JP2001183309A

JP2001183309A - 透明板の均質性評価装置および評価方法

Info

Publication number: JP2001183309A
Application number: JP36941099A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Hirabayashi; 靖久平林; Hideki Nanamegi; 英樹斜木
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2001-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】検査用透明板の光透過特性の均質度を、シュリ
ーレン光学系を用いることによって、高精度に効率よく
求め評価することのできる装置および方法の提供を課題
とする。【解決手段】前記シュリーレン光学系で得られる可視化
像を撮像手段によって読み取り、得られた画像データに
低周波数成分除去処理を施した後、検査領域の画像デー
タの平均値を求め評価値とすることによって前記課題を
解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明板の透過性の
均質度を定量的に評価する評価装置およびその評価方法
に関し、特に、ブラウン管用ガラスや液晶表示装置のパ
ネル等に使用される透明ガラス板の透過性の均質度を定
量的に評価することのできる透明ガラス板の均質性評価
装置およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、デジタル技術の発達に伴い高密度
高階調の画像を大画面に表示できる画像表示装置が望ま
れている。特に、大型ブラウン管のパネルや液晶表示装
置の大型パネルに用いられるガラス板は、屈折率が一定
であり、大きな画像表示装置に用いられても表示画像に
むらが発生することのないように、光透過性の均質度が
高いことが要求されている。ところが、ガラス板は、ガ
ラス原材料を高温で溶解して溶融し、所定の型に成形し
た後、徐冷工程を経て製造されるため、原材料の調整不
良や溶融中の揮発や製造時に用いられる溶解炉の耐火物
成分の混入等により、ガラス板の組成変動が生じ、例え
ば、糸すじ状の脈理や点状の節や平板状のリーム等の種
々の欠陥が発生し、光透過性の均質度に影響を与える。

【０００３】このような欠陥によって生じる光透過性の
均質度は、従来より光透過性の情報を含んだ可視化され
た像を検査者が観察することによって定性的な検査や評
価が行われていた。例えば、シャドウ法やシュリーレン
法が挙げられる。シャドウ法とは、点光源からの投影光
を検査用透明板に照射し、検査用透明板を透過した透過
光をスクリーン等に投影し、また、カメラで撮影し、検
査者がこの投影された像を定性的に観察する方法であ
る。シュリーレン法とは、検査用透明板に平行光を照射
し、検査用透明板を透過した透過光を光学系によって収
束させるとともに、収束位置近傍においてナイフエッジ
状の遮光板で透過光の光束の一部を遮ることによって得
られる像をカメラで撮影し、またスクリーンに投影し、
検査者がこの可視化された像を定性的に観察する方法で
ある。

【０００４】また、シャドウ法の一種として、特開平５
−１７２７５３号公報で透明板の光透過特性検査装置が
提案されている。それによると、発光手段と、受光手段
と、この発光手段と受光手段の間に検査用透明板を介在
させた状態で発光手段と受光手段とをこの検査用透明板
に対して相対的に移動する移動手段とを設け、移動設定
された各検査位置において透明板を透過した透過光を受
光手段で受光し、この受光して得られる受光量データに
基づいて標準偏差（ばらつき）を求めることによって、
透明板の光透過性検査を行うことが提案されている。そ
の結果、検査用透明板全体を均一に検査でき、光透過性
の均質度を低下させる光学的欠陥を確実に検出すること
ができるとされている。

【０００５】これに対して、シュリーレン法は、広い光
束面を持つ平行光を検査用透明板に投影し、検査用透明
板を透過して得られる透過光の光束を収束させ、その一
部を遮断することによって可視化し、例えば、図６
（ａ）に示すように、暗い背景領域Ａの中に明領域Ｂが
発生する可視化された像を得ることができる。ここで可
視化された像は、検査用透明板に投影する投影光が広い
光束面を持つことから、検査用透明板の広い範囲を可視
化することができる。さらに、この像の暗い背景領域の
中に発生する明領域は、透明板のわずかな屈折率の変化
に対応して敏感に変化するため、検査用透明板のわずか
な屈折率の変化による分布を高精度に可視化することが
できる。特に、透明ガラス板の糸すじ状の脈理の欠陥の
ように、検査用透明板の屈折率の変動が一方向に発生す
る場合、鮮明な明領域を有する像を提供することが可能
である。そこで、この可視化される像をスクリーン等に
投影し、またカメラで撮影し、得られた画像の暗い背景
領域の中に発生する明領域の明るさや領域の広さを定性
的に評価することによって、検査用透明板の屈折率の分
布、すなわち光透過性の均質度を定性的に評価すること
ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記シャドウ
法による上記検査装置においては、検査用透明板の光透
過性を精度よく検査するためには、スリット板を用いて
発光手段から照射された投影光のスポット径を小さくし
なければならず、その結果、１回の検査でカバーできる
検査用透明板の検査領域は狭くなる。そのため、検査用
透明板全体を検査するには、移動手段を用いて検査領域
を細かく移動して検査を数多く繰り返さなければなら
ず、検査用透明板全体の検査に長時間を要し、検査効率
が非常に低下するといった問題があった。

【０００７】一方、シュリーレン法では、検査用透明板
の広い範囲の光透過性の分布を高精度に可視化すること
ができるものの、可視化された画像の暗い背景領域は、
遮断板のナイフエッジに対応するエッジ領域（図６
（ａ）の例では、暗い背景領域Ａの左エッジ領域Ａ₁）
ほど明るく、この領域から離れるに従って暗くなるグラ
デーションを持つため、グラデーションを持つ暗い背景
領域に対する明領域の明るさやその領域の広さを定量的
に評価することは困難であった。たとえ、定量的に評価
を行うために、ＣＣＤセンサ等の撮像手段を用いて画像
データを取得しても、暗い背景領域のグラデーションの
上に、透明板の屈折率の不均質度によって発生する明領
域の像が発生するため、定量化は困難であった。

【０００８】また、シュリーレン法で可視化される像
は、検査用透明板の屈折率の変動方向と遮断板のナイフ
エッジ方向との相対方向によって変化するため、この検
査用透明板を平行光の光軸回りに回転させながら像の暗
い背景領域と明領域の明るさの差（コントラスト）が最
大となる位置を検査員が見出して検査、評価をしなけれ
ばならず、検査者にとっても大きな負担であった。

【０００９】そこで、本発明は、上記問題を解決すべ
く、検査用透明板の光透過特性の均質度を、高精度に効
率よく求め、評価することのできる均質性評価装置およ
び評価方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明第１の態様は、光源と、前記光源からの光を
平行光にする第１の光学系と、前記平行光の光路中に配
置される検査用透明板を透過した透過光の光束を収束さ
せる第２の光学系と、前記光束の収束する位置近傍に配
置され、前記光束の一部をナイフエッジ状に遮断する遮
断板と、この遮断板を通過した前記透過光の担持する像
を読み取る撮像手段と、この撮像手段によって読み取っ
て得られる画像データに対して、低周波数成分の除去処
理を行う低周波数成分除去手段と、この低周波数成分の
除去された処理画像データに基づいて前記被検査透明板
の透過性の均質度を評価する評価手段とを備えることを
特徴とする透明板の均質性評価装置を提供するものであ
る。

【００１１】ここで、前記低周波数成分除去手段は、ロ
ーパスフィルタまたはメディアンフィルタを備え、前記
ローパスフィルタは、平滑化フィルタであるのが好まし
い。また、前記評価手段は、所定の検査領域における前
記処理画像データの平均値を求めることによって前記検
査用透明板の均質度を評価するのが好ましい。さらに、
前記検査用透明板または前記遮断板は、前記検査用透明
板と前記遮断板とが光軸回りに相対的に回転する回転手
段を備えるのが好ましい。

【００１２】また、本発明の第２の態様は、光源からの
投影光を第１の光学系を用いて平行光とし、この平行光
を検査用透明板に透過させて平行光の透過光を得、この
透過光の光束を第２の光学系を用いて収束させるととも
に、光束の収束する位置近傍に配置した遮断板によって
透過光の光束の一部をナイフエッジ状に遮断し、この遮
断板を通過した透過光の担持する像を撮像手段によって
読み取ることによって画像データを得、この画像データ
に対して低周波数成分の除去処理を施して処理画像デー
タを得、この得られた処理画像データに基づいて前記被
検査用透明板の透過性の均質度を評価することを特徴と
する透明板の均質性評価方法を提供するものである。

【００１３】ここで、前記低周波数成分の除去処理は、
ローパスフィルタ処理あるいはメディアンフィルタ処理
であるのが好ましく、前記検査用透明板の透過性の均質
度の評価は、所定の検査領域における前記処理画像デー
タの平均値を求めることによって行われるのが好まし
い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の透明板の均質性評
価装置および評価方法について、添付の図面に示される
好適実施例を基に詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明の透明板の均質性評価装置
の一例である透明ガラス板の均質性評価装置１０の概略
の構成を示す構成図である。均質性評価装置１０は、公
知のシュリーレン法を用いて検査用透明ガラス板Ｇ（以
降、ガラス板Ｇという）の光透過性の均質度を評価する
評価装置であり、ガラス板Ｇに投影光を投影する点光源
１２と、ガラス板Ｇに投影する投影光を平行光Ｌとする
光学系レンズ１４と、ガラス板Ｇを平行光Ｌの光路中の
所定の位置に配置するボックス１６と、ガラス板Ｇを透
過した平行光を収束させる光学系レンズ１８と、光学系
レンズ１８によって平行光（透過光）の収束する位置近
傍に配置し、収束した透過光の光束の一部をナイフエッ
ジ状に遮断する遮断板２０と、遮断板２０を通過した透
過光を受光して画像データを得るＣＣＤカメラ２２と、
ガラス板Ｇを平行光Ｌの光軸回りに回転する回転装置２
３と、ＣＣＤカメラ２２より得られた画像データに補正
処理を施し、ガラス板Ｇの透明性の均質度を評価する画
像処理部２４と、ＣＣＤカメラ２２で得られた画像デー
タや補正処理された画像データ等を用いて画像表示する
ディスプレイ２６とを主に備える。

【００１６】本実施例では、ガラス板Ｇを光透過性の均
質度を評価する検査対象の透明板として用いるものであ
るが、本発明における透明板とは、透明ガラス板に限ら
れず、ブラウン管用ガラスパネルのようなガラス成形体
およびメタクリル樹脂板等の透明板の他に光透過性を持
つ半透明板も含まれる。また、透明板の光透過性の均質
度とは、透明板の屈折率分布の均一度を示す程度をい
う。

【００１７】点光源１２は、ガラス板Ｇに投影する投影
光を発光する光源であって、特に制限されず、公知の光
源であればよく、例えばキセノンランプが挙げられる。
また、発光ダイオードやレーザダイオード等を点光源１
２の替わりに用いてもよく、被検査対象の透明板の波長
に対する透過特性に応じて、投影光の種類も可視光のみ
ならず赤外光や紫外光としてもよい。その際、投影光を
受光するＣＣＤカメラ２２の撮像素子も投影光の種類に
応じて選択するとよい。

【００１８】光学系レンズ１４は、点光源１２からの投
影光を平行光Ｌとするコリメータレンズであって公知の
コリメータレンズが用いられる。ボックス１６は、透明
容器１６ａ内に浸透液１６ｂを内部に保持し、この浸透
液１６ｂ中に被検査対象のガラス板Ｇを配置するガラス
板配置手段であり、ボックス１６の所定の位置に配置さ
れたガラス板Ｇは、平行光Ｌの光路中に配置されるよう
に構成される。また、ボックス１６は、回転装置２３に
接続され、平行光Ｌの光軸に対して回転し、所望の角度
にガラス板Ｇを固定することができる。この場合、ガラ
ス板Ｇが脈理の欠陥を有する時は、脈理の方向が例えば
ほぼ鉛直方向（上下方向）となるように配置する。脈理
の方向が鉛直方向でない時は、回転装置２３を用いて光
軸回りに回転させて調整する。浸透液１６ｂは、後述す
るＣＣＤカメラ２２で得られる像が、ガラス板Ｇの表面
の細かな凹凸による投影光や透過光の乱反射等の影響を
受けないように、ガラス板Ｇの表面の凹凸を吸収するた
めに用いられ、例えば、テトラリンが用いられる。浸透
液１６ｂは、検査用透明板の種類によっては浸透液１６
ｂを用いることなく、平行光Ｌの光路中に直接ガラス板
Ｇを配置してもよい。

【００１９】光学系レンズ１８は、ガラス板Ｇを透過し
た透過光の光束を収束させるレンズであって公知のレン
ズが用いられる。遮断板２０は、光学系レンズ１８の焦
点距離によって定まる透過光の光束の収束位置近傍にお
いて、透過光の光束の一部、好ましくは略半分をナイフ
エッジとして一方向に向けて直線的に遮断するように配
置される遮断板である。この遮断板２０は、光透過性の
均質度の検出感度を上げるのに有効であり、より感度を
上げるには、例えば脈理の走っている方向に対して、ナ
イフエッジの方向を平行に配置するのが好ましい。

【００２０】ＣＣＤカメラ２２は、遮断板２０で遮断さ
れず通過した透過光をＣＣＤ（charged coupled devic
e）撮像素子の受光面で受光して、透過光の担持する像
を読み取る撮像手段であり、ＣＣＤ撮像素子で得られる
画像信号を増幅して８ビット等のＡ／Ｄ変換をし、Ｌｏ
ｇ変換、暗時補正やホワイトバランス補正等の処理を施
して画像データＩ₁とする。ＣＣＤカメラ２２は、カラ
ー画像を得るカメラでもよいが、可視化される像の輝度
成分を取得して白黒画像を得るカメラであればよい。な
お、本発明において、撮像手段はＣＣＤカメラ２２に制
限されず、例えばＣＭＯＳ型撮像素子等を用いたカメラ
であってもよい。得られた画像データＩ₁は、画像処理
部２４に送られる。

【００２１】回転装置２３は、ボックス１６内に配置さ
れるガラス板Ｇと接続され、ガラス板Ｇを平行光Ｌの光
軸に対して回転可能とし、遮断板２０のナイフエッジ方
向と所定の相対角度を保持した状態で固定する装置であ
る。このようにガラス板Ｇを光軸に対して回転しその向
きを微調整することによって、光透過性の均質度を評価
する、コントラストの最大となる可視化された像を得る
ことができる。すなわち、後述する様にガラス板Ｇの光
透過性の均質度は、可視化された画像の画像データに基
づいて評価するが、この可視化される像は、ガラス板Ｇ
の光透過性の分布の方向性と遮断板２０のナイフエッジ
の方向によって評価対象となる画像のコントラストが大
きく変化する。そのため、ガラス板Ｇを回転することに
よって、コントラストの最大となる像を見出し、この画
像データに基づいて光透過性の均質度を評価するのであ
る。

【００２２】例えば、ガラス板Ｇの一方向に発生する糸
すじ状の脈理の欠陥によって生じる可視化された像の一
例が図６（ａ）に示されている。ここで、暗い背景領域
Ａの中にガラス板Ｇの３つの脈理の欠陥に対応して明領
域Ｂ（領域Ｂ₁、Ｂ₂およびＢ₃）が発生し、暗い背景
領域Ａと明領域Ｂの像のコントラストが最も大きくなっ
ている。このような像は、回転装置２３によってガラス
Ｇを回転させて、一方向に発生する脈理の発生方向と遮
断板２０のナイフエッジの配置方向を揃えた際に得られ
る。像は、ＣＣＤカメラ２２で読取りられ、ディスプレ
イ２６に画像表示された画像を観察することによって検
査者がコントラストの最大となるガラス板Ｇの角度を見
いだすことができる。

【００２３】本実施例において、遮断板２０は固定され
ているが、遮断板２０を光軸回りに回転させる回転装置
を設けて、例えば脈理の方向と平行になるようにしても
よく、また、ガラス板Ｇおよび遮断板２０の双方に設け
てもよい。少なくとも、ガラス板Ｇと遮断板２０とを相
対的に回転させ、例えば脈理の方向と遮断板２０のナイ
フエッジ方向とが平行またははぼ平行に設定できる回転
手段であればよく、回転のための機構は公知のものが用
いられる。

【００２４】回転装置２３は、検査者がＣＣＤカメラ２
２で撮影された画像をディスプレイ２６を見てコントラ
ストの最大となる画像を見つけ出すために用いられる
が、検査者による手動によって、あるいは、後述する画
像処理装置２４と接続して自動的に、一定の相対角度毎
にガラス板Ｇを回転させて、ガラス板Ｇと遮断板２０と
の相対角度を変え、その都度ＣＣＤカメラ２２で得られ
た画像データに基づいて評価を行うものであってもよ
い。

【００２５】画像処理部２４は、後述する補正処理の開
始の指示や評価の指示を与える制御部２４Ａと、ＣＣＤ
カメラ２２から送られた画像データＩ₁に低周波数成分
除去処理を行い処理画像データＩ₃を得る補正処理部２
４Ｂと、補正処理の施された処理画像データＩ₃に基づ
いてガラス板Ｇの透過性の均質度を評価する評価部２４
Ｃとを備え、これらは、画像処理部２４全体を統括し制
御するＣＰＵ、各種ＲＯＭやＲＡＭから構成されるコン
ピュータ上で実行することによって機能を発揮するソフ
トウェアで構成されもよく、また回路を用いて組まれた
ハードウェアで構成されてもよい。

【００２６】制御部２４Ａは、ＣＣＤカメラ２２より送
られた画像データＩ₁に基づいてディスプレイ２６に画
像を表示させ、この表示された画像から検査者の指定に
より定められた、あるいは自動的に定められた検査領域
の矩形枠Ｃを表示させるほか、補正処理２４Ｂに補正処
理の開始の指示を行い、また、評価部２４Ｃの評価の指
示を行う部分である。図２にディスプレイ２６に表示さ
れる画面の一例が示される。図中において、検査領域は
検査者の指定により、あるいは自動的に定められて検査
領域の矩形枠Ｃが表示されている。検査領域は、図中、
矩形枠Ｃの左上方の点Ｓ（画素座標（Ｘ_s，Ｙ_S））
と、右下方の点Ｅ（画素座標（Ｘ_E，Ｙ_E））とによっ
て定められる。

【００２７】補正処理部２４Ｂは、図３（ａ）に示すよ
うに、制御部２４Ａの補正処理の開始の指示に応じて低
周波数成分の除去処理を行う部分であって、画像データ
Ｉ₁から低周波数成分画像データＩ₂を得るためのロー
パスフィルタ２４Ｂ₁と、画像データＩ₁と低周波数成
分画像データＩ₂を減算し、さらに所定のオフセット値
Ｉ_OSを加算する加算減算器２４Ｂ₂とを備える。

【００２８】ローパスフィルタ２４Ｂ₁は、ＣＣＤカメ
ラ２２から出力された画像データＩ ₁の空間周波数特性
における低周波数成分を抽出するために用いられるもの
である。例えば、図６（ａ）に示される可視化された像
を得た場合、図中Ｘ方向に沿った画像データＩ₁（輝度
値）の分布は、図６（ｂ）に示すように、なだらかに輝
度値の変化する暗い背景領域Ａに対応した基準部分Ｄ
に、明領域Ｂ₁、Ｂ₂およびＢ₃に対応した急峻なピー
クＰ₁、Ｐ₂およびＰ₃を持つ分布を示すが、ローパス
フィルタ２４Ｂ₁は、この急峻なピークＰ₁、Ｐ₂およ
びＰ₃を排除して輝度値がなだらかに変化する基準部分
Ｄを抽出し、この基準部分Ｄを低周波数成分画像データ
Ｉ₂とするものである。

【００２９】ローパスフィルタ２４Ｂ₁は、基準部分Ｄ
を抽出するものであればいずれのフィルタであってもよ
く、例えば平滑化フィルタやローパスデジタルフィルタ
が挙げられる。例えば、平滑化フィルタは、画像データ
Ｉ₁の画素位置（ｉ，ｊ）での値をＩ ₁（ｉ，ｊ）とし
た場合、以下に示す式（１）のように画素位置（ｉ，
ｊ）を中心として縦方向および横方向に９画素ずつ備え
る８１画素（９画素×９画素）の矩形領域の画像データ
Ｉ₁（ｉ＋ｋ，ｊ＋ｌ）( k 、l は−４以上４以下の整
数）の単純加算平均値を求めることによって低周波数成
分画像データＩ₂（ｉ，ｊ）を得る。

【数１】

【００３０】平滑化フィルタは、注目する画素位置を中
心として９画素×９画素の矩形領域の画像データ値の単
純加算平均値を求めるものであるが、この加算平均値は
９画素×９画素の矩形領域に限られず、８画素×８画素
や１０画素×１０画素や８画素×９画素や９画素×８画
素等の予め定められた矩形領域の単純加算平均値であれ
ばよく、また矩形領域の替わりに注目画素位置を中心と
した一定の半径の円領域であってもよい。この場合、画
像データＩ₁の空間周波数特性の低周波数成分を抽出す
る点から矩形領域や円領域を広く設定するのがよい。

【００３１】ローパスデジタルフィルタは、平滑化フィ
ルタで行う単純加算平均の替わりに、加重平均によって
値を抽出するフィルタである。具体的には、空間周波数
特性から所定の周波数以下の低周波数成分を抽出する際
に定まるデジタルフィルタの係数を求め、この係数を、
注目画素位置からの相対的位置に応じた加重平均のため
の重み付け係数とすればよい。

【００３２】また、ローパスフィルタ２４Ｂ₁の替わり
に、所定の画素領域の画像データＩ ₁の値の中からメデ
ィアン値を求め、これを低周波数成分画像データＩ₂と
するメディアンフィルタを用いてもよい。

【００３３】ところで、画像に基づいて検査を行う検査
装置は、一般的に検査装置自身の特性を除去するために
シェーディング補正処理を行う。すなわち、検査装置自
身の特性画像データをシェーディング補正データとして
予め保有し、検査対象物を検査して画像データを得る
際、画像データからシェーディング補正データを減算し
て、検査装置自身の特性を除去する補正処理を行う。し
かし、ガラス板Ｇを遮断板２０に対して相対角度を変え
て画像のコントラストの最大となる相対角度を見出し、
この相対位置での画像に基づいて検査、評価する均質性
評価装置１０では、図３（ｂ）に示すような基準部分Ｄ
のグラデーションの輝度値の勾配等も相対角度によって
変化する。しかも、この勾配等も検査対象のガラス板Ｇ
の欠陥の程度によって変化する。そのため、上述した一
般的なシェーディング補正を行うことができない。そこ
で、本実施例では、上記フィルタ処理によって、画像デ
ータＩ₁から低周波数成分画像データＩ₂を得、この低
周波数成分画像データＩ₂を、シェーディング補正デー
タとして用いるのである。

【００３４】加算減算器２４Ｂ₂は、以下に示す式
（２）のように、画像データＩ₁からローパスフィルタ
２４Ｂ₁で得られた低周波数成分画像データＩ₂を減算
し、所定のオフセット値Ｉ_OSを加算し、低周波数成分の
除去処理を行って処理画像データＩ₃を得る部分であ
る。Ｉ₃（ｉ，ｊ）＝Ｉ₁（ｉ，ｊ）−Ｉ₂（ｉ，ｊ）＋Ｉ_OS （２）このようにして得られた低周波数成分の除去処理後の処
理画像データＩ₃は、評価部２４Ｃに送られる。

【００３５】このような補正処理部２４Ｂでの処理によ
って、グラデーションのある暗い背景領域と明領域とか
らなる可視化された像は、グラデーションのない一律の
輝度値を持った暗い背景領域と明領域とからなる像とな
る。例えば、画像データＩ₁の表す画像が図６（ａ）に
示す脈理の欠陥による像の場合、ローパスフィルタ２４
Ｂ₁から出力される低周波数成分画像データＩ₂の表す
画像は、図３（ｂ）のように、グラデーションを持った
暗い背景領域Ａのみからなる画像を得ることができる。
さらに式（２）によって求められる処理画像データＩ₃
の表す画像は、図３（ｃ）のように、グラデーションの
ない一律の輝度値を持った暗い背景領域に脈理の欠陥に
起因して生じる明領域が発生する画像となる。

【００３６】このように、処理画像データＩ₃から、図
３（ｃ）のようなグラデーションのない一律の輝度値を
持った暗い背景領域と、脈理等のガラスＧの欠陥に起因
して生じる明領域とを備える画像が得られるので、処理
画像データＩ₃は、ガラスＧの欠陥による光透過性の均
質度を定量的に評価することができる。補正処理部２４
Ｂで得られた処理画像データＩ₃は評価部２４Ｃに送ら
れる。

【００３７】評価部２４Ｃは、制御部２４Ａから送られ
てきた評価の指示に応じて、処理画像データＩ₃に基づ
いてガラス板Ｇの光透過性の均質度の評価値Ｖを取得す
る部分である。評価値Ｖは、以下に示す式（３）によっ
て求められる。

【数２】すなわち、制御部２４Ａで定められた検査領域の処理画
像データＩ₃の値（輝度値）の平均値を算出する。

【００３８】評価値Ｖとして、検査領域の処理画像デー
タＩ₃の平均値を用いるのは、以下の理由による。評価
値として、検査領域の処理画像データＩ₃の平均値の他
に、検査領域の処理画像データＩ₃の最大値、すなわち
明領域の最大輝度値や、検査領域の処理画像データＩ₃
の分散値や、検査領域に占める明領域の占有率も考えら
れる。しかし、最大値は、処理画像データＩ₃に含まれ
るノイズ成分や局所的な光透過性の不均質度に依存する
ため、検査者の官能評価結果に十分に対応せず、また分
散値は、輝度値の平均値からのばらつきを示すものなの
で、例えば図６（ａ）に示されるようなガラス板Ｇの脈
理の欠陥に起因して得られる画像の場合、分散値で光透
過性の均質度を評価すると、検査者の官能評価結果に比
べて均質度が低くなり、検査者の官能評価結果に十分に
対応しない。また、占有率で評価する場合、明領域と暗
い背景領域を区別する輝度値の閾値によって占有率が変
動し、しかも閾値以下に含まれる明領域が考慮されない
ため、検査者の官能評価結果に十分に対応しない。

【００３９】しかし、処理画像データＩ₃の平均値は、
図６（ａ）に示すような明領域Ｂ₁、Ｂ₂やＢ₃等の輝
度値の最大値とこの明領域の検査領域における占有率と
を反映するため、ガラス板Ｇの光透過特性の不均質の程
度と不均質領域の占有率の程度を加味した１つの評価値
として用いることができる。その結果、図４に示すよう
に、平均値を評価値Ｖとし、検査者が画像を見て評価す
る従来の官能評価（点数）の結果と一対比較をした場
合、相関係数で０．９３といった強い相関を持ち、検査
者の官能評価と精度よく対応する。評価部２４Ｃは、検
査領域の処理画像データＩ₃の平均値を評価値Ｖとして
算出し、その結果がディスプレイ２６に送られる。

【００４０】ディスプレイ２６は、画像データＩ₁や低
周波数成分画像データＩ₂や処理画像データＩ₃に基づ
いて画像を表示し、評価値Ｖの表示や各種指示を行うた
めの画面を表示する画像表示装置である。また、画像処
理装置２４は、検査領域の指定をしたり、各種指示を行
うための図示されないマウスやキーボードを備える。

【００４１】均質性評価装置１０は、以上のように構成
される。次に、本発明の透明板の均質性評価方法につい
て、均質性評価装置１０を基に説明する。

【００４２】まず、点光源１２から照射された投影光
は、光学系レンズ１４によって平行光Ｌとされる。この
平行光Ｌはボックス１６内に配置されたガラス板Ｇを透
過し、光学系レンズ１８によって収束されるとともに、
光束の収束する位置近傍に配置した遮断板２０によって
透過光の光束の一部がナイフエッジ状に遮断される。遮
断板２０によって遮断されずに通過した透過光はＣＣＤ
カメラ２２によって読み取られ、透過光の担持する像の
画像信号を得る。

【００４３】このように平行光Ｌの光路中に検査対象の
透明板を配置し、この透明板を透過した平行光を光学系
を用いて収束させるとともに、収束位置近傍にナイフエ
ッジ状の遮断板を配置することによって、透過光の一部
を遮断して、検査対象の透明板の光透過性の分布を担持
した像を可視化する方法は、シュリーレン法として知ら
れている。本実施例では、２つの光学系レンズ１４およ
び１８を用いて、透明板の屈折率の分布を可視化してい
るが、この方法に限定されず、この他に凹面鏡を用いた
公知のシュリーレン法によって可視化してもよい。

【００４４】ＣＣＤカメラ２２によって読み取られた画
像信号は、増幅されＡ／Ｄ変換、Ｌｏｇ変換されて画像
データＩ₁とされ、画像処理部２４およびディスプレイ
２６に送られる。画像処理部２４に送られた画像データ
Ｉ₁は、メモリに一時的に記録される。一方、ディスプ
レイ２６に送られた画像データＩ₁に基づいて可視化さ
れた像が画像表示され、検査者はこの表示画像を見なが
ら、得られた画像の暗い背景領域と明領域とのコントラ
ストに注目し、回転装置２３を回転させてコントラスト
の最大となる画像を見つけ出す。つぎに、コントラスト
の最大となる画像を見つけ出した後、この画像に対し
て、図２に示されるような検査領域の矩形枠Ｃを指定す
る。その後、検査者の画像処理開始の指示によって、画
像処理部２４での処理が、補正処理部２４Ｂの低周波数
成分の除去処理から開始される。

【００４５】すなわち、画像処理部２４では、図６に示
されるフローに沿って処理が行われる。まず、画像デー
タＩ₁が補正処理部２４Ｂに入力され、ローパスフィル
タ２４Ｂ₁に送られる。ローパスフィルタ２４Ｂ₁で
は、例えば注目画素位置を中心とした９画素×９画素の
一定の領域の平滑化フィルタ等によるローパスフィルタ
処理が行われ、画像データＩ₁の空間周波数特性におけ
る低周波数成分が抽出され、低周波数成分画像データＩ
₂が得られる。加算減算器２４Ｂ₂では、画像データＩ
₁からローパスフィルタ２４Ｂ₁で得られた低周波数成
分画像データＩ₂を減算し、所定のオフセット値Ｉ_OSを
加算して処理画像データＩ₃が算出される。算出された
処理画像データＩ₃は、評価部２４Ｃに送られ、式
（３）に示される単純加算平均を行って評価値Ｖが算出
される。

【００４６】評価値Ｖは、ガラス板Ｇの光透過性の均質
度が低下する程、すなわち、画像中の明領域の輝度値の
最大値とこの明領域の検査領域における占有率が大きい
ほど、値が大きくなる。従って、評価値Ｖの大小に基づ
いてガラス板Ｇの光透過性の均質度を評価することがで
きる。なお、本実施例は、暗い背景領域と明領域とのコ
ントラストが最大になる画像をガラス板Ｇを回転装置２
３を用いて回転して見出し、ここで得られる画像データ
Ｉ₁に対して画像処理部２４で処理を行い評価値Ｖを求
めるものであるが、自動的に、あるいは検査者によって
マニュアルで、ガラス板Ｇを一定角度ずつ振り、その度
に得られる画像データＩ₁に対して画像処理部２４で処
理を行い複数の評価値Ｖを求め、その中で最大となる評
価値Ｖをガラス板Ｇの光透過性の均質度の評価値として
もよい。

【００４７】以上、本発明の透明板の均質性評価装置お
よび評価方法について詳細に説明したが、本発明は上記
実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲
において、各種の改良および変更を行ってもよいのはも
ちろんである。

【００４８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、従来より透明板の光透過性の均質度の官能評価
を行うために用いられているシュリーレン法による可視
化された画像の画像データに基づいて低周波数成分の除
去処理を行った後評価を行うので、透明板の屈折率の変
化に基づく光学的透過特性の均質度の評価値を、検査者
の官能評価結果に対応する形で定量的に求めることがで
きる。光透過性の均質度の評価は、低周波数成分の除去
処理の施された処理画像データの検査領域の平均値によ
って行うので、局所的な光透過性の不均質度および光透
過性の不均質領域の占有率の程度を同時に加味した評価
ができ、従来の検査者の官能評価に精度よく対応させる
ことができる。また、透明板と遮蔽板との相対角度を変
化させる回転手段を、透明板または遮蔽板は備えるの
で、効率よく透明板の光学的透過特性の均質度を評価す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の透明板の均質性評価装置の一例を示
す構成図である。

【図２】本発明の透明板の均質性評価装置で得られる
画像の一例を表示した画像表示画面を示す説明図であ
る。

【図３】（ａ）は、本発明の透明板の均質性評価装置
の低周波数成分除去手段の一例を示す構成図であり、
（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）の低周波数成分除去手段
で得られる画像データの表す画像を示す図である。

【図４】本発明の透明板の均質性評価方法で得られる
評価値の官能評価との対応を示す図である。

【図５】本発明の透明板の均質性評価方法で行われる
要部の流れを示すフローチャートである。

【図６】（ａ）は、従来のシュリーレン法によって可
視化される像の一例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）
で示される像の一方向の輝度値の分布を示す図である。

【符号の説明】

１０均質度評価装置１２点光源１４，１８光学系レンズ１６ボックス２０遮断板２２ＣＣＤカメラ２４画像処理部２４Ａ制御部２４Ｂ補正処理部２４Ｃ評価部２６ディスプレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G051 AA84 AB20 AC21 BA20 BB07 CA04 CB02 CD05 DA08 EA11 EA14 EC03 ED04 2G059 AA05 BB15 EE01 FF01 JJ11 JJ30 KK04 MM01 MM03 MM09 MM10 MM20 NN01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、前記光源からの光を平行光にする第１の光学系と、前記平行光の光路中に配置される検査用透明板を透過し
た透過光の光束を収束させる第２の光学系と、前記光束の収束する位置の近傍に配置され、前記光束の
一部をナイフエッジ状に遮断する遮断板と、この遮断板を通過した前記透過光の担持する像を読み取
る撮像手段と、この撮像手段によって読み取って得られる画像データに
対して、低周波数成分の除去処理を行う低周波数成分除
去手段と、この低周波数成分の除去された処理画像データに基づい
て前記被検査透明板の透過性の均質度を評価する評価手
段とを備えることを特徴とする透明板の均質性評価装
置。
【請求項２】前記評価手段は、所定の検査領域における
前記処理画像データの平均値を求めることによって前記
検査用透明板の均質度を評価する請求項１に記載の透明
板の均質性評価装置。
【請求項３】前記検査用透明板または前記遮断板は、前
記検査用透明板と前記遮断板とが光軸回りに相対的に回
転する回転手段を備える請求項１または２に記載の透明
板の均質性評価装置。
【請求項４】光源からの投影光を第１の光学系を用いて
平行光とし、この平行光を検査用透明板に透過させて平行光の透過光
を得、この透過光の光束を第２の光学系を用いて収束させると
ともに、光束の収束する位置近傍に配置した遮断板によ
って透過光の光束の一部をナイフエッジ状に遮断し、この遮断板を通過した透過光の担持する像を撮像手段に
よって読み取ることによって画像データを得、この画像データに対して低周波数成分の除去処理を施し
て処理画像データを得、この得られた処理画像データに基づいて前記被検査用透
明板の透過性の均質度を評価することを特徴とする透明
板の均質性評価方法。
【請求項５】前記検査用透明板の透過性の均質度の評価
は、所定の検査領域における前記処理画像データの平均
値を求めることによって行われる請求項４に記載の透明
板の均質性評価方法。