JP3860202B2 - 透光性シート状物の欠陥検査装置 - Google Patents
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Description
たとえば、透光性シート状物の一方の主表面側から光を照射し、他方の主表面側に配置された受光部で透過光を受光し、シート状物内の欠陥によって光が散乱して受光量が減少した部分を欠陥として検出する方法が知られている。この様な透過照明を用いる方法においては、正常部分からの透過光の光量が大きいので、小さな欠陥による受光量の減少を検出しにくく、正常部分からの透過光の受光量を小さくするには、受光部や照明装置の方向の非常に微妙な調整が必要であった。また内部欠陥と主表面に付着したほこりとの区別が難しいという欠点があった。
本発明の目的は、欠陥の位置に関係なく安定した高精度の欠陥検査を行うことができる透光性シート状物の欠陥の検査装置を提供することにある。
図1は本発明の欠陥検査装置を、被検査体であるシート7の側面から見た模式図である。検査対象であるシートはシート状物保持部3によって保持され、光源1によって光がシート内に入射される。シート中の欠陥によって反射・屈折した光はシート主表面(以下「シート表面」という)から出射され、受光部2によって受光される。その際レンズ21は検査範囲からの光を集める。受光部からの信号は信号処理装置4によって処理され、信号処理装置はホストコンピュータ5によって制御される。欠陥情報はCRT6によって表示される。また図中θ1は光源からシートに入射される光とシート表面とがなす角度(以下「入射角」という)、θ2は受光部が最もよく光を受光する方向(以下「受光方向」という)とシート表面とがなす角度である。
本発明においてシートの保持態様は特に限定されず、その端部を保持する構成にすることも載置台を設けてその全体を保持する構成にすることも可能である。
受光部はシート表面の少なくとも一方から出射する光を受光する。通常表面のいずれか一方から受光する構成にするが、両方から受光するような構成をとっても差し支えない。
また、光入射方向と受光方向をシート表面(図中xy平面)上に投影したとき、両者は互いに平行であることが好ましい。y方向に入射される入射光のy方向の光量分布と、欠陥に起因する出射光のy方向の光量分布とは相似する傾向があるからである。
図3に示される近似式は指数関数式(4)である。
なお、図3においては光入射端面であるY=0mmの位置の光減衰率を1(100%)としている。また、サンプル1〜4についてはD=1であり、Eの値は順に−0.0005、−0.0011、−0.0019、及び−0.0046である。
一方本発明の第二の態様においては、画角を有する受光部を用いる場合により正確な検査を期すために、閾値調整手段2によって、前記第一の態様でなされる補正に更に素子ごとの受光角の違いに基づく受光素子の出力レベルの違いを加味した閾値の補正がなされる。
なお、式(5)及び図4において、受光率が最大となる画素(受光素子番号が2501番の画素)について、受光素子の位置X=0とし、この場合の受光率を1(100%)としている。
なお、ここでは一方向に画素が配列されたラインセンサを用いた場合についてのみ説明したが、エリアセンサなど二次元的な画素配列を有するものであって、x、y方向に画角を有するものについては、x、y方向について同様の処理を行うことにより閾値を調整することができる。
このようなゲイン調整手段としては、各種信号処理装置や各種情報処理装置などを用いることができる。
実施例1
照明装置としては光ファイバを一列に並べ、一端に光源を配置したライン状光源を用い、これを図1に示すようにシートの端面からシート内に光が入射するように配置した。検査対象となるシートは液晶用ガラス基板であった。ガラス基板は黒色板状体の上に載せて保持した。ガラス主表面とライン状光源からの光の照射方向とがなす角度θ1は10度になるように設定した。ライン状光源の照射端とガラス端面との距離は1mmに設定した。受光部としてはラインCCDカメラ(三菱レイヨン株式会社製SCD−5000、画素数は5000)を4台用い、図2に示すように、これらの検査範囲とライン状光源の照射端との長手方向(x方向)が平行になるようにこれらを配置した。これらの検査範囲はガラスの幅方向(x方向)の範囲を全てカバーしている。また、図1のようにこれらの受光方向とガラス表面とがなす角度θ2は45度に設定した。なおこの角度θ2はガラス基板中の泡欠陥を主として検出することを念頭に置いて設定されたものである。このラインCCDカメラは図示しない移動装置により図1のy方向に移動するような構造になっており、ガラス全体を走査できる。
検査時において検査位置に相当する位置からラインCCDカメラに光を照射し、中心に位置する画素の受光率が最大になるように受光方向を調整し、受光素子ごとの出力比を測定し、近似式を算出したところ、図4に示される二次関数β=(−5×10−8)X2+1を得た。
実施例1においてラインCCDカメラのy方向への移動中においてラインCCDカメラの移動開始からの時間を継続的に測定し、その値を光入射端面から検査位置までの距離に相当する値として出力する経時カウンタを用い、また後述するコンピュータからの電圧により制御され、カメラからの受光素子の出力を調整してゲイン調整値を出力するゲインアンプを用いた。
2 受光部
4 信号処理装置
7 透光性シート状物
Claims (5)
- 一対の主表面を有する透光性シート状物の一方の端面から内部へ照明光を入射させるライン状光源と、
前記ライン状光源のラインと平行に配置し、前記シート状物の主表面の少なくとも一方から出射する光を受光するラインセンサと、
前記ラインセンサにより前記シート状物の検査範囲が全て走査されるように前記シート状物と前記ラインセンサとの相対的な位置関係を変更する移動手段と、
前記移動手段による前記ラインセンサとの相対的な位置関係の変更することによる前記シート状物の光入射端面と検査位置との距離の変化を算出する距離算出手段と、
前記距離の変化に応じて各検査位置に対応する閾値を調整する閾値調整手段と、
この閾値に基づいて前記ラインセンサの各受光素子からの出力を二値化処理することにより、シート状物中の欠陥を光学的に検出する信号処理手段と
を有する透光性シート状物の欠陥検査装置。 - 閾値調整手段が、更に各受光素子の受光角を加味した閾値調整手段であることを特徴とする請求項1または2に記載の透光性シート状物の欠陥検査装置。
- 前記検査位置と前記ラインセンサを結ぶ光軸と、該検査位置から前記照明光の出射する方向の前記主表面とのなす角が30〜60度になるように、前記ラインセンサを設置したことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の透光性シート状物の欠陥検査装置。
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