CN103792242A - 光学玻璃母材缺陷检查装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学玻璃母材缺陷检查装置及方法，在光学玻璃母材的表面、内部的缺陷检查中，不是由作业人员进行抽样感官检查，而是全数检查，并且使检查时间迅速化，降低检查结果的偏差，从而得到高品质的光学玻璃母材。至少具有载置光学玻璃母材的检查单元，检查单元具有：光源部，其对光学玻璃母材的内部照射光；摄像部，其对被来自光源部的光照射的光学玻璃母材的内部和表面中的至少一方进行拍摄；以及判断控制部，其根据来自摄像部的图像信号来判断与光学玻璃母材的内部和表面中的至少一方的缺陷有关的信息。

Description

光学玻璃母材缺陷检查装置及方法

技术领域

本发明涉及一种光学玻璃母材的自动品质检查装置以及光学玻璃母材的自动品质检查方法。

背景技术

近年来，不仅光学设备、数字照相机，连便携式电话机等中也搭载了照相机，从而对由光学玻璃等构成的透镜等的需要逐年增加。作为制造这种透镜等的原料的光学玻璃母材需要使入射的像等不变形地透过。因此，要求光学玻璃母材具有高品质、特别是无缺陷、均匀的折射率等光学特性。因此，在光学玻璃母材的制造、实际应用中，需要对光学玻璃母材内部和表面中的至少一方的缺陷进行检测、评价等。

此外，“缺陷”是指光学玻璃母材的表面和内部中的至少一方的例如气泡、异物(混入物等)、损伤、失透等。并且，“品质检查”是指检测这种缺陷并根据其检测结果来判断品质。

例如，已知例如专利文献1所记载的方法，以检查光学材料的内部状态。

专利文献1：日本特开2011-117951号公报

发明内容

发明要解决的问题

在该检查方法中，每次检查作为被检体的光学材料都需要将该光学材料载置到检查单元。

现状是，在光学玻璃母材的品质检查中，强烈希望满足以下(1)、(2)、(3)。

(1)24小时，进行全数检查；

(2)不是由作业人员进行的抽样感官检查，而是全数检查；

(3)使检查时间迅速化，降低检查结果的偏差，

由此，能够实现检查结果的提前反馈、防止次品流出、基于准确检查结果提高品质、降低人事费。

用于解决问题的方案

本发明者们为了解决上述问题而反复深入研究的结果是，发现了能够通过对光学玻璃母材的内部和表面中的至少一方照射光并从光学玻璃母材的外侧进行拍摄，来检测光学玻璃母材的内部(包含表面和背面)是否存在缺陷，自动地判断(检查)品质，从而完成了本发明。更具体地说，本发明提供以下那样的装置和方法。

此外，以下，即使在关于光学玻璃母材仅称为“内部”的情况下，也适当地意味着包含光学玻璃母材的表面、背面、内部中的至少一个的情况。

另外，在光学玻璃母材中还特别适于检查板状母材的品质。

具体地说，本发明提供以下技术。

(1)一种光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，至少具有载置光学玻璃母材的检查单元，

上述检查单元具有：

光源部，其对上述光学玻璃母材的内部照射光；

摄像部，其对被来自上述光源部的光照射的上述光学玻璃母材的内部和表面中的至少一方进行拍摄；以及

判断控制部，其根据来自上述摄像部的图像信号来判断与上述光学玻璃母材的内部和表面中的至少一方的缺陷有关的信息。

(2)根据(1)所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，还具有输送单元，该输送单元具有第一传感器，并根据来自第一传感器的第一输出信号向规定的方向输送上述光学玻璃母材，其中，该第一传感器识别从玻璃母材制造单元的退火窑端部送出的光学玻璃母材的送出状态。

(3)根据(1)或者(2)所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，上述检查单元还具有第二传感器，该第二传感器对上述光学玻璃母材在上述检查单元上的位置进行检测，并输出第二输出信号。

(4)根据(2)或者(3)所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，上述输送单元根据来自上述第一传感器的上述第一输出信号，通过玻璃给送部将上述光学玻璃母材输送到上述检查单元。

(5)根据(3)或者(4)所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，

上述检查单元还具有光源驱动部，

上述光源驱动部根据上述第二传感器的检测结果，将上述光源部驱动至上述检查单元上的向上述光学玻璃母材照射光的照射位置和从上述光学玻璃母材的输送通道退避的退避位置中的某一个位置。

(6)根据(5)所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，

上述第二传感器在输送过来的上述光学玻璃母材载置在上述检查单元上的规定位置时输出第二输出信号，

上述光源驱动部根据上述第二输出信号将上述光源部驱动至照射位置，向上述光学玻璃母材照射光。

(7)根据(1)～(6)中的任一项所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，

上述检查单元还具有摄像用驱动部，

上述摄像用驱动部使上述摄像部与所载置的上述光学玻璃母材的相对距离发生变化，

从由上述光源部进行照射的上述光学玻璃母材的表面至背面在规定的面积上进行扫描及摄像。

(8)根据(1)～(7)中的任一项所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，在上述检查单元的与拍摄上述光学玻璃母材一侧相反的一侧的面设置遮光构件。

(9)根据(1)～(8)中的任一项所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，

上述检查单元还具有标记部，

对由上述判断控制部基于拍摄到的图像信息判断为缺陷的部分的上述光学玻璃母材的表面进行标记。

(10)根据(1)～(9)中的任一项所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，能够向与上述光学玻璃母材的制造相关联的装置反馈与由上述判断控制部判断出的缺陷有关的信息。

(11)根据(1)～(10)中的任一项所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，上述光源部为电灯泡、荧光灯、发光二极管、激光光源等，上述光源部射出的光的波长为紫外光、可见光、红外光中的任一个。

(12)根据(1)～(11)中的任一项所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，还具有搬出单元，该搬出单元与上述检查单元邻接，搬出缺陷检查结束的上述光学玻璃母材。

(13)一种光学玻璃母材缺陷检查方法，其特征在于，至少包括对所输送的光学玻璃母材进行检查的检查工序，

上述检查工序包括以下工序：

光照射工序，对上述光学玻璃母材的内部照射光；

摄像工序，对所照射的上述光学玻璃母材的表面与内部中的至少一方进行拍摄；以及

判断控制工序，根据在上述摄像工序得到的图像信号来判断与上述光学玻璃母材的缺陷有关的信息。

(14)根据(13)所述的光学玻璃母材缺陷检查方法，其特征在于，

还包括输送工序，在该输送工序中根据作为母材的光学玻璃母材的输送状态向规定的方向输送上述光学玻璃母材。

(15)一种光学玻璃母材的自动品质检查装置，至少具有载置光学玻璃母材的检查单元，

上述检查单元具有：

光源部，其对上述光学玻璃母材的内部照射光；

摄像部，其对被来自上述光源部的光照射的上述光学玻璃母材的内部与表面中的至少一方进行拍摄；以及

判断控制部，其根据来自上述摄像部的图像信号来判断与上述光学玻璃母材的内部与表面中的至少一方的缺陷有关的信息。

(16)一种光学玻璃母材的自动品质检查方法，至少包括对所输送的上述光学玻璃母材进行检查的检查工序，

上述检查工序包括以下工序：

光照射工序，对上述光学玻璃母材的内部照射光；

摄像工序，对所照射的上述光学玻璃母材的表面与内部中的至少一方进行拍摄；以及

判断控制工序，根据在上述摄像工序得到的图像信号来判断与上述光学玻璃母材的缺陷有关的信息。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种能够准确、迅速地全数检查光学玻璃母材的表面与内部中的至少一方的缺陷的光学玻璃母材的自动品质检查装置以及光学玻璃母材自动品质缺陷检查方法。

附图说明

图1的(a)是从侧面观察第一实施方式所涉及的光学玻璃母材缺陷检查装置的图。图1的(b)是从侧面观察第一实施方式所涉及的光学玻璃母材缺陷检查装置的另一图。

图2是从侧面观察第一实施方式所涉及的光学玻璃母材缺陷检查装置的又一图。

图3是说明第二实施方式所涉及的光学玻璃母材缺陷检查方法的流程图。

图4的(a)是表示检查光学玻璃母材时的光学玻璃的母材部分的图。图4的(b)是对在母材内部产生的气泡进行了放大表示的变焦透镜。

图5的(a)、(b)、(c)是表示针对缺陷的不同聚焦的图像的图，图5的(d)、(e)是表示各种缺陷映射图的图。

附图标记说明

100：光学玻璃母材缺陷检查装置；11：退火窑端部；20：输送单元；22：第一传感器；30：检查单元；31：输送部；32：第二传感器；33a、33b：光源部；34：光源驱动部；35：判断控制部；36：摄像用驱动部；37：摄像部；40：搬出单元；G1、G2、G3：板状的光学玻璃母材。

具体实施方式

说明本实施方式的光学玻璃母材缺陷检查装置以及光学玻璃母材缺陷检查方法。此外，本发明并不限定于本实施方式。即使对这些详细内容添加各种变形、变更，也不超出本发明的范围。

图1的(a)、(b)、图2分别表示第一实施方式的光学玻璃母材缺陷检查装置100的外观结构的图。按照图1的(a)、(b)、图2的顺序分别表示向纸面右方向发送光学玻璃母材G1的状态。

在图1的(a)中，光学玻璃母材缺陷检查装置100至少具有输送单元20、检查单元30以及搬出单元40。

输送单元20具有第一传感器22，该第一传感器22对从玻璃母材制造单元10的退火窑端部11送出的光学玻璃母材G1的送出状态进行识别。输送单元20根据来自第一传感器22的输出信号，通过输送部31向规定的方向(纸面右方向)输送光学玻璃母材G1。另外，检查单元30使从输送单元20输送的光学玻璃母材G1载置在规定的位置。

参照图1的(b)继续进行说明。光学玻璃母材G1为板状的光学玻璃母材。输送单元20根据来自第一传感器22的第一输出信号，通过玻璃给送部21、例如带式输送机向检查单元30输送光学玻璃母材G1。

检查单元30具有光源驱动部34。光源驱动部34根据第二传感器的检测结果，将光源部33a(33b)驱动至检查单元30上的向光学玻璃母材G1照射光的照射位置(在图1的(b)中用实线表示)以及从光学玻璃母材G1的输送通道退避的退避位置(在图1的(b)中用虚线表示)中的某一个位置。

第二传感器32在输送过来的光学玻璃母材G1载置在检查单元30上的规定位置时输出第二输出信号。光源驱动部34根据第二输出信号将光源部33a驱动至照射位置。而且，被驱动的光源部33b向光学玻璃母材G1照射光。

检查单元30具有摄像用驱动部36。摄像用驱动部36使摄像部37与所载置的光学玻璃母材G1的相对距离变化。

而且，从由光源部33b进行照射的光学玻璃母材G1的表面至背面在规定的面积进行扫描及摄像。

摄像用驱动部36例如使作为摄像部37的照相机在用图1的(b)的箭头C表示的方向上进行上下移动、即从光学玻璃母材G1的表背面向内部方向移动。在规定的区域内反复扫描光学玻璃母材G1的厚度量。

此时，还配合作为摄像部37的照相机的聚焦位置来调整光源部33a(33b)的高度。由此，聚焦位置与光源部的高度一致，缺陷的检测精度进一步提高。

判断控制部35根据来自摄像部37的图像信号来判断与光学玻璃母材G1的内部的缺陷有关的信息。

图5的(a)、(b)、(c)示出拍摄到的图像的各种聚焦状态。将最聚焦的深度(例如，图5的(c))的扫描数据设为检测结果。其结果是，缺陷大小的测量精度提高。由此，能够检测光学玻璃母材G1的表面、内部的缺陷(气泡、异物、失透等)。

另外，照相机并不限定于固定焦点透镜，还能够使用变焦透镜。在此，摄像用的透镜还能够应用单焦点或者变焦透镜的自动调焦。

另外，摄像用的照相机也可以是区域照相机、线阵照相机中的任一个。

如图4的(a)的立体图所示，光学玻璃母材G1具有与长度方向正交的垂直的截面G1b。

光源部33b从截面G1b的方向照明光学玻璃母材G1。

由此，能够减少反射光。

此外，并不限定于来自截面的照射，还能够从与长度方向正交的方向(在图4的(a)中具有曲率的方向)照明。

光源部33b为电灯泡、荧光灯、发光二极管、激光光源等。射出的光的波长也可以是紫外光、可见光、红外光中的任一个。

期望在检查单元30的与拍摄光学玻璃母材G1一侧相反的一侧的面G1c设置有遮光构件39。

另外，并不限定于光学玻璃母材G1的背面G1c，还能够在进行拍摄的表面G1a的摄像区域以外的区域设置遮光构件。

由此，能够通过光学玻璃母材G1的表面波纹等来减少散射光，从而能够进行更准确的缺陷检测。

如图1的(a)、(b)和图2所示，检查单元30还具有标记部38。

而且，在判断控制部35根据拍摄到的图像信息判断为缺陷的部分的光学玻璃母材G1的表面进行例如圆形的标记(图4的(a)的MK)。期望在标记时使用喷墨方式。并且，作为进行标记的方法，除了喷墨方式以外，还能够使用激光打标、刻印、其它公知的转印功能。

例如在检测出大小为100μm以上的缺陷的情况下，在光学玻璃母材G1的表面G1a(图4的(a))的相应部位进行标记。

图4的(b)是放大表示气泡B1的图。

构成为能够向与光学玻璃母材G1的制造有关的装置(未图示)反馈与由判断控制部35判断出的缺陷有关的信息。

例如在检测出大量的缺陷的情况下，还能够作为产生工序异常而拉响警报，立即向相关部门进行通知。

并且，判断控制部35根据检测出的缺陷的个数和大小进行遵照预定的玻璃内部品质标准的合格与否判断。而且，根据汇集了缺陷的大小和个数、合格与否判断等的检查结果表以及实际的扫描图像来自动地制作缺陷位置的映射图作为品质检查结果。

如图5的(d)、(e)所示，能够进行始终显示检查结果、还以图表形式显示时间序列数据、以及始终显示检测出的缺陷的映射数据等。

当返回到图2继续进行说明时，设置有与检查单元30邻接并搬出缺陷检查结束的光学玻璃母材G1的搬出单元40。

传感器42检测光学玻璃母材G1的位置。搬出部41将光学玻璃母材G1输送到下一工序。

这样，从图2可知，在光学玻璃母材G1的缺陷检查结束的状态下，从玻璃母材制造单元10的退火窑端部11送出另一光学玻璃母材G3。而且，在检查单元30中，进行着又一光学玻璃母材G2的检查。

如上所述，根据本实施方式，能够24小时地进行全数检查。并且，能够提前反馈至内部品质的制造工序。其结果是，能够制造出品质提高的光学玻璃母材。

在此，在本说明书中，反馈是指验证与玻璃母材的缺陷有关的监视结果以及根据不同的情况对它们进行统计得到的数据，并反映到玻璃母材的熔解阶段的各种参数的调整中。

另外，与以往的抽样感官检查不同，能够对全数进行可靠的检查。其结果是，能够防止由漏看缺陷导致流出品质不良品。除此以外，能够减少人事费，不会由流出品质不良品导致需要增加检查者。

接着，说明第二实施方式所涉及的光学玻璃母材缺陷检查方法。图3是说明本实施方式的过程的流程图。

在步骤S101中，退火窑端部11的作业人员对光学玻璃母材缺陷检查装置100的计算机终端输入光学玻璃母材的信息(厚度、制造编号等)。例如能够将触摸面板使用于输入。

在步骤S102中，作业人员在退火窑端部11中以1m为单位切断光学玻璃母材G1。而且，以横跨退火窑端部11的搬出口的带式输送机(玻璃给送部21)与检查单元30的输送部31的方式载置光学玻璃母材G1。

另外，切断的单位不特别进行限定。能够按照每个规定单位的长度来进行检查。通常，优选以0.5m～2m的范围进行切断。

在步骤S103中，光源驱动部34将光源部33b驱动至退避位置。

在步骤S104中，将光学玻璃母材G1进行输送并载置在检查单元30上。

在步骤S105中，由第二传感器32检测光学玻璃母材G1的位置。根据来自第二传感器32的第二输出信号来将光源部33a驱动至照射位置。

在步骤S106中，当被退火窑端部11的带式输送机推出的光学玻璃母材G1到达检查单元30的第二传感器32的检测区域时，如在第一实施方式中说明的那样，在检查单元30中对光学玻璃母材G1的表面、内部中的至少一方的缺陷进行检测。

在此，进行与1m长度的玻璃母材的厚度匹配的次数的扫描(例如1mm间距)。

在步骤S107中，判断控制部35根据检查数据来判断是否存在缺陷。

在步骤S108中，根据需要进行标记。

在步骤S109中，作业人员在监视器上确认检查结果。而且，将输送到搬出单元40的玻璃移动到托盘上。

在步骤S110中，判断控制部35根据规定的判断基准反馈与缺陷有关的信息。

这样，在检查工序中，以在线方式从自动检查结果确认检查者必须检查的部分。另外，在检查工序中，也可以检查员仅对难度高的检查内容的部分以目视的方式进行判断。

根据本实施方式，能够24小时地进行全数检查。并且，能够提前反馈至内部品质的制造工序。其结果是，能够制造出品质提高的光学玻璃母材。

另外，与以往的抽样感官检查不同，能够对全数进行可靠的检查。其结果是，能够防止由漏看缺陷导致流出品质不良品。除此以外，能够减少人事费，不会由流出品质不良品导致需要增加检查者。

产业上的可利用性

如上所述，本发明所涉及的光学玻璃母材缺陷检查装置以及光学玻璃母材缺陷检查方法不需要感官检查而有用于准确且迅速地检查全数的情况。

Claims (14)

1.一种光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，至少具有载置光学玻璃母材的检查单元，

上述检查单元具有：

光源部，其对上述光学玻璃母材的内部照射光；

摄像部，其对被来自上述光源部的光照射的上述光学玻璃母材的内部和表面中的至少一方进行拍摄；以及

判断控制部，其根据来自上述摄像部的图像信号来判断与上述光学玻璃母材的内部和表面中的至少一方的缺陷有关的信息。

2.根据权利要求1所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，

还具有输送单元，该输送单元具有第一传感器，并根据来自第一传感器的第一输出信号向规定的方向输送上述光学玻璃母材，其中，该第一传感器识别从玻璃母材制造单元的退火窑端部送出的光学玻璃母材的送出状态。

3.根据权利要求2所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，

上述输送单元根据来自上述第一传感器的上述第一输出信号，通过玻璃给送部将上述光学玻璃母材输送到上述检查单元。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，

上述检查单元还具有第二传感器，该第二传感器对上述光学玻璃母材在上述检查单元上的位置进行检测，并输出第二输出信号。

5.根据权利要求4所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，

上述检查单元还具有光源驱动部，

上述光源驱动部根据上述第二传感器的检测结果，将上述光源部驱动至上述检查单元上的向上述光学玻璃母材照射光的照射位置和从上述光学玻璃母材的输送通道退避的退避位置中的某一个位置。

6.根据权利要求5所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，

上述第二传感器在输送过来的上述光学玻璃母材载置在上述检查单元上的规定位置时输出第二输出信号，

上述光源驱动部根据上述第二输出信号将上述光源部驱动至照射位置，向上述光学玻璃母材照射光。

7.根据权利要求1～6中的任一项所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，

上述检查单元还具有摄像用驱动部，

上述摄像用驱动部使上述摄像部与所载置的上述光学玻璃母材的相对距离发生变化，

从由上述光源部进行照射的上述光学玻璃母材的表面至背面在规定的面积上进行扫描及摄像。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，

在上述检查单元的与拍摄上述光学玻璃母材的一侧相反的一侧的面设置遮光构件。

9.根据权利要求1～8中的任一项所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，

上述检查单元还具有标记部，

上述标记部对由上述判断控制部基于拍摄到的图像信息判断为缺陷的部分的上述光学玻璃母材的表面进行标记。

10.根据权利要求1～9中的任一项所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，

能够向与上述光学玻璃母材的制造相关联的装置反馈与由上述判断控制部判断出的缺陷有关的信息。

11.根据权利要求1～10中的任一项所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，

上述光源部为电灯泡、荧光灯、发光二极管或激光光源，上述光源部射出的光的波长为紫外光、可见光、红外光中的任一个。

12.根据权利要求1～11中的任一项所述的光学玻璃母材缺陷检查装置，其特征在于，

还具有搬出单元，该搬出单元与上述检查单元邻接，搬出缺陷检查结束的上述光学玻璃母材。

13.一种光学玻璃母材缺陷检查方法，其特征在于，至少包括对所输送的光学玻璃母材进行检查的检查工序，

上述检查工序包括以下工序：

光照射工序，对上述光学玻璃母材的内部照射光；

摄像工序，对所照射的上述光学玻璃母材的表面与内部中的至少一方进行拍摄；以及

判断控制工序，根据在上述摄像工序得到的图像信号来判断与上述光学玻璃母材的缺陷有关的信息。

14.根据权利要求13所述的光学玻璃母材缺陷检查方法，其特征在于，

还包括输送工序，在该输送工序中根据作为母材的光学玻璃母材的输送状态向规定的方向输送上述光学玻璃母材。

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