JP3575678B2

JP3575678B2 - 板状透明体の欠点検出方法及び同装置

Info

Publication number: JP3575678B2
Application number: JP2000048477A
Authority: JP
Inventors: 淳司三宅
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: JP2001235433A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は板ガラス、板状透明樹脂に代表される板状透明体における異物、泡、傷などの欠点を検出する技術の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
泡等の有害な欠点を有する板状透明体は光学系に不向きである。すなわち、板状透明体は用途や要求仕様により、許容できる欠点の大きさ、程度が決まっているため、欠点の有無、大きさ、種類を検出し、許容できないものはラインから除外するなどして品質の維持を図る必要がある。そのために、欠点を検出する技術は重要であり、以下に示す方法が知られている。
【０００３】
図５は従来の明視野透過照明による欠点検出法の原理図であり、板状透明体１０１の上に撮像装置１０２を置き、下に照明１０３を置き、この照明１０３で照した板状透明体１０１を撮像装置１０２で撮像し、その信号を受像機１０４に送る。受像機１０４の画面は全体的に明るく白くなる。
もし、板状透明体１０１に泡等の欠点１０５があれば、照明１０３からの光が散乱、回析又は屈折して撮像装置１０２に到達する光量が減少するため、受像機１０４の明るい画像に欠点１０５が暗い黒点となって顕れる。撮像装置１０２の視野内に照明があることから、明視野透過照明による欠点検出法という。
【０００４】
この様な明視野透過照明による欠点検出法は広く普及しているが、欠点１０５が小さい若しくは微小であると、この欠点１０５が背景の照明１０３の中に隠れてしまい検出不能となる。すなわち、ある程度大きな欠点でなければ検出することができず、検出能力に限界がある。これに代わる技術を次に説明する。
【０００５】
図６は従来の暗視野透過照明による欠点検出法の原理図であり、板状透明体１０１の上に撮像装置１０２を置き、下に且つ撮像装置１０２の視野から外れたところに照明１０３を置き、この照明１０３で照した板状透明体１０１を撮像装置１０２で撮像し、その信号を受像機１０４に送る。受像機１０４の画面は全体的に暗くなる。
もし、板状透明体１０１に泡等の欠点１０５があれば、照明１０３からの光が散乱、回析又は屈折するため、欠点１０５は輝点となる。受像機１０４に写る欠点１０５は暗い背景に明るい白点となって顕れる。撮像装置１０２の視野外に照明があって視野が暗くなることから、暗視野透過照明による欠点検出法という。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
暗視野透過照明による欠点検出法では欠点１０５が輝点となるため小さい若しくは微小の欠点であっても検出できる。しかし、図６から明らかなように照明１０３を視野から外し、撮像装置１０２の視野に対して斜めに照光するため、光の有効利用の点では無駄が多い。すなわち、大きな照明１０３を準備する必要があり、装置コスト並びに運転費用が嵩むことになる。
【０００７】
従って、本発明の目的は小さい若しくは微小の欠点検出が可能であって、照明光を効果的に利用することのできる板状透明体の欠点検出方法及び同装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の板状透明体の欠点検出方法は、撮像装置、板状透明体、照明をこの順に並べ、照明は互いに平行に且つ一定の間隙を開けて配置した２本の左右の棒状ランプとし、撮像装置の視野内に間隙とこの間隙に隣接する左の棒状ランプの一部及び間隙に隣接する右の棒状ランプの一部が入るように、間隙の幅を設定しておき、欠点の無い板状透明体を見たときに撮像装置で受ける受光量を基準にして、検査すべき板状透明体を見たときに撮像装置で受ける受光量が増加若しくは減少したときに欠点があると判定することを特徴とする。
【０００９】
視野には間隙による暗い部分と、ランプによる明るい部分が混在するため暗視野照明法と明視野照明法との中間的方法を実現したものである。
板状透明体に存在する欠点は暗視野中に置かれるため、明視野照明法では検出できないような微小の欠点をも検出可能となる。しかも、ランプを撮像装置の光軸近傍に置くことができるためランプ光を弱めること無く効果的に活用することができる。
【００１０】
加えて請求項１の板状透明体の欠点検出方法は、２本の左右の棒状ランプを交互に点滅させ、左の棒状ランプのみを点灯したときに撮像装置で受ける受光量と、右の棒状ランプのみを点灯したときに撮像装置で受ける受光量との差があるときに欠点があると判定することを特徴とする。
【００１１】
光を全体的に曲げるような種類の欠点があるときに有効である。
【００１２】
請求項２は、板状透明体を挟んで一方に撮像装置、他方に照明を配置した板状透明体の欠点検出装置において、照明は互いに平行に且つ一定の間隙を開けて配置した２本の左右の棒状ランプであり、撮像装置の視野内に間隙とこの間隙に隣接する左の棒状ランプの一部及び間隙に隣接する右の棒状ランプの一部が入るように、間隙の幅を設定したものであることを特徴とする。
【００１３】
視野には間隙による暗い部分と、ランプによる明るい部分が混在するため暗視野照明法と明視野照明法との中間的方法を実現したものである。
そのための装置は、撮像装置と２本の左右の棒状ランプとで構成できるため、ごく簡単な構成で済ませることができ、装置コストを十分に低減することができる。
【００１４】
加えて請求項２は、板状透明体の欠点検出装置に、２本の左右の棒状ランプを交互に点滅させる点滅器を備えたことを特徴とする。
点滅器で左右のランプを交互に点滅させることにより、欠点の検出精度を高める。そのための機器は簡単なスイッチング機構で済ませることができるので、装置コストを十分に低減することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る板状透明体の欠点検出装置の原理図であり、板状透明体の欠点検出装置１０（以下「欠点検出装置１０」と略記する。）は、板状透明体１１を挟んで一方に撮像装置１２、他方に照明１３を配置し、この照明１３は互いに平行に且つ一定の間隙１４を開けて配置した左の棒状ランプ１３Ｌ及び右の棒状ランプ１３Ｒからなり、撮像装置１２の視野Ｖ内に幅ｗの間隙１４とこの間隙１４に隣接する左の棒状ランプ１３Ｌの一部（幅δｌ）及び右の棒状ランプ１３Ｒの一部（幅δｒ）が入るように、前記間隙１４の幅ｗを設定したことを特徴とする。そして、撮像装置１２などを制御するとともに撮像信号を取込む制御部１６と、撮像信号を表示する受像機１７と、好ましくは前記２本の左右の棒状ランプ１３Ｌ，１３Ｒを交互に点滅させる点滅器１８を備える。
【００１６】
すなわち、ｗ＝Ｖ−（δｌ＋δｒ）の計算式により、間隙１４の幅ｗを設定する。この設定について次図で更に説明する。
なお、欠点検出装置１０は、要部を撮像装置１２と２本の左右の棒状ランプ１３Ｌ，１３Ｒとで構成できるため、ごく簡単な構成で済ませることができ、装置コストを十分に低減することができる。追加する点滅器１８も簡単なスイッチング機構で差支えないので、装置コストを十分に低減することができる。
【００１７】
図２（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る視野と２本の棒状ランプとの関係を示す説明図である。
（ａ）は視野のイメージ図であり、画素（Ｖ×Ｖ）１９・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）を直線的に並べた一次元撮像装置での視野イメージを示した。画素（Ｖ×Ｖ）１９・・・列の総長さＴＷを板状透明体の横幅より大きく設定し、図示せぬ板状透明体を白抜き矢印▲１▼の如く走らせることで１パスで板状透明体の欠点情報を入力することができる。
（ｂ）は幅ｗの間隙を開けて配置して２本の棒状ランプ１３Ｌ，１３Ｒを示す。
【００１８】
（ｃ）は（ｂ）に（ａ）を重ねてなる合成図であり、図左端の画素１９に着目すると、Ｖにｗ（間隙相当）とδｌ（ランプ１３Ｌの一部）とδｒ（ランプ１３Ｒの一部）とが対応し、Ｖ＝ｗ＋δｌ＋δｒであることを示す。
ここで、図面に影を施したδｌ及びδｒのエリアはランプ１３Ｌ，１３Ｒの一部であるから明るく「白」く見える。これに対して幅ｗのエリアは間隙であり無光部分であるから暗く「黒」く見える。このことから本発明は明視野照明法と暗視野照明法の中間的方法を実現したものであると言える。
しかし、ここで重要なことは、図示するごとくδｌ＜ｗ、δｒ＜ｗに設定することにより、暗視野を主とし明視野を副としたところの「暗視野を主体とした明暗視野合成照明法」が本発明の主旨であると言える。
【００１９】
以上に述べた欠点検出装置１０の作用を次に説明する。
図３（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る連続点灯による欠点検出方法の説明図である。
（ａ）は欠点の無い板状透明体１１を見たときに撮像装置１２で受ける受光量を説明する図であり、撮像装置１２での受光階調を２５６に設定したときに、左のランプ１３Ｌから「３０」階調レベルの受光があり、右のランプ１３Ｒから「３０」階調レベルの受光があることで、合計「６０」階調レベルの受光量が撮像装置１２に至ったことを示す。この（ａ）を欠点検出用の基準とする。
【００２０】
（ｂ）は欠点２１を含む板状透明体１１Ｂを見たときに撮像装置１２で受ける受光量を説明する図であり、この時の欠点２１は絞り傾向の屈折作用を発揮する。そのために、左のランプ１３Ｌから「１０」階調レベルの受光があり、右のランプ１３Ｒから「１０」階調レベルの受光があることで、合計「２０」階調レベルの受光量が撮像装置１２に至る。
基準階調レベル「６０」に対して測定した階調レベルは「２０」であるから、この値の減少により欠点があると判定することができる。
【００２１】
なお、前記欠点２１はランプ１３Ｌ，１３Ｒの間の間隙、すなわち「黒」い背景中に在るため暗視野照明と同様の検出が可能となる。
【００２２】
（ｃ）は欠点２２を含む板状透明体１１Ｂを見たときに撮像装置１２で受ける受光量を説明する図であり、この時の欠点２２は拡がり傾向の屈折作用を発揮する。そのために、左のランプ１３Ｌから「５０」階調レベルの受光があり、右のランプ１３Ｒから「５０」階調レベルの受光があることで、合計「１００」階調レベルの受光量が撮像装置１２に至る。
基準階調レベル「６０」に対して測定した階調レベルは「１００」であるから、この値の増加により欠点があると判定することができる。
【００２３】
（ｄ）は欠点２３を含む板状透明体１１Ｂを見たときに撮像装置１２で受ける受光量を説明する図であり、この時の欠点２３は歪であり光を全体的に曲げる作用を発揮する。そのために、左のランプ１３Ｌから「８０」階調レベルの受光があり、右のランプ１３Ｒから「０」階調レベルの受光があることで、合計「８０」階調レベルの受光量が撮像装置１２に至る。
基準階調レベル「６０」に対して測定した階調レベルは「８０」であるから、この値の増加により欠点があると判定することができる。
【００２４】
図３の説明から本発明に係る第１の方法は、撮像装置１２、板状透明体１１、照明１３をこの順に並べ、前記照明１３は互いに平行に且つ一定の間隙を開けて配置した２本の左右の棒状ランプ１３Ｌ，１３Ｒとし、撮像装置１２の視野内に前記間隙とこの間隙に隣接する左の棒状ランプ１３Ｌの一部及び前記間隙に隣接する右の棒状ランプ１３Ｒの一部が入るように、前記間隙の幅を設定しておき、欠点の無い板状透明体１１を見たときに撮像装置１２で受ける受光量を基準にして、検査すべき板状透明体１１Ｂを見たときに撮像装置１２で受ける受光量が増加若しくは減少したときに欠点があると判定することを特徴とする。
【００２５】
なお、図３（ｄ）において、歪の程度若しくは具合によって測定した階調レベルが６０（基準階調レベル）に近づく可能性はある。そのときには次に述べる方法が有効となる。
【００２６】
図４（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る点滅照明による欠点検出方法の説明図である。
（ａ）では、欠点の無い板状透明体１１において、左のランプ１３Ｌのみを点灯する。このときの左のランプ１３Ｌによる階調レベルをＳａとする。
（ｂ）では、ランプを切替えて右のランプ１３Ｒのみを点灯する。このときの右のランプ１３Ｒによる階調レベルをＳｂとする。
板状透明体１１に欠点がないので、Ｓａ＝Ｓｂとなり、Ｓａ−Ｓｂ＝０となる。
【００２７】
（ｃ）では、欠点２４を有する板状透明体１１Ｂにおいて、左のランプ１３Ｌのみを点灯する。このときの左のランプ１３Ｌによる階調レベルをＳｃ（ただし、Ｓａ＜Ｓｃ）とする。
（ｄ）では、ランプを切替えて右のランプ１３Ｒのみを点灯する。このときの右のランプ１３Ｒによる階調レベルをＳｄ（ただし、Ｓｄ＜Ｓｃ）とする。
Ｓｄ＜Ｓｃであるから、光軸を全体的に曲げる作用をなす歪の様な欠点２４があると認識できる。
【００２８】
ＳｃとＳｄを比較するには、（Ｓｃ−Ｓｄ）／（Ｓｃ＋Ｓｄ）の数式を用いることが望ましい。
すなわち、検査対象の組成や厚さなどの変化により、ＣＣＤ（固体撮像素子）で受光する光の透過量が変化すると、ＳｃとＳｄとが同じ比率で減少もしくは増加する。
【００２９】
この様な場合には、Ｓｃを（Ｓｃ＋Ｓｄ）で除すれば、Ｓｃに関する減少若しくは増加を補正することができ、Ｓｄを（Ｓｃ＋Ｓｄ）で除すれば、Ｓｄに関する減少若しくは増加を補正することができる。
２つの値の差は、（Ｓｃ／（Ｓｃ＋Ｓｄ））−（Ｓｄ／（Ｓｃ＋Ｓｄ））となり、この式を整理すれば（Ｓｃ−Ｓｄ）／（Ｓｃ＋Ｓｄ）となる。
つまり、検査対象の変化による光の透過量の変化の影響を、（Ｓｃ−Ｓｄ）／（Ｓｃ＋Ｓｄ）の数式を用いることで排除することができる。
【００３０】
図４で述べた方法は、図３で述べた方法（第１の方法）に追加すればよく、この追加により、本発明に係る欠点検出の精度並びに欠点の種類の特定が格段に向上するので、好ましい。
【００３１】
尚、左右の棒状照明１３Ｌ，１３Ｒは、蛍光直管、発光ダイオードが採用できる。特に後者の発光ダイオードは点滅に好適である。
また、請求項に記載した左右の棒状ランプにおける「左右」は、便宜上の記載であり、上下、斜め上と斜め下であってよく、左と右に格別の意味がある訳でない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１の板状透明体の欠点検出方法は、視野には間隙による暗い部分と、ランプによる明るい部分が混在するため暗視野照明法と明視野照明法との中間的方法を実現したものである。
板状透明体に存在する欠点は暗視野中に置かれるため、明視野照明法では検出できないような微小の欠点をも検出可能となる。しかも、ランプを撮像装置の光軸近傍に置くことができるためランプ光を弱めること無く効果的に活用することができる。
すなわち、請求項１によれば小さい若しくは微小の欠点検出が可能であって、照明光を効果的に利用することのできる。
【００３３】
加えて請求項１の板状透明体の欠点検出方法は、２本の左右の棒状ランプを交互に点滅させ、左の棒状ランプのみを点灯したときに撮像装置で受ける受光量と、右の棒状ランプのみを点灯したときに撮像装置で受ける受光量との差があるときに欠点があると判定することを特徴とし、光を全体的に曲げるような種類の欠点があるときに有効である。すなわち、請求項１によれば欠点の検出精度を大幅に向上させることができる。
【００３４】
請求項２は、板状透明体を挟んで一方に撮像装置、他方に照明を配置した板状透明体の欠点検出装置において、照明は互いに平行に且つ一定の間隙を開けて配置した２本の左右の棒状ランプであり、撮像装置の視野内に間隙とこの間隙に隣接する左の棒状ランプの一部及び間隙に隣接する右の棒状ランプの一部が入るように、間隙の幅を設定したものであることを特徴とし、装置の要部を撮像装置と２本の左右の棒状ランプとで構成したため、ごく簡単な構成で済ませることができ、装置コストを十分に低減することができる。
【００３５】
加えて請求項２は、板状透明体の欠点検出装置に、２本の左右の棒状ランプを交互に点滅させる点滅器を備えたことを特徴とし、点滅器は簡単なスイッチング機構で済ませることができるので、装置コストを十分に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る板状透明体の欠点検出装置の原理図
【図２】本発明に係る視野と２本の棒状ランプとの関係を示す説明図
【図３】本発明に係る連続点灯による欠点検出方法の説明図
【図４】本発明に係る点滅照明による欠点検出方法の説明図
【図５】従来の明視野透過照明による欠点検出法の原理図
【図６】従来の暗視野透過照明による欠点検出法の原理図
【符号の説明】
１０…板状透明体の欠点検出装置、１１…欠点の無い板状透明体、１１Ｂ…
欠点を有する板状透明体、１２…撮像装置、１３…照明、１３Ｌ…左の棒状ラ
ンプ、１３Ｒ…右の棒状ランプ、１４…間隙、１８…点滅器、２１〜２４…欠
点、ｗ…間隙の幅。

Claims

撮像装置、板状透明体、照明をこの順に並べ、前記照明は互いに平行に且つ一定の間隙を開けて配置した２本の左右の棒状ランプとし、撮像装置の視野内に前記間隙とこの間隙に隣接する左の棒状ランプの一部及び前記間隙に隣接する右の棒状ランプの一部が入るように、前記間隙の幅を設定しておき、欠点の無い板状透明体を見たときに撮像装置で受ける受光量を基準にして、検査すべき板状透明体を見たときに撮像装置で受ける受光量が増加若しくは減少したときに欠点があると判定する板状透明体の欠点検出方法において、
前記２本の左右の棒状ランプを交互に点滅させ、左の棒状ランプのみを点灯したときに撮像装置で受ける受光量と、右の棒状ランプのみを点灯したときに撮像装置で受ける受光量との差があるときに欠点があると判定することを特徴とする板状透明体の欠点検出方法。
板状透明体を挟んで一方に撮像装置、他方に照明を配置した板状透明体の欠点検出装置において、前記照明は互いに平行に且つ一定の間隙を開けて配置した２本の左右の棒状ランプであり、撮像装置の視野内に前記間隙とこの間隙に隣接する左の棒状ランプの一部及び前記間隙に隣接する右の棒状ランプの一部が入るように、前記間隙の幅を設定した板状透明体の欠点検出装置において、
この板状透明体の欠点検出装置に、２本の左右の棒状ランプを交互に点滅させる点滅器を備えたことを特徴とする板状透明体の欠点検出装置。