JP2005300439A - 透明板状体の欠陥検出方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】板状体を透過する光と表面で反射する光とを用いる従来の欠陥の検出方法では、欠陥と汚れの区別が困難であり、汚れと欠陥とを容易に区別することができる欠陥検出方法を提供する。
【解決手段】本発明の欠陥検出方法は、透明板状体の透過光を用いて欠陥を検出する欠陥検出方法において、照明光の中心と検出器の光学的中心とを直線上に配置し、さらに、光軸上に照明光を遮光する遮光体を設ける。検出器にＣＣＤカメラを用い、透明板状体に焦点を合わせて、遮光体の外側を通る光の輝度変化を測定して、欠陥を検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、透明板状体、特に建築、車両および平面ディスプレイなどに用いられる板ガラスの種々の欠点を光学的に検出する装置に関する。

ガラスなどの透明板状体の欠陥は、表面のキズや汚れ等の表面に存在する欠陥と、板状体中の異物等の欠陥とがあり、板状体が透明であるため、例えば、特許文献１のように、透明板状体の面に対して垂直に近い方向と平行に近い方向とから透明板状体を照明し、欠陥をＣＣＤカメラで検出するといった光学的な手段が多用されてきた。

特許文献１に示す光学的な方法では、透明板状体の照明に多くの光源が必要である。さらに、透明板状体の表面のキズや、透明板状対中の異物や泡などの欠陥と、透明板状体の表面の汚れや表面に付着したほこりなどの異物との判別ができず、透明板状体を洗浄した後でないと検査が困難であった。すなわち、洗浄しないで検査を行った場合、単に汚れているだけの透明板状体を製品とせずに捨ててしまう可能性が生じてしまう。

従って、透明板状体の表面の汚れやほこりなど洗浄によって除去可能な欠陥は、キズや異物などの洗浄しても無くならない欠陥と区別するため、ガラス等の透明板状体は、洗浄を行った後、透明板状体を清浄に保つことによって、埃や汚れの影響を受けずに欠陥のみを検出していた。あるいは、汚れたままでも検出可能な特定の欠陥のみに的を絞って検査を実施する等の方法を採用する必要があった。

前述の汚れと欠陥について、特許文献２には、透明板状体中を透過する光と透明板状体の表面で反射する光とを用いて、透明板状体中の欠陥や表面のキズと表面の汚れとを区別して検出する方法が開示されている。
特開２００２−２１４１５８号公報 特開２００３−７５３６７号公報

従来技術の、板状体を透過する光と表面で反射する光とを用いる欠陥の検出方法では、欠陥と汚れの区別が困難であった。

本発明は、汚れと欠陥とを容易に区別することができる欠陥検出方法を提供するものである。

本発明の欠陥検出方法は、透明板状体の透過光を用いて欠陥を検出する欠陥検出方法において、照明光の中心と検出器の光学的中心とを直線上に配置し、光軸上に照明光を遮光する遮光体が設けられていることを特徴とする欠陥検出方法である。

本発明の欠陥検出方法は、前記欠陥検出方法において、検出器で測定される照明光の輝度を用いて欠陥を検出することを特徴とする欠陥検出方法である。

また、本発明の欠陥検出装置は、透明板状体を透過する照明光の中心に遮光体が設置され、ＣＣＤカメラを用いて照明光の輝度が測定されることを特徴とする前記欠陥検出方法に用いる欠陥検出装置である。

本発明の透明板の欠陥検出方法およびその装置は、表面の汚れやほこりなどの洗浄によって除去できる欠陥と、透明板状体中の異物や表面のキズなどの除去できない欠陥とを区別できる欠陥検出方法およびその装置を提供し、検出前に透明板状体を洗浄する工程を省き、さらには、欠陥の検出を、清浄な雰囲気が保たれている場所で行う必要性がないので、作業性の向上と製造コストの低減となる。

本発明の欠陥検出方法は、図１に示すように、透明板状体３の片側に、光源２を配置し、透明板状体３の反対側に検出器１を配置して、透明板状体３の欠陥を検出する。

透明板状体３と光源２との間には、遮光体４を設ける。遮光体４は、光源２の光の中心部付近のみを遮光し、遮光体の両側からは、光源の光が検出器１に入射するようにする。

検出器１と光源２は、光軸が直線的になるように配置する。光軸は、透明板状体３に垂直になるように配置することが好ましい。

透明板状体３がフロート法で連続して生産されるガラス板のように、連続して透明板状体が移動する場合は、図２に示すように、透明板状体３の移動に対してライン上に光源の光を入射させることが好ましい。光を遮光体５で遮光し、透明板状体３には、光の当たらない部分１０と、光の当たらない部分１０の両側に光の当たる部分１１を生じさせる。

光源２には、レーザー、ハロゲンランプ、水銀灯、蛍光灯などを用いることができ、光源の光を、光ファイバーや光ガイドで透明板状体３付近に導き、ライン上に拡げて、透明板状体３を照明してもよい。

検出器１には、検出器１に入射する光量の変化が測定できるものが使用でき、輝度計や照度計を使うことができ、デジタルカメラやＣＣＤカメラを用いることもできる。特に、透明板状体３をライン上に観察できるＣＣＤラインカメラを用いることが望ましい。検出器１の光学系の焦点は、透明板状体３あるいは遮光体４に合わせる。

遮光体４は、板状の金属や樹脂を用いて、エッジを光学スリットと同じように、ナイフエッジに仕上げて、表面を黒色塗装したものを用いるか、透明板に黒色のインクあるいはペーストを直線状に塗装したものを用いることができる。塗装はスプレイ塗装、あるいは刷毛塗り等でもよいが、エッジをきれいに仕上げるためにはスクリーン印刷が好適である。

遮光体４の幅は、使用する検出器１と光源２によって、光源２と検出器１との距離および光源２と透明板状体３との距離によって最大幅を決定し、また、遮光体４のエッジの仕上げ精度によって、検出されるで欠陥の最小値が決定されるので、エッジの仕上げ精度が達成できる幅を遮光体の最小幅とし、最大幅と最小幅の間で、取り扱い安さ、作製コスト等を考慮して決定する。

なお、遮光体の最小幅は、検出しようとする欠陥のサイズではなく、検出器１が検出可能なサイズまで小さくすることもできる。例えば、ＣＣＤカメラの場合は、ＣＣＤカメラの画素サイズを最小幅とすることができる。

本発明の実施例１のように、蛍光灯の光源を用い、ＣＣＤカメラで、フロートガラスの欠陥を検出する場合、遮光体の幅は、１０ｍｍ以下望ましくは５ｍｍ以下、０．２ｍｍ以上の間で、遮光体４の幅を選定することが好ましい。

目的とする欠陥の最小サイズによって、遮光体４のエッジの仕上げ精度を決め、さらに、仕上げ精度に合わせて、その１０倍〜１００倍の幅とすることが好ましい。

例えば、検知機にＣＣＤカメラを用いる場合、遮光体の幅の最小値は、ＣＣＤカメラの画素のサイズとなる。しかしながら、エッジの仕上げ精度で検出できる欠陥の最小サイズが決定されるので、目的とする左右が欠陥小野検出できるガラス板の欠陥を検出するためには、０．２ｍｍ以上でとすることが好ましい。

遮光体４を配設する位置は、光源２と透明板状体３との間にすることが望ましいが、透明板状体３と検出器１との間にしてもよい。また、遮光体４の透明板状体３からの距離は、検出に使用する光源２や検出器１によって適切な位置を選定することが望ましい。

光源２と検出器１との距離は、欠陥を検出しようとする透明板状体の大きさや厚みによって適した距離を選定すればよい。連続生産しているフロートガラスの場合は、ガラスの厚みがおよそ１ｍｍから３０ｍｍ程度の範囲にあるので、光源２と検出器１との距離は、０．３ｍ以上にすることが好ましい。

また、光源２と検出器１との距離を大きくすると、光線が平行光に近くなり、平行光に近くなることによって、欠陥による検出器１に入射する光量の変化が大きくなるので、光源２と検出器１との距離は大きい方が好ましい。

しかし、光源２と検出器１との距離を大きくすると、装置全体が大きくなり、５ｍ以上に大きくしても、検出する正確さは大きく向上しないので、５ｍ以下とすることが好ましい。

〔作用〕
透明板状体３に遮光体４の幅より大きな異物がある場合、検出器１に光源１の光が全く入射しない状態と、異物のエッジで光５が散乱し、検出器１に入射する光が増加する。

透明板状体３の表面にキズがある場合、キズにより光５が散乱して、検出器１に入射する光が増加する。

板状体３の表面に付着している汚れやほこりの場合、光５は減少し、検出器１に入射する光は減少する。

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。

本発明の欠陥検出方法を、厚み３ｍｍの透明なフロートガラスの生産ラインで実施した。検出器１、光源２、および遮光体４を、透明板状体３である厚み３ｍｍのフロートガラスに対して、図１に示すような配置とした。

検出器１と光源２とは、検出器１に、不要な光が入射しないように、黒色で塗装した合板で囲いをした。

検出器１にＣＣＤラインカメラを用い、光源２には直線状の蛍光灯を用いた。また、遮光体４には、透明なアクリル樹脂に黒色インクを形状の精度が精度１０μｍ以下で、２ｍｍ幅に印刷したものを用いた。

検出器１は、透明板状体３の表面から６００ｍｍ離して設置し、光源２は透明板状体３から５５０ｍｍ離して設置した。また、遮光体４は、透明板状体３の表面から４００ｍｍ離した。
さらに、欠陥の検出は、ＣＣＤカメラの焦点をフロートガラスの検出器側の表面に合わせて実施した。

このようにして、ＣＣＤカメラで検出された欠陥について、欠陥が検出されたガラス板の位置にマーキングをした。

さらに、欠陥を検出したガラスを、サイズ１２５０ｍｍ×１０８０ｍｍ、１９６枚に裁断して、目視による欠陥の検出も行った。

ＣＣＤカメラで検出された欠陥は、目視によっても欠陥と確認され、品質検査に十分使用できる検査方法であった。

本発明の欠陥検出装置の側面図である。 透明板状体の遮光される部分と照明される部分とを示す模式図である。

符号の説明

１ 検出器
２ 光源
３ 透明板状体
４ 遮光体
５ 照明光

Claims (3)

1. 透明板状体の透過光を用いて欠陥を検出する欠陥検出方法において、照明光の中心と検出器の光学的中心とを直線上に配置し、光軸上に照明光を遮光する遮光体が設けられていることを特徴とする欠陥検出方法。
2. 検出器で測定される照明光の輝度を用いて欠陥を検出することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検出方法。
3. 透明板状体を透過する照明光の中心に遮光体が設置され、ＣＣＤカメラを用いて照明光の輝度が測定されることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の欠陥検出方法の装置。