JPH10221170A - コーティングガラスの膜面検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送ラインを停止することなく且つ非接触で
コーティングガラスの膜面を検出する。 【解決手段】 板ガラス４に対するブルースター角θで
自然光とｐ偏光とを並列して入射し、これらの自然光お
よびｐ偏向の該板ガラスの表面および裏面からの反射光
を入射角と等しい反射角方向から検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明ガラス板上に
熱線反射膜等のコーティングを施したコーティングガラ
スの膜面検出方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】住宅その他の建物の窓ガラスとして、断
熱性を高めまた有効な結露防止を図るために、空気層を
介して２枚のガラス板を重ねた複層ガラスが用いられて
いる。このような複層ガラスにおいて、さらにガラス面
に熱線反射膜をコーティングすることにより、太陽光に
よる熱線を反射して室内の過度な温度上昇を防止し、ま
た室内からの熱の放散を防止して断熱性の向上が図られ
ている。このようなコーティングは、接触による傷つき
や剥がれを防止するため、複層ガラスの一方のガラス板
の内面側に施される。このような複層ガラスを製造する
場合、蒸着あるいはスパッタ等により熱線反射膜を被着
したコーティングガラスが、コンベヤ等の搬送手段から
なる搬送ライン上に載せられて搬送され、このコーティ
ングガラスの膜面側を無コーティングのガラス板に対向
させて２枚重ねの複層ガラスが組立てられる。

【０００３】このような複層ガラスの製造プロセスにお
いて、組立て時に自動的に複層ガラスの内面側にコーテ
ィングガラスの膜面が配置されるように、コンベヤ等の
搬送ライン上のコーティングガラスはその膜面側を一定
の方向（ガラス板の表面側あるいは裏面側）に揃えて載
せられる。この場合、搬送ライン上でコーティングガラ
スの膜面側が逆方向に配置されていると複層ガラスの外
面にコーティング膜が形成されることになり不良品の発
生となる。したがって、搬送ライン上のコーティングガ
ラスの膜面配置方向を検出してチェックする必要があ
る。

【０００４】しかしながら、コーティングガラスのガラ
ス板および熱線反射膜はともにほぼ透明であるため、肉
眼による識別は難しい。そこで、従来は、電気的な導通
テストにより、膜面とガラス面の導電性の差に基づいて
膜面方向を検出していた。この従来の膜面検出方法は、
テスターの端子をガラス板に押し当てて、電気的導通が
あればコーティング膜面側であり、電気的導通がなけれ
ばガラス面側であると判別するものである。この場合、
コーティングガラスの膜面を傷つけないように、テスタ
ーの端子を、搬送ライン上のコーティングガラスの膜面
と反対側の無コーティングガラス面となるべき方向から
押し当て、電気的導通の有無を検出し、導通がなければ
ガラス面を検出した場合であって正常な方向に配置され
ているものと判断し、導通があれば膜面を検出した場合
であって逆向きに配置されているものと判断していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
コーティングガラスの膜面検出方法においては、検出用
の端子をガラス面に押し当てて検出するため、チェック
ごとに一旦搬送ラインを停止させなければならず、生産
効率を低下させるとともに、接触式の検出方法であるた
めガラス面を傷つけるおそれもある。また、無コーティ
ングのガラス面側を検出したときに配置方向が正常と判
断するため、表裏両面ともコーティングされていないガ
ラスが誤って搬送されたときに、このガラス面を検出し
てこれを正常なガラスと判断するおそれもある。

【０００６】本発明は上記従来技術を考慮してなされた
ものであって、コーティング膜の有無およびこのコーテ
ィング膜がガラス板の表裏いずれの面に形成されている
かを、コンベヤ等の搬送ラインを停止することなく且つ
非接触で検出可能なコーティングガラスの膜面検出方法
および装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、検査すべき板ガラスのガラス面に対す
るブルースター角で自然光とｐ偏光とを並列して入射
し、これらの自然光およびｐ偏光の該板ガラスの表面お
よび裏面からの反射光を入射角と等しい反射角方向から
検知することによりコーティング膜の有無を検出するこ
とを特徴とするコーティングガラスの膜面検出方法を提
供する。

【０００８】この方法によれば、ブルースター角で入射
した光の反射光は一定の偏光になるという自然法則を利
用して、非接触で且つ搬送中にコーティング膜の検出が
可能になる。

【０００９】物体表面に光を入射させたとき、光波が入
射面に対し垂直な方向の振動方向の光はｓ偏光と呼ば
れ、入射面内に含まれる方向の振動方向の光はｐ偏光と
呼ばれる。自然光はこれらのｓ偏光成分およびｐ偏光成
分を含み、光波の振動面の振動方向の分布が平均して一
様な偏光していない光である。

【００１０】自然光の光源からガラス面に投射された光
のうちガラス面で反射される光には、入射光と反射光を
含む平面に対して垂直な振動面をもつ偏光（ｓ偏光）が
多く含まれる。さらにその光を反射する物質に特有の角
度で光を入射させたときには、反射光は完全にこの向き
の偏光（ｓ偏光）のみとなりｐ偏光は含まれなくなる。
この特定の入射角はブルースター角と呼ばれる。すなわ
ち、ブルースター角で入射させたときのｐ偏光成分の反
射率は０である。媒体を空気として、ブルースター角を
θ、反射物質の屈折率をｎとすれば、ｔａｎθ＝ｎとな
り、ブルースター角θ＝ｔａｎ^-1ｎとなる。したがっ
て、屈折率ｎ＝１．５のガラスの場合ブルースター角θ
は約５６度となる。

【００１１】このようなブルースター角で、ｓ偏光成分
およびｐ偏光成分を含む自然光をガラス面に入射させる
と、ｓ偏光のみの反射光が得られる。ここでｓ偏光成分
を含まないｐ偏光のみの光をブルースター角で入射させ
ると、ｐ偏光の光に対する反射率は０であるため、反射
光は全く得られない。すなわち、ガラス面に対しブルー
スター角で自然光を入射すれば反射光が得られ、ｐ偏光
を入射させると反射光は得られない。

【００１２】一方、ガラスと屈折率の異なるコーティン
グ膜に上記ガラスに対するブルースター角で光を入射さ
せた場合、この入射角はコーティング膜に対してはブル
ースター角ではないため、自然光を入射させた場合もｐ
偏光を入射させた場合も両方とも反射光が得られる。

【００１３】したがって、ｐ偏光を入射させてその反射
方向から光を検出することにより、反射光が検出されれ
ばコーティング膜が有る面であり、反射光が検出されな
ければコーティング膜の無いガラス面であることが分か
る。このとき、自然光を並列して入射させておくことに
より、例えば画像処理をする場合に、自然光側では必ず
反射光が得られるため、ｐ偏光側に反射光がない場合で
もこのｐ偏光側の反射光の有無を検出すべき位置が確認
できる。

【００１４】このように、自然光とｐ偏光を並列入射さ
せてその反射光を検出することにより、非接触でガラス
面やコーティング膜面を傷つけることなく、搬送中の動
いているガラス面を検出してチェックすることができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】好ましい実施の形態においては、
前記反射光を撮像手段により撮影し、これを画像解析す
ることによりコーティング膜の有無を検出することを特
徴としている。

【００１６】この構成においては、例えばカメラ等の撮
像手段を用いて反射光を撮影し、その画像から反射光の
有無を識別するため、信頼性の高い検出が可能になる。

【００１７】さらに好ましい実施の形態においては、前
記撮像手段で撮影した画像のｐ偏光による反射光の位置
に、ガラス板の厚さに対応した表面および裏面の両方か
らの反射光を検出できる幅を有する第１検出ウィンドウ
と、ガラス板の表面または裏面のいずれか一方からの反
射光のみを検出できる幅の第２検出ウィンドウとを配置
し、これらの第１および第２検出ウィンドウ内の反射光
の有無によりガラス板の表裏面のコーティング膜の有無
を検出することを特徴としている。

【００１８】この構成においては、反射光の画像解析を
する場合に、ガラス板の表面および裏面の両方をカバー
する第１ウィンドウで反射光を検出することにより、ガ
ラス板のいずれか一方の面にコーティング膜が形成され
ていることが確認でき、第２ウィンドウでこのコーティ
ング膜が表裏いずれの面に形成されているかが識別でき
る。

【００１９】本発明では、上記検出方法を実施するため
に、検査すべきガラス面に対しブルースター角の入射方
向から自然光を照射する光源と、この光源からの自然光
の一部を覆って前記ガラス面に対するｐ偏光を形成する
ための偏光子と、前記光源からの自然光およびｐ偏光を
これらの入射角と同じ反射角の方向から検出する検出手
段とを具備したことを特徴とするコーティングガラスの
膜面検出装置を提供する。

【００２０】この構成によれば、例えば自然光を発する
線状光源の一部を偏光子で覆って検査すべきガラス面に
対するｐ偏光光源を形成し、自然光とｐ偏光とを並列し
て入射させることができるため、簡単な構造で前述の本
発明方法を容易に確実に実施することができる。

【００２１】

【実施例】図１は本発明の実施例に係るコーティングガ
ラスの膜面検出装置の原理的概略構成図である。光源１
は、内部にＬＥＤ等の発光素子を有し、発光面側にスリ
ット２が形成されて線状光源を形成する。このスリット
２の開口面全面に拡散板（図示しない）あるいは乳白色
テープ等の拡散手段を取り付けてもよい。このスリット
２の半分を偏光膜３で覆う。この光源１は、検査すべき
コーティングガラス４に対し、ブルースター角θで検査
光が入射するようにガラス検査面に対し所定の方向に配
置される。ここでブルースター角θは、前述のようにガ
ラスに対するブルースター角であって約５６度である。
図中、ａは入射光、ｂは反射光、ｃはガラス面に対する
法線、Ｐは入射面であり入射光ａと反射光ｂを含む平面
を示す。偏光膜３は、レーザ光等の偏光のない自然光に
対し、ガラス４に対しｐ偏光を形成する。すなわち、偏
光膜３を通した光は、その振動面の振動方向が入射面Ｐ
内に含まれる（又はこれと平行な）偏光である。

【００２２】線状光源となる光源１のスリット２からの
光は、半分が自然光、半分がｐ偏光として並列してコー
ティングガラス４の表面にブルースター角θで入射す
る。入射角θの入射光ａはガラス４の表面で反射すると
ともに、一部は屈折してガラス４内を進行しその裏面で
反射して再び表面側に戻り反射光ｂを形成する。

【００２３】この反射光ｂを検出するために、ブルース
ター角θでの入射角と等しい反射角方向の位置にＣＣＤ
カメラ５等の撮像装置が設けられる。このカメラ５は、
例えば１／２０００秒程度の高速シャッター速度で反射
光を撮影し、撮影した画像のデジタルデータを画像処理
装置６に送る。画像処理装置６は、画像を後述のように
解析してコーティングガラス４の膜面付着状態を検出す
る。

【００２４】図２は、カメラ５で撮影した反射光ｂの画
像の例を示す。（Ａ）は膜面がガラスの表面側に形成さ
れている場合、（Ｂ）は膜面がガラスの裏面側に形成さ
れている場合の反射像である。（Ａ）図において、撮像
領域Ｓ内にガラス表面側からの反射光ｒ１、ｒ３および
ガラス裏面側からの反射光ｒ２が観察される。なお、実
際のカメラ画像は黒い画像領域内に白い反射光画像が形
成された画像となる。図の左側の反射光ｒ１およびｒ２
は、自然光によるガラスの表面および裏面からの反射光
であり、その間隔はガラスの厚さに対応している。右側
の反射光ｒ３はｐ偏光の入射光による、ガラスの表面側
に形成されたコーティング膜からの反射光である。ガラ
ス裏面側にはコーティング膜がないため、ｐ偏光側の入
射光は反射されず反射光は観察されない。

【００２５】一方、（Ｂ）図においては、自然光側の入
射光による反射光ｒ１、ｒ２は、（Ａ）図と同様に、ガ
ラス厚に対応した位置に観察される。ｐ偏光の入射光領
域では、コーティング膜が形成されたガラス裏面側から
の反射光ｒ４のみが観察される。

【００２６】図３は、画像処理装置内での反射光の画像
解析方法の例を示す説明図である。 （Ａ）図はガラス表面側にコーティング膜が形成された
場合の画像であり、（Ｂ）図はガラス裏面側にコーティ
ング膜が形成された場合の画像である。（Ａ）図に示す
ように、自然光側の反射光ｒ１およびｒ２とともにｐ偏
光側の反射光ｒ３の画像が形成され、十字の基準ライン
７が反射光ｒ１の隅部に合せられる。この基準ライン７
は、図の点線で示すように、画像領域Ｓ内の任意の位置
にあったものを反射光ｒ１の位置に移動させたものであ
る。この基準ライン７には、そのｐ偏光側の反射光位置
に、ガラスの表裏面両方の反射光を含む幅の第１検出ウ
ィンドウ８と表面または裏面の一方のみの反射光を含む
幅の第２検出ウィンドウ９が付随して設けられる。第１
検出ウィンドウ８は、ガラスの表裏両面をカバーする幅
を有するため、この第１ウィンドウ８内を走査して反射
光の有無を画像信号データから識別することにより、
（Ａ）図のような表面側からの反射光ｒ３および （Ｂ）図のような裏面側からの反射光ｒ４のいずれも検
出される。これにより、ガラス板のいずれか一方の側に
コーティング膜が形成されていることが確認される。

【００２７】第２検出ウィンドウ９は、この例では表面
側の反射光のみをカバーする幅のウィンドウである。し
たがって、このウィンドウ内を走査することにより、
（Ａ）図の場合は、表面からの反射光ｒ３が検出され、
（Ｂ）図の場合には、裏面からの反射光であるためウィ
ンドウ内に入らず検出されない。このような構成の第１
および第２検出ウィンドウ８、９を用いることにより、
第１検出ウィンドウ８の走査でガラスにコーティング膜
が形成されていることが確認され、第２検出ウィンドウ
の走査によりそのコーティング膜がガラスの表裏いずれ
の面に形成されているかが識別される。

【００２８】なお、図３の反射光画像の例では、ｐ偏光
側の反射光の幅が自然光側よりも薄く形成されている。
これは、画像処理装置の解析能力や条件等に応じて反射
光の幅を変えて、画像処理を簡便にしたものであって、
光源１（図１）のｐ偏光側のスリット幅を狭くすること
により適宜調整可能である。

【００２９】また、図１に示した構成例では、搬送ライ
ンを省略して描き、ガラス４を水平に配置しているが、
実際の生産ラインでは、ガラス４を立てて搬送し、例え
ば光源を斜め下方に設置し、カメラ５をその上方に設置
して、コーティングガラスを搬送ラインで移送させなが
ら膜面検出することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、ブルースター角で入射した光の反射光は一定の偏光
になるという自然法則を利用して、非接触で且つ搬送中
にコーティングガラスの膜面の検出が可能になる。これ
により、光源とそれ自体では公知の撮像手段との簡単な
組合せにより、ガラス面や膜面を傷つけることなく、ま
た搬送ラインを停止することなく連続的に搬送させたま
ま、信頼性の高い膜面検出が可能になり、生産効率を高
め歩留りの向上が図られる。この場合、膜の有無とその
付着面を確実に検出できるため、コーティング面が逆の
場合だけでなく、コーティング膜が形成されていないガ
ラスを検出して排除することができ、歩留りの向上がさ
らに高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の原理的な基本構成図。

【図２】 反射光の撮影画像の例。

【図３】 反射光画像の解析方法の説明図。

【符号の説明】

１：光源、２：スリット、３：偏光膜、４：コーティン
グガラス、５：カメラ、６：画像処理装置、７：基準ラ
イン、８：第１検出ウィンドウ、９：第２検出ウィンド
ウ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査すべき板ガラスのガラス面に対するブ
   ルースター角で自然光とｐ偏光とを並列して入射し、こ
   れらの自然光およびｐ偏光の該板ガラスの表面および裏
   面からの反射光を入射角と等しい反射角方向から検知す
   ることによりコーティング膜の有無を検出することを特
   徴とするコーティングガラスの膜面検出方法。
2. 【請求項２】前記反射光を撮像手段により撮影し、これ
   を画像解析することによりコーティング膜の有無を検出
   することを特徴とする請求項１に記載のコーティングガ
   ラスの膜面検出方法。
3. 【請求項３】前記撮像手段で撮影した画像のｐ偏光によ
   る反射光の位置に、ガラス板の厚さに対応した表面およ
   び裏面の両方からの反射光を検出できる幅を有する第１
   検出ウィンドウと、ガラス板の表面または裏面のいずれ
   か一方からの反射光のみを検出できる幅の第２検出ウィ
   ンドウとを配置し、これらの第１および第２検出ウィン
   ドウ内の反射光の有無によりガラス板の表裏面のコーテ
   ィング膜の有無を検出することを特徴とする請求項２に
   記載のコーティングガラスの膜面検出方法。
4. 【請求項４】検査すべきガラス面に対しブルースター角
   の入射方向から自然光を照射する光源と、この光源から
   の自然光の一部を覆って前記ガラス面に対するｐ偏光を
   形成するための偏光子と、前記光源からの自然光および
   ｐ偏光をこれらの入射角と同じ反射角の方向から検出す
   る検出手段とを具備したことを特徴とするコーティング
   ガラスの膜面検出装置。