JP2001141653A - シュリーレン法による板ガラスの検査方法およびその装置 - Google Patents

シュリーレン法による板ガラスの検査方法およびその装置

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JP2001141653A
JP2001141653A JP32757699A JP32757699A JP2001141653A JP 2001141653 A JP2001141653 A JP 2001141653A JP 32757699 A JP32757699 A JP 32757699A JP 32757699 A JP32757699 A JP 32757699A JP 2001141653 A JP2001141653 A JP 2001141653A
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glass
parallel light
sheet glass
ccd camera
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Masahiro Taniguchi
正浩 谷口
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Central Glass Co Ltd
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Central Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】板ガラスリボンは厚みに対して幅が大きいた
め、写真に記録された像は大変細長いものになり、シュ
リーレン法の層状の縞模様の異なる位置の明暗のパター
ンを比較することが難しく、また分割した板ガラスごと
に得られた写真をつなぎ合わせて連続させることが大変
困難であった。 【解決手段】板ガラスを該板ガラスと同じ屈折率の液を
満たしたサンプル槽に浸漬させ、該板ガラスの断面に平
行光を入射させ、該板ガラスを透過した該平行光の強度
分布を用いて行う板ガラスの品質検査方法において、透
過した平行光をスクリーンに投影してできるスクリーン
上の像を、CCDカメラで画像データとして撮影し、該
画像データを用いて透過光の強度分布の画像処理をす
る。CCDカメラで撮影した画像の濃淡を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、板ガラスの均質性
を検査するシュリーレン法に関する。
【0002】
【従来の技術】板ガラスの断面方向の透過光は板ガラス
内の屈折率の違いにより強度分布を示し、透過光をスク
リーンに映すと、濃淡の縞模様として観察される。これ
を板ガラスの品質検査に用いることは、シュリーレン法
として広く行われている。
【0003】板ガラスの生産において、品質検査を行う
板ガラスは、連続生産されるガラスリボンから切り出し
たものであり、ガラスリボンの幅は2m以上ある。この
2m以上の寸法のままシュリーレン法を実施すること
は、その寸法の平行光を被検体に入射しなければなら
ず、装置が大がかりとなり、非常に困難である。
【0004】このため、検査する板ガラスの寸法は光学
系の平行光の幅以下にしなければならず、2m以上の幅
の板ガラスのリボンを数枚に分割してシュリーレン法を
用いている。この方法では、数枚に分割した板ガラスを
1枚1枚順番にシュリーレン法を行い、断面の透過光を
スクリーンに映し、さらにスクリーンに映された像を写
真に記録し、数枚に分割した板ガラスの1枚ごとに撮影
された写真をつなぎ合わせて、ガラスリボンの幅方向全
体の品質を検査していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】板ガラスリボンは厚み
に対して幅が大きいため、写真に記録された像は大変細
長いものになり、シュリーレン法の層状の縞模様の異な
る位置の明暗のパターンを比較することが難しく、また
分割した板ガラスごとに得られた写真をつなぎ合わせて
連続させることが大変困難であった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の板ガラスの品質
検査方法は、板ガラスを該板ガラスと同じ屈折率の液を
満たしたサンプル槽に浸漬させ、該板ガラスの断面に平
行光を入射させ、該板ガラスを透過した該平行光の強度
分布を用いて行う板ガラスの品質検査方法において、透
過した平行光をスクリーンに投影してできるスクリーン
上の像を、CCDカメラで画像データとして撮影し、該
画像データを用いて透過光の強度分布の画像処理をする
ことを特徴とする板ガラスの品質検査方法である。
【0007】また、CCDカメラで撮影した画像の画像
処理が、板ガラスのエッジを認識する工程と縞模様の濃
淡を調整する工程を有することを特徴とし、さらに、光
源の輝度、平行光の照度分布、板ガラスの透過率の少な
くともいずれか一つの値を用いて画像の濃淡を調整する
ことを特徴とする。
【0008】また、前述の品質検査方法において、サン
プル槽を移動させながらスクリ−ンの像をCCDカメラ
で撮影することを特徴とする品質検査方法である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明のシュリーレン法による板
ガラスの品質検査方法の光学系の概略を図1に示す。
【0010】ハロゲンランプ、キセノンランプあるいは
水銀ランプなどを光源1に用いる。光源1の光2をレン
ズ3を用いて平行光4にする。レンズ3は収差の少ない
非球面レンズを用いることが望ましい。レンズ3の代わ
りに、凹面鏡あるいは非球面の凹面鏡を用いても良い。
【0011】平行光4を、板ガラス6と同じ屈折率を有
する屈折率調節液7が入れてある直方体のサンプル槽5
に入射する。サンプル槽5は、少なくとも向かい合う2
枚の平行な側壁8を透明な板で作製し、透明な板で作製
した面に平行光4を入射する。また、サンプル槽5の中
には検査する板ガラス6を水平に保持するための指示部
材を設け、板ガラス6と屈折率が同じ屈折率調節液7の
中に水平に保持する。屈折率調節液はグリセリン、キシ
レン、フタル酸ジメチルなどである。
【0012】サンプル槽5に入れる板ガラス6は、ガラ
スリボンの幅方向に切り出した1枚の板ガラスを何枚か
に分割したものである。フロ−ト法で製造される板ガラ
スの厚みはおよそ1mm〜30mmの厚みであり、ガラ
スリボンから切り出す板ガラスは、ガラスリボンと直角
方向すなわち平行光を透過させる方向の寸法を100m
m以下の幅にするのが好ましく、望ましくは50mm以
下にする。
【0013】サンプル槽5の中の板ガラス6を透過した
平行光は、像の分解能をあげるために、レンズ9を用い
てスクリーン10に拡大して投射することが好ましい。
レンズ9は球面レンズあるいはシリンドリカルレンズな
どである。レンズ9の前に板ガラスの断面を透過した光
のみを通すスリットを設け、シリンドリカルレンズで板
ガラスの厚み方向にのみ像を拡大することが望ましい。
【0014】スクリーン10に形成された像をCCDカ
メラ11で撮影する。スクリーン10に形成された像を
CCDカメラ11で撮影するとき、像をいくつかに分割
して撮影し、検査に必要な像の分解能を得るすることが
望ましい。
【0015】光源1、サンプル槽5、スクリーン10お
よびCCDカメラ11は、全て暗室内に設置し、検査に
必要のない室内の照明器具の光や太陽光などがCCDカ
メラに入射しないようにすることが好ましい。
【0016】CCDカメラはエリアカメラあるいはライ
ンカメラを用いる。サンプル槽は移動ステ−ジに積載し
て移動可能にしておく。移動ステ−ジはパルスモ−タな
どで駆動し、コンピュ−タで移動を制御し、CCDカメ
ラの撮影と連動させることが望ましい。
【0017】図2は、CCDカメラ11で撮影した像の
画像処理を示す系統図である。CCDカメラ11で撮影
した像は、画像処理機12を用いて、板ガラスのエッジ
を認識させ、像の外形形状の形状処理を行い、パーソナ
ルコンピュータ13に取り込んで、分割した元の1枚の
板ガラスの明暗のデータとして、連続したデータにまと
める。
【0018】また像の明暗は、画像処理機12により、
光源の輝度、平行光の照度分布、板ガラスの透過率のい
ずれか一つ以上の値を用いて濃淡の調整を行うととも
に、必要に応じて階調処理を行い、パーソナルコンピュ
ータ13に取り込む。階調処理を行うことにより、膨大
な画像データを少量化でき、さらに明暗のパターンの比
較、同定などが簡単に早く行える。
【0019】CCDカメラ11の像を、インターフェー
スなどを用いて直接パーソナルコンピュータに取り込
み、パーソナルコンピュータ11の記憶装置に予め組み
込まれた画像処理手順によって、画像処理12で行う外
形形状の形状処理と明暗データの階調処理を行っても良
い。
【0020】
【実施例】実施例1 500mm×100mmで深さ400mmのサンプル槽
5に、厚み4mmで1.8m幅のガラスリボンから長さ
10mmで切り出した板ガラスを、6等分の300mm
×10mmの板ガラスに分割し、図3に示すように6枚
に分割した板ガラスを、間にスペーサーを入れてサンプ
ル槽に段積みしてセットした。板ガラスをセットした
後、サンプル槽をフタル酸ジメチルで満たした。
【0021】前記のサンプル槽をハロゲンランプとバン
ドパスフィルターを用いた単色光の光を、450mmφ
の非球面凹面鏡を用いて平行光にし、前記のサンプル槽
に入射した。
【0022】板ガラスを透過した光を、直径450mm
の非球面レンズを用いて、1m×1mのスクリーンに板
ガラスの断面300mm×4mmを900mm×12m
mに拡大して像を形成した。
【0023】スクリーンに形成した像をCCDカメラで
撮影し、形状処理を行って6枚の透過像を1枚の板ガラ
スとしてつなぎ合わせ、幅1.8m×厚み4mmの連続
した板ガラスとして検査可能にした。また像の濃淡は平
行光の照度分布と、測定中の光源の輝度変化を用いて調
整した。
【0024】こうして得られた検査像のガラスリボンの
方向を短くし、厚み方向の像の寸法を拡大したり、濃淡
の縞模様を明るさの階調処理により単純化し、濃淡のパ
ターンを特性化した。
【0025】次に、幅2.1mのガラスリボンの板ガラ
スを7等分して、板ガラスの断面を透過する光によって
スクリーンに形成される像をCCDカメラで撮影し、7
枚の像をつないで、2.1m×4mmの連続した板ガラ
スとして検査可能にし、ガラスリボン幅1.8mの場合
と同様の特性化を行い、比較を行った。
【0026】比較例1 実施例1でスクリーンに形成された板ガラスの断面の透
過像を写真撮影し、半紙の印画紙に焼き付け検査するた
めの写真記録とした。写真記録の板ガラス6枚または7
枚の像を切り離して1.6mまたは2.1mのガラスリ
ボンの幅につなぎ、連続写真にした。
【0027】この写真のつなぎ合わせにおいて、つなぎ
合わせるところのガラスの幅が合わず、従って断面を透
過した光の濃淡の縞模様がどのようにつながっていくの
かを判断することができなかった。
【0028】実施例2 幅4mで厚み20mmのガラスリボンから切りだした5
0mm×4000mm(厚み20mm)の板ガラスサン
プルを50mm×1000mmに4等分し、深さ50m
m、内側の面積が80mm×1050mmのサンプル槽
を用いて板ガラスと同じ屈折率のシリコ−ン系の屈折率
調節液に浸漬させた。サンプル槽は1500mmを直線
移動する台上に置き、平行光の中を、平行光と直角方向
に移動させた。ガラスリボンは透明な板ガラスとグレ−
の熱線吸収板ガラスの2種類を用いた。
【0029】平行光は30mmファイの非球面凸レンズ
を用いて作成し、切り出したガラスを1枚ずつ検査し
た。
【0030】ガラスを透過した平行光はシリンドリカル
レンズを用いて、厚み方向に5倍に拡大してスクリ−ン
に投影した。
【0031】CCDカメラにはラインカメラを用い、サ
ンプル槽を1mmずつ移動させながらスクリ−ンの像を
撮影した。サンプル槽の移動とCCDカメラの撮影はコ
ンピュータにより制御した。
【0032】ラインカメラで撮影した像は、板ガラスの
エッジを画像処理で認識させ、板ガラスを透過した像の
みをデ−タとして取り込み、サンプル槽を移動させて順
次取り込んだ画像のデ−タを合成し、平面のデ−タとし
た。画像デ−タの濃淡の調整は実施例1と同様にした。
さらに、グレ−の熱線吸収板ガラスについては透過率を
用いて透明なガラスと同様の像の明るさに調整し、色の
違うガラスの比較を容易にした。また厚み方向の像の解
像度は実施例1よりも大きくでき、品質検査の精度は向
上した。
【0033】
【発明の効果】本発明の品質検査方法は、画像の処理を
自動的に行うことによって、品質の検査を容易にできる
ようにした。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の品質検査方法を示す概略側面図。
【図2】CCDカメラの撮影像の処理装置。
【図3】実施例1におけるサンプル槽の概略側面図。
【図4】実施例1における光源からサンプル槽までの光
学系を示した平面図。
【符号の説明】
1 光源 2 光 3 レンズ 4 平行光 5 サンプル槽 6 分割した板ガラス 7 屈折率調節液 8 透明板 9 レンズ 10 スクリーン 11 CCDカメラ 12 画像処理装置 13 パーソナルコンピュータ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】板ガラスを該板ガラスと同じ屈折率の液を
    満たしたサンプル槽に浸漬させ、該板ガラスの断面に平
    行光を入射させ、該板ガラスを透過した該平行光の強度
    分布を用いて行う板ガラスの品質検査方法において、透
    過した平行光をスクリーンに投影してできるスクリーン
    上の像を、CCDカメラで画像データとして撮影し、該
    画像データを用いて透過光の強度分布の画像処理をする
    ことを特徴とする板ガラスの品質検査方法。
  2. 【請求項2】CCDカメラで撮影した画像の画像処理
    が、板ガラスのエッジを認識する工程と縞模様の濃淡を
    調整する工程を有することを特徴とする請求項1に記載
    の品質検査方法。
  3. 【請求項3】画像処理の工程において、光源の輝度、平
    行光の照度分布、板ガラスの透過率の少なくともいずれ
    か一つの値を用いて、画像の濃淡を調整することを特徴
    とする請求項1または2に記載の品質検査方法。
  4. 【請求項4】サンプル槽を移動させながらスクリ−ンの
    像をCCDカメラで撮影することを特徴とする請求項1
    乃至3に記載の品質検査方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101776572A (zh) * 2010-03-05 2010-07-14 陕西师范大学 液体折射率ccd实时测量装置及其测量方法
CN101782515A (zh) * 2010-03-05 2010-07-21 陕西师范大学 基于全反射光阑效应的液体折射率测量方法
KR101761646B1 (ko) 2016-01-14 2017-07-28 서울시립대학교 산학협력단 윈도우 형성을 통한 원석의 품질 확인 방법
JP2019211246A (ja) * 2018-05-31 2019-12-12 株式会社東芝 測定方法及び測定装置
CN110687075A (zh) * 2019-10-28 2020-01-14 华中科技大学 一种光学制件均匀性干涉检测方法

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