JP2001141662A - 透明板状体の欠点検出方法および検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】欠点で散乱される光の強さは、欠点の大きさと
形状に依存し、ヘアラインと呼ばれるような非常に微細
なキズにおいては、散乱される光が弱く、像として検出
することが困難であった。 【解決手段】透明板状体に光を当て、透過する光を用い
る透明板状体の欠点検出方法において、散乱光を透明板
状体に入射し、該透明板状体をＣＣＤカメラで撮影し、
ＣＣＤカメラと透明板状体との間に、光源とＣＣＤカメ
ラを結ぶ直線上で移動可能な遮光板を設けて、光源の光
が直接カメラに入射しないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、板ガラスや透明プ
ラスチック板などの透明板状体の製造や２次加工におけ
る欠点検査に関する。

【０００２】

【従来の技術】板ガラスに光を照射し、板ガラスを透過
する光あるいは板ガラスの表面で反射する光を用いて板
ガラスの欠点を検査する方法は、欠点で光が散乱するこ
とを利用するものである。欠点のところで光が散乱する
ため、その部分が光の２次光源となり、カメラでその部
分を画像としてとらえることが可能であり、欠点がない
ところは光が散乱しないので結像することが無く、画像
には欠点のみが像として形成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】欠点で散乱される光の
強さは、欠点の大きさと形状に依存し、ヘアラインと呼
ばれるような非常に微細なキズにおいては、散乱される
光が弱く、像として検出することが困難であった。

【０００４】このような微細な欠点を検出するために、
高輝度のランプとシリンドリカルレンズを用いて、透明
板を帯状に照明し、欠点による散乱光と迷光との差異を
大きくして、欠点を検出する方法が考えられるが、欠点
からの散乱光の輝度を大きくするために光源の輝度を大
きくしなければならず、光源部が高熱となるため、レン
ズの耐熱性などの考慮から、大がかりな装置になってし
まうという欠点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の検査方法は、透
明板状体に光を当て、透過する光を用いる透明板状体の
欠点検出方法において、散乱光を透明板状体に入射し、
該透明板状体をＣＣＤカメラで撮影し、ＣＣＤカメラと
透明板状体との間に、光源とＣＣＤカメラを結ぶ直線上
で移動可能な遮光板を設けて、光源の光が直接カメラに
入射しないようにしたことを特徴とする欠点検出方法で
ある。

【０００６】また、前述の欠点検出方法が、ＣＣＤカメ
ラで撮影した画像において、照度分布補正処理、２値化
処理、形状処理を行って、透明板状体の欠点を検知する
ことを特徴とする。

【０００７】また、透明板状体に帯状に照明する照明器
と、該照明器と透明板状体を結ぶ垂線上に配設したＣＣ
Ｄカメラと、該ＣＣＤカメラと該透明板状体の間におい
て該ＣＣＤカメラと該照明器を結ぶ線上に配置した遮光
板とからなることを特徴とする前述の欠点検出方法に用
いる検出装置である。

【０００８】

【作用】欠点の散乱光により欠点を検出する方法におい
て、微細な線状の欠点をもれなく検出するために、散乱
光を用いて欠点をあらゆる方向から照明する。散乱光で
照明された欠点において、欠点による散乱光も照明光の
進む方向とほぼ同じ方向に進む光が強い。このため、Ｃ
ＣＤカメラで光源を直接見るような光学系にすれば、欠
点からの散乱光を多量に検知できる。しかし、この光学
系では、光源の光りも直接ＣＣＤカメラに入射するた
め、ＣＣＤカメラで撮影する画像は背景が明るすぎて欠
点の検知がほとんどできない。

【０００９】そのため、光源の光が直接ＣＣＤカメラに
入射しないように、スリットで光源の光の一部を板状体
に入射する方法があるが、スリットの開いたところと光
源を結ぶ線上に近いところでないと、キズなどの微細な
欠点からの散乱光を結像させることはかなり難しく、光
源の位置とＣＣＤカメラの位置を試行錯誤を繰り返して
調整しなければならず、また、欠点からの散乱光が欠点
の中を光ガイドのように伝播する傾向があり、欠点の一
部のみを照明すると、前述の効果が小さくなり、欠点の
散乱光の量が減少して、検知にかからない欠点もある。

【００１０】本発明の透明板状体とＣＣＤカメラの間に
遮光板を設ける方法は、前述の不具合を無くし、欠点か
らの散乱光を多量に検知でき、しかも光源の光を遮るこ
とができ、微細な欠点をもれなく検出できる有効な方法
である。

【００１１】

【発明の実施の形態】透明板状体の下あるいは上から照
明器を用いて、帯状に透明板状体を照明する。

【００１２】照明器にはハロゲンランプ、キセノンラン
プ、高圧水銀灯、ナトリウムランプなどの光源を用い、
光源の光を遮光したり、板状あるいはロッド状の光ガイ
ドを用いて、透明板状体を帯状に照明する。透明板状体
に入射する光は磨りガラスなどのディフューザーを用い
るか、光ガイドの射出側に凹凸処理をして散乱光にす
る。また光源に棒状の蛍光灯を用いても良い。

【００１３】透明板状体の照明された部分を、透明板状
体の照明器とは反対側に設置されたＣＣＤカメラで撮影
する。ＣＣＤカメラと透明板状体と光源は直線上に配置
する。透明板状体とＣＣＤカメラの間に、遮光板を設
け、該遮光板は光源とＣＣＤカメラを結ぶ直線上で移動
して、ＣＣＤカメラに光源の光が直接入射しないように
するとともに、ＣＣＤカメラに入射する光量を調整す
る。欠点の輝度を大きくするために、遮光板は透明板状
体に近い位置にすることが望ましく、また遮光板の位置
を調整しやすくするため、光源とＣＣＤカメラは、光源
とＣＣＤカメラとを結ぶ線が透明板状体に直角になるよ
うに配置することが望ましい。透明板状体を水平に置
き、ＣＣＤカメラ、遮光板および照明器を垂直に配置す
るか、または透明板状体を垂直に立て、ＣＣＤカメラ、
遮光板および照明器を水平に配置する。

【００１４】透明板状体の全体を検査するために、透明
板状体を固定して、光源、遮光板およびＣＣＤカメラを
移動するか、あるいは光源、遮光板およびＣＣＤカメラ
を固定して、透明板状体を移動する。

【００１５】遮光板は、欠点の像との明るさの差異を大
きくするため、黒色であることが好ましい。また、遮光
板の端部で光が散乱しないように、遮光板の端部をナイ
フエッジの形状にしておくことが望ましい。

【００１６】ＣＣＤカメラは通常のカメラでも良いが、
遮光板の近傍のみの画像において、欠点の散乱光が強
く、従って遮光板の近傍のみの画像をデータ処理した方
が好ましく、１本の走査線のみを撮影するようにしたラ
インカメラを用いることが望ましい。

【００１７】また光源発光部分以外のカメラ視野の背景
となる部分は無反射の黒色塗装等を行い、余分な反射光
がカメラに入光しないことが望ましい。

【００１８】ラインカメラを用いる場合、光源とカメラ
の光軸および視野の位置関係は面状もしくは棒状の光源
発光部のエッジ周辺またはエッジから僅かに離れた部分
を観察するよう合わせる。この際、光源からの直接光は
カメラ受光部にはほとんど入射しないはずであるが、実
際には若干の光が入射する。

【００１９】この光を減少させるためには光軸をさらに
光源発光部分からずらす方法も考えられるが、これでは
欠陥自身の散乱光が減ってしまうため望ましくなく、本
発明では遮光板を透明体とカメラの間に挿入して光源か
らの余分な光をカットする。

【００２０】ＣＣＤカメラで撮影された透明板状体の像
は、照度調整処理を行った後に、像の明るさをＣＣＤカ
メラの分解能に対応させて、明と暗との２値化処理す
る。さらに、２値化処理されたデータの明の部分を幅と
長さに形状処理して、欠点の認識処理を行う。

【００２１】ＣＣＤカメラで撮影された画像は、ＣＣＤ
カメラからのデータをそのまま画像データとして小型の
パーソナルコンピュータあるいは中型のワークステーシ
ョンなどのコンピュータに取り込み、コンピュータに予
め組み込まれたプログラムで画像処理をしても良く、あ
るいはＣＣＤカメラとコンピュータの間に画像処理機を
設け、照度調整から２値化までを画像処理機で行い、形
状による欠点としての認識処理をコンピュータに組み込
まれた手順で行っても良い。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説
明する。

【００２３】実施例１ 図１および図２は、実施例１の光学系の概略側面図と概
略平面図である。

【００２４】厚み５ｍｍのフロート板ガラスの透明板状
体３を下方から照明器６で照明し、ラインカメラ１で透
明板状体３を撮影した。照明器６には、ハロゲンランプ
の光をロッド状の光ガイドで広げ、透明板状体３を帯状
に照明する照明器を用いた。照明範囲５に対して、遮光
板４を該遮光板４のエッジがラインカメラ１の撮影像の
中心になるように配置した。さらに、照明器６の光が直
接ラインカメラに入射しないように、照明器６の位置を
ラインカメラ１の真下からずらした。

【００２５】照明器６の透明板状体３の照明範囲５は、
欠点からの散乱光が減少しないように、照明器６を透明
板状体３の下３００ｍｍに設置し、幅２００ｍｍの幅で
帯状に透明板状体３を照明した。

【００２６】ラインカメラ１による撮影を透明板状体３
を移動させながら行い、遮光板４のエッジ近傍に見える
透明板状体３をライン状に撮影した。

【００２７】ラインカメラ１で撮影したライン状の画像
を、画像処理機１０により、照度調整処理および２値化
処理を行った。画像処理機１０で画像処理されたライン
状の画像をパーソナルコンピュータ１１に取り込み、透
明板状体全体につなぎ合わせ、図４に示すような透明板
状体全体の合成画像１２を作成した。合成画像１２には
透明板状体の像９の中にキズ欠点７が明るい像として現
れる。さらにパーソナルコンピュータ１１を用いて、明
の部分のキズ欠点７の幅と長さについて形状解析を行
い、欠点としての認識を行った。

【００２８】本実施例において、図４に示す合成画像１
２のキズ欠点７は、幅が５０μｍ程度のものまで検出可
能であった。

【００２９】実施例２ 図５および図６は、実施例２の光学系の概略側面図と概
略平面図である。ＣＣＤカメラにエリアカメラ１’を用
い、ＣＣＤカメラ１’の中心、遮光板４の中心および照
明器６の中心を、透明板状体３に対して垂直にほぼ１直
線上に配置した他は、実施例１と同様である。

【００３０】エリアカメラ１’では、図７に示すように
な画像１２’が撮影され、画像１２’に遮光板４の陰８
が現れる。欠点は遮光板４のエッジ周辺で検出されるた
め、この場合は、透明板状体３を移動させて、透明板状
体３の全体を検査できる必要枚数を撮影し、それぞれの
撮影した画像１２’について、画像処理装置１０で照度
補正と２値化を行い、パーソナルコンピュータ１１でキ
ズ欠点７の幅と長さの形状処理を行い、欠点としての認
識を行った。

【００３１】本実施例においても、図７に示すキズ欠点
７は幅５０μｍ程度のものまで検出できた。

【００３２】

【発明の効果】本発明の欠点検出方法および検出装置
は、従来困難とされてきた透明板状体のヘアラインのよ
うな微細な欠点の検出を可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の光学系の概略側面図。

【図２】実施例１の光学系の概略平面図。

【図３】ＣＣＤカメラで撮影した画像を解析する装置の
構成図。

【図４】実施例１で撮影されるキズ欠点を概念的に示し
た図

【図５】実施例２の光学系の概略側面図。

【図６】実施例２の光学系の概略平面図。

【図７】実施例２で撮影されるキズ欠点を概念的に示し
た図。

【符号の説明】

１ ＣＣＤカメラ １’ ＣＣＤラインカメラ ２、２’撮影範囲 ３ 透明板状体 ４ 遮光板 ５ 照明範囲 ６ 照明器 ７ キズ欠点 ８ 遮光板の陰 ９ 透明板状体の画像 １０ 画像処理装置 １１ パーソナルコンピュータ １２ 合成画像像 １２’ エリアカメラで撮影される画像

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明板状体に光を当て、透過する光を用い
   る透明板状体の欠点検出方法において、多点を光源にす
   る散乱光を透明板状体に入射し、該透明板状体をＣＣＤ
   カメラで撮影し、ＣＣＤカメラと透明板状体との間に、
   光源とＣＣＤカメラを結ぶ直線上で移動可能な遮光板を
   設けて、光源の光が直接カメラに入射しないようにした
   ことを特徴とする欠点検出方法。
2. 【請求項２】ＣＣＤカメラで撮影した画像において、照
   度分布補正処理、２値化処理、形状処理を行って、透明
   板状体の欠点を検知することを特徴とする請求項１に記
   載の欠点検出方法。
3. 【請求項３】透明板状体に帯状に照明する照明器と、該
   照明器と透明板状体を結ぶ垂線上に配設したＣＣＤカメ
   ラと、該ＣＣＤカメラと該透明板状体の間において該Ｃ
   ＣＤカメラと該照明器を結ぶ線上に配置した遮光板とか
   らなることを特徴とする請求項１または２に記載の欠点
   検出方法に用いる検出装置。