JP2016525691A - 少なくとも部分的に透明な硬脆材料または破砕性材料から成るテープロールにおける欠陥を検出する方法および装置ならびにその使用 - Google Patents

Abstract

本発明は、テープロール（１）における欠陥を検出する方法および装置（８）に関する。この場合、テープロールはたとえば、巻回可能な（極薄）ガラス、巻回可能なガラスシート、積層された巻回可能な（極薄）ガラスまたはガラスシート、巻回可能な太陽電池、ならびに巻回可能な有機発光ダイオード（OLED, organic light emitting diode）である。

Description

本発明は全般的には、少なくとも部分的に透明な硬脆材料または破砕性材料から成るテープにおける気泡、含有物、亀裂等の欠陥もしくはエラーの検出に関する。この場合、テープはテープロールとなるよう巻回される、もしくは巻回されている。特に本発明は、巻回されたガラステープもしくはガラステープロール（ガラスコイルGlascoil）におけるたとえば亀裂などの欠陥の位置特定および分類に関する。

極薄グラスすなわち２００μｍ以下の厚さのガラスを製造する際、移動中のガラステープの速度が速く、かつ高い牽引速度でいわゆるガラスシートが牽引されることによって、高分解能の光学系の狭い焦点深度範囲から外れてしまうような強い振動が、高度にフレキシブルなガラステープに加わる。このためスリップが増加し、識別された欠陥の誤分類が増えてしまう。さらにこの場合に観察される点は、エラーなしと検出されたガラステープを巻回する際に、ロールにおいてテープが破損する可能性があることであり、その原因は、ロールにおいて湾曲が発生し、または面負荷が増大することにより、周縁領域に応力が生じることによる。微小の亀裂によって周縁部がすでに破損してしまっていると、最小の引っ張り応力でもガラスの破損に至る可能性がある。微小の亀裂が発生する原因としてたとえば、成形プロセス、冷却プロセスおよび搬送プロセス自体を挙げることができるし、あるいはガラステープのエッジつまり周縁領域の剥離を挙げることができる。

ガラステープロール内部の破損の検出は、ガラステープの搬送および後続処理のために重要であり、たとえば製造者側の出荷検査もしくは顧客側の商品入荷検査に際して重要である。したがってたとえば品質検査という状況において重要であるのは、ロール内にどれだけの個数の破損がどのポジションに存在しているのか、および破損と破損との間の欠陥のないガラステープの長さがどのくらいであるのか、ということを特定することである。破損ポジションを把握していれば、すでに破損しているガラスまたはガラス残骸もしくはガラス破片が後続処理施設に送られてしまうのを、阻止することができる。

したがって本発明の課題は、テープロールとして巻回されるもしくは巻回されている、少なくとも部分的に透明な硬脆材料または破砕性材料から成るテープにおける欠陥検出を、インラインでもオフラインでも実現できるようにし、もしくは改善することにある。

さらに実現したいのは、欠陥、特に亀裂の発生について、テープロールのロール過程を、すなわちロールへの巻回およびロールからの展開もしくは巻き取りまたは繰り出しを、連続的に監視し、有利には巻回されたテープ材料をその材料の非欠陥性に関して、少なくとも層ごとにもしくはテープ領域ごとに分類することである。

この課題は、独立請求項に記載された特徴によって解決される。本発明による方法および本発明による装置が基礎とするのは、欠陥、特に亀裂の個所で偏向された光を捕捉することである。個々の従属請求項には、本発明の有利な実施形態および発展形態が記載されている。

したがって本発明は、少なくとも部分的に透明な硬脆材料または破砕性材料から成るテープにおける欠陥、特に亀裂を検出もしくは検査する方法に関する。この場合、テープは、テープロールとして巻回され、テープは、複数のテープ面および複数の周縁面を有しており、巻回されたテープにより、中空シリンダの形態のテープロールが形成され、螺旋状に巻回された複数の周縁面により、２つの端面が形成され、複数のテープ面のうち１つのテープ面が、中空シリンダの外周面を成している。本発明による方法によれば、
・テープロールが静止している間、または、テープロールが回転して巻回または繰り出されていく間、テープロールの一方の端面に光を導入する。
・テープロールにおいて光を、テープロールの光入射側の端面から光出射側の端面へと案内して、光出射側の端面から出射させる。
・テープロールの端面から出射した光を、画像生成光学検出器を用いて検出する。このようにして欠陥、特に亀裂を、この欠陥により光の案内が途切れたことに基づき、典型的には、画像生成光学検出器により撮影された画像中の影として、識別することができる。

画像における影のポジションに基づき、たとえば自動的に画像処理装置によって、テープにおける欠陥の長手方向ポジションを特定することができる。テープの長手方向に対し交差する方向で欠陥のポジションも特定できるようにする目的で、または欠陥の特性に関するさらに別の情報を取得する目的で、本発明の１つの実施形態によれば、外周面に向けて配向された第２の画像生成光学検出器を設けることができる。欠陥、特に亀裂が存在する場合、テープロールにおいて偏向された光すなわち欠陥、特に亀裂のところから散乱して外周面から出射した光を、外周面に向けて配向された第２の画像生成光学検出器（Ｄ２）により検出することができる。撮影された画像中、長手方向に対し交差する方向における散乱の個所によって、欠陥の横断方向ポジションが表される。

ここで光とは、基本的にもしくは有利には、周囲光のことであり、および／または、これに加えて、本発明による装置において入射用として設けられた光源から放出された入射光のことである。光という用語には可視光のほか、たとえば巻回可能な太陽電池における検出に使用する場合には、赤外線光もしくは赤外線放射も含まれる。場合によっては、紫外線光を使用してもよい。

さらに本発明は、少なくとも部分的に透明な硬脆材料または破砕性材料から成るテープにおける欠陥、特に亀裂を検出する装置に関する。この装置は、既述の方法を実施するように構成されており、相応に以下の特徴を含む。すなわち、
・中空シリンダの形状のテープロールとなるようにテープを巻回する、または、中空シリンダの形状のテープロールからテープを繰り出す装置が設けられている。この場合、螺旋状に巻回された複数の周縁面により、両方の端面が形成され、複数のテープ面のうち１つのテープ面が、中空シリンダの外周面を成している。
・テープを巻回または繰り出す装置に関連づけて配置された光源が設けられていて、テープロールが静止している間、または、テープロールが回転して巻回または繰り出されていく間、テープロールの一方の端面に光が導入され、テープロールにおいて光は、テープロールの光入射側の端面から光出射側の端面へと案内されて、光出射側の端面から出射する。
・画像生成光学検出器（Ｄ１）が設けられており、この検出器は、テープロールの端面から出射した光を検出し（明視野配置）、したがって欠陥、特に亀裂（１０）は、この欠陥により光の案内が途切れたことに基づき、画像生成光学検出器（Ｄ１）により撮影された画像中の影として識別可能である。

本発明による装置の１つの実施形態によれば、外周面に向けて配向された第２の画像生成光学検出器（Ｄ２）が設けられており、この第２の画像生成光学検出器は、テープに欠陥、特に亀裂が存在する場合、光テープロールにおいて偏向された光すなわち欠陥、特に亀裂のところから散乱して外周面から出射した光を検出する（暗視野配置）。

つまりテープに欠陥が存在することで、案内された光が、第１の検出器（Ｄ１）有利にはフォトダイオードまたはカメラの観察方向から逸れて偏向され、これに伴い１つまたは複数の検出器Ｄ１およびＤ２において、光ビームの局所的な強度変化が発生する。一般的には、欠陥投影面の領域において第１の検出器（Ｄ１）のところでは、光ビーム強度が減少し、第２の検出器（Ｄ２）有利には第２のカメラのところでは、光ビーム強度が増加する。

テープロールにおいて検査もしくは検出する利点とは、ロールとして巻き取られたもしくは巻回された状態において、テープは機械的に規定されたポジションにあり、したがってほぼ振動がない、ということである。このことがあてはまるのは特に、テープロールが軸支承されたドラムに巻き付けられるまたは巻回される場合である。したがって、巻き取られたテープの複数の層またはすべての層に同時に光を入射させることが可能であり、それによってテープロールのそれぞれ異なる層領域を、同時に検査もしくは検出することができる。この場合、巻き取りまたは繰り出しにおいて一般的には、特に巻回されたテープの個々の層が何度も検査される。

欠陥もしくは亀裂における散乱によって生じた散乱光を、テープロールにおいてその上に存在する層を貫通させて、中空シリンダ状のテープロール外周面から出射させることができる。したがって散乱光を、面平行なプレートにおけるビーム経路の場合と同じように、オプションとしてたとえばテープロール上方に配置され外周面に向けて配向された、第２の画像生成光学検出器（Ｄ２）によって検出することができる。

有利であるのは、テープロールの周回中もしくは回転中すなわち巻回中または繰り出し中、この検出を連続的に行うことである。

テープの材料として、どのような硬脆材料であっても適しており、これは特に、テープ材料の表面においてその長手方向と交差する方向で光を全反射させることにより、テープロールの一方の端面から反対側の端面まで光を案内するのに十分な程度に透明な材料である。有利にはテープロールのテープ材料として、少なくとも部分的に透明なガラスが用いられる。少なくとも１つのガラス層を備えた積層ガラスまたは複合材料の検査にも、本発明は適している。

本発明は、極薄ガラスの検査に特に適している。本発明において極薄ガラスとは、ガラス厚が最大２００μｍのガラスのことである。さらに別の材料は、巻回可能な太陽電池材料またはＯＬＥＤ（organic light emitting diode 有機発光ダイオード）材料、ならびに少なくとも１つのガラス層有利には極薄ガラスもしくは極薄ガラス層を含むラミネートないしは積層体である。ここでガラス層を含む積層体とは、ガラス層に加えて別の材料から成る少なくとも１つの層を含む積層体のことであり、または上下に重ね合わされた少なくとも２つのガラス層を含む積層体のことである。

したがって、すでに巻回されたテープロールのテープ領域が何度も検査される。これによって、テープロールの巻き数もしくは巻回数が増えるにつれて面負荷が高まり、その結果、テープロールにおいて欠陥たとえば亀裂が発生するおそれがある、という現象が考慮される。このため、たとえば裁断された周縁面の領域における引っ張り応力によって、あるいは、欠陥たとえばガラステープ中の気泡または含有物またはテープ層間に閉じ込められた（汚染）粒子などの周囲で増大する局所的な応力によって、あるいは、テープ巻回時に湾曲または厚さ変動を伴って発生する不均質な応力状態によって、あるいは、中間層の周縁領域などにおいて、早期に発生する損傷および後から発生する損傷を、検出することができる。

欠陥が存在するということだけでなく、その欠陥と特定のテープ領域との対応づけ、つまりその欠陥と、テープロールのテープにおける個々の様々な層との対応づけも、一義的に区別もしくは判別して検出する目的で、画像生成検出器による画像中の欠陥ポジションと巻回数とから、欠陥の長手方向ポジションを推定することができる。

有利であるのは、テープロール中に中間層を巻き込むことである。この中間層の役割は特に、これがなければ上下にじかに重なり合うテープ材料の巻回層どおしが擦れ合って傷つけてしまうのを防止することであり、および／または、巻回層どおしが強く付着してしまうのを防止することである。中間層を不透明にしてもよいし、または部分的に透明にしてもよく、および／または、中間層材料の屈折率が、テープロール材料の屈折率とは異なっている。本発明にとってこの中間層が有利である理由は、テープロールにおけるテープのそれぞれ異なる個々の層を、画像生成検出器による画像において、いっそう簡単に区別できることである。

したがって本発明の実施形態によれば、画像生成光学検出器（Ｄ１）によって、テープロールにおけるテープの個々の層が判別または区別されるように、テープロールに中間層有利にはプラスチック材料から成る中間層が巻き込まれるように構成されている。部分的に透明な材料またはテープロール材料とは異なる屈折率の場合であっても、オプションとして設けられる第２の検出器（Ｄ２）により、場合によってはテープロールの複数の層を検査することができ、この検出器のデータに基づき、欠陥のポジションを対応づけることができる。

有利には、中間層のためにプラスチックが用いられる。また、たとえばウェッブ紙など他の材料も考えられる。このようにすれば、組み込まれたもしくは巻き込まれた中間層を、個々の層の計数に利用することができ、ひいてはテープロールのロール長およびテープ領域の算出に利用することができる。

さらに本発明による方法は、テープ面の層間隔が変動することに基づき、特に第１の検出器（Ｄ１）によって、欠陥を識別するのにも適している。

光源もしくは光の選択は、特にテープ材料に依存し、つまりたとえば積層体の材料に依存し、場合によっては中間層の材料によっても左右される。

スペースが足りなければ、角度を付けて偏向する光学系を利用して、光の入射および／または出射を行ってもよい。

有利には、テープロールの線状照射のための光源として、アナモルフィック光学系を備えたレーザが用いられる。別の選択肢として、発光ダイオードアレイを使用してもよい。さらに、テープロール全体またはその一部をテレセントリックに照射することも考えられる。

画像生成光学検出器とは一般に、複数の測定値を合成して、表面の少なくとも部分領域の画像を生成できるように、測定が局所的に行われる検出器のことである。

テープ表面を走査する検出器は、ここでは不要である。その理由は、テープロールとして巻回された１つのテープが同時に検出されるからである。さらに、欠陥を検査もしくは検出する本発明による方法もしくは装置は、光源と光学検出器を備えた装置に対し相対的にテープを移動させる送り機構も不要である。

一般に、画像生成光学検出器によって得られる画像データから、局所的な輝度分布を評価することによって、欠陥たとえば亀裂を検出することができる。

本発明の有利な実施形態によれば、画像生成光学検出器（Ｄ１および／またはＤ２）のうち少なくとも１つの検出器はラインカメラであり、その際、このラインカメラによって順次撮影された複数の画像ラインから、１つの画像が合成される。

テープロールの平面照射または環状照射のために、有利にはアキシコンまたは発光ダイオードアレイの環状回路を用いて、テープロールが照射され、その際、画像生成光学検出器（Ｄ１および／またはＤ２）のうち少なくとも１つの光学検出器のために、マトリックスカメラが使用される。アキシコンは、円錐状に研磨された特殊なレンズであって、光軸に沿って１つの線上に点光源を結像させ、または光ビームたとえばレーザビームなどを、１つのリングに変換し、もしくは照射方向で見て環状の照射横断面をもつビームに変換する。

欠陥を（付加的に）深さ方向で判別できるようにするために、それぞれ異なる色を有する、および／またはそれぞれ異なるタイミングで制御される複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を、光源として使用することができる。それぞれ異なるタイミングで制御することにより、および／または、それぞれ異なる色をもたせることにより、個々の光源およびテープロール内のそれらのビーム経路を、検出器によって、特にこのようにした場合には、オプションとして第２の画像生成検出器によっても、容易に区別することができる。

たとえば独国特許出願公開第１０２０１１１１３６７０号明細書に記載されているようなマルチチャネル技術を利用し、テープロールの深さ方向もしくは半径方向で段階をつけて設けられた種々の光源を用いれば、第２の検出器（Ｄ２）によって、欠陥の（たとえば）ｚ方向ポジションを判別することができる。深さ方向のコーディングを、たとえば波長、強度、周波数等がそれぞれ異なる光源によって行うことができる。さらにこの場合、個別にスイッチング可能でタイミング制御可能な複数のセグメントを備えた発光ダイオードアレイを利用することもできる。欠陥のところで散乱し外周面から出射した光についても、色または信号の時間推移に基づき、深さ情報がコーディングされており、外周面に向けて配向された第２の画像生成光学検出器（Ｄ２）の信号により、対応づけを行うことができる。

有利には、光源と、画像生成検出器（Ｄ１）と、オプションとして設けられる第２の画像生成検出器（Ｄ２）という３つの装置のうち、少なくとも２つの装置は、互いに同一平面上に配置されており、有利には３つの装置すべてが互いに同一平面上に配置されている。つまり後者のケースでは、各検出器の視野方向は１つの平面内に位置する。

本発明による方法の特別な実施形態によれば、明視野検査と暗視野検査とを入れ替えるために、光源と各検出器との間に付加的な傾斜角を設けることができる。

本発明による方法は、テープロールを単に回転もしくは周回させることだけに拠るものであることから、テープ巻回時にインラインで（つまり製造プロセス中）、ならびにオフラインで、テープロールの品質管理もしくは分類に利用することができ、さらに後続処理のためのテープロールの調製に利用することができる。つまりオフライン検査のためには、巻回されたテープのエラー状態に関する概要を得る目的で、測定装置においてテープロールを単に回転させるだけで十分である。特に、入荷時のいわゆる「ロール・ツゥー・シートプロセス」において、ロールを繰り出している間に特定された欠陥ポジションに基づき、テープを個々の板ガラスに切り分ける前に、裁断の最適化を実施することができる。

よって、本発明による方法もしくは装置は特に、巻回可能な（極薄）ガラス、巻回可能なガラスシート、積層された巻回可能な（極薄）ガラスおよびガラスシート、巻回可能な太陽電池、ならびに巻回可能な有機発光ダイオード（OLED, organic light emitting diode）の製造に利用することができる。

次に、添付の図面を参照しながら本発明について詳しく説明する。図中、同じ部材または同等の部材には同じ参照符号が付されている。

略示された検出すべきテープロールの斜視図 欠陥検出のための本発明による装置の概略的な構造をテープロールの正面から見た図 側面の一部分を示した、欠陥を含む（回転中の）テープロールのビーム経路を示す図 欠陥を含むテープロールに向けられた光ビームの強度推移を示すグラフ 巻回できるように湾曲させられた、長手方向破断を含む極薄ガラスの積層体の一部分を、側方から撮影した写真 巻回できるように湾曲させられた、横断方向破断を含む極薄ガラスの積層体の一部分を、側方から撮影した写真

図１には、斜視図として略示されたテープロール１が、回転軸Ｒとともに描かれている。テープロール１は、中空シリンダの形状を有しており、この場合、スパイラル状に巻回されている周縁面２によって、２つの端面４ａ，４ｂが形成されている。

さらにテープロール１は、２つの対向するテープ面６すなわち上側テープ面６ａと下側テープ面６ｂを有しており、図１において見えるのは、これらの面のうち上側テープ面６ａの一部だけであり、この面は中空シリンダの外周面６ａを成している。テープロール１のテープは、少なくとも部分的に透明な硬脆材料または破砕しやすい材料によって製造されており、たとえば透明ガラス特に極薄ガラスまたは極薄合わせガラスによって製造されている。

図２には、欠陥、特に亀裂１０を検出するための本発明による装置８の概略的な構造が、検出すべきテープロール１の正面から回転軸Ｒとともに描かれている。この場合、中空シリンダの外周面６ａを成す上側テープ面６ａの一部分と、２つの端面４ａ，４ｂが示されている。

少なくとも部分的に透明な硬脆材料または破砕性材料から成るテープにおける欠陥、特に亀裂１０を検出する装置８には、光源１２（Ｌ）が含まれており、この光源は、テープを巻回または繰り出す図示されていない装置と関連させて、以下のように配置されている。すなわち、テープロール１が回転軸Ｒを中心に回転し、テープがさらに巻回または繰り出されていく間、光がテープロール１の端面４ａに導入され、その際に光はテープロール１内で、テープロール１の光入射側の端面４ａから光出射側の端面４ｂへ向かって矢印方向で案内され、光出射側の端面４ｂから出射する。

スペースが足りなければ、角度を付けて偏向する光学系を利用して、光の入射および／または出射を行ってもよい。

さらに図２に示されているように装置８は、画像生成光学検出器１４（Ｄ１）、有利にはフォトダイオードまたは第１のカメラを有しており、これはテープロール１の端面４ｂから矢印方向に出射する光を検出する。欠陥つまり亀裂１０が存在しなければ、光は少なくとも部分的に透明なテープロール１内を全反射して案内され、テープの光出射側で検出される。

本発明の１つの実施形態によれば、テープロール１における欠陥、特に亀裂１０を検出する装置８は、図２に示されているように、テープロール１の外周面６ａに向けて配向された第２の画像生成光学検出器１６（Ｄ２）、有利には第２のカメラも有している。テープに欠陥、特に亀裂１０が存在する場合、この第２の検出器１６（Ｄ２）は、テープロール１内で偏向された光を検出する。この光は、欠陥つまり亀裂１０のところで散乱して放出され、外周面６ａから矢印方向で出射する（散乱光Ｓｌ）。

画像生成検出器Ｄ１（１４）は、本発明の１つの実施形態によるこの特別な実施例に限定されるものではないが、装置８の画像処理装置７と接続されている。この画像処理装置７は特に、撮影された画像において欠陥１０を識別し、欠陥が識別されたならばエラー信号を送出および／または表示するように、構成することができる。第２の画像生成検出器１６が設けられているならば、この検出器も画像処理装置７と接続することができる。この場合であれば画像処理装置７を、第２の検出器１６の画像に基づき、テープ材料の長手方向と交差する方向における欠陥１０のポジションも特定するように、構成することができる。

テープロール１の入射側において、テープロール１全体に対し平面状に広がる均質な照射またはテレセントリックな照射を適用すれば、出射側においてマトリックスカメラを使用することもできる。このようにすれば、ロールを回転させることなく、ロール全体を検査することができる。

有利であるのは、３つの装置すなわち光源１２と検出器１４（Ｄ１）と第２の検出器１６（Ｄ２）とのうち、少なくとも２つの装置を互いに同一平面上に配置することである。好ましいのは、上述の３つの装置を互いに同一平面上に配置することである。このような配置によれば、特に少なくとも両方の検出器が同一平面上に配置されているならば、存在する可能性のある欠陥を、これら両方の検出器によって同時に捉えることができる。

欠陥１０ないしはエラーすなわち亀裂、擦傷などを伴う非平坦な表面によって、光のビーム経路に妨害が及ぼされる。光はこのような異常個所において、検出器（Ｄ１および／またはＤ２）、たとえばカメラに向かって反射または散乱する。そしてこのエラー個所は、カメラ画像中では明るく見える。

非平坦な表面に側方から照射すると、光と向き合った欠陥１０の周縁部は明るくなり、光とは反対側の欠陥１０の周縁部は暗くなる。

一般に、画像生成光学検出器（Ｄ１および／またはＤ２）により得られる画像データから、局所的な輝度分布を評価することによって、欠陥たとえば亀裂１０を検出することができる。

取得された検出器信号が合成されて、１つの表面画像が形成される。ついで、図示されていない計算装置を利用して、表面画像の局所的な輝度分布から、欠陥たとえば亀裂１０の存在を識別することができる。欠陥つまり亀裂１０の位置が計算装置によって特定された場合、存在する欠陥に対する応答として複数の可能性がある。最も簡単なケースの場合、計算装置は欠陥の存在を通報することができる。本発明のさらに１つの実施形態によれば、相応に取得されたデータが計算装置に記憶され、それによってテープ中の欠陥個所の部位をあとから特定することもできる。ただし、識別された欠陥に基づき、自動的または半自動的に制御タスクを行うこともできる。たとえば裁断の最適化を行うことができ、その場合、板ガラスのうちの１枚に欠陥が存在しないよう、個々の板ガラスがテープから分離されて裁断される。

テープ表面を走査する検出器は、本発明によれば不要である。その理由は、テープロール１として巻回された１つのテープが同時に検出されるからである。さらに、光源１２と光学検出器（Ｄ１および／またはＤ２）とを備えた装置に対し相対的にテープを移動させて、検出器信号を計算装置により表示させるような送り機構は、欠陥、特に亀裂１０を検査もしくは検出する本発明による方法および装置８では、必要とされない。

しかも本発明による方法を、以下のように構成することができる。すなわち、テープロール（１）の半径方向において、色または時間に関してそれぞれ異なるようにコーディングされた複数の光源（１２）により、光入射側の端面（４ａ）に光を入射し、色または時間に関してコーディングされており、欠陥（１０）の個所で散乱し、第２の検出器（Ｄ２，１６）によって受光された光に基づき、その光を欠陥（１０）の深さと対応づけるように、構成することができる。

図３には、欠陥、特に亀裂１０を伴い回転方向Ｒｒで回転するテープロール１の部分側面図と、欠陥もしくは亀裂１０の個所における散乱光Ｓｌの概略的なビーム経路と、が示されている。このビーム経路は、上面側のテープ面つまり外周面６ａから出て、中空シリンダ状のテープロール１の外周面６ａの上方に配置された、第２の光学検出器１６（Ｄ２）へと至る。

欠陥もしくは亀裂１０を伴うテープロール１のこの部分によって、周縁面２を有する光入射側の端面４ａ、つまりは巻回されたテープの層が示されている。

欠陥１０が存在するということだけでなく、その欠陥と特定のテープ領域との対応づけ、つまりその欠陥と、個々の種々の周縁面２もしくはテープロール１のテープの層と、の対応づけも、明確に区別ないしは判別できるようにする目的で、特にプラスチックから成る中間層１８を、テープロール１に入れて巻回するのが有利である。したがって、組み込まれたもしくは巻き込まれた中間層１８を、個々の周縁面２つまり層の計数に利用することができ、ひいてはテープロール１のロール長およびテープ領域の算出に利用することができる。このようにして中間層を利用すれば、たとえば検出器１６（Ｄ２）により特に表面近くの層が検出され、中間層が不透明であれば、最も上の層が検出される。

図４には、欠陥ないしは亀裂１０を有するテープロール１上の区間Ｓに対する光ビームの強度Ｉの推移を示すグラフが描かれている。

テープに欠陥つまり亀裂１０が存在している結果として、案内された光の向きが、画像生成検出器１４（Ｄ１）の観察方向から逸れるように変わり、これに伴い、検出器１４（Ｄ１）および１６（Ｄ２）において光ビームの強度が局所的に変化し、つまり画像生成検出器１４（Ｄ１）のところでは、一般に強度Ｉ（Ｄ１）が減少し、第２の検出器１６（Ｄ２）のところでは強度Ｉ（Ｄ２）が増加する。

図５には、巻回された極薄ガラスの形態をとるテープロール１の光出射側の端面を、画像生成検出器１４により撮影した画像が示されている。この写真には、長手方向破断１０ａの形態の欠陥１０が示されている。長手方向破断が存在する場合、亀裂はガラステープの周縁面２に平行に推移する。長手方向破断の領域では、ガラステープを通過する光の案内が途切れることから、ガラステープは暗く見える。この写真からわかるのは、破断およびそのポジションを本発明による装置によって簡単に特定できる、ということである。

図６にも、巻回された極薄ガラスの形態をとるテープロール１の端面を、画像生成検出器１４により撮影した画像が示されている。このテープロールの場合、欠陥１０は横方向破断１０ｂの形態で存在している。このような欠陥の場合、亀裂はガラステープの周縁面２に対し垂直に推移する。

単純な横方向破断ではない欠陥１０の場合、画像生成検出器１４（Ｄ１）は、光強度変化を検出し、第２の検出器１６（Ｄ２）は、特に表面近くのガラス層であり、かつ少なくとも部分的に透明な中間層であれば、上面側のガラステープ面６ａに直角な視線方向から外れて散乱した光を検出する。

テープロール１に単純な横方向破断１０ｂが存在している場合には、この亀裂は、画像生成検出器１４（Ｄ１）に向かう視線方向では、欠陥投影面（Ｄｆ）を含まず、したがって光強度変化は検出されない。ただしこの個所において、対応するガラス層に折れ曲がった個所を観察することができ、すなわち局所的に非連続的に曲折した変化が生じる（図６）。

当業者であればわかるように、本発明はこれまで述べてきた実施形態に限定されるものではなく、以下に記載する特許請求の範囲内で、多種多様に変更を加えることができる。特に、個々の実施例の特徴を互いに組み合わせてもよい。また、中間層としてプラスチックシートを用いる代わりに、巻回可能な他の材料たとえばウェッブ紙などを適用してもよい。さらに必要に応じて、１つまたは複数のさらに別の検出器を設けてもよい。

１ テープロール
２ 周縁面
４ａ 光入射側の端面
４ｂ 光出射側の端面
６ テープ面
６ａ 上面側のテープ面、中空シリンダの外周面
６ｂ 下面側のテープ面
７ 画像処理装置
８ 装置
１０ 欠陥、特に亀裂
１０ａ 長手方向破断
１０ｂ 横方向破断
１２ 光源
１４ 画像生成検出器（Ｄ１）
１６ 第２の画像生成検出器（Ｄ２）
１８ 中間層有利にはプラスチックから成る中間層
Ｒ テープロール１の回転軸
Ｒｒ テープロール１の回転方向
Ｓｌ 散乱光
Ｉ 光ビームの強度
Ｓ テープロール１の区間
Ｄｆ 欠陥投影面

Claims (19)

1. 少なくとも部分的に透明な硬脆材料または破砕性材料から成るテープにおける欠陥、特に亀裂（１０）を検出する方法であって、
   前記テープは、テープロール（１）として巻回されており、
   前記テープは、複数のテープ面（６）および複数の周縁面（２）を有しており、
   巻回された前記テープにより、中空シリンダの形態のテープロール（１）が形成され、螺旋状に巻回された前記複数の周縁面（２）により、両方の端面（４ａ，４ｂ）が形成され、前記複数のテープ面（６）のうち１つのテープ面が、前記中空シリンダの外周面（６ａ）を成している方法において、
   前記テープロール（１）が静止している間、または、前記テープロール（１）が回転して巻回または繰り出されていく間、前記テープロール（１）の一方の端面に光を導入し、
   前記テープロール（１）において前記光を、前記テープロール（１）の光入射側の端面（４ａ）から光出射側の端面（４ｂ）へと案内して、該光出射側の端面（４ｂ）から出射させ、
   前記テープロール（１）の前記端面（４ｂ）から出射した光を、第１の画像生成光学検出器（Ｄ１，１４）を用いて検出し、欠陥、特に亀裂（１０）を、該欠陥により前記光の案内が途切れたことに基づき、前記画像生成光学検出器（Ｄ１，１４）により撮影された画像中の影として識別する、
   方法。
2. 欠陥、特に亀裂（１０）が存在する場合、前記テープロール（１）において前記欠陥、特に亀裂（１０）のところから散乱して前記外周面（６ａ）から出射した偏向された光を、前記外周面（６ａ）に向けて配向された第２の画像生成光学検出器（Ｄ２，１６）により検出する、
   請求項１記載の方法。
3. 前記テープロール（１）の巻回中または繰り出し中、前記検出を連続的に行う、
   請求項１または２記載の方法。
4. 前記テープロール（１）のテープ材料として、少なくとも部分的に透明な以下の材料すなわち、
   ・ガラス有利には極薄ガラス、
   ・巻回可能な太陽電池材料またはＯＬＥＤ材料、
   ・少なくとも１つのガラス層を含む積層体、有利には、
   ・少なくとも１つの極薄ガラス層を含む積層体、
   のうち１つの材料を使用する、
   請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
5. 前記画像生成光学検出器（Ｄ１，１４）によって、前記テープロール（１）における前記テープの個々の層が判別または区別されるように、前記テープロール（１）に中間層（１８）、有利にはプラスチック材料から成る中間層（１８）を巻き込む、
   請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
6. 以下の特徴すなわち、
   ・線状照射、有利にはアナモルフィック光学系を備えたレーザの形態による線状照射、
   ・発光ダイオードアレイ、
   ・テレセントリック照射、
   のうち１つの特徴を備えた光源（１２）によって、前記テープロール（１）を照射する、
   請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
7. 前記光学検出器（Ｄ１，１４および／またはＤ２，１６）のうち少なくとも１つの検出器はラインカメラであり、該ラインカメラによって順次撮影された複数の画像ラインから１つの画像を合成する、
   請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
8. 平面照射または環状照射のために、アキシコンまたは発光ダイオードアレイの環状回路を用いて、前記テープロール（１）を照射し、
   前記光学検出器（Ｄ１，１４および／またはＤ２，１６）のうち少なくとも１つの光学検出器として、マトリックスカメラを使用する、
   請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
9. 前記光源（１２）として、それぞれ異なる色を有する、および／または、それぞれ異なるタイミングで制御される、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する、
   請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
10. 前記テープ面（６）の層間隔の変動に基づき、欠陥（１０）を識別する、
    請求項１から９のいずれか１項記載の方法。
11. 前記テープロール（１）の半径方向において、色または時間に関してそれぞれ異なるようにコーディングされた複数の光源（１２）により、前記光入射側の端面（４ａ）に光を入射し、
    色または時間に関してコーディングされており、欠陥（１０）のところで散乱し、第２の検出器（Ｄ２，１６）によって受光された光に基づき、当該欠陥（１０）の深さの対応づけを行う、
    請求項１から１０のいずれか１項記載の方法。
12. 少なくとも部分的に透明な硬脆材料または破砕性材料から成るテープにおける欠陥、特に亀裂（１０）を検出する装置（８）であって、請求項１から１１のいずれか１項記載の方法を実施するように構成されており、
    中空シリンダの形状のテープロール（１）となるように前記テープを巻回する、または、中空シリンダの形状のテープロール（１）から前記テープを繰り出す装置が設けられており、螺旋状に巻回された複数の周縁面（２）により、両方の端面（４ａ，４ｂ）が形成され、複数のテープ面（６）のうち１つのテープ面が、前記中空シリンダの外周面（６ａ）を成しており、
    前記テープを巻回または繰り出す前記装置に関連づけて配置された光源（１２）が設けられていて、前記テープロール（１）が静止している間、または、前記テープロール（１）が回転して巻回または繰り出されていく間、前記テープロールの一方の端面（４ａ）に光が導入され、前記テープロール（１）において前記光は、前記テープロール（１）の光入射側の端面（４ａ）から光出射側の端面（４ｂ）へと案内されて、該光出射側の端面（４ｂ）から出射し、
    画像生成光学検出器（Ｄ１，１４）が設けられており、該画像生成光学検出器（Ｄ１，１４）は、前記テープロールの前記端面から出射した光を検出し、欠陥、特に亀裂（１０）は、該欠陥により前記光の案内が途切れたことに基づき、前記画像生成光学検出器（Ｄ１，１４）により撮影された画像中の影として識別可能である、
    装置（８）。
13. 前記外周面（６ａ）に向けて配向された第２の画像生成光学検出器（Ｄ２，１６）が設けられており、該第２の画像生成光学検出器（Ｄ２，１６）は、前記テープに欠陥、特に亀裂（１０）が存在する場合、前記テープロール（１）において前記欠陥、特に亀裂（１０）のところから散乱して前記外周面（６ａ）から出射した偏向された光を検出する、
    請求項１２記載の装置（８）。
14. 光源（１２）と光学検出器（Ｄ１，１４）と第２の光学検出器（Ｄ２，１６）とのうち、少なくとも２つの装置は、互いに同一平面上に配置されている、
    請求項１２または１３記載の装置（８）。
15. 以下の特徴すなわち、
    ・前記テープロール（１）の線状照射、有利にはアナモルフィック光学系を備えたレーザ、
    ・発光ダイオードアレイ、
    ・テレセントリック照射、
    のうち１つの特徴を備えた光源（１２）が設けられている、
    請求項１２から１４のいずれか１項記載の装置（８）。
16. 前記光学検出器（Ｄ１，１４および／またはＤ２，１６）のうち、少なくとも１つの光学検出器はラインカメラである、
    請求項１２から１５のいずれか１項記載の装置（８）。
17. 前記テープロール（１）の平面照射または環状照射のための光源（１２）として、アキシコンまたは発光ダイオードアレイの環状回路が設けられており、
    前記光学検出器（Ｄ１，１４および／またはＤ２，１６）のうち少なくとも１つの光学検出器として、マトリックスカメラが用いられる、
    請求項１２から１６のいずれか１項記載の装置（８）。
18. 前記光源（１２）は、それぞれ異なる色を有する、および／または、それぞれ異なるタイミングで制御される、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む、
    請求項１２から１７のいずれか１項記載の装置（８）。
19. 特に、巻回可能な（極薄）ガラス、巻回可能なガラスシート、巻回可能な積層（極薄）ガラスおよびガラスシート、巻回可能な太陽電池、または巻回可能な有機発光ダイオードの製造において、欠陥、特に亀裂（１０）に関してテープロール（１）をインラインおよび／またはオフラインで検査するために使用し、特に品質管理、分類および／または調製のために使用する、
    請求項１から１１記載の方法ないしは請求項１２から１８記載の装置の使用。

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