相對(duì)于n個(gè)柵格使Xn±α個(gè)CCD像素與之對(duì)應(yīng)由此而產(chǎn)生α個(gè)莫爾條紋的步驟；以及圖像處理裝置處理由上述攝像裝置拍攝的上述柵格圖案的反射像的灰度圖像數(shù)據(jù)的步驟，其中，上述圖像處理裝置進(jìn)行處理的步驟具有，根據(jù)上述莫爾條紋的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算各偏移了90°相位的多種正弦波的步驟；由上述多種正弦波求各像素上的相位角度的步驟；和根據(jù)各像素間的相位角度之差檢測(cè)具有光學(xué)畸變的缺陷的步驟。
12.按照權(quán)利要求10或11所述的檢測(cè)具有光學(xué)畸變的缺陷的方法，其特征在于上述X為X＝4p，其中p是大于等于1的整數(shù)。
全文摘要
提供一種透過(guò)透明板狀體的光的光學(xué)畸變的評(píng)價(jià)裝置及方法。每當(dāng)利用攝像裝置(4)通過(guò)玻璃板(3)拍攝柵格圖案2，就相對(duì)于n個(gè)柵格(明部和暗部的對(duì))使4n±α個(gè)CCD像素與之對(duì)應(yīng)來(lái)發(fā)生α個(gè)莫爾條紋。基于在該狀態(tài)下拍攝的圖像的灰度數(shù)據(jù)，生成A相正弦波和自該A相偏移了90°相位的B相正弦波，由該A相以及B相正弦波計(jì)算在李薩如圖形上的各像素的相位角度，基于作為各自像素的相位角度之差分的相位角速度計(jì)算出折射力。
文檔編號(hào)G01N21/896GK1720444SQ20038010501
公開(kāi)日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2003年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月27日
發(fā)明者三宅淳司, 吉村勇氣, 平岡邦廣 申請(qǐng)人:日本板硝子株式會(huì)社, 納諾斯考普株式會(huì)社