JPS63295949A - 識別型欠点検出装置の透過散乱光用ａｇｃ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラス板、プラスチック板など、少なくとも
光を透過する板材（以下、透光板材という）に光スポッ
トを走査して、透光板材に存在する欠点を検出するフラ
イングスポット型の欠点検出装置であって、特に、検出
した欠点の種類、大きさ１位置等を識別、検出すること
のできる識別型欠点検出装置の透過散乱光用ＡＧＣ装置
に関する。

〔従来の技術〕

透光板材に存在する欠点を検出する欠点検出装置は、例
えば、透明ガラス板の製造ラインにおいて、製造される
透明ガラス仮に存在する欠点を検出し、その検出結果を
透明ガラス板製造工程へフィードバックさせて欠点の発
生をその発生箇所において防止し、製品の歩留まりの向
上を図るために必要とされるものである。

従来の透明ガラス板の欠点検出装置には、例えば、特開
昭５１−２９９８８号公報で知られているように、照射
光に対し、反射光のみを受光器で検出することによって
ガラス仮に存在する欠点を知るもの、あるいは特開昭５
１−１１８４号公報で知られるように、照射光に対し、
透過光のみを受光器で検出することによって、ガラス板
に存在する欠点を検出するものがある。

上述した特開昭５１−２９９８８号公報に開示されてい
る欠点検出装置は、ガラス表面上の欠点は検出できるが
、ガラス内部の欠点は検出できない。

逆に、特開昭５１−１１８４号公報に開示されている欠
点検出装置は、ガラス内部の欠点を検出できるが、ガラ
ス表面上の欠点は検出が不可能か、または検出が非常に
困難であるという問題点がある。

また、上述のような欠点検出装置は、欠点の種類（異物
、泡、フシ、ドリップ等）を識別することはできず、さ
らに、１個の受光器で、例えば泡。

異物を同一のレベルで検出するため、異物は見過ぎ、泡
等は見落とすというような欠点があった。

このような欠点を改善する欠点検出装置として、本出願
人は欠点の種類を識別することのできる識別型欠点検出
装置を提案している。以下、この既提案の識別型欠点検
出装置の概要を説明する。

例えば、ガラス板に存在する欠点としては、気泡がガラ
ス板内部に残ることにより形成される泡、異物がガラス
板内部に残ることにより形成される異物、はとんど溶け
た異物がガラス板内部に尾を引いたような形で残ること
により形成されるフジ、バスの錫がガラス板の表面に付
着することにより形成されるドリップ等がある。

このような欠点がガラス板に存在する場合、欠点に光ス
ポットを投射すると、欠点の種類によって透過、透過散
乱１反射２反射散乱の状態が異なる。第６図に示すよう
に、透明ガラス板ｌに存在する欠点２に、法線に対し一
定の入射角αでもって光ビーム３を投射したとき、フシ
、異物、泡は透過散乱光を生じさせ、特に、フシの場合
は透過光４の光軸に最も近接した近接近軸透過散乱光５
を生じ、異物の場合は透過光４の光軸に近い近軸透過散
乱光６を生じ、泡の場合は透過光４の光軸から離れた遠
軸透過散乱光７を生じる。また、泡。

異物、フシ、ドリップともに透過光４の光量が減少し、
ドリップの場合は反射光８の光量が増加する。

したがって、透過光、近接近軸透過散乱光、近軸透過１
１ｉ乱光、遠軸透過散乱光１反射光をそれぞれ個別に検
出する受光器を設け、透過光および反射光の光量変化、
および近接近軸透過散乱光、近軸透過散乱光、遠軸透過
散乱光の有無を検出すれば、欠点の種類を識別すること
が可能となる。

以上の関係をまとめたものを第１表に示す。なお、表中
の○印は、欠点の種類をどの光で識別できるかを示して
いる。

既提案の識別型欠点検出装置は、以上の事実に基づき、
フライングスポット型の欠点検出装置において、透過光
、近接近軸透過散乱光、近軸透過散乱光、遠軸透過散乱
光２反射光２反射散乱光のうち少なくとも２種以上の光
をそれぞれ検出する複数個の受光器を設け、各受光器か
らの光を電気信号に変換し、得られた電気信号を処理し
て欠点の種類および大きさを表す情報を含む欠点データ
を生成し、これら欠点データをさらに処理してガラス板
の１個の欠点に対応するビットパターンよりなる欠点パ
ターンを作成し、このようにして得られた欠点パターン
を、予め作成されている欠点識別パターンテーブルと照
合して、欠点の種類。

大きさ等を判定するよう構成されている。

第７図および第８図は既提案の欠点検出装置の走査器お
よび受光器部分の斜視図および略側面図であり、受光器
を誇張して示しである。

走査器は、レーザ光を出射するレーザ光源１１と、レー
ザ光源１１からのレーザ光１２が入射し、透明ガラス板
ｌＯが走行する方向（以下、Ｙ軸方向とする）に平行な
軸１３を中心に高速回転する回転多面鏡１４と、透明ガ
ラス板１０が走行するＹ軸方向と直角な方向、すなわち
ガラス板の幅方向（以下、Ｘ軸方向とする）に平行な軸
１５を中心に回転し角度を変えることのできる板厚補正
用の平行ミラー１６とを備えている。なお、第８図に示
されているレーザ光源１１の位置は、実際の位置と異な
って示されているが、これは図面が″不明瞭になるのを
・避けたためである。以上のような構成の走査器は、走
行する透明ガラス板ｌＯの上方に設置されている。

走査器が設けられている側とは反対側、すなわち透明ガ
ラス板１０の下方に、透過光１７を検出する１個の受光
器Ｄ１と、近接近軸透過散乱光を検出する２個の受光器
Ｄ　２　ａ、　Ｄ、２　ｍと、近軸透過散乱光を検出す
る２個の受光器Ｄ３ａ、Ｄ３ｇと、遠軸透過散乱光を検
出する２個の受光器Ｄ４Ａ、Ｄ４ａとが配置されている
。一方、透明ガラス板ｌＯの上方には反射光１８を検出
する１個の受光器Ｄ５が配置されている。

これら複数個の受光器は、基本的には同一構造をしてお
り（Ｘ軸方向に細長い線状の受光面を有している。以下
、代表的に受光器ＤＩの構造を説明する。

第９図は受光器Ｄ１の斜視図である。この受光器ＤＩは
、多数本の光ファイバ２１を配列してなるものであり、
光ファイバ２１の一端を、図示のように２列に配列して
、樹脂などに埋め込み固定し、受光器本体２２を構成す
る。配列された多数本の光ファイバの２１の端面２３が
集合して、細長い線状の受光面２４を形成する。光ファ
イバの他端は束ねられて、後述する光電子増倍管に接続
されている。

以上のような構造の透過光および透過散乱光を検出する
受光器ＤＩ、Ｄ２Ａ、Ｄ２ｓ　、Ｄ３Ａ、Ｄ３Ｂ、Ｄ４
Ａ、Ｄ４Ｂを配置する際、第８図において透過光１７の
光軸を基準として、それぞれの有効受光角内に受光面が
位置するように各受光器が配置される。各受光器と有効
受光角との関係の一例を第２表に示す。

第２表 以上のような有効受光角内に受光面が位置するように配
置された受光器ＤＩ、Ｄ２Ａ、Ｄ２Ｍ、Ｄ　３Ａ、　Ｄ
　３ｍ　、Ｄ　４Ａ、　Ｄ　４ｓを、受光面側から見た
状態を第１０図に示す。各受光器の受光面の長さ方向は
Ｘ軸方向に平行である。このように近接近軸透過散乱光
、近軸透過散乱光、遠軸透過散乱光をそれぞれ検出する
受光器を２個ずつ用いるのは、発生するこれら透過散乱
光の見逃しを防ぐためである。

第７図および第８図において、受光器Ｄ１の光ファイバ
の他端は光電子増倍管ＰＭＩに接続され、受光器Ｄ２Ａ
、Ｄ２！ｌの光ファイバの他端は束ねられて光電子増倍
管ＰＭ２に接続され、受光器Ｄ３Ａ。

Ｄ　３　ｔｒの光ファイバの他端は束ねられて光電子増
倍管ＰＭ３に接続され、受光器Ｄ４Ａ、Ｄ４．の光ファ
イバの他端は束ねられて光電子増倍管ＰＭ４に接続され
、受光器Ｄ５の他端は光電子増倍管ＰＭ５に接続されて
いる。各光電子増倍管では各受光器で受光した光を電気
信号に変換する。

また、図示しないが、走査器の回転多面鏡１４と平行ミ
ラー１６との間にはスタートパルス形成用の受光器が設
けられており、この受光器で受光された光ファイバで送
られてきた光を電気信号に変換する光電変換器およびパ
ルス整形器を備え、走査開始を示すスタートパルスＳＴ
を形成するようにしている。

さて以上のような構成の走査器と受光器とを備える既提
案の識別型欠点検出装置において、レーザ光源１１より
出射されたレーザ光１２は、高速回転する回転多面鏡１
４に入射され、回転多面鏡１４によリレーザ光１２はＸ
軸方向に振られ、平行ミラー１６で反射された後、走行
する透明ガラス板１０に投射され、ガラス板をＸ軸方向
に走査する。回転多面鏡１４の回転によりその反射面が
変わる毎に、レーザ光１２は、透明ガラス板１０を繰返
し走査する。透明ガラス板１０はＹ軸方向に走行してい
るから、ガラス板の全面がレーザ光により走査されるこ
ととなる。

なお、第８図に示されているように、レーザ光１２は、
透明ガラス板１０に対して、ガラス板面に垂直な法線に
対しＹ軸方向に入射角αをもって投射する。これは、透
明ガラス板１０の裏面で反射され続いて表面で反射され
た光が透過光と干渉することを防止するためである。

透明ガラス仮に欠点が存在する場合、この欠点にレーザ
光があたると欠点の種類（異物、泡、フシ、ドリップ）
により、透過光と反射光の光量に変化を生し、同時に透
過散乱光が発生する。

例えば、欠点の種類がフシの場合、入射したレーザ光が
フシに当たると、透過光の光量が変化すると同時に、近
接近軸透過散乱光が発生する。透過光の光量の変化は、
受光器Ｄ１で検出され、光電子増倍管ＰＭＩへ送られ、
電気信号に変換される。一方、近接近軸透過散乱光は、
受光器Ｄ２ａ。

Ｄ２ｍの受光面に入射する。受光された近接近軸透過散
乱光は、光電子増倍管ＰＭ２に送られ、電気信号に変換
される。

同様に、例えば欠点の種類が異物の場合、入射したレー
ザ光が異物に当たると、透過光の光量が変化すると同時
に、近軸透過散乱光が発生する。

この透過散乱光は、受光器Ｄ３Ａ、°Ｄ３．で受光され
、受光された光は光電子増倍管ＰＭ３に送られ、電気信
号に変換される。

同様に、例えば欠点の種類が泡の場合、入射したレーザ
光が泡に当たると、透過光の光量が変化すると同時に、
遠軸透過散乱光が発生する。この遠軸透過散乱光は、受
光器Ｄ４ａ、Ｄ’ｌｓで受光され、受光された光は光電
子増倍管ＰＭ４に送られ、電気信号に変換される。

同様に、例えば欠点の種類がドリップの場合、入射した
レーザ光が、このドリップに当たると、透過光の光量が
変化すると同時に、反射光の光量が変化する。この反射
光の変化は受光器Ｄ５で検出され、光電子増倍管ＰＭ５
に送られ、電気信号に変換される。

光電子増倍管からの電気信号は、処理部に送られ、欠点
の種類および大きさを表す情報を含む欠点データが生成
され、これら欠点データがさらに処理されてガラス板の
１個の欠点に対応するピントパターンよりなる欠点パタ
ーンが作成され、このようにして得られた欠点パターン
が、予め作成されている欠点識別パターンテーブルと照
合されて、欠点の種類、大きさ等が判定される。

処理部の構成は、本発明とは直接関係しないので、説明
は省略する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

既提案の識別型欠点検出装置においては、被検査体であ
るガラス板の厚さ１色などに基づいて光透過率が変化し
、あるいはレーザの出力が変化し、あるいは光電子増倍
管の感度劣化が生じた場合に、欠点の検出精度を維持す
るためには、検出感度を一定に保つ必要がある。このた
めには光電子増倍管の感度すなわち利得を自動制御すれ
ばよい。この場合、受光器Ｄ１およびＤ５にはガラス板
の欠点の有無にかかわらず１走査の間には常に透過光お
よび反射光が入射し、光電子増倍管ＰＭＩおよびＰＭ５
からは電気信号が常に出力されるので、欠点に対応しな
い電気信号部分のレベルを検出し、そのレベルを一定に
保つように自動利得制御（ＡＧＣ）をかけることは容易
である。しかし、近接近軸透過散乱光を検出する受光器
Ｄ２Ａ、Ｄ２ｇ、近軸透過散乱光を検出する受光器Ｄ３
Ａ、Ｄ３１１、遠軸透過散乱光を検出する受光器Ｄ４Ａ
、Ｄ４．は、ガラス板に欠点があった場合にのみ透過散
乱光を受光し、光電子増倍管ＰＭ２．ＰＭ３．ＰＭ４は
その時のみしか電気信号を出力しないので、これら光電
子増倍管の感度の自動制御を行うことができないという
問題点がある。

本発明の目的は、このような問題点を解決した透過散乱
光用ＡＧＣ装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

本発明は、長さ方向に走行する透光板材を幅方向に光ス
ポットで走査し、少なくとも透過光および透過散乱光を
複数の受光器で受光し、受光した光を光電変換器で電気
信号に変換して、前記透光板材に存在する欠点を検出す
る識別型欠点検出装置に用いられる透過散乱光用ＡＧＣ
装置であって、有効走査幅外の走査光から参照光を取り
込み、前記透光板材を透過させた後、透過散乱光を受光
する受光器に入射せしめる参照光取り込み手段と、取り
込まれた参照先のレベルが所定値に維持されるように、
透過散乱光用の前記受光器に接続された光電変換器の利
得を制御する制御手段とを備えることを特徴としている
。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について説明する。

第１図〜第３図は、本発明の第１の実施例を示す図であ
る。第１図は、識別型欠点検出装置の透過光および透過
散乱光を受光する受光器Ｄ１、Ｄ２＾、Ｄ２Ｂ　、Ｄ３
Ａ、Ｄ３Ｂ　、Ｄ４ａ、Ｄ４ｍの受光器部分を示してお
り、第１図（ａ）は受光器部分をＹ軸方向から見た図、
第１図（ｂ）は受光器部分を受光面側より見た図である
。なお、第１図（ａ）では受光器を代表的に符号りで示
している。

図中、１４は回転多面鏡を、１２はレーザビームを、３
６、３７はスタートパルスＳＴ用の受光器および光ファ
イバをそれぞれ示しており、レーザ光源および平行ミラ
ーは図示を省略しである。

本実施例のＡＧＣ（自動利得制御）装置は、第１図に示
すように受光器Ｄ１の長さ方向端部付近上方かつ検査す
べきガラス板１０の下方であって、有効走査幅外に磨り
ガラス等の光拡散板３１を設けている。

透過光は１走査の間、受光器ＤＩに常時入射するから、
透過光が光拡散板３１にあたると拡散された光が受光器
Ｄ２Ａ、Ｄ２！ｌ　、Ｄ３Ａ、Ｄ３ｍ　、Ｄ４Ａ。

Ｄ４．に入射する。以下、このようにしてＡＧＣ用に取
り込まれる光を参照光と言うものとする。

第２図は、本実施例のＡＧＣ装置の電気回路部分を示す
図であり、代表的に受光器Ｄ２Ａ、Ｄ２ｇで受光された
近接近軸透過散乱光を電気信号に変換する光電子増倍管
ＰＭ２に対する電気回路部分について説明する。この電
気回路部分は、光電子増倍管ＰＭ２からの参照光に対応
する電気信号をサンプリングするサンプリング回路３２
と、サンプリングされた値を保持するホールド回路３３
と、このホールド回路からのサンプリング値に基づいて
、光電子増倍管ＰＭ２への印加電圧を供給する高電圧発
生回路３５を制御する制御回路３４とを備えている。

次に、本実施例の動作を、第３図に示す信号波形図を参
照しながら説明する。

第１図（ａ）において、光スポットは、ガラス板１０上
をＸ軸方向に左から右へ走査されるものとする。光拡散
板３１に光があたると参照光が近接近軸透過散乱光用受
光器Ｄ２Ａ、Ｄ２Ｍに入射する。

参照光は、光電子増倍管ＰＭ２に送られ参照光信号Ｒ３
に変換される。第３図（ａ）は、光電子増倍管ＰＭ２の
出力信号中に含まれる参照光信号Ｒ３を示している。こ
の参照光信号Ｒ３のレベルは、ガラス板の光透過率、レ
ーザの出力変化、光電子増倍管の感度に依存している。

光電子増倍管ＰＭ２からの電気信号は処理部へ送られる
と同時に、サンプリング回路３２にも送られる。

サンプリング回路３２には、前述した走査開始を示すス
タートパルスＳＴと、クロックＣＬＫとが入力される。

第３図（ｂ）にスタートパルスＳＴを、第３図（Ｃ）に
クロックＣＬＫを示す。参照光信号Ｒ３は、スタートパ
ルスＳＴの発生時刻から開始する有効走査期間外に発生
されている。サンプリング回路３２では、スタートパル
スＳＴを基準にしてクロックをカウントし、所定のクロ
ックをサンプリングパルスとして参照光信号Ｒ３をサン
プリングし、サンプリング値をホールド回路３３に保持
する。サンプリング値は制御回路３４に入力され、制御
回路では、サンプリング値を基準レベルと比較し、参照
光信号Ｒ３のレベルが常に所定レベルになるように、高
電圧発生回路３５で発生され光電子増倍管ＰＭ２に印加
される印加電圧を制御して、光電子増倍管ＰＭ２の感度
を調整する。

以上のように本実施例のＡＧＣ装置によれば、光拡散板
を受光器の端部上に設けて、透過散乱光を受光する受光
器に参照光を入射せしめ、この参照光のレベルが所定値
に保たれるように光電子増倍管の感度を制御することに
よって、識別型欠点検出装置の検出感度を一定にするこ
とができる。

以上の実施例では、光拡散板を被検査体であるガラス板
の下方に設けているが、上方に設けてもよい。また、光
拡散板は光スポットの走査開始側に設けることもできる
。

次に、本発明の第２の実施例を説明する。第２の実施例
は、第１の実施例が参照光を取り込むのに光拡散板を利
用したのに対し、受光器および光ファイバを利用したも
のである。第４図に、代表として光電子増倍管ＰＭ２に
参照光を取り込む例を示す。なお、第４図（ａ）はＹ軸
方向から見た図、第４図（ｂ）はＸ軸方向から見た図で
ある。

本実施例によれば、ガラス板ｌＯの上方であって、走査
光の有効走査幅外に受光器４０を設け、この受光器に光
ファイバ４１を接続し、この光ファイバの他端をガラス
板１０の上面付近に設置する。また、ガラス板１０の下
方に光ファイバ４２を設け、一端をガラス板ＩＯの下面
付近であって、光ファイバ４１の前記他端に対向するよ
うに設置する。光ファイバ４２の他端は、近接近軸透過
散乱光用の光電子増倍管ＰＭ２に接続する。

本実施例によれば、走査光から光ファイバ４１および４
２を経て光電子増倍管ＰＭ２に参照光が取り込まれる。

この参照光のレベルを所定のレベルに保つ電気回路は第
１の実施例と同様であり、かつ動作も同様であるので、
説明は省略する。

第５図は、本発明の第３の実施例を示す。本実施例は参
照光を取り込む手段として、走査光の有効走査幅外であ
って、ガラス板１０上にミラー５１を設置している。こ
のミラー５１で反射された走査光は、透過散乱光用の受
光器に参照光として入射し、この参照先に基づいて、第
１の実施例で説明したと同様にして、光電子増倍管の自
動利得制御が行われる。

以上の各実施例では、受光器からの光を電気信号に変換
する手段として光電子増倍管を用いているが、一般に自
動利得制御が可能な光電変換器であればいかなるもので
あってもよいことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、識別型欠点検出装
置の透過散乱光用の受光器に参照光を入射させ、この参
照光のレベルを所定レベルに保つように光電子変換器の
感度を制御することによって、識別型欠点検出装置の検
出感度を一定にすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例を示す図、第２図は、
第１の実施例の電気回路部分を示す図、 第３図は、第１の実施例の動作を説明するための波形図
、 第４図は、本発明の第２の実施例を示す図、第５図は、
本発明の第３の実施例を示す図、第６図は、透過光およ
び透過散乱光を示す図、第７図は、既提案の識別型欠点
検出装置の斜視図、 第８図は、既提案の識別型欠点検出装置の略側面図、 第９図は、受光器の斜視図、 第１０図は、透過光および透過散乱光用の複数受光器の
受光面の平面図である。 Ｄｌ・・・・・・透過光用受光器 Ｄ２Ａ、Ｄ２１１　　・・近接近軸透過散乱光用受光器
Ｄ３Ａ、Ｄ３ｍ　　・・近軸透過散乱光用受光器Ｄ４Ａ
、Ｄ４Ｂ　　・・遠軸透過散乱光用受光器３１・・・・
・・・光拡散板 ３２・・・・・・・サンプリング回路 ３３・・・・・・・ホールド回路 ３４・・・・・・・制御回路 ３５・・・・・・・高電圧発生回路 ３６・・・・・・・スタートパルス用受光器３７・・・
・・・・スタートパルス用光ファイバ４０・・・・・・
・受光器 ４１、４２・・・・・光ファイバ ５１・・・・・・・ミラー 第１図 第２図 ゛　　　　　　　、“ （Ｃ）　　フロックＣＬＫ　　　　。 ；角々刀　を１耳月間　　　　　　　　　　゛竿３図 （ａ） 第４図 虻４ （ｂｌ ７・パパ＼ ｌ　　　ゝ、　＼ 、ＤＩ少光益 戸 第９図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）長さ方向に走行する透光板材を幅方向に光スポッ
   トで走査し、少なくとも透過光および透過散乱光を複数
   の受光器で受光し、受光した光を光電変換器で電気信号
   に変換して、前記透光板材に存在する欠点を検出する識
   別型欠点検出装置に用いられる透過散乱光用ＡＧＣ装置
   であって、有効走査幅外の走査光から参照光を取り込み
   、前記透光板材を透過させた後、透過散乱光を受光する
   受光器に入射せしめる参照光取り込み手段と、取り込ま
   れた参照光のレベルが所定値に維持されるように、透過
   散乱光用の前記受光器に接続された光電変換器の利得を
   制御する制御手段とを備えることを特徴とする識別型欠
   点検出装置の透過散乱光用ＡＧＣ装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の識別型欠点検出装
   置の透過散乱光用ＡＧＣ装置において、前記参照光取り
   込み手段が光拡散板であることを特徴とする識別型欠点
   検出装置の透過散乱光用ＡＧＣ装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項に記載の識別型欠点検出装
   置の透過散乱光用ＡＧＣ装置において、前記参照光取り
   込み手段が光ファイバであることを特徴とする識別型欠
   点検出装置の透過散乱光用ＡＧＣ装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項に記載の識別型欠点検出装
   置の透過散乱光用ＡＧＣ装置において、前記参照光取り
   込み手段がミラーであることを特徴とする識別型欠点検
   出装置の透過散乱光用ＡＧＣ装置。