JP2002529698A - ガラス検査装置 - Google Patents

ガラス検査装置

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JP2002529698A
JP2002529698A JP2000579977A JP2000579977A JP2002529698A JP 2002529698 A JP2002529698 A JP 2002529698A JP 2000579977 A JP2000579977 A JP 2000579977A JP 2000579977 A JP2000579977 A JP 2000579977A JP 2002529698 A JP2002529698 A JP 2002529698A
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laser
detection system
glass
lens system
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JP2000579977A
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アダム ウェイス、
アレクサンドレ オボットナイン、
Original Assignee
フォウタン ダイナミクス カナダ インク．
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Abstract

(57)【要約】 ガラス板の検査装置。該装置は、それぞれ光の層を形成する第１のレーザおよび第２のレーザと、第１の光検出系および第２の光検出系とを有する。第１のレーザは、レンズ系の焦点に位置する。第２のレーザは、第１のレーザよりもレンズ系から遠い距離に位置し、レンズ系の軸線から外れている。第１の光検出系は第１のレーザから光を受信し、第２の光検出系は第２のレーザから光を受信する。本検出装置は、レンズ系と検出系との間にガラス板を配置するようになっている。方法も記載されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、ガラスの板、特に扁平な自動車ガラスの欠陥を検出し、欠陥のタイ
プを特定する非接触検査装置に関する。この装置は、連続生産ライン上でライン
速度で作動し、バブル、スクラッチ傷、縁欠け、ひび割れ、および角欠けを含む
数多くの欠陥タイプを特定することを目的としている。
【０００２】 ガラスを板状に製造する工程では、ガラス板の欠陥を検査できることが必要で
ある。このような欠陥としては、スクラッチ傷、バブル、縁欠け、汚点、および
他の多様な形態の欠陥がありうる。しかしながら、板ガラスメーカーは、欠陥に
ついて、例えば本質的に軽微で顧客にとって許容できるものであるのか、それと
も顧客によって設定された仕様にシートが適合しないような重大な瑕疵であるの
かを知る必要があるので、欠陥の検出だけでは不十分である。
【０００３】 ガラス板の目視検査を用いれば欠陥のあるガラス板を特定することができる。
また、目視検査を用いることにより、欠陥の位置と恐らくは欠陥の種類を特定で
きる。しかしながら、目視検査は、目視検査の実施に要する時間と費用およびそ
のような方法の限界により、満足できるものではない。欠陥が速やかに特定され
て生産担当者に通知でき、および／または、欠陥のある板ガラスを品質規格に適
合している板ガラスから容易に速やかに有効な方法で分離するできるように、生
産工程の稼動中に生産速度で検査を実施できることが好ましい。
【０００４】 光学技術を用いてガラスの板を検査する方法が開発されている。しかしながら
、そのような方法は、少種類の欠陥しか特定できないことが多く、多種多様な欠
陥の種類、大きさ、および位置を検出および特定できないために用途が限定され
ている。
【０００５】 今、生産ラインにおいて生産速度でガラス板内の欠陥の大きさ、種類、および
位置を示す要領でガラス板の検査に使用することを特に目的とし、特に、ガラス
加工システムの一部を形成させることを目的とする装置および方法が開発された
。
【０００６】 そこで、本発明の一態様は、 ａ）各々が光の面を生成する第１および第２のレーザと、 ｂ）主光軸上に焦点を有する円筒レンズ系と、 ｃ）第１の光検出系および第２の光検出系と、 を有し、 第１のレーザがレンズ系の焦点に位置し、第２のレーザが、第１のレーザより
もレンズ系から遠い距離に位置し、かつ前記第２のレーザが、レンズ系の軸線か
ら外れて位置しており、 第１の光検出系が第１のレーザから光を受信し、第２の光検出系が第２のレー
ザから光を受信し、光の強度の変化に関する情報を提供し、 レンズ系と両検出系との間にガラス板を配置して検出するようになっているガ
ラス板の検査装置を提供する。
【０００７】 本発明の装置の好適な実施態様では、本装置は、第１および第２の光検出系か
らの情報を用いて、ガラス板の欠陥の位置、種類、および大きさを判断するソフ
トウェアをさらに含む。
【０００８】 他の実施態様では、本装置は、表示すなわち欠陥マップ、特に画面上に表示さ
れる欠陥マップを任意に含む、ガラス板の欠陥の位置、種類、および大きさを記
録する手段をさらに有する。
【０００９】 好適な実施態様では、少なくとも２つの第１のレーザと少なくとも２つの第２
のレーザが、好ましくは、少なくとも２つの円筒レンズ系と第１の光検出系と第
２の光検出系とともに存在し、第１のレーザの各々がレンズ系の焦点に位置し、
第２のレーザの各々が、第１のレーザよりもレンズ系から遠い距離に位置し、レ
ンズ系の軸線から外れて前記軸線の両側に位置し、両レーザは、両方の第１のレ
ーザからの光が第１の光検出系によって検出され、両方の第２のレーザからの光
が第２の光検出系によって検出されるように配置されている。
【００１０】 本発明の他の一態様は、 ａ）明視野照明を生成する光源および前記明視野照明とその変化を検出する手
段と、 ｂ）暗視野照明を生成する光源および前記暗視野照明とその変化を検出する手
段と、 を有するガラス板の検出装置を提供する。
【００１１】 本発明のさらに他の一態様は、 ａ）ガラス板の明視野照明を生成し、このようにして得られた前記明視野照明
を検出する段階と、 ｂ）ガラス板の暗視野照明を生成し、このようにして得られた前記明視野照明
を検出する段階と、 ｃ）前記ガラス板の欠陥の有無について前記明視野照明と暗視野照明を解析す
る段階とを有する、ガラス板の検査方法を提供する。
【００１２】 本発明の方法の好適な実施態様において、照明は、コンピュータソフトウェア
を用いて解析される。
【００１３】 他の実施態様において、検査装置は、例えば１００ミクロンよりも大きなサイ
ズを有する欠陥は検出するが、それよりも小さい欠陥、例えば塵埃は認識しない
ように調整される。
【００１４】 本発明のさらに他の一態様は、 ａ）各々が光の面を形成する第１および第２のレーザと、 ｂ）主光軸上に焦点を有する円筒レンズ系と、 ｃ）第１の光検出系および第２の光検出系と、 を有する装置で、ガラス板の欠陥を検査する方法であって、 レンズ系の焦点に位置する第１のレーザからの平行光と、第１のレーザよりも
レンズ系から遠い距離に位置し、レンズ系の軸線から外れて位置する第２のレー
ザからの光とを、前記レンズシステムを通過させる段階と、 前記光を検査対象のガラス板を通過させる段階と、 第１の光検出系によって、第１のレーザからの光とその変化を検出する段階と
、 第２の光検出系によって、第２のレーザからの光とその変化を検出する段階と
を有する、ガラス板の検査方法を提供する、 次に、本発明を、図面に記載されている実施形態によって説明する。
【００１５】 ガラスの製造技術は公知である。例えば、ガラスは、平滑な表面を備えたガラ
スが得られるように溶融状態に変換した後に溶融金属スズ上に流し込まれる。そ
れにも関わらず、流し込まれたガラスに、バブル、汚れ、石、スズ滴による歪、
およびその他の欠陥の存在など、数多くの欠陥があることがある。そのような欠
陥のいくつかは、工程に供給される原材料から生じ得るが、他の欠陥は、誤った
温度または他の加工パラメータや装置、特にガラスの加熱に使用される窯または
他の装置、の老朽化などの加工上の問題から生じる。
【００１６】 ガラスの流し込みの後、ガラスは複数の板に切断され、その後、特定の最終用
途に対応するガラス製品製造業者に搬送される。自動車産業では、例えば、ガラ
ス製品は車両の窓のこともあり、その場合、製造業者はガラスを特別の大きさお
よび構造に形成し、ガラスに対して縁部を研磨し、必要に応じてガラスの所定の
位置に穴を設け、ガラスにロゴまたは他の書き込みをインプリントし、および予
め決められた仕様一式に合うようにカットガラスに他の加工を施す。工程の稼動
中に注意を払っても、種々の工程が、縁欠け、ひび割れ、スクラッチ傷、および
ガラスを顧客にとって不適格のものとなす他の欠陥の形成を招く。製造業者は、
欠陥を検出し、仕様に合致しているガラス板をそうでないものから分離できなく
てはならない。
【００１７】 例えば自動車産業で使用するために作られるガラス板に存在することのあるく
つかの欠陥の例として、バブル、すなわちガラス中のほぼ球形の気体包含物、ブ
リスタ、すなわち細長いバブル、シード、すなわち小さなバブル、汚れ、糸屑、
シェルチップ、すなわちガラス本体から分離した小さなガラス片、石、ストラン
ド、すなわちガラスに埋こまれた非常に微細な糸状の異物片またはその積層物、
ベント、すなわち通常はカットガラスの角部に現れる小さなひび割れ、ピットま
たはディグ、すなわち中空、および他の欠陥などがある。
【００１８】 本明細書ではガラスのことを概括的にガラス板と記載しているが、多くの例で
、ガラスは、ガラスに強度、耐破砕性、または他の特性を与えるために、合せガ
ラスまたは強化ガラスまたは他のガラスの形態を取ることを理解されたい。その
ようなガラスを形成するために用いられる工程が、ガラス板に潜在的な欠陥をも
たらすことがある。
【００１９】 図１に、全体が１で示されているガラス検査装置を示す。図１に示されている
ように、ガラス検査装置１は、両方とも通常はガラス板生産工場の生産ラインの
一部である入口コンベヤ２と出口コンベヤ４との間に位置する。ガラス検査装置
１は、本明細書で論じられるように検査対象のガラス部品を支持および搬送する
大きさのセクション３Ａおよび３Ｂを有する、２つの部分で構成されている検査
コンベヤ３を有する。検査コンベヤ３は、ハウジング入口６とハウジング出口７
とを有するハウジング５の中に位置する。検査対象のガラス部品は、入口コンベ
ヤ２に沿って検査コンベヤ３Ａまで移動し、検査装置を通って検査コンベヤ３Ｂ
に移動し、そして出口コンベヤ４に移動する。入口コンベヤ２および出口コンベ
ヤ４は、ハウジング５の外側にあるように図示されているが、ハウジング５の中
に延びていてもよい。ハウジング５は、２つの分離部分、上方ハウジング５Ａと
下方ハウジング５Ｂとから構成されている。ハウジング５はガラス検査装置を囲
んでいる。
【００２０】 上方ハウジング５Ａの中には、レーザ８Ｂと８Ｄがある。各レーザ８Ｂおよび
８Ｄは、レーザ８Ｂおよび８Ｄと対応し、好ましくはレーザ光源の一体部として
設けられたレーザ線発生器を有する。特に、レーザおよびレーザ線発生器は密封
された装置であり、そのような密封装置は市販されている。
【００２１】 レーザ８Ｂは、通常扇角度４５°で、厚さ約１００μｍ、幅約４５０ｍｍの線
を発するように調整されたレーザ線発生器によって、広がっていく光の面を形成
する。光の層は、第１のレーザビーム９と第２のレーザビーム１０である。
【００２２】 第１のレーザビーム９は、円筒レンズ系１１で平行な光の層に変換される。平
行な光の層は、円筒レンズ系１１の焦点に、レーザ線発生器を含むレーザ源を配
置することによって得られる。焦点がレンズの主光軸上にあることが分かる。第
１のレーザビーム９の平行な光の層は、本明細書で論じられる明視野照明を生成
する。
【００２３】 レーザ８Ｄのレーザ線発生器は、レーザ８Ｂよりもレンズから遠くに位置し、
レンズの主光軸から外れている。レーザ８Ｄのレーザ線発生器をレンズ１１の焦
点よりもレンズ１１から遠く離れて配置することにより、第２のレーザビーム１
０の光は平行光にならず、第２の光検出系、例えば本明細書に記載される第２の
カメラにおいて合焦するようになっている。第２のレーザビーム１０は、本明細
書に記載される暗視野照明を生成する。
【００２４】 検査コンベヤ３は２つの部分、すなわち３Ａおよび３Ｂで示されているが、検
査コンベヤ３は、レーザビームがレーザ源から検出系に通るように間に光の窓１
７がある少なくとも２つの部分で形成されていなければならない。光の窓１７は
通常、幅６〜１０インチである。各コンベヤ３Ａと３Ｂは、検査対象のガラス板
に十分に収容できるサイズのもので、ガラスが滑らかにレーザを通過するように
作動させられるゴムのコンベヤであることが好ましい。特に、コンベヤの長さと
幅は、検査装置の特定の用途に合わせて個別調整される。高品質の欠陥画像を得
ることに関しては、そのような滑らかな通過が行われることが重要である。した
がって、１台のサーボモータで両方のコンベヤを駆動し、コンベヤの速度を工場
のコンベヤの速度に一致させて、コンベヤ間でガラスにスクラッチ傷が付く危険
を実施可能な限り排除することが好ましい。検査装置の万一の停電時にもコンベ
ヤが作動し続けるように、コンベヤは独立した電気回路を有するべきである。
【００２５】 第１のレーザビーム９は、検査中にガラス板が置かれる光の窓１７を通過し、
第１のミラー１３で反射され、第１のカメラ１５によって検出される。実際には
、他の構成も使用できるが、便宜上、検出器が例えば１５Ａに配置されるように
、ミラー１３は、光ビーム９を折曲げるように設けられている。同様に、第２の
レーザビーム１０は、光の窓１７を通過し、第２の折曲げミラー１４で反射させ
られ、第２のカメラ１６で検出される。第１のカメラ１５と第２のカメラ１６は
、第１のレーザビーム９および第２のレーザビーム１０の解析およびガラス板の
外観品質の計算とに適したソフトウェアを有するコンピュータシステムに接続さ
れている。特に、該ソフトウェアは、カメラから得た情報を使用してガラス板の
欠陥の種類、大きさ、および位置を計算するために使用される。カメラは、光の
平均強度を記録するだけでなく、カメラが受信した光の中にある詳細情報とその
変化を記録することが理解されよう。
【００２６】 図２は光学系の側面図を示している。第１のレーザ２０と第２のレーザ２１は
、各々本明細書に記載されているように光の面を形成する。第１のレーザ光源２
０は、本明細書で明視野照明２４と呼ばれる光を発生する。同様に、第２のレー
ザ２１は、暗視野照明２２として知られている光ビームを発生する。明視野照明
は、ガラス板の位置に向かって直角に進むように示されているのに対し、暗視野
レーザは、レーザ光の非励振反射を防止するために、小さな角度、例えば４°で
配置されているように示されている。暗視野照明２２および明視野照明２４は、
いずれも、レンズ２５および２６で示される円筒レンズ系を通過する。
【００２７】 明視野レーザ（第１のレーザ）２０は、レンズ系、すなわちレンズ２５および
２６の焦点、したがってレンズ系の主光軸上に位置し、その結果、レンズ系の後
の明視野照明は平行化されている。暗視野レーザ（第２のレーザ）２１は、明視
野レーザ２０よりもレンズ系から遠く離れて位置し、レンズ系の主光軸から外れ
ている。
【００２８】 明視野照明のレーザ光は、ガラス板を通過後、研磨ガラス画面２７Ａに投射さ
れ、その後、フレネルレンズ２７Ｂによってカメラの方に向けられる。組立レン
ズ２７は、見ての通り、上面の研磨ガラス画面２７Ａと、下面のフレネルレンズ
２７Ｂとを有する。フレネルレンズの焦点距離は、カメラと研磨ガラス画面との
間の距離にほぼ等しい。暗視野照明２２は、研磨ガラス／フレネルレンズ２７を
経由しないで、第２の反射器２７にて第２のカメラ３１に対して反射される。
【００２９】 カメラ３０および３１をさらに手の届きやすい位置３０Ａおよび３１Ａに配置
できるようにするために折曲げミラー２８と２９を使用することもできる。
【００３０】 図３は、図２に関して説明された光系の端面図を示すが、幅広のガラス板の検
査に対応するために２つの明視野レーザと２つの暗視野レーザの使用を示す。２
つの明視野レーザ２０Ａと２０Ｂは、分かりやすくするために実線で示されてい
る光の層２４Ａと２４Ｂを形成する。光の層は、セクション２５Ａ／２５Ｂおよ
び２６Ａ／２６Ｂを有する二重レンズ系を通過させられる。セクション２５Ａお
よび２５Ｂは、該セクションの接着に起因するレーザ光の品質に対する妨害が最
小限となるように研磨および接着された共通の面に位置合わせされている。セク
ション２６Ａおよび２６Ｂも同様に接着されている。レンズ系２５／２６を通過
する光の層２４Ａおよび２４Ｂは平行化される。そのような光は、ガラス板２３
を通って、研磨ガラス／フレネルレンズ２７に達し、そしてカメラ３０である光
検出系に達する。カメラ３０は、研磨ガラス画面２７の表面に焦点が合わせられ
ている。
【００３１】 暗視野レーザ２１Ａと２１Ｂは、光の層２２Ａと２２Ｂを形成する。光の層は
、明視野レーザ２０Ａおよび２０Ｂの光の層と同じレンズ系に進められる。しか
しながら、レーザ２１Ａと２１Ｂがレンズ系の焦点に無いので光は平行化されな
い。また、レーザは、レンズ系の軸線から外れて位置している。暗視野照明は、
ガラス板２３を通過した後、カメラ３１の光検出系に進む。収束する光の面は、
カメラ３１の対物レンズの中心で合焦させられる。レーザ光は、対物レンズの中
心に取り付けられる不透明な点の形態をしている空間フィルタによって阻止され
る。
【００３２】 図４は、レンズ４１を有するレーザ４０を示す。欠陥を有するガラス板４２が
、光ビーム４４の中に位置している。平行光ビーム４４が板４２を通過させられ
た後、平行光ビーム４４に光の強度の変化４５が生じる。ガラス板４２に描かれ
ている欠陥は、左から、研磨された縁部、低温のガラス包有物、バブル、表面汚
染、および砕けたガラスを表している。光の強度の変化４５は、同様に、ガラス
の研磨された縁部Ａ、低温のガラス包有物Ｂ、バブルＣ、表面汚染Ｄ、および砕
けた縁部Ｅを示している。本明細書に記載されているように、欠陥は、欠陥の種
類および大きさを示す独特の特長を呈する傾向がある。光の強度の変化はガラス
板の縁部も示し、縁部の形状および他の特長を示す。
【００３３】 本発明は、自動化が可能で、レーザ光学とコンピュータ視覚ベースシステムを
利用するガラス検査装置を提供する。
【００３４】 本装置は、高解像度フォトダイオードＣＣＤ（電荷結合素子）ならびに明視野
照明と暗視野照明を含む体系化された光装置を使用するレーザ照射法の組合せを
使用する。
【００３５】 本発明の好適な実施形態において、この組合せは、格別の検査精度、例えば１
０μｍ〜１００μｍ、を備えた高度な画像分析、ならびにスクラッチ傷、バブル
、縁欠け、汚点、および他の欠陥など多種多様な欠陥を検出および区別する能力
を提供し、ガラス上の欠陥の位置、種類、大きさを特定する。本装置は、高速、
例えば０．３ｍ／秒までのライン速度、またはそれよりも速く作動させることが
できる。したがって、本検査装置は、多数の製造工程において稼働中に使用する
こともできる。
【００３６】 システムで使用されるソフトウェアは、使い易くするためのメニューベースの
グラフィカルユーザインターフェース、合格／不合格規格変更、新モデルセット
アップ、ならびにシステム全体の自動変更およびシステムの較正を備えることも
できる。
【００３７】 好適な実施形態では、種々のタイプの欠陥を表すカラーアイコンを有する欠陥
マップを備えた標準的なユーザインタフェース画面が使用されている。例えば、
バブルを表すために円を、縁欠けを表すために四角、スクラッチ傷を表すために
三角、等を使用することもできる。アイコンは、欠陥がガラス板内に位置する実
際のｘ，ｙ座標に表れるようにすることもできる。また、欠陥の大きさをあらわ
すようにアイコンを色分けしてもよく、例えば、アイコンを、非常に小さな欠陥
を表すのに緑色、中ぐらいの欠陥を表すのに黄色、大きな欠陥すなわち不合格を
表すのに赤色にすることもできる。また、ユーザが任意のアイコンを「クリック
」して、種類、大きさ、位置などの欠陥の特徴を表示させることができるソフト
ウェアを備えることもできる。欠陥の３次元視覚化およびマッピングも可能であ
る。埃や水などの除去可能な表面の汚れは、装置の特別の用途に応じて、装置に
よって検出してもよいし、しなくてもよい。
【００３８】 電子ハードウェアが検出系とが接続されることが理解されるべきである。この
ハードウェアは、検出系の制御、回収系からの画素データの回収、ガラス板の該
当領域に関連するデータだけをさらに処理するための関連付けによるデータの圧
縮、および多重レベルのしきい値を適用して、異なる強度レベル間の遷移をマー
キングすることによる画素データの予備処理に対応している。ソフトウェアによ
ってデータをさらに処理するために、専用のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）
を使用することもできる。処理されたデータは次に、本明細書に論じられている
ように、視覚化および制御のためにゲージホストコンピュータに送信することも
できる。
【００３９】 検出系は、ガラスの存在を示す照明のしきい値を認識するように設定すること
もできる。光の通過を妨げる、例えばガラス部品に通常見出されるよりも少ない
光しか通過させない欠陥について、別のしきい値が認識されてもよい。また、本
明細書に記載されているように、バブルのエッジ効果の存在に対応する第３の上
方しきい値が認識されてもよい。上方および下方しきい値は、ガラス中の容認で
きない欠陥を表現するものであるが、規格を通る欠陥は認識しないレベルに設定
してもよい。本方法は、これらのしきい値をいずれかを通じて処理を認識し、容
認できない欠陥を表すものを認識するように行なうのが好都合であろう。他のす
べての情報、例えば、しきい値を越えない雑音または光の強度の変化は無視でき
る。しきい値を越える遷移をコンピュータの表示管上に表示させることもできる
。
【００４０】 本明細書に論じられている、研磨ガラス／フレネルレンズおよびカメラの組合
せの代りに、光を記録するための別の装置、例えば、ダイオード間隔が例えば１
００μｍ未満の、像平面サイズのフォトダイオードアレイを使用することもでき
る。
【００４１】 数多くの欠陥が、検出される特徴的な光のスペクトルを生じる。例えば、バブ
ルは、暗い中心領域と、向かい合わせの三日月形の形に形成されることが多い外
かさ効果とを生じる傾向がある。表面上の固体粒子が暗い領域を生じる傾向があ
るのに対し、流し込まれる溶融ガラス中のガラスの低温粒子に起因する欠陥は、
縁部の２つの領域の明るさが劣っている中央光点を生じる傾向がある。多くの場
合で、特定の欠陥粒子は、光の検出に使用されるカメラの画素よりも小さいが、
結果として得られるエッジ効果は、検出可能で認識可能な画像を生成できる。
【００４２】 特定の最終用途用、例えば自動車の側面の窓用、に切断されたガラス板は、複
雑な形状をしていたり、さらに、窓の移動に使用される穴が設けられていること
がある。本発明の方法は、穴の正確な位置およびガラス部品の特定の形状を確認
できる。また、そのようなガラスは、鋭利な縁部を取り除くために通常は研磨さ
れて、特徴的な縁部形状をしている。ガラスの縁部を研磨するために使用される
研磨ホイールが位置合わせされていなかったり、低品質のものである場合には、
正規のパターンから逸脱した独特のパタ−ンが形成され、そのような逸脱したパ
ターンは、認識され、加工上の問題を特定する。また、研磨は、研磨部分の縁沿
いの欠けや、研磨ガラス板の角部に一般に現れる、ベントとして知られる小さな
ひびわれを生じることがある。ガラス上のロゴまたは他の書き込みを特定するこ
ともできるし、他の一体部を確認することも可能である。多くの自動車の窓は、
ガラス中に加熱および／またはアンテナストリップが設けられており、本発明の
方法は、加熱またはアンテナストリップの破損箇所を検出するために使用するこ
ともできる。明視野照明は、一般に、大きさが一般的には１０ミクロン未満、す
なわち、画素解像度を下回るスクラッチ傷または埃粒子を検出せず、また、通常
は、ガラスに点接触する傾向がある糸くずまたは髪の毛、したがって小寸法のも
のを検出しない。暗視野照明は、スクラッチ傷を検出するために使用される。
【００４３】 レーザビームの幅の範囲内に位置していれば、装置内のガラスの位置は重要で
はない。また、光は湾曲したガラスもまっすぐに通過するので、本発明の方法は
湾曲したガラスに使用することもできる。湾曲したガラス内の欠陥の位置をより
正確に示すためにコンピュータソフトウェアを使用することもできる。
【００４４】 装置のいくつかの部分、特に、レーザ系とレンズ系は、埃の存在を防止するた
めに密封された装置であってもよい。しかしながら、装置の他の部分は埃が存在
しやすい。このため、装置は、大気圧よりわずかに高い空気圧で作動させられ、
したがって、装置から外側に穏やかな空気の流れが存在して装置内に埃粒子が入
り込むのを防止するようになっている。また、装置内を循環している空気は、空
気を頻繁に、例えば５分おきに交換させて、電子フィルタならびに少なくとも１
つのＨＥＰＡ（高効率粒子空気）フィルタに通される。
【００４５】 形成され検出された画像の検出および解析に時間遅延統合法を使用することも
できる。
【００４６】 以上、本発明を、明視野照明に使用される１つのレーザと、暗視野照明に使用
される１つのレーザを参照しながら詳しく説明した。暗視野照明を使用すること
は、ガラス上のスクラッチ傷の検出に特に有用であるという点で、本発明の重要
側面である。スクラッチ傷は、通常は、明視野照明下では見えない。暗視野照明
の検出では、カメラに焦点が合っている光ビームの最も強い部分の光の通過を防
ぐために、カメラに焦点が合っている光が、光遮断部すなわち空間フィルタを有
することが好ましい。そのような光はスクラッチ傷の検出には不要であり、また
、スクラッチ傷の存在を反映するであろう種々の光を圧倒する。
【００４７】 レーザ系は、幅約２５０ｍｍまでのガラスと組み合わせて使用することもでき
る。しかしながら、多くの場合、例えば幅４５０ｍｍまでのより幅広のガラスの
試料を検査しなければならないことがある。この場合、より広い明視野照明を得
るために、２つのレーザを組み合わせて使用することもできる。これは、レンズ
が接着された場合のエッジ効果が最小となるように位置合わせされ一般に貼り合
わせられた２重レンズ系または多重レンズ系を使用することによって達成される
が、レンズの重なりを補償するためにソフトウェアを使用して、２重または多重
レンズを、縁部が重なっているタイルと同様に配置して、所望の幅のレンズ系を
構成することが最も好ましい。同様に、２つのレーザを暗視野照明に使用し、暗
視野照明が１つの光検出系で合焦できるように明視野照明で使用される２つのレ
ーザの両側に通常置く。明視野照明と暗視野照明の両方に対して単一の光検出系
を使用することにより、結果の解析が単純化される。必要があれば、別のレーザ
を追加できることが分かる。
【００４８】 ガラス板の平面度の歪みおよび他の凹凸の存在を示すために干渉縞を使用する
こともできると考えられる。
【００４９】 本発明は、製品の仕様に適合しないガラスを特定するだけでなく欠陥の原因を
特定するのも助けるように多種多様な欠陥の種類、大きさ、および位置を同時に
特定できる、多方面に向くガラス検査装置およびガラス検査方法を提供するもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のガラス検査装置の概略図である。
【図２】 光系の概略側面図である。
【図３】 明視野および暗視野デュアルレーザの使用法を示す光系の概略端面図である。
【図４】 欠陥のあるガラス板の検査の概略図と、それによって得られるスペクトルであ
る。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１２月４日（２０００．１２．４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】 光学技術を用いてガラスの板を検査する方法が開発されている。しかしながら
、そのような方法は、少種類の欠陥しか特定できないことが多く、多種多様な欠
陥の種類、大きさ、および位置を検出および特定できないために用途が限定され
ている。 日本板硝子（株）に譲渡されたにしとしみ等の日本出願０８−３２７５６１は
、ガラス板、バブル、傷、スクラッチ傷、表面の凹凸などを検出する、連続した
板ガラスの欠陥検査装置を開示している。この装置は明視野照明と暗視野照明を
用いている。蛍光灯などのリニア光源と拡散板が用いられている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】 図２は光学系の側面図を示している。第１のレーザ２０と第２のレーザ２１は
、各々本明細書に記載されているように光の面を形成する。第１のレーザ光源２
０は、本明細書で明視野照明２４と呼ばれる光を発生する。同様に、第２のレー
ザ２１は、暗視野照明２２として知られている光ビームを発生する。明視野照明
は暗視野照明２２として示されている。明視野照明は、ガラス板の位置に向かっ
て直角に進むように示されているのに対し、暗視野レーザは、レーザ光の非励振
反射を防止するために、小さな角度、例えば４°で配置されているように示され
ている。暗視野照明２２および明視野照明２４は、いずれも、レンズ２５および
２６で示される円筒レンズ系を通過する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オボットナイン、 アレクサンドレ カナダ国 エム２アール ３エヌ８ オン タリオ州 ウィロウデール アパートメン ト 2108 アンティーブ ドライヴ 300 Ｆターム(参考） 2F065 AA01 AA49 AA61 BB01 BB15 BB22 CC00 FF02 GG04 GG13 HH05 HH12 HH13 HH14 HH15 JJ03 JJ05 JJ26 LL04 LL08 LL10 LL12 LL21 LL43 PP15 QQ21 QQ23 SS03 2G051 AA42 AA85 AB06 AB07 BA01 BA10 BB01 BB05 BB09 CA03 CA07 CB02 CC09 DA01 DA06 EB01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ）各々が光の面を生成する第１および第２のレーザと、 ｂ）主光軸上に焦点を有する円筒レンズ系と、 ｃ）第１の光検出系および第２の光検出系と、 を有し、 前記第１のレーザが前記レンズ系の焦点に位置し、前記第２のレーザが、前記
    第１のレーザよりも前記レンズ系から遠い距離に位置し、前記第２のレーザが、
    前記レンズ系の軸線から外れて位置し、かつ前記第２の検出系にて合焦し、前記
    第２の検出系が空間フィルタを有しており、 前記第１の光検出系が前記第１のレーザから光を受信し、前記第２の光検出系
    が前記第２のレーザから光を受信し、 前記レンズ系と前記両検出系との間にガラス板を配置するようになっている、
    ガラス板の検査装置
  2. 【請求項２】 前記第１の光検出系が、半透明の画面と、フレネルレンズと
    、画面表面に焦点が合わさったカメラとを有し、前記第２の光検出系が、空間フ
    ィルタを備えたカメラを有する、請求項１に記載の検査装置。
  3. 【請求項３】 ガラス板の欠陥の位置、種類、および大きさを判断するソフ
    トウェアをさらに有する、請求項１または請求項２に記載の検査装置。
  4. 【請求項４】 表示すなわち欠陥マップ、特に画面上に表示される欠陥マッ
    プを任意に含む、ガラス板の欠陥の位置、種類、および大きさを記録する手段を
    さらに有する、請求項３に記載の検査装置。
  5. 【請求項５】 少なくとも２つの円筒レンズ系、少なくとも２つの第１のレ
    ーザと少なくとも２つの第２のレーザ、および第１の光検出系と第２の光検出系
    が存在し、前記第１のレーザの各々がレンズ系の焦点に位置し、前記第２のレー
    ザの各々が、前記第１のレーザよりも前記レンズ系から遠い距離に位置し、前記
    第２のレーザが前記レンズ系の軸線から外れて前記軸線の両側に位置し、前記両
    レーザは、前記第１のレーザの両方からの光が前記第１の光検出系によって検出
    され、前記第２のレーザの両方からの光が前記第２の光検出系によって検出され
    るように配置されている、請求項１に記載の検査装置。
  6. 【請求項６】 ａ）明視野照明を生成する光源および前記明視野照明を検出
    する手段と、 ｂ）暗視野照明を生成する光源および前記暗視野照明を検出する手段と、 を有する、ガラス板の検査装置。
  7. 【請求項７】 ａ）ガラス板の明視野照明を生成し、このようにして得られ
    た前記明視野照明を検出する段階と、 ｂ）ガラス板の暗視野照明を生成し、このように得られた前記明視野照明を検
    出する段階と、 ｃ）前記ガラス板の欠陥の有無について前記明視野照明と暗視野照明を解析す
    る段階とを有する、ガラス板の検査方法。
  8. 【請求項８】 前記照明をコンピュータソフトウェアを用いて解析する、請
    求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 １００ミクロンを超える大きさを有する欠陥を検出する、請
    求項７に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 ａ）各々が光の面を形成する第１および第２のレーザと、 ｂ）主光軸上に焦点を有する円筒レンズ系と、 ｃ）第１の光検出系および第２の光検出系と、 を有する装置で、ガラス板の欠陥を検査する方法であって、 前記レンズ系の焦点に位置し前記第１のレーザからの平行光と、前記第１のレ
    ーザよりも前記レンズ系から遠い距離に位置し、前記レンズ系の軸線から外れて
    位置する前記第２のレーザからの光とを前記レンズシステムを通過させる段階と
    、 前記光を検査対象のガラス板を通過させる段階と、 前記第１の検出系によって前記第１のレーザからの光を検出する段階と、 前記第２の検出系によって前記第２のレーザからの光を検出する段階と、 を有する、ガラス板の欠陥を検出する方法。
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