KR20040015728A - 시트형 투명체의 결점을 검사하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

반송되는 시트형 투명체에 존재하는 광학 왜곡을 갖는 결점의 종류를 구별할 수 있도록 검사하는 방법을 제공한다. 이 결점 검사 방법에 의하면, 시트형 투명체의 한쪽 측에 조명 수단을 설치하고, 시트형 투명체의 다른쪽 측에 1차원 촬상 수단을 설치한다. 조명 수단은 명부와 암부를 가지고, 명부와 암부의 경계부를 1차원 촬상 수단과 평행한 직선형으로 하여, 촬상 수단의 시야를 경계부로 한다. 촬상 수단의 1차원 출력으로부터 2차원의 화상 데이터를 작성하고, 화상 데이터를 3치화 처리한 화상 데이터로 변환하여, 3치화 화상 데이터에 근거하는 표시 화상 중에 시트형 투명체의 반송 방향으로 순차 나타나는 명부, 암부로 이루어지는 결점 패턴에 의해 결점을 검출하고 또한 결점의 종류를 식별한다.

Description

시트형 투명체의 결점을 검사하는 방법 및 장치{Method and device for inspecting defect of sheet-shaped transparent body}

투명판, 예를 들면 유리판에 존재하는 결점에는 표면에 존재하는 요철, 표면에 낙하한 이물에 의한 결점인 낙하 이물, 낙하 이물 자국에 존재하는 크레이터(crater)형 요철, 내부에 존재하는 이물, 기포 등이 있다. 또한, 표면에 투명막이 피복된 유리판의 경우, 투명막의 결점에는 핀홀 등이 있다. 이들 결점이 광학 왜곡을 동반하면, 광학 왜곡에 의해 광이 굴절한다. 이 때문에, 광학 왜곡을 동반하는 유리판 등은 광학 기판으로서 결함품이 되어 이용할 수 없기 때문에 검사에 의해 제거할 필요가 있다.

유리판 등의 광학 왜곡을 검사하여 평가하는 광학 왜곡의 측정 방법이 일본 특개평 8-247954호 공보에 개시되어 있다. 이 공보에 기재된 측정 방법에서는, 광원 및 촬상 소자에 대한 피측정물의 위치를 상대적으로 변화시키면서 피측정물이 확산광부와 차광부 경계의 에지부를 통과하기 이전의 화상 정보와 이후의 화상 정보차의 절대치를 사용하여 광학 왜곡을 측정하고 있다. 그러나, 에지부를 통과하기 이전의 화상 정보와 이후의 화상 정보차의 절대치로는, 광학 왜곡을 가진 결점, 예를 들면 이물과 기포를 구별할 수 없다.

또한, 일본국 특허 제 3178644호(US 5691811A, EP 0726457A2) 공보에는 광원으로부터의 광을 광원 부근에 설치한 복수의 미소한 차광부와 투광부가 교대로 형성된 슬릿판을 통과하여 투명판 형상체에 투광하고, 투명판 형상체를 삽입하여 광원과는 반대 측에 설치한 1차원 카메라에 의해, 농담 변화를 촬상하고, 화상 처리 장치에 의해 결점을 검출할 때, 카메라의 초점을 슬릿판으로부터 떨어지는 방향으로 이동시켰을 때, 슬릿판의 차광부의 흑(암부)과 투광부의 백(명부)이 중복된 회색 상태, 즉 농담(濃淡) 레벨의 합성 파형의 최대치와 최소치의 차이가 처음으로 제로가 되는 위치 근방을 결점 검출용 초점 위치로 하여, 얻어진 화상 신호가 플래그형으로 구성되는 경우를 결점이라 판정하여, 먼지나 더러움과 구별할 수 있도록 한 투명판 형상체의 결점 검출 방법이 개시되어 있다.

그러나, 그와 같은 결점 검출 방법으로는, 광학 왜곡을 갖지 않는 먼지나 더러움과, 광학 왜곡을 가진 결점을 구별하여 검출하는 것은 가능하지만, 동시에 광학 왜곡을 가진 다른 결점, 예를 들면 이물과 기포를 구별할 수는 없다. 왜냐 하면, 투광부와 차광부가 선형으로 한 방향으로 평행하게 설치된 복수의 선열 슬릿 혹은 선열 슬릿을 두 방향으로 설치하여 크로스시킨 격자형 슬릿 혹은 체커 모양형으로 복수의 미소한 차광부와 투광부가 교대로 형성된 체커형 슬릿으로는, 차광부와 투광부가 복수이기 때문에, 그들 간격이나 광학 왜곡 결점의 굴절율 차이로, 결점의 명부와 암부의 패턴은 같은 종별의 결점이라도 같은 패턴이 된다고는 할 수 없으며, 다른 종별의 결점끼리가 같은 패턴이 되는 경우도 있다. 예를 들면, 투명판 형상체의 반송 방향에 있는 이물이 「명암명암명(明暗明暗明)」의 패턴을, 다른 이물이 「암명암명」의 패턴을 가지고, 어느 기포가 「암명암명」의 패턴을 갖는 것을 고려할 수 있다.

본 발명은 유리판 등의 투명판 혹은 투명막이 피복된 투명판과 같은 시트형 투명체에 존재하는 광학 왜곡을 동반하는 결점의 검사 방법 및 결점 검사 장치에 관한 것이다.

도 1은 발명에 의한 검사 장치의 기본적 구성을 설명하는 개략도.

도 2는 도 1에 있어서 라인 센서 위치로부터 조명 수단 측을 본 도면.

도 3a 및 도 3b는 조명 수단을 육안으로 본 경우에, 그 보이는 방법을 모식적으로 도시하는 도면.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 유리판의 표면에 볼록부가 존재하는 경우를 설명하는 도면.

도 5a, 도 5b 및 도 5c는 유리판 내에 기포 결점이 존재하는 경우를 설명하는 도면.

도 6은 기포 결점을 관찰한 화상 데이터에 근거하는 화상을 도시하는 도면.

도 7은 기포 결점을 관찰한 화상 데이터를 3치화 처리하여, 3치화 화상 데이터에 근거하는 화상을 도시하는 도면.

도 8은 이물 결점을 관찰한 화상 데이터에 근거하는 화상을 도시하는 도면.

도 9는 이물 결점을 관찰한 화상 데이터를 3치화 처리하여, 3치화 화상 데이터에 근거하는 화상을 도시하는 도면.

도 10은 또 다른 차폐판을 사용한 검사 장치를 도시하는 도면.

도 11은 도 10에 있어서 라인 센서의 위치로부터 조명 수단 측을 본 도면.

도 12a, 도 12b, 도 12c 및 도 12d는 도 10의 검사 장치에 있어서, 유리판 내에 기포 결점이 존재하는 경우를 설명하는 도면.

도 13a 및 도 13b는 유리판 상에 존재하는 낙하 이물과, 낙하 이물 자국에 존재하는 크레이터형 요철을 도시하는 도면.

도 14a 및 도 14b는 낙하 이물 결점 및 크레이터형 결점에 대응하는 「명부」, 「암부」의 패턴을 도시하는 도면.

도 15는 먼지를 관찰한 화상 데이터를 3치화 처리하여, 3치화 화상 데이터에근거하는 화상을 도시하는 도면.

도 16은 다른 조명 수단을 도시하는 도면.

도 17은 다른 조명 수단을 도시하는 도면.

도 18은 또 다른 조명 수단을 도시하는 도면.

본 발명의 목적은 시트형 투명체에 있어서의 광학 왜곡을 갖는 결점을 그 종류를 구별할 수 있도록 검사하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 또한 시트형 투명체에 있어서의 광학 왜곡을 갖는 결점을 시트형 투명체의 표면에 부착하여 광학 왜곡을 갖지 않는 먼지를 구별할 수 있도록 검사하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 양태는 반송되는 시트형 투명체에 존재하는 광학 왜곡을 동반하는 결점을 검출하는 결점 검사 방법이다. 이 결점 검사 방법으로는, 시트형 투명체의 한쪽 측에 조명 수단을 설치하고, 시트형 투명체의 다른쪽 측에 1차원 촬상 수단을 설치한다. 조명 수단은 명부와 암부를 가지고, 명부와 암부의 경계부를 실질적으로 1차원 촬상 수단과 평행한 직선형으로 하여, 상기 촬상 수단의 시야를 상기 경계부로 한다. 촬상 수단의 1차원 출력으로부터 2차원의 화상 데이터를 작성하고, 화상 데이터를 3치화(3値化) 처리한 화상 데이터로 변환하여, 3치화 화상 데이터에 근거하는 표시 화상 중에 시트형 투명체의 반송 방향으로 순차 나타나는 명부, 암부로 이루어지는 결점 패턴에 의해 결점을 검출하고 또한 결점의 종류를식별한다.

본 발명의 제 2 양태는 반송되는 시트형 투명체에 존재하는 광학 왜곡을 동반하는 결점을 검출하는 결점 검사 장치이다. 이 결점 검사 장치는 시트형 투명체의 한쪽 측에 설치된 1차원 촬상 수단과, 시트형 투명체의 다른쪽 측에 설치된 조명 수단을 구비한다. 조명 수단은 명부와 암부를 가지고, 명부와 암부의 경계부를 실질적으로 상기 1차원의 촬상 수단과 평행한 직선형으로 하고, 촬상 수단의 시야를 상기 경계부로 한다. 더욱이, 촬상 수단의 1차원 출력으로부터 2차원의 화상 데이터를 작성하고, 화상 데이터를 3치화 처리한 화상 데이터로 변환하여, 3치화 화상 데이터에 근거하는 표시 화상을 형성하는 화상 처리 수단을 구비하고, 표시 화상 중에 시트형 투명체의 반송 방향으로 순차 나타나는 명부, 암부로 이루어지는 결점 패턴을 표시한다.

본 발명의 검사 방법 및 장치에 있어서, 상기 결점의 종류 식별은 상기 결점 패턴을 구성하는 명부, 암부가 상기 시트형 투명체의 반송 방향으로 나타나는 순서 및 명부, 암부가 조합에 의해 행한다. 이렇게 하여 식별되는 결점의 종류는 이물 결점, 기포 결점, 볼록부 결점, 오목부 결점, 낙하 이물 결점, 낙하 이물 자국 결점 중 적어도 어느 하나이다.

(실시예 1)

도 1에는 본 발명에 의한 결점 검사 장치(1)의 제 1 실시예의 구성을 도시하였다. 이 결점 검출 장치는 조명 수단(2)과 촬상 수단(4)과 화상 처리 수단(6)을 구비하고 있다. 조명 수단(2)은 조명 수단의 암부를 구성하는 차광판(22)과, 조명 수단의 명부를 구성하는 광원(21)으로 구성되어 있다. 촬상 수단(4)은 1차원 주사를 반복하는 라인 센서(분해능 50㎛)로, 라인 센서 카메라(41)와 렌즈(42)로 구성되어 있다. 상기 조명 수단(2)과 촬상 수단(4) 사이에서 유리판(3)은 반송 수단(5)에 의해 반송된다. 반송 방향은 화살표로 도시하는 바와 같이, 도면에 있어서 왼쪽 방향이다. 라인 센서(4)로부터의 1차원 출력 신호는 화상 처리 수단(6)으로 보내지고, 화상 처리 수단으로는, 1차원 출력 신호에 의해 화상 데이터를 형성하고, 이 화상 데이터를 3치화 처리하여, 3치화 처리 화상 데이터에 근거하는 화상을 표시하여 결점을 나타내는 「명부」, 「암부」 패턴을 관찰할 수 있도록 한다.

조명 수단(2)의 명부를 구성하는 광원(21)으로서는 직관의 형광등을 사용하였다. 통상의 상용 전원에 의한 점등으로는 광량 얼룩이 크기 때문에, 고주파 점등으로 하였다. 또한, 구동 주파수는 30kHz 이상으로 하였다. 이와 같이 형광등을 고주파로 점등시키는 조명은 염가이고, 광량 얼룩이 적기 때문에 바람직하다. 특히 길이가 긴 광원이 필요한 경우에, 형광등을 사용하면 유효하다.

형광등(21) 위쪽에 조명 수단(2)의 암부를 구성하는 차광판(22)을 배치하였다. 배치하는 위치로서는, 라인 센서(4)의 광 축(7)에 차광판의 에지가 일치하도록 하여, 광 축(7)에 대하여 유리판의 반송 방향 하류 측이다. 차광판(22)은 명부와의 콘트라스트를 크게 하기 위해, 흑색으로 하는 것이 바람직하고, 염삭(艶削)되어 있는 경우 더욱 바람직하다. 나아가서는, 명부의 밝기를 크게 하기 위해서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 형광등(21)의 중심이 라인 센서(4)의 광 축(7)에 대하여, 우측으로 어긋나도록 배치하는 것이 바람직하다.

도 2는 라인 센서(4)의 위치로부터 조명 수단 측을 본 도면이다. 차광판(22)이 암부를 구성하고, 차광판(22)으로 숨겨져 있지 않은 형광등(21)의 발광 표면이 명부를 구성하고 있다. 명부와 암부의 경계에 있는 ×표의 위치가 라인 센서의 시야 중심이다. 그리고, 라인 센서는 명부와 암부의 경계부를 1차원으로 주사하여 관찰한다.

조명 수단 위쪽에는 피검사 대상물인 유리판(3)을 반송하기 위한 반송 수단(5)이 설치되어 있다. 도 1에 있어서는, 롤러에 의해 화살표 방향으로 반송을 하고 있다. 즉, 조명 수단(2)에 있어서의 명부와 암부 경계부의 길이 방향이 반송 방향과 직교하고 있다.

반송 수단 위쪽에는 라인 센서 카메라(41) 및 렌즈(42)로 구성되는 라인 센서(4)를 설치하고 있다. 이 때, 라인 센서 카메라의 관찰 범위는 상술한 바와 같이 조명 수단(2)의 명부와 암부의 경계부와 합쳐져 있다. 또한, 라인 센서 카메라가 관찰 가능한 길이는 정해져 있기 때문에, 피검사 대상물의 폭에 맞추어, 적당히 설치 대수를 정할 수 있다. 또한, 라인 센서 카메라(42)의 초점 위치는 투명판 근방으로 한다. 바람직하게는, 투명판의 표면으로 한다.

화상 처리 수단(6)으로서는, 예를 들면 컴퓨터를 이용할 수 있다. 라인 센서의 출력이 아날로그 신호인 경우는, 컴퓨터에는 디지털 신호로 변환하여 넣을 필요가 있기 때문에, 화상 출력 수단(6)은 적어도 아날로그/디지털 변환 기능을 갖는 화상 입력 장치를 부가로 가질 것이 요구된다. 라인 센서 카메라가 디지털 카메라인 경우에는, 아날로그/디지털 변환은 불필요하다.

이상의 결점 검출 장치에 있어서, 유리판(3)에 결점이 있는 경우에, 표시 화상에 있어서 결점을 나타내는 「명부」, 「암부」로 이루어지는 결점 패턴을 관찰할 수 있는 원리를 이하에 설명한다.

도 1에 있어서, 라인 센서(4)의 위치로부터, 유리판의 표면 상에 있는 광학 왜곡을 동반하는 볼록부 결점을 육안으로 관찰하였을 때의 조명 수단이 보이는 방법을 모식적으로 도면에 도시한다. 도 3a는 유리판에 볼록부 결점이 없는 경우를 도시한다. 왼쪽 반의 검은 바탕 부분은 조명 수단의 암부인 차광판(22)을 나타내고, 오른쪽 반의 흰 바탕 부분은 조명 수단의 명부인 광원(21)의 발광 부분을 나타내고 있다. 검은 바탕 부분과 흰 바탕 부분과의 경계 위쪽에 유리판의 볼록부 결점이 있으면, 볼록부 결점의 렌즈 작용에 의해 광이 굴절하여, 도 3b에 10으로 도시하는 바와 같이, 명부(21)와 암부(22)의 경계의 명부(21) 배경 중에 암부가, 암부(22) 배경 중에 명부가 나타난다. 도 3a 및 도 3b는 어디까지나 인간이 육안에 의해 관찰한 경우이지만, 초점 거리를 유리판 표면에 맞춘 라인 센서로 관찰한 경우에는, 명부(21)와 암부(22)의 경계가 희미해져 보여, 명부와 암부의 밝기 비율에 의해 중간 밝기가 된다. 또한, 이 중간 밝기를 정확하게 명부의 밝기와 암부의 밝기의 중간 밝기로 설정하기 위해서는, 우선 차광판(22)을 설치하지 않은 상태에서 라인 센서의 출력을 구하여, 이 출력을 100으로 한다. 이어서, 차광판을 설치하여, 라인 센서의 출력이 50이 되도록 차광판(22)의 배치 위치를 조정함으로써 행한다.

그리고, 유리판은 반송되어 있기 때문에, 후술하는 바와 같이, 라인 센서는 우선 결점(10)에 의한 광의 굴절 결과, 명부(21)를 검출하고, 계속해서 암부(22)를 검출하게 된다. 라인 센서의 출력 신호를 화상 처리 수단에서 화상 데이터로 하여, 이 화상 데이터를 3치화 처리하여 화상 표시하면, 화상 상에는 「명부」와 「암부」로 이루어지는 패턴이 관찰된다. 이 「명암」 패턴이 관찰되면, 결점은 적어도 볼록부 결점인 것이 추정된다.

이상은 볼록부 결점에 대해서 관찰되는 결점 패턴에 대해서 설명하였지만, 볼록부 결점에 대해서, 「명암」 패턴이 발생하는 원리를 더욱 상술함과 동시에, 아울러 기포 결점의 경우에 관찰되는 결점 패턴에 대해서도 설명한다.

도 4는 도 3a 및 도 3b에 있어서 설명한 바와 마찬가지로, 유리판의 표면에 볼록부가 존재하는 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 4a는 라인 센서(4)가 반송되어 오는 유리판(3) 표면의 볼록부(31)의 전반 부분을 관찰하고 있는 상태를 도시한다. 라인 센서(4)에 주로 입사하는 광의 광 축은 볼록부(31)의 렌즈 작용에 의해, 차광판(22)의 에지로부터 형광등(21)의 발광면 측으로 편중되어 이동하고 있다. 이 때문에, 광학 왜곡이 없는 정상 부분을 관찰하고 있는 경우에 비하여, 라인 센서에 입사하는 광량이 증가한다.

도 4b는 라인 센서(4)가 반송되어 오는 유리판 표면의 볼록부(31)의 후반 부분을 관찰하고 있는 상태를 도시한다. 라인 센서(4)에 주로 입사하는 광의 광 축은 볼록부(31)의 렌즈 작용에 의해, 차광판(22)의 에지로부터 차광판의 내측으로 편중되어 이동하고 있다. 이 때문에, 광학 왜곡이 없는 정상 부분을 관찰하고 있는 경우에 비하여, 라인 센서에 입사하는 광량이 감소한다.

상술한 바와 같은 표면에 볼록부가 존재하는 유리판을 이동시키면서 라인 센서로 관찰한 경우, 라인 센서의 출력(I; 밝기를 나타내고 있다)은 도 4c와 같이 된다. 또한, 도 4c는 라인 센서의 1화소에 있어서의 출력을 도시하고 있으며, 가로 축(L)은 유리판의 이동 거리이다.

도 4c에 있어서, 출력(Io)은 도 3a에 있어서 명부(21)와 암부(22)의 경계가 흐린 부분을 관찰하고 있는 경우의 라인 센서의 상기 화소의 출력 레벨을 도시하고 있다. 볼록부 결점이 이동하여 오면, 라인 센서의 출력은 우선 레벨(Io)보다 커지고, 계속해서 레벨(Io)보다 작아진다.

라인 센서의 출력은 화상 입력 장치에 의해 컴퓨터에 들어가, 화상 데이터가 형성된다. 이 화상 데이터는 3치화 처리되어, 3치화 화상이 디스플레이 상에 표시된다. 디스플레이 상에는 볼록부 결점의 존재에 대응하여, 「명부」와 「암부」가 이 순서대로 나타나, 「명부」와 「암부」로 이루어지는 「명암」 패턴이 표시된다.

또한, 광학 왜곡을 동반하는 이물 결점의 경우도, 볼록부 결점과 마찬가지로 「명암」 패턴으로서 나타나는 것이 확인되었다.

또한, 유리판 표면에 존재하는 오목부 결점의 경우, 3치화 화상에는 볼록부 결점과는 반대로 「암명」 패턴이 나타나는 것은 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 더욱이, 유리판 표면에 피복된 막의 핀홀 결점도 「암명」 패턴이 나타나는 것을 확인하고 있다.

이어서, 유리판 내에 기포 결점이 존재하는 경우의 예를 설명한다. 도 5a는 라인 센서(4)가 반송되어 오는 유리판 내의 기포 결점(32)의 전반부를 관찰하고 있는 상태를 도시하는 도면이다. 라인 센서(4)에 주로 입사하는 광의 광 축은 기포 결점의 렌즈 작용에 의해, 차광판(22)의 에지에서 차광판의 내측으로 편중되어 이동하고 있다. 이 때문에, 정상인 부분을 관찰하고 있는 경우에 비하여, 라인 센서에 입사하는 광량이 감소한다.

도 5b는 라인 센서(4)가 반송되어 오는 유리판 내의 기포 결점(32)의 후반부를 관찰하고 있는 상태를 도시한다. 라인 센서(4)에 주로 입사하는 광의 광 축은 기포 결점의 렌즈 작용에 의해 차광판(22)의 에지에서 형광등(21)의 발광면 측으로 편중되어 이동하고 있다. 이 때문에, 정상인 부분을 관찰하고 있는 경우에 비하여, 라인 센서에 입사하는 광량이 증가한다.

상술한 바와 같은 기포 결점이 존재하는 유리판을 이동시키면서 라인 센서로 관찰한 경우, 라인 센서의 1화소의 출력(I)은 도 5c과 같이 된다. 기포부 결점이 이동하여 오면, 출력은 우선 레벨(Io)보다 작아지고, 계속해서 레벨(Io)보다 커진다. 라인 센서의 출력은 컴퓨터에 들어가 화상 데이터가 형성되어, 3치화 처리된다. 기포 결점의 존재에 대응하여, 3치화 화상 상에 「암부」와 「명부」가 이 순으로 나타나, 「암부」와 「명부」로 이루어지는 「암명」 패턴이 표시된다.

이상과 같이, 결점 종류에 따라, 즉 광을 굴절시키는 성질의 차이에 따라, 유리판의 반송 방향으로 「명부」와 「암부」가 나타나는 순서가 정해져, 「명부」와 「암부」로 구성되는 결점 패턴에 차이가 생긴다. 이 결점 패턴의 차이에 의해, 결점의 종류를 식별할 수 있다. 또한, 이러한 결점의 종류 식별은 [발명의 배경]에서 서술한 바와 같이, 일본국 특허 제 3178644호 공보에 기재된 차광부와 투광부가 복수인 슬릿판으로는 곤란하여, 본 발명의 1차원의 촬상 수단과 평행한 직선형 투광부가 1개 밖에 없는, 바꾸어 말하면 복수가 아닌 슬릿 조명에서만 가능하다. 또한, 실제의 결점으로는, 반송 방향 이외도 포함시키면 「명부」와 「암부」로 이루어지는 복잡한 결점 패턴을 형성하는 경우가 많지만, 그러한 결점은 각종 결점이 서로 섞인 복합 결점이라고 간주하는 것도 가능하다.

상술한 검사 장치에 의해, 구체적으로 유리판에 존재하는 기포 결점을 관찰한 예를 도시한다. 도 6은 라인 센서 카메라(41)로부터의 신호를 화상 입력 장치로써 컴퓨터에 넣어 화상 데이터를 형성하여, 3치화 처리를 하지 않고 디스플레이 상에 표시한 화상이다. 또한, 화면 상의 세로 커서(C1) 및 가로 커서(C2) 상에 있어서의 농담 프로파일도 더불어 도시하고 있다. 화상에 있어서, 가로 방향은 유리판의 반송 방향이고, 세로 방향은 라인 센서의 주사 방향이다. 이 화상에서는, 화상의 농담이 불선명하며, 따라서 「명부」, 「암부」로 이루어지는 결점 패턴은 불명료하다.

본 발명에서는, 컴퓨터에 있어서, 그 2차원 화상 데이터에 대해서 3치화 처리를 하여, 명부와 암부와의 콘트라스트를 크게 한다. 3치화 처리는 우선 2차원 화상 데이터의 전체를 평균한 밝기를 구한다. 그것을 기준으로 하여, +측과 -측의 임계치를 적당히 설정하여, +측의 임계치 이상의 화소 데이터 부분을 「명부」로 하고, -측의 임계치 이하의 화소 데이터 부분을 「암부」로 하고, +측과 -측의 임계치간의 범위를 「회색부」로 한다. 또한, 상기 평균한 밝기는 2차원 화상 데이터 전체로부터 구하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 2차원 화상의 주변부에만 대응하는 화상 데이터로부터 구하여도 된다.

3치화된 화상 데이터를 디스플레이에 표시한 화상을 도 7에 도시한다. 화상의 농담이 보다 선명하게 되어 있다. 이와 같이 3치화 처리를 하면, 「명부」, 「암부」로 이루어지는 결점 패턴을 명료하게 표시할 수 있다.

기포 결점의 경우, 유리판의 반송에 따라서, 반송 방향으로 우선 「암부」가, 계속해서 「명부」가 나타나, 「암명」 패턴을 형성하고 있는 것을 알 수 있다. 도 7에 도시한 예에서는, 「명부」 패턴의 후방에 또한 「암부」가 나타나고 있다. 이것은 기포 결점이 크고 광학 왜곡이 큰 경우에, 관찰하고 있는 시야가 형광등의 범위로부터 벗어남으로써 일어나는 현상이다. 이상으로부터, 「암명」 패턴은 라인 센서의 분해능의 정수 배를 기준으로 하여 작은 기포 결점을 도시하고, 「암명암」 패턴은 라인 센서의 분해능의 정수 배를 기준으로 하여 큰 기포 결점을 도시하는 것을 알 수 있다.

도 8은 단순한 볼록부를 동반하는 이물 결점을 관찰한 경우의 3치화 처리 전의 화상 데이터에 의한 화상이다. 마찬가지로 3치화 처리를 하여, 3치화된 화상 데이터에 의한 화상을 도 9에 도시한다. 이러한 이물 결점의 경우, 유리판의 진행에 따라서, 우선 「명부」가, 계속해서 「암부」가 나타나, 「명암」 패턴을 형성하고 있는 것을 알 수 있다.

이상, 도 1에 도시한 결점 검사 장치에서는, 적어도 이물 결점과 기포 결점을 구별할 수 있다.

또한, 도 1에 도시한 결점 검사 장치에 있어서, 유리판(3)의 반송 방향을 반대로 하면, 결점 패턴을 구성하는 명부, 암부가 유리판의 반송 방향으로 나타나는 순서는 반대로 되는 것은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있을 것이다.

(실시예 2)

상술한 실시예 1에서는, 차광판(22)을 1장 사용한 예였지만, 이 실시예에서는 더욱 다른 차광판을 추가하여 사용한다. 도 10은 이 예를 도시하는 도면이다. 이 밖의 차광판(23)은 광원인 형광등(21)으로부터의 암시야 조명이 되는 간접 광을 조정하여, 결점으로부터의 난반사광 발생을 억제하기 위해 설치하고 있다. 이러한 차광판(23)은 라인 센서의 시야에 들어가지 않는 범위에서 그 위치를 조정할 수 있다.

도 11은 도 10의 검사 장치에 있어서, 라인 센서(4)의 위치로부터 조명 수단 측을 본 도면이다. 차광판(22, 23)이 암부를 구성하며, 차광판(22, 23)으로 숨겨져 있지 않은 형광등(21)의 발광 표면이 명부(21)를 구성하고 있다. 명부(21)와 암부(22)의 경계에 있는 ×표의 위치가 라인 센서의 시야 중심이다.

이 검사 장치를 사용하여, 라인 센서의 분해능의 정수 배를 기준으로 하여 큰 기포 결점을 검출하면, 도 6에 도시한 바와 같은 「암부」, 「명부」, 「암부」가 이어지는 「암명암」 패턴이 발생하기 쉬워진다. 도 12a, 도 12b, 도 12c 및 도 12d에 도 5a, 도 5b 및 도 5c에 대응한 도면을 도시하고, 「암명암」 패턴 발생의 원리를 도시한다. 도 12a에서는, 기포 결점의 선단부 부근을 관찰하고 있어, 도 12d에 도시하는 바와 같이 라인 센서의 출력이 레벨(Io)보다 작아진다. 도 12b에서는, 기포 결점의 중앙부보다 약간 후방을 관찰하고 있어, 출력이 레벨(Io)보다 커지고, 도 12c에서는, 기포 결점의 후단부 부근을 관찰하고 있어, 출력이 레벨(Io)보다 작아진다.

이어서, 유리판 상에 존재하는 낙하 이물, 낙하 이물 자국에 존재하는 크레이터형 요철(이 요철을 낙하 이물 자국이라 한다) 검사에 대해서 설명한다.

도 13a 및 도 13b는 유리판(3) 상에 존재하는 주위에 고조를 동반하는 낙하 이물과 크레이터형 요철인 낙하 이물 자국을 도시한다. 도 13a에 도시하는 바와 같이 이물(62)이 부착한 채로의 낙하 이물 결점(63)은 주위에 고조를 동반하고 있어, 3치화 화상에서는 볼록부 결점과 동일한 「명암」 패턴을 도시하였다. 이 「명암」 패턴의 예를 도 14a에 도시한다. 또한, 도 13b에 도시하는 바와 같이 크레이터형 낙하 이물 자국 결점(64)은 3치화 화상에서는 「명암 명암」 패턴을 도시하였다. 이들 패턴을 도 14b에 도시한다. 또한, 라인 센서의 분해능의 정수 배를 기준으로 하여 작은 낙하 이물 자국은 「명암」 패턴이 되는 것을 확인하였다.

이어서, 도 10에 도시한 검사 장치를 사용하여 라인 센서의 초점 위치를 유리판 표면으로 하여, 유리판 표면에 부착한 먼지를 관찰한 경우의 패턴을 도 15에 도시한다. 도면으로 분명한 바와 같이, 먼지에서는 「암부」 밖에 관찰되고 있지 않은 것을 알 수 있다. 이것은 부착되어 있는 먼지에서는, 광을 굴절하는 일이 없기 때문에, 먼지의 존재에 의해 차광됨으로써, 입사 광량이 저하하는 것만을 관찰하고 있기 때문이다.

따라서, 라인 센서의 초점을 유리판 표면으로 하고, 더욱이 차광판(23)에 의해 난반사광 발생을 억제함으로써, 3치화 화상의 「명부」, 「암부」의 패턴을 판단하여, 광학 왜곡을 동반하는 결점과 먼지를 구별하는 것이 가능하다.

또한, 도 10에 도시한 결점 검사 장치에 있어서, 유리판(3)의 반송 방향을 반대로 하면, 결점 패턴을 구성하는 명부, 암부가 유리판의 반송 방향으로 나타나는 순서는 반대로 되는 것은 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있을 것이다.

상술된 먼지와 마찬가지로, 유리판 표면에 부착하여, 유리판을 절단하였을 때의 절단 부스러기가 있다. 이러한 절단 부스러기는 광을 굴절하기 때문에, 광학 왜곡을 동반하는 결점과 마찬가지로 검출하는 것이 가능하다. 단, 절단 부스러기의 경우에는, 절단 부스러기의 크기나 형상에 근거하여, 「명부」 및/또는 「암부」로 이루어지는 복잡한 결점 패턴을 형성하는 경우가 많다.

이상의 실시예 1, 2에서는, 조명 수단(2)에 있어서의 명부와 암부의 경계부의 길이 방향과 투명판의 반송 방향은 90°각도를 이루고 있지만, 90°에 가까운 각도여도 된다. 또한, 유리 제조에 있어서의 흐름 방향의 결점을 특히 검출하고 싶은 경우에는, 적당히 비스듬히 교차하면 좋다.

(변형예)

상술한 실시예 1에서는, 조명 수단을 1개의 형광등과, 1장의 차광판에 의해 구성하였지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 도 16에 도시하는 바와 같이, 2개의 형광등(21)을 설치하여도 된다.

또한, 도 17에 도시하는 바와 같이, 복수 개의 형광등(21)을 배치하여, 위쪽에 차광판(24)과 산란판(25)을 설치한 조명 수단으로 하여도 된다.

또한, 도 18에 도시하는 바와 같이, 1개의 형광등(21) 표면에 차광막(26)을 직접 형성하여, 조명 수단으로서의 명부와 암부를 구성하여도 된다.

또한, 이상의 실시예 및 변형예에서는, 광원으로서 형광등을 사용하였지만, 광원으로서는 형광등 외에, 예를 들면 할로겐 램프를 광원으로 하여, 할로겐 램프로부터의 광을 파이버로써 유도한 파이버 조명이어도 된다. 또한, 막대형 LED 조명을 사용하여도 된다.

또한, 본 발명에 의한 검사 방법이 적용 가능한 투명판은 반드시 평판에 한정되는 것이 아니라, 패널 등과 같이, 완만한 곡률을 갖고 있는 판이어도 된다. 또한, 투명판은 적당히 절단된 판재이거나 연속적으로 공급되는 판재인 경우도 된다. 더욱이, 본 발명에 의한 검사 방법은 투광성을 갖고 있으면 반투명 판에도 적용 가능하다.

이상, 상세하게 설명된 바와 같이 본 발명에 의한 검사 방법 및 장치에서는, 광학 왜곡을 동반하는 결점을 콘트라스트가 확실한 「명부」와 「암부」로 이루어지는 패턴으로서 관찰할 수 있고, 나아가서는 상기 패턴 상태, 즉 「명부」와 「암부」가 시트형 투명체의 반송 방향으로 나타나는 순서 및 그 조합에 의해 결점의 종류를 식별하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 의한 검사 방법 및 장치에서는, 투명판의 표면에 부착한 제거 가능하고 결점이 되지 않는 먼지도 검출할 수 있기 때문에, 투명판의 표면에 존재하는 요철이나 투명판에 내재하는 이물, 기포 등의 결점과 구별하여 처리할 수 있다. 이 때문에, 특히 청정한 공간에 있어서 검사를 할 필요가 없고, 클린 부스 등의 새로운 설비를 필요로 하지 않기 때문에, 검사에 드는 비용을 억제할 수 있다. 나아가서는, 예를 들면 핸들링에 의한 먼지 부착이 많다는 정보도 얻을 수 있다. 이 정보를 바탕으로, 공정 개선을 도모하는 것도 가능하다.

Claims (17)

1. 반송되는 시트형 투명체에 존재하는 광학 왜곡을 동반하는 결점을 검출하는 결점 검사 방법에 있어서,

   상기 시트형 투명체의 한쪽 측에 조명 수단을 설치하고,

   상기 시트형 투명체의 다른쪽 측에 1차원의 촬상 수단을 설치하고,

   상기 조명 수단은 명부와 암부를 가지고, 상기 명부와 암부의 경계부를 실질적으로 상기 1차원의 촬상 수단과 평행한 직선형으로 하여, 상기 촬상 수단의 시야를 상기 경계부로 하고,

   상기 촬상 수단의 1차원 출력으로부터 2차원의 화상 데이터를 작성하고, 화상 데이터를 3치화 처리한 화상 데이터로 변환하여, 3치화 화상 데이터에 근거하는 표시 화상 중에 상기 시트형 투명체의 반송 방향으로 순차 나타나는 명부, 암부로 이루어지는 결점 패턴에 의해 결점을 검출하고 또한 결점의 종류를 식별하는 결점 검사 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 결점의 종류 식별은 상기 결점 패턴을 구성하는 명부, 암부가 상기 시트형 투명체의 반송 방향으로 나타나는 순서 및 명부, 암부가 조합에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 결점 검사 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 식별하는 결점의 종류는 적어도 이물 결점과 기포결점인 것을 특징으로 하는 결점 검출 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 식별하는 결점의 종류는 이물 결점, 기포 결점, 볼록부 결점, 오목부 결점, 낙하 이물 결점, 낙하 이물 자국 결점 중 적어도 1개인 것을 특징으로 하는 결점 검사 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시트형 투명체는 유리판인 것을 특징으로 하는 결점 검사 방법.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시트형 투명체는 투명막이 피복된 유리판인 것을 특징으로 하는 결점 검사 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 식별하는 결점의 종류는 상기 투명막에 존재하는 핀홀을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 결점 검사 방법.
8. 반송되는 시트형 투명체에 존재하는 광학 왜곡을 동반하는 결점을 검출하는 결점 검사 장치에 있어서,

   상기 시트형 투명체의 한쪽 측에 설치된 1차원 촬상 수단과,

   상기 시트형 투명체의 다른쪽 측에 설치된 조명 수단을 구비하고,

   상기 조명 수단은 명부와 암부를 가지고, 상기 명부와 암부의 경계부를 실질적으로 상기 1차원 촬상 수단과 평행한 직선형으로 하여, 상기 촬상 수단의 시야를 상기 경계부로 하고,

   상기 촬상 수단의 1차원 출력으로부터 2차원의 화상 데이터를 작성하고, 화상 데이터를 3치화 처리한 화상 데이터로 변환하여, 3치화 화상 데이터에 근거하는 표시 화상을 형성하는 화상 처리 수단을 구비하고, 상기 표시 화상 중에 상기 시트형 투명체의 반송 방향으로 순차 나타나는 명부, 암부로 이루어지는 결점 패턴을 표시하는 것을 특징으로 하는 결점 검사 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 조명 수단의 명부와 암부는 광원, 및 상기 광원과 상기 시트형 투명체 사이에 설치되고 상기 광원의 일부를 덮도록 배치된 차광판으로 구성되며, 상기 촬상 수단의 시야를 상기 차광판의 에지부로 한 것을 특징으로 하는 결점 검사 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 조명 수단과 상기 시트형 투명체간에 설치되고, 상기 결점이 난반사광을 발생하는 것을 억제하기 위한 다른 차광판을 부가로 구비하는 것을 특징으로 하는 결점 검사 장치.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 결점의 종류 식별은 상기 결점 패턴을 구성하는 명부, 암부가 상기 시트형 투명체의 반송 방향으로 나타나는 순서 및 명부, 암부의 조합에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 결점 검사 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 식별하는 결점의 종류는 적어도 이물 결점과 기포 결점인 것을 특징으로 하는 결점 검출 장치.
13. 제 11 항에 있어서, 상기 식별하는 결점의 종류는 이물 결점, 기포 결점, 볼록부 결점, 오목부 결점, 낙하 이물 결점, 낙하 이물 자국 결점 중 적어도 1개인 것을 특징으로 하는 결점 검사 장치.
14. 제 10 항에 있어서, 상기 1차원의 촬상 수단의 초점 위치를 상기 시트형 투명체 근방으로 하고,

    상기 표시 화상 중에 「암」 패턴이 나타나는 경우에는, 상기 「암」 패턴의 발생 원인은 상기 시트형 투명체 상에 부착한 먼지인 것을 특징으로 하는 결점 검사 장치.
15. 제 8 항, 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시트형 투명체는 유리판인 것을 특징으로 하는 결점 검사 장치.
16. 제 8 항, 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시트형 투명체는 투명막이 피복된 유리판인 것을 특징으로 하는 결점 검사 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 식별하는 결점의 종류는 상기 투명막에 존재하는 핀홀을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 결점 검사 장치.