JP2005049291A - Device and method for detecting micro-defect having light converging action for transparent plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明板状体に含まれる欠点を検出する装置および方法に関し、特に、集光作用を有する微小欠点を検出する装置および方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for detecting a defect included in a transparent plate-like body, and more particularly to an apparatus and method for detecting a minute defect having a light collecting action.
透明板状体に存在する欠点の検出方法として明視野照明方法がある。この方法は、透明板状体に照明光を照射しCCDカメラで撮像することで、欠点部分での反射・屈折により照明光が欠点部分で欠落し、暗信号として検出するものである。 There is a bright field illumination method as a method for detecting a defect existing in the transparent plate-like body. This method irradiates a transparent plate with illumination light and picks up an image with a CCD camera, whereby the illumination light is lost at the defect due to reflection / refraction at the defect and is detected as a dark signal.
また、特許文献1には、明視野照明方法にスリット板を設け、照明光とスリット板のエッジ部分の境目を撮像することにより、欠点部分で照明光が屈折することによって明部分は暗信号、暗部分は明信号として検出する方法が記載されている。
Further, in
さらに、特許文献1には、スリットを介して光を照射することによって、撮像する視野範囲以外から入射される迷光を遮光し、欠点からの乱反射光の発生を抑制する方法が開示されている。
Furthermore,
このような従来技術においては、大きな欠点や、高い屈折力を持つ欠点に対しては十分な信号の変化が得られるため検出可能である。しかし、微小であり、屈折力が低い欠点となると信号の変化も小さくなる。 In such a conventional technique, it is possible to detect a large defect or a defect having a high refractive power because a sufficient signal change is obtained. However, if the defect is small and the refractive power is low, the change in signal is also small.
また、欠点の輪郭部分の散乱によって光が、撮像するCCDカメラ視野に入射する。そして、欠点の輪郭部分が明るく見え、欠点部分での照明光の欠落部分は実際の欠点サイズよりも若干小さく見える。 In addition, light is incident on the CCD camera field of view by scattering of the outline of the defect. Then, the outline of the defect appears bright, and the lack of illumination light at the defect appears slightly smaller than the actual defect size.
さらに、ガラス板などに存在する泡欠点は、レンズ効果を持っている。そのため、泡の中央部分ではレンズ効果によって、照明光が集光して明るく見えてしまう。 Furthermore, the bubble defect existing in a glass plate or the like has a lens effect. For this reason, the illumination light is concentrated and looks bright at the central portion of the bubble due to the lens effect.
これらの結果、実際に欠点部分で照明光が欠落し、暗信号として得られる部分は減少し、微小欠点の検出が困難となる。
本発明の課題は、明視野照明方法において微小欠点の検出感度向上を可能とする欠点検出方法および装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a defect detection method and apparatus capable of improving the detection sensitivity of minute defects in a bright field illumination method.
本発明の一態様は、明視野照明方法において、スリット板を用いて欠点の輪郭部分で散乱する光成分を遮断し、さらに、集光されて欠点の中心部を透過する光成分を極力遮断する。つまり、スリットを介して光を照射することによって、撮像する視野範囲以外から入射される迷光を遮光するとともに、スリットを介して光を照射することによって集光される光を減らし、泡欠点全体を暗画像として観察されるようにする。 According to one embodiment of the present invention, in the bright field illumination method, a light component scattered at a contour portion of a defect is blocked using a slit plate, and further, a light component that is collected and transmitted through the center of the defect is blocked as much as possible. . In other words, by irradiating the light through the slit, the stray light incident from outside the field of view to be imaged is shielded, and the light collected by irradiating the light through the slit is reduced, and the entire bubble defect is reduced. It is observed as a dark image.
具体的には、本発明は、透明板状体に含まれる、集光作用を有する欠点を検出する装置であって、前記透明板状体の検査対象面を撮像する撮像手段と、前記透明板状体内の検出対象となる欠点のサイズよりも幅の狭い光を、前記透明板状体の検査対象面の反対側から前記透明板状体に照射する照射手段とを備える欠点検出装置を含む。 Specifically, the present invention is an apparatus for detecting a defect having a light condensing function, which is included in a transparent plate-like body, the imaging means for imaging the inspection target surface of the transparent plate-like body, and the transparent plate A defect detection device comprising: irradiation means for irradiating the transparent plate-like body with light having a width smaller than the size of the defect to be detected in the form from the opposite side of the inspection target surface of the transparent plate-like body.
また、本発明は、透明板状体に含まれる、集光作用を有する欠点を検出する方法であって、前記透明板状体内の検出対象となる欠点のサイズよりも幅の狭い光を、前記透明板状体の検査対象面の反対側から前記透明板状体に照射する工程と、前記透明板状体の検査対象面を撮像手段によって撮像する工程と、を含む。 Further, the present invention is a method for detecting a defect having a condensing action contained in a transparent plate-like body, wherein light having a width smaller than the size of the defect to be detected in the transparent plate-like body is selected. Irradiating the transparent plate-like body from the opposite side of the inspection target surface of the transparent plate-like body, and imaging the inspection target surface of the transparent plate-like body with an imaging means.
本発明によれば、欠点の輪郭部分および中心部分でも照明光が欠落し暗信号として撮像することができるため、微小欠点の検出感度を向上させることができる。 According to the present invention, since the illumination light is lost even at the contour portion and the center portion of the defect and it is possible to capture an image as a dark signal, it is possible to improve the detection sensitivity of the minute defect.
(本発明の原理)
まず、本発明の原理について説明する。本発明者等により、泡欠点のようにレンズ効果を有し、集光作用を有する欠点については、検査装置で撮像する際に欠点の光学像の中央部分が明るくなってしまう現象が発生することが確認された。
(Principle of the present invention)
First, the principle of the present invention will be described. The present inventors have a lens effect such as a bubble defect, and a defect that has a light-collecting function causes a phenomenon in which the central portion of the optical image of the defect becomes bright when imaging with an inspection apparatus. Was confirmed.
図1を用いて具体的に説明する。図1は、本発明の原理を説明する概念図である。図1に示すように、ガラス板3に泡欠点30が含まれている場合、ガラス板3(泡欠点30)と光源1との距離にもよるが、泡欠点のレンズ効果によって実際の欠点サイズ以上の広範囲の照明光を集光する。そして、集光された光によって泡欠点の像の中央部分が明るくなり、明領域になる。
This will be specifically described with reference to FIG. FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating the principle of the present invention. As shown in FIG. 1, when the
ここで、泡欠点が実際の欠点サイズ以上の広範囲の照明光を集光することを確認するためにテストを行った。図2,3は、泡欠点が実際の欠点サイズ以上の広範囲の照明光を集光することを説明する図である。図2に示すように、光源1として面光源を用い、その上方にガラス板3を配置した。ガラス板3は泡欠点30を含んでおり、この泡欠点30は、領域20の範囲の照明光をレンズ効果によって集光する。また、泡欠点30の真下であってガラス板3と面光源1との間に遮光板15を設け、泡欠点30の真下の照明光を遮断した。遮光板15の幅は、平面視における泡欠点30の縦の寸法と同じであり、その長さは平面視における面光源1の横の寸法よりも大きい。泡欠点30を上方から観察した結果、図3に示すように、泡欠点の光学像の内部に明領域が発生した。このことから、泡欠点は、泡欠点の真下の領域を超える範囲から照明光を集光することが確認された。
Here, a test was conducted to confirm that the bubble defect collects a wide range of illumination light larger than the actual defect size. 2 and 3 are diagrams for explaining the collection of a wide range of illumination light whose bubble defect is larger than the actual defect size. As shown in FIG. 2, the surface light source was used as the
次に、スリットを使用しない場合の泡欠点の像について説明する。図4は、スリットを使用しないで泡欠点を観察した場合の構成例を示す図であり、図5は、図4の構成における泡欠点の光学像の例を説明する図である。図4に示すように、光源1として面光源を用い、その上方にガラス板3を配置し、上方から観察した。ガラス板3は泡欠点30を含んでおり、この泡欠点30は、領域20の範囲の照明光をレンズ効果によって集光する。
Next, an image of bubble defects when no slit is used will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example when a bubble defect is observed without using a slit, and FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an optical image of the bubble defect in the configuration of FIG. As shown in FIG. 4, the surface light source was used as the
泡欠点30の光学像は、図5に示すように、照明光を無制限に集光した結果として泡欠点の中央部分に明領域が生じている。この図においては、明領域が大きいため、環状の帯である暗領域の帯幅が相対的に狭くなっている。
As shown in FIG. 5, the optical image of the
次に、このように泡欠点の中央部分に大きな明領域が存在する場合に、これを撮像した際のCCD出力について説明する。図6は欠陥サイズに対して分解能が細かい場合の撮像例を示し、図7は、欠陥サイズに対して分解能が粗い場合の撮像例を示す。図6および7の格子は撮像するカメラの受光素子を表す。撮像された画像データは各素子あたりの受光量で決定される。そのため、泡欠点の中央部分が集光されると、集光部分の明とその周囲の泡欠点の暗とが足し合わされて暗画像として得られない場合が生じる。 Next, a description will be given of CCD output when a large bright region is present in the central portion of the bubble defect as described above. FIG. 6 shows an example of imaging when the resolution is fine with respect to the defect size, and FIG. 7 shows an example of imaging when the resolution is coarse with respect to the defect size. 6 and 7 represent the light receiving elements of the camera to be imaged. The captured image data is determined by the amount of received light per element. For this reason, when the central portion of the bubble defect is condensed, the light of the condensed portion and the darkness of the surrounding bubble defect may be added together, and a dark image may not be obtained.
具体的には、図6のように、欠点サイズに対してカメラの分解能が細かく、1つの画素が完全に暗領域で覆われるかまたは、1つの画素の大部分が暗領域で覆われる場合には、受光量がゼロに近付き画素の出力が大きく低下するため、該当する部分を暗画像として得ることができる。しかしながら、図7に示すように、欠点サイズに対してカメラの分解能が粗く、1つの画素に明領域と暗領域とが含まれ、しかも明領域の相対的な割合が大きい場合には、画素当たりの受光量がある程度大きくなり、これに伴い画素の出力も大きくなる。したがって、該当部分を暗画像として得ることが困難となり、欠点を検出するのが難しくなる。 Specifically, as shown in FIG. 6, when the resolution of the camera is fine with respect to the defect size and one pixel is completely covered with a dark region, or most of one pixel is covered with a dark region. Since the amount of received light approaches zero and the output of the pixel is greatly reduced, the corresponding portion can be obtained as a dark image. However, as shown in FIG. 7, when the resolution of the camera is rough with respect to the defect size, a single pixel includes a bright region and a dark region, and the relative proportion of the bright region is large, the per pixel The amount of received light increases to some extent, and the output of the pixel increases accordingly. Therefore, it is difficult to obtain the corresponding part as a dark image, and it is difficult to detect a defect.
図8,9を用いてさらに具体的に説明する。図8,9は、CCDの出力信号のモデルを説明する図である。図8は、図6の矢印で示した行の画素に対応したCCD出力を示し、図9は、図7の矢印で示した行の画素に対応したCCD出力を示す。 More specific description will be given with reference to FIGS. 8 and 9 are diagrams for explaining a model of the output signal of the CCD. 8 shows the CCD output corresponding to the pixel in the row indicated by the arrow in FIG. 6, and FIG. 9 shows the CCD output corresponding to the pixel in the row indicated by the arrow in FIG.
図8に示すように、欠点サイズに対してカメラの分解能が細かい場合には、欠点を撮像したCCDの出力信号が閾値thを十分に下回り、暗画像として検出することができる。これに対して図9に示すように、欠点サイズに対してカメラの分解能が粗い場合には、1つの画素上に暗領域と明領域とが混在するため、欠点を撮像したCCDの出力信号が閾値thを上回ってしまい暗画像として検出することができない。一方、欠点サイズが微小なものを検出するためには、カメラの分解能を上げれば検出可能となる。しかしながら、カメラ1台当たりの視野が狭くなるのでカメラ台数が増え、検出機自体が大掛かりなものになり、コストも大きくなる。このような理由から、カメラの分解能を上げずに微小な泡欠点を検出する必要があり、そのためには、泡欠点の光学像の中央部分を可能な限り暗領域として得ることが望まれる。 As shown in FIG. 8, when the resolution of the camera is fine with respect to the defect size, the output signal of the CCD that images the defect is well below the threshold th and can be detected as a dark image. On the other hand, as shown in FIG. 9, when the resolution of the camera is rough with respect to the defect size, a dark area and a bright area are mixed on one pixel, so that the output signal of the CCD that images the defect is It exceeds the threshold th and cannot be detected as a dark image. On the other hand, in order to detect a defect with a small defect size, it can be detected by increasing the resolution of the camera. However, since the field of view per camera is narrowed, the number of cameras increases, the detector itself becomes large, and the cost also increases. For this reason, it is necessary to detect a minute bubble defect without increasing the resolution of the camera. For this purpose, it is desirable to obtain the central portion of the optical image of the bubble defect as dark as possible.
特に、欠点のサイズが数十μm以下になると、撮像するカメラの実用的な分解能が欠点サイズに対して粗くなる場合が生じるため、泡欠点像の暗領域を大きくすることが必要である。 In particular, when the size of the defect is several tens of μm or less, the practical resolution of the camera to be imaged may be coarse with respect to the defect size, so it is necessary to increase the dark area of the bubble defect image.
そこで、本発明では、スリット等を介して光を照射することにより、透明板状体の照射される領域を狭くし、泡欠点で集光される光を減らし、できるだけ泡欠点全体を暗領域として観察できるようにする。 Therefore, in the present invention, by irradiating light through a slit or the like, the irradiated area of the transparent plate-like body is narrowed, the light collected by the bubble defect is reduced, and the entire bubble defect is made as a dark area as much as possible. Be observable.
次に、本発明の欠点検出装置について説明する。図10は、本発明の欠点検出装置を示す概略構成図であり、図11は、本発明の欠点検出装置を示す斜視図である。図10、図11に示すように、この検出装置は、光源1と撮像手段4と画像処理手段5と表示手段6とを備えている。光源1と撮像手段4との間に検査対象であるガラス板などの透明板状体3が配置される。そして、光源1と透明板状体3との間にスリット体10を備える。
Next, the defect detection apparatus of the present invention will be described. FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing the defect detection device of the present invention, and FIG. 11 is a perspective view showing the defect detection device of the present invention. As shown in FIGS. 10 and 11, the detection apparatus includes a
光源1は、例えば蛍光灯を用いることができる。この例においては、光源1は、光を下方向から透明板状体3に照射する。光源としては蛍光灯のほかに、例えばハロゲンランプを光源とし、ハロゲンランプからの光をファイバにて導いたファイバ照明でもよい。また棒状のLED照明を用いてもよい。さらには、面状光源を用いてもよい。
As the
次に、スリット体10は、図10に示すように、一対の遮光部11および12から構成され、この一対の遮光部の間にスリットを有する。例えば、このようなスリット体10は、一対の黒色の遮光板を、その間に一定の間隔Lを置いて配置することによって実現することができる。
Next, as shown in FIG. 10, the
スリット体10の上方には、検査対象物であるガラス板などの透明板状体3を搬送するための搬送手段8(例えばローラ)が設けられている。この例では、例えばガラス板3の搬送方向がスリット体10のスリットの長手方向と直交するように搬送手段8が配置されている。
Above the
撮像手段4は1次元走査を繰り返すラインセンサであり、例えばCCDを使用するラインセンサカメラとレンズとから構成されている。撮像手段4は搬送される透明板状体3を挟んで光源1と対向する側に配置される。そして、ラインセンサカメラの走査線がスリット体10のスリットの長手方向と平行となるよう、透明板状体3の上面(検査対象面)に対して垂直な方向に取り付けられ、スリットを透過した光を視野として取り込める様に配置される。また、撮像手段4は、走査線に沿って直線的に配置されたCCD画素を備えている。ラインセンサカメラの視野は、スリットを通過し透明板状体3に照射されたライン状の照明光の照射領域内に合わせている。なお、ラインセンサカメラの視野は決まっているので、検査対象物の幅に合わせて、適宜設置台数を決めてもよい。
The imaging means 4 is a line sensor that repeats one-dimensional scanning, and is composed of, for example, a line sensor camera using a CCD and a lens. The imaging means 4 is disposed on the side facing the
また、スリット体10を配置する位置としては、図10に示すように、撮像手段4のラインセンサの光軸7が、スリットを通過するようにする。光軸7とスリットの幅方向の中心とをほぼ一致させるようにすると好適である。
Further, as the position where the
スリットの間隔Lについて説明する。図12は、欠点のサイズを説明する平面図であり、図13は、図12のA−A断面図であり、図14は、スリットの設定条件を説明する図であり、図15は、欠点サイズと欠点内明領域幅との関係を説明する図である。 The slit interval L will be described. 12 is a plan view for explaining the size of the defect, FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 12, FIG. 14 is a diagram for explaining the slit setting conditions, and FIG. It is a figure explaining the relationship between a size and a defect inside bright area width | variety.
まず、撮像手段4の分解能をα、検出する欠点サイズをRとすると、両者の大きさの関係は、α≦Rである必要がある。 First, assuming that the resolution of the imaging means 4 is α and the defect size to be detected is R, the relationship between the two needs to be α ≦ R.
ここで、欠点サイズについて説明する。この説明で用いられる欠点サイズは、図12の透明板状体の平面図および図13の断面図に示すように、透明板状体に存在する欠点の実サイズである。 Here, the defect size will be described. The defect size used in this description is the actual size of the defect present in the transparent plate as shown in the plan view of the transparent plate in FIG. 12 and the cross-sectional view in FIG.
次に、図14を用いてスリットの設定条件を説明する。図14より、レンズ中心からa、光軸からl離れた点を出た全ての光線はレンズを通過後に、レンズ中心からb、光軸からl'離れた点に集まる。ここで、l'は以下の数式1で表される。
Next, slit setting conditions will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 14, all the light rays that have exited the point a from the lens center and l away from the optical axis are collected at the point b from the lens center and l ′ away from the optical axis after passing through the lens. Here, l ′ is expressed by
したがって、スリットを介した照明光の幅Lは、レンズを通過後の距離bでの照明光の幅L'となる。L'は、以下の数式2で表される。
Therefore, the width L of the illumination light through the slit is the width L ′ of the illumination light at the distance b after passing through the lens. L ′ is expressed by
ここで、透明板状体に存在する集光作用を有する欠点を検出する際、撮像装置の焦点は板状体表面にあるため、レンズを通過後の距離bは、透明板状体の板厚をdとすると、b≒d/2となる。b=d/2とすると、数式2より、L'は以下の数式3で表される。
Here, since the focal point of the imaging device is on the surface of the plate-like body when detecting a defect having a light collecting action existing in the transparent plate-like body, the distance b after passing through the lens is the thickness of the transparent plate-like body. If d is d, then b≈d / 2. Assuming that b = d / 2, L ′ is expressed by the following
ここで、図15を参照して、欠点サイズと欠点中央部分の明領域幅との関係を説明する。図15において、Rは欠点サイズを表し、Wは欠点中央部分の明領域の幅を表す。欠点サイズRと欠点中央部分の明領域幅Wとの関係は、以下の数式4で表す関係とするとよい。
Here, with reference to FIG. 15, the relationship between the defect size and the bright area width of the defect central part will be described. In FIG. 15, R represents the defect size, and W represents the width of the bright region at the center of the defect. The relationship between the defect size R and the bright area width W at the center of the defect may be expressed by the
この条件において、X=2(W≦R/2)とすることができ、また、Wが狭いほど望ましいことから、Xの値は大きいほど望ましいので、X≧2とすることが好ましい。したがって、W≦R/X(X≧2)とすることができる。 Under this condition, X = 2 (W ≦ R / 2) can be set, and since W is preferably as narrow as possible, the value of X is desirable as it is large, so X ≧ 2 is preferable. Therefore, it can be set as W <= R / X (X> = 2).
また、コンピュータでの画像処理を考慮すると、X=5(W≦R/5)とすることが好ましい。したがって、欠点を撮像した際、画像処理を考慮すると、欠点サイズRに対して欠点中央部分の明領域幅Wの関係は、W≦R/X(X≧5)とすることが好ましい。 In consideration of image processing by a computer, it is preferable to set X = 5 (W ≦ R / 5). Therefore, when imaging the defect, considering image processing, it is preferable that the relationship between the defect size R and the bright area width W at the center of the defect is W ≦ R / X (X ≧ 5).
また、欠点中央部分の明領域Wは、板状体表面を撮像時に観察されるものであるから、数式5となる。
Further, since the bright area W at the center of the defect is observed at the time of imaging the plate-like body surface,
また、上記数式4を考慮して、数式6となる。
In consideration of the
数式6より、求めるLは、数式7となる。
From
さらに、スリットの間隔Lは、撮像するカメラの視野に影響を与えない範囲で可能な限り狭めることが望ましい。したがって、カメラの視野幅をMとすると、Lの範囲は以下の数式8となる。すなわち、用いるスリットの間隔は、数式7または8を満たすように設置することが必要である。なお、スリットの長さは、検査対象物の幅に合わせて適宜決定される。
Further, it is desirable that the slit interval L be as narrow as possible without affecting the field of view of the camera to be imaged. Therefore, if the field of view width of the camera is M, the range of L is given by the following
以上のような撮像手段4とスリット体10との間を、ガラス板3は搬送手段8によって搬送される。搬送方向は矢印で示すように図10において右方向である。撮像手段4は、透明板状体3を一次元で順次走査していく。撮像手段4からの画像データ出力は、画像処理手段5へ入力される。画像処理手段5では、CCDの出力信号に対して一定の閾値を基準として暗画像部分を検出し、当該暗画像部分を欠点として検出する。
Between the imaging means 4 and the
画像処理手段5としては、例えばコンピュータを利用できる。ラインセンサの出力がアナログ信号の場合は、コンピュータにはデジタル信号に変換して取り込む必要があるので、画像処理手段5は、少なくともアナログ/デジタル変換機能を有する画像入力装置をさらに有することが要求される。ラインセンサカメラがデジタルカメラである場合には、アナログ/デジタル変換は不要である。
For example, a computer can be used as the image processing means 5. When the output of the line sensor is an analog signal, it is necessary for the computer to convert the digital signal into a digital signal. Therefore, the
表示手段6は、CRT,液晶ディスプレイ等の表示装置によって実現される。表示手段6は、画像処理手段5からの出力を表示する。
The display means 6 is realized by a display device such as a CRT or a liquid crystal display. The
次に、図16,17を用いて検査対象である透明板状体に照射される光について説明する。図16,17は、透明板状体に照射される光を説明する概念図であり、図16は平面図、図17は側面図である。図16,17に示すように、本発明においては、スリットを介して透明板状体へ光を照射することにより、ライン状の照明光が、スリットの間隔L分だけ透明板状体3に照射されることとなる。つまり、泡欠点のサイズよりも狭い幅で照明光が照射される。したがって、泡欠点30に入射する光の入射面積が制限され、集光される光が減少する。一方、ラインセンサの検査方向41が示すように、撮像手段4の視野の範囲全てに光が照射されており、適切な撮像を行うことができる。このようにして、スリットを用いて、泡欠点によって集光される光を制限することができる。
Next, the light irradiated to the transparent plate-like object to be inspected will be described with reference to FIGS. 16 and 17 are conceptual diagrams for explaining light irradiated on the transparent plate-like body, FIG. 16 is a plan view, and FIG. 17 is a side view. As shown in FIGS. 16 and 17, in the present invention, by irradiating the transparent plate-shaped body with light through the slit, the line-shaped illumination light is irradiated to the transparent plate-shaped
次に、図18,19を参照して、スリットの間隔を狭めてテストを行った場合の泡欠点の光学像の例を説明する。図18は、スリット間隔Lを3mmにした場合の欠点の光学像を示す図であり、図19は、スリット間隔Lを1mmにした場合の欠点の光学像を示す図である。 Next, with reference to FIGS. 18 and 19, an example of an optical image of a bubble defect when a test is performed with a narrow slit interval will be described. 18 is a diagram showing an optical image of a defect when the slit interval L is 3 mm, and FIG. 19 is a diagram showing an optical image of the defect when the slit interval L is 1 mm.
図18に示すように、スリット間隔Lを3mmにした場合には、スリット体10が泡欠点の中央部分に集光される光成分を制限するため、欠点像の中央部分の明領域が小さくなることが確認された。次に、図19に示すように、スリットの間隔Lをさらに狭めて1mmにした場合には、欠点像の中央部分の明領域がさらに小さくなることが確認された。
As shown in FIG. 18, when the slit interval L is 3 mm, the
以上のテスト結果から分かるように、スリットの間隔を狭めていくと、泡欠点の中央部で集光される照明光がますます遮光されるため、中央部分がより広く暗領域として観察されるようになる。したがって、スリットの間隔Lは、撮像するカメラの視野に影響を与えない範囲で、可能な限り狭めることが望ましい。 As can be seen from the above test results, as the slit spacing is narrowed, the illumination light collected at the center of the bubble defect is further blocked, so the center is more widely observed as a dark area. become. Therefore, it is desirable that the slit interval L be as narrow as possible within a range that does not affect the field of view of the camera to be imaged.
次に、これらの光学像を図7と同じ分解能で撮像した例を説明する。図20は、図18の光学像を撮像した例を示し、図21は、図20の撮像例のCCD出力信号のモデルを示す。図22は、図19の光学像を撮像した例を示し、図23は、図22の撮像例のCCD出力信号のモデルを示す。 Next, an example in which these optical images are captured with the same resolution as in FIG. 7 will be described. FIG. 20 shows an example in which the optical image in FIG. 18 is captured, and FIG. 21 shows a model of the CCD output signal in the example in FIG. FIG. 22 shows an example in which the optical image in FIG. 19 is captured, and FIG. 23 shows a model of the CCD output signal in the example in FIG.
図20に示すように、スリットを用いることにより、1画素当たりの暗領域の相対的割合が大きくなる。そして、図21に示すように、CCDの出力信号が大きく下がるため、分解能を細かくすることなしに、微小泡欠点の検出感度を向上させることができる。 As shown in FIG. 20, the use of the slit increases the relative ratio of the dark area per pixel. And as shown in FIG. 21, since the output signal of CCD falls significantly, the detection sensitivity of a microbubble defect can be improved, without making resolution | decomposability fine.
次に、スリットの間隔Lをさらに狭めると、図22に示すように、1画素当たりの暗領域の相対的割合がさらに大きくなる。そして、図23に示すように、CCDの出力信号がさらに大きく下がる。したがって、閾値の値をより大きくすることができ、誤検出を少なくすることができる。また、より小さい欠点を検出することができる。 Next, when the slit interval L is further reduced, the relative ratio of the dark area per pixel is further increased as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 23, the output signal of the CCD further decreases. Therefore, the threshold value can be increased, and erroneous detection can be reduced. In addition, smaller defects can be detected.
以上のように、本発明の実施例1は明視野照明方法であり、照射する照明と撮像するCCDカメラとの間にスリット板を設ける。スリット板を設けることにより、欠点の輪郭部分で散乱する光成分および、欠点の中央部分にを集光される光成分を遮る。これによって、輪郭部分や中心部分をより鮮明な暗信号として得ることができるため、微小欠点の検出感度を向上させることができる。 As described above, the first embodiment of the present invention is a bright field illumination method in which a slit plate is provided between illumination to be radiated and a CCD camera to be imaged. By providing the slit plate, the light component scattered at the contour portion of the defect and the light component collected at the central portion of the defect are blocked. As a result, the contour portion and the center portion can be obtained as a clearer dark signal, so that the detection sensitivity of minute defects can be improved.
また、検出可能な欠点のサイズはカメラの分解能にもよるが、スリットを加えることにより、泡欠点のようなレンズ効果を持つものに対して、分解能を細かくすることなく検出感度を向上させることができる。 In addition, the size of the detectable defect depends on the resolution of the camera, but adding a slit can improve the detection sensitivity without reducing the resolution of a lens effect such as a bubble defect. it can.
本発明では、スリットを用いる目的は、撮像する範囲(検査範囲)以外からの迷光を遮光することと、泡欠点のレンズ効果により集光される光を減らすことである。したがって、本発明は、レンズ効果(特に集光効果)を持つ欠点を広く対象とすることができ、例えばガラス板等の表裏面の凹凸などのようなレンズ効果を持つ欠点に対して感度向上の効果がある。 In the present invention, the purpose of using the slit is to shield stray light from outside the imaging range (inspection range) and to reduce the light collected by the lens effect of bubble defects. Therefore, the present invention can broadly target defects having a lens effect (particularly a light condensing effect). For example, the sensitivity can be improved with respect to defects having a lens effect such as irregularities on the front and back surfaces of a glass plate or the like. effective.
本発明の実施例2として、実施例1の変形例を説明する。ここで、図24は、本発明の欠点検出装置を示す概略構成図である。なお、図24において、図10と同じ構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。 As a second embodiment of the present invention, a modification of the first embodiment will be described. Here, FIG. 24 is a schematic configuration diagram showing the defect detection apparatus of the present invention. 24, the same components as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図24に示すように、本発明の実施例2においては、スリット体10を備えず、光源1として照射する照明の幅の狭いもの(例えばライン状のレーザ光)を使用することができる。このレーザ光の幅L1は、実施例1のスリット間隔Lと同様にして決定することが望ましい。つまり、以下の数式9で表される。
As shown in FIG. 24, in the second embodiment of the present invention, the
本発明の実施例3として、実施例1の変形例を説明する。ここで、図25は、本発明の欠点検出装置を示す概略構成図である。なお、図25において、図10と同じ構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。 As a third embodiment of the present invention, a modification of the first embodiment will be described. Here, FIG. 25 is a schematic configuration diagram showing the defect detection apparatus of the present invention. 25, the same components as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図25に示すように、本発明の実施例3においては、スリット体10を備えず、光源1からの照明光を集光し、照明の幅を狭めるための集光レンズ2を備える構成とすることができる。集光レンズ2によって集光され、透明板状体3に照射されるライン状の集光光の幅L2は、実施例1のスリット間隔Lと同様にして決定することが望ましい。つまり、以下の数式10で表される。
As shown in FIG. 25, in Example 3 of this invention, it is set as the structure which is not equipped with the
上記の説明においては、ガラス板を検査対象として本発明を説明してきたが、本発明はこれに限られるものではない。ガラス板の他に、樹脂等の他の透明板状体についても本発明を適用できる。 In the above description, the present invention has been described using a glass plate as an inspection object, but the present invention is not limited to this. Besides the glass plate, the present invention can also be applied to other transparent plate-like bodies such as resins.
また、本発明による検出装置および検出方法が適用可能な透明板状体は、必ずしも平板に限られるものではなく、パネルなどのように、ゆるやかな曲率を有している板でもよい。また透明板状体は、適宜切断された板材でも、連続的に供給される板材でもよい。さらに本発明による検出装置および方法は、透光性を有していれば半透明な板にも適用可能である。 The transparent plate-like body to which the detection apparatus and the detection method according to the present invention can be applied is not necessarily limited to a flat plate, and may be a plate having a gentle curvature such as a panel. The transparent plate-like body may be a plate material that is appropriately cut or a plate material that is continuously supplied. Furthermore, the detection apparatus and method according to the present invention can be applied to a translucent plate as long as it has translucency.
一方、上記の実施の形態および実施例においては、ラインセンサカメラによって撮像された画像データを用いて本発明を説明したが、本発明は、マトリックスカメラによって撮像された画像データにも適用することができる。 On the other hand, in the above-described embodiments and examples, the present invention has been described using image data captured by a line sensor camera, but the present invention can also be applied to image data captured by a matrix camera. it can.
1 光源
2 集光レンズ
3 透明板状体
4 撮像手段
5 画像処理手段
6 表示手段
7 光軸
8 搬送手段
10 スリット体
11 遮光部
12 遮光部
15 遮光板
20 領域
30 泡欠点
41 ラインセンサの検査方向
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記透明板状体の検査対象面を撮像する撮像手段と、
前記透明板状体内の検出対象となる欠点のサイズよりも幅の狭い光を、前記透明板状体の検査対象面の反対側から前記透明板状体に照射する照射手段とを備える欠点検出装置。 An apparatus for detecting a defect having a light condensing function contained in a transparent plate,
Imaging means for imaging the inspection target surface of the transparent plate,
A defect detection apparatus comprising: irradiation means for irradiating the transparent plate-like body with light having a width narrower than the size of the defect to be detected in the transparent plate-like body from the opposite side of the inspection target surface of the transparent plate-like body. .
前記照射手段は、光源と、スリットを含むスリット体とを有し、
前記光源からの光が前記スリット体のスリットを通過して前記透明板状体に照射され、
前記スリットの幅Lは、以下の式で求められる請求項1記載の欠点検出装置。
M<L≦−2aR/(Xd)
a:スリットから透明板状体までの距離
R:検出する欠点サイズ
d:透明板状体の板厚
X:任意の実数
M:撮像手段の視野幅 The resolution of the imaging means is less than the size of the defect;
The irradiation means includes a light source and a slit body including a slit,
The light from the light source passes through the slit of the slit body and is irradiated on the transparent plate-like body,
The defect detection device according to claim 1, wherein the width L of the slit is obtained by the following equation.
M <L ≦ −2aR / (Xd)
a: Distance from slit to transparent plate R: Detected defect size d: Plate thickness of transparent plate X: Arbitrary real number M: Field width of imaging means
前記照射手段は、レーザ光源を有し、
前記レーザ光源から前記透明板状体に照射される光の幅L1は、以下の式で求められる請求項1記載の欠点検出装置。
M<L1≦−2a1R/(Xd)
a1:レーザ光源から透明板状体までの距離
R:検出する欠点サイズ
d:透明板状体の板厚
X:任意の実数
M:撮像手段の視野幅 The resolution of the imaging means is less than the size of the defect;
The irradiation means includes a laser light source,
The defect detection apparatus according to claim 1, wherein a width L 1 of light emitted from the laser light source to the transparent plate-like body is obtained by the following expression.
M <L 1 ≦ −2a 1 R / (Xd)
a 1 : Distance from laser light source to transparent plate-like body R: Defect size to detect d: Plate thickness of transparent plate-like body X: Arbitrary real number M: Field width of imaging means
前記照射手段は、光源と、集光レンズとを有し、
前記集光レンズによって集光されて前記透明板状体に照射される光の幅L2は、以下の式で求められる請求項1記載の欠点検出装置。
M<L2≦−2a2R/(Xd)
a2:集光レンズから透明板状体までの距離
R:検出する欠点サイズ
d:透明板状体の板厚
X:任意の実数
M:撮像手段の視野幅 The resolution of the imaging means is less than the size of the defect;
The irradiation means has a light source and a condenser lens,
The defect detection device according to claim 1, wherein a width L 2 of light condensed by the condensing lens and applied to the transparent plate-like body is obtained by the following expression.
M <L 2 ≦ −2a 2 R / (Xd)
a 2 : Distance from the condenser lens to the transparent plate R: Detected defect size d: Thickness X of the transparent plate X: Arbitrary real number M: Field width of the imaging means
前記透明板状体内の検出対象となる欠点のサイズよりも幅の狭い光を、前記透明板状体の検査対象面の反対側から前記透明板状体に照射する工程と、
前記透明板状体の検査対象面を撮像手段によって撮像する工程と、を含む欠点検出方法。 A method for detecting a defect having a light condensing effect contained in a transparent plate,
Irradiating the transparent plate with light having a width smaller than the size of the defect to be detected in the transparent plate from the opposite side of the inspection target surface of the transparent plate,
Imaging a surface to be inspected of the transparent plate-like body by an imaging means.
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---|---|---|---|
JP2003283431A JP2005049291A (en) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | Device and method for detecting micro-defect having light converging action for transparent plate |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010048745A (en) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Asahi Glass Co Ltd | Defect inspection system and defect inspection method |
US9442068B2 (en) | 2012-08-16 | 2016-09-13 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Device and a method for detecting a transmittivity spectrum of a light guiding plate |
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2003
- 2003-07-31 JP JP2003283431A patent/JP2005049291A/en active Pending
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US9442068B2 (en) | 2012-08-16 | 2016-09-13 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Device and a method for detecting a transmittivity spectrum of a light guiding plate |
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