JP2007292631A - ガラス板面の識別方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】片面のみを模様のある面または摺面としたガラス板面の識別方法およびその装置に関する。
【解決手段】片面のみを模様のある面または摺面としたガラス板の搬送方向の斜め上流方向または下流方向より該ガラス板の片側面に照明光を照射し、該ガラス板の照射面の正反射位置に設けた撮像手段のカメラによって前記反射像の一画像を撮像し、該撮像した画像データを画像処理手段により二値化後、縦横を複数画素とした設定エリア内の全画素がすべて明部のときのみその中心位置の少なくとも１画素を明点「１」とし、そうでないときを暗点「０」とする収縮フィルタ処理を行い、撮像手段のカメラの視野内すべてを順次チェックし、明点の面積が設定数以上となる場合をＰ面（つるつる面）、設定数以下となる場合を型面（模様のある面）または摺面と判定するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、片面のみを模様のある面または摺面としたガラス板面の識別方法およびその装置に関する。

型板ガラスは、片側面または両面にさまざまな凹凸によるデザイン模様を施した模様入りガラス板であり、通常一般的には片側面のみに模様を形成したものが多い。片面に模様を設ける型板ガラスにあっては、ガラス槽窯内で溶融された高温のガラス素地を、ロールアウト法と呼ばれる表面に模様を刻みこんだ型ロールと、表面がつるつる面のＰロールの２本の間隔を狭めた回転ロール間を経て成型されるが、Ｐ面（つるつる面）とはいえ、なだらかなデコボコ形状を有し、完全なフラット形状とはならない。

図５に示すような型板ガラス３や摺りガラスと他の透明なガラス板３’とを組み合わせた複層ガラス２や合わせガラスには、商品形態によって型板ガラスの型面３ｆ（模様のある面）とＰ面３ｐ（つるつる面）のいずれも外側面となるケースがあり、品種、サイズによって型面３ｆをどちら側に配置するか異なる。

また、このような型板ガラスや摺りガラスを用いた複層ガラスや合わせガラスを製造する工程においては、型板ガラスの型面（模様のある面）とＰ面（つるつる面）を一旦取り違えて製作してしまうと、製作後是正できないため、オーダー毎に製作する前に型板ガラスの型面、Ｐ面をどちらに向けるのかを確認して製造ラインに投入する必要がある。

光学的な表裏の判定としては、例えば、特開平７−１４４７９４号公報には、シートの表裏面に対向する一方に配置された発光素子及び受光素子と、他方に配置された前記発光素子からの光を前記受光素子へ反射させる反射面とを用いて、少なくともシートの先端が前記受光素子の受光範囲を通過する間の前記発光素子により照射された前記反射面からの反射光と、シート面からの反射光とを前記受光素子で受光し、該受光素子の出力変化によりシートの種類を判別するシート種類判別方法が記載されている（特許文献１）。

また例えば、特開平１０−２２１１７０号公報には、透明ガラス板上に施した熱線反射膜等のコーティング膜面を、板ガラス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偏光の該ガラス板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もので、搬送ラインを停止することなく非接触で検出する方法および装置が開示されている（特許文献２）。
特開平７−１４４７９４号公報 特開平１０−２２１１７０号公報

前記特許文献１に記載の発明は、反射型光電センサーを用い、ガラス板の表面における反射光量の変化によって、プリンタ用紙、ＯＨＰ紙、フイルム等のシートの種類を判別するものであるため、目の粗い凹凸模様を有する型板ガラスの表裏を判別するようなケースに適用するのは困難であった。

また、前記特許文献２に記載の発明は、ガラス板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させ、これらの自然光およびｐ偏光の該ガラス板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方法は、片面にコーティング膜を有するガラス板の表裏を判別する場合に有効なものであるが、型板ガラスのような凹凸形状を有するガラス板面に対しては有効ではないという問題点があった。

本発明は、上記問題点の解決を図る、すなわち、型板ガラスや摺りガラスを複層ガラスや合わせガラスを構成するガラス板とする場合に、該型板ガラス、または摺ガラスの表裏を自動的に検出して、型板ガラス等がオーダーに則した面配置、向きになっているかを確認できるようにし、複層ガラス等の製造工程への型板ガラス等の投入の間違いを未然に防止することを目的とする。

すなわち、本発明は、片面のみを模様のある面または摺面としたガラス板の搬送方向の斜め上流方向または下流方向より該ガラス板の片側面に照明光を照射し、該ガラス板の照射面の正反射位置に設けた撮像手段のカメラによって前記反射像の一画像を撮像し、該撮像した画像データを画像処理手段により二値化後、縦横を複数画素とした設定エリア内の全画素がすべて明部のときのみその中心位置の少なくとも１画素を明点「１」とし、そうでないときを暗点「０」とする収縮フィルタ処理を行い、撮像手段のカメラの視野内すべてを順次チェックし、明点の面積が設定数以上となる場合をＰ面（つるつる面）、設定数以下となる場合を型面（模様のある面）または摺面と判定するようにしたことを特徴とするガラス板面の識別方法である。

あるいは、本発明は、前記収縮フィルタ処理前の設定エリア内がすべて明部のとき、収縮フィルタ処理後の明点となる画素サイズを設定エリアの縦横の各辺の略１／２以下とすることを特徴とする上述のガラス板面の識別方法である。

あるいは、本発明は、搬送中の前記ガラス板の複数個所において前記型面の検出処理を行うことを特徴とする上述のガラス板面の識別方法である。

あるいは、本発明は、複層ガラスまたは合わせガラスの製造ラインにガラス板を投入する搬送工程において用いることを特徴とする上述のガラス板面の識別方法である。

あるいは、本発明は、上述のガラス板面の識別方法を行う装置において、ガラス板を搬送する搬送手段と、搬送中のガラス面の斜め上流方向または下流方向よりガラス板面に照明光を照射する光源と、前記照明光の照射面の正反射位置に設けた撮像手段と、該撮像手段によって撮像した画像データを処理する画像処理手段とからなることを特徴とするガラス板面の識別装置である。

あるいは、本発明は、前記搬送手段が縦型搬送装置であることを特徴とする上述のガラス板面の識別装置である。

あるいは、本発明は、前記光源をＬＥＤ照明としたことを特徴とする上述のガラス板面の識別装置である。

図５に示すような複層ガラスや合わせガラスを構成するガラス板として型板ガラスや摺りガラスを使用する場合に、製造ラインに搬送装置により投入した該型板ガラス、または摺ガラスの面を自動的に識別して、該型板ガラス等が仕様通りの面配置になっているかを検出でき、複層ガラスや合わせガラスの製造工程への型板ガラス等の投入時の面配置の間違いを未然に防止することができる。

本発明の型板ガラス３の型面３ｆの検出装置は、図１に示されるように、型板ガラス３を搬送する搬送コンベア６からなる搬送手段５と、搬送中の型板ガラス３の面に対し斜め上流または下流方向に配設した光源４より、型板ガラス３の面に対して照明光を照射し、前記照明光の照射面の正反射方向にＣＣＤカメラ１１等の撮像手段１０を設け、該撮像手段１０によって撮像した画像データを処理し面の識別判定を行う画像処理手段２０とから構成される。

図１では、縦姿勢の搬送手段５を記載しているが前記搬送手段５としては、型板ガラス３を水平姿勢、または縦姿勢のいずれの姿勢で搬送するようにしてもよく、複層ガラス製造ラインにおける型板ガラス３の搬送姿勢に合わせて搬送手段５の搬送姿勢を水平姿勢、縦姿勢のいずれかを選択するのが良い。尚、これらの搬送手段としては、いずれも公知の手段を適宜採用できる。

また、前記光源４としては、水銀灯や蛍光灯等の各種の照明を使用することができるが、複数個のＬＥＤ（Light Emitting Diodeの略、発光ダイオード）を縦横に２次元的に板状に並べたＬＥＤ照明とすると、照射面の輝度調整が容易で、輝度変化もなく、また取扱いも容易で、長寿命であるため好都合である。

前記光源は、カメラが撮像するガラス板面の撮像エリアだけに照明光を照射するものではなく、その周辺部にも照明光は照射される。しかし光源からの照明光の中心を主にガラス板面のカメラが撮像する照射面に対して向け、光源からの照射光とカメラの光軸とが正反射位置となるように配置するのが良い。

また、前記撮像手段１０としては、２次元のＣＣＤエリアカメラ１１を使用するのが良いが、ラインカメラで取り込んだ画像をパソコン等に記憶させて２次元画像データに組み立てて処理するようにしても良い。

また、前記画像処理手段２０としては、前記撮像手段１０のカメラで撮像した一画面の画像データを所望の設定濃淡レベルにて二値化後、明部エリアより明点２５ａ「１」を抽出するフィルタ機能を有し、明点２５ａ「１」の面積によって型面３ｆであるかＰ面３ｐであるかを判定することのできる画像処理装置２１からなる。

また、前記型板ガラス３の型面３ｆの検出方法としては、搬送中で、片面に凹凸の型模様を有する型板ガラス３の片側面の斜め上流方向または下流方向より照明光を照射し、該ガラス板の照射面の正反射位置に設けた撮像手段１０のカメラによって前記反射像の一画面分の画像を撮像し、該撮像した画像データを画像処理手段２０の画像処理装置２１により二値化させる。

図２に示したように、二値化後、縦横を各々５画素とした正方形の設定エリア内の全画素のすべてが明部のときのみその中心位置の１画素のみを明点２５ａ「１」として別途記憶エリアに記憶させ、そうでないときを暗点「０」として記憶させる収縮フィルタ処理を行い、撮像手段１０のカメラの視野内すべてを順次チェックし、図３に示すように、明点２５ａ「１」の画素の合計が設定数以上となる場合をＰ面３ｐ（つるつる面）、図４に示すように設定数以下となる場合を型面３ｆ（模様のある面）と判定するようにした。

前記収縮フィルタ処理を行う設定エリアの縦横の画素数は、収縮処理を行うため、少なくとも３画素以上を必要とするが、３画素以上とする正方形の設定エリア内の全画素のすべてが明部のときのみその周辺部の画素を少なくとも1画素以上収縮させて、中心位置の少なくとも１画素のみを明点２５ａ「１」として、収縮フィルタ処理をする前の画像データとは別の記憶エリアに記憶させる。

しかしながら、撮像手段として分解能の高いＣＣＤカメラを用いるケースもあり得るので、収縮フィルター処理後の明点２５ａとなるエリアの一辺の画素を、少なくとも１画素以上で、収縮フィルター処理前の正方形の設定エリアの一辺の画素に対して、多くても略１／２以下となるようにすればよい。

例えば、縦横の画素数が３画素または５画素の正方形の設定エリア内のすべての画素が明部の場合は、設定エリア中心の明点２５ａを縦横１画素とすれば良く、縦横の画素数が７画素の正方形の設定エリア内のすべての画素が明部の場合は、設定エリア中心の明点２５ａを縦横１、または３画素とすれば良い。

正方形の設定エリアの縦横の画素数をあまり大きくし過ぎると、設定エリア中に１つでも暗部が含まれる確率が高くなり、収縮フィルタ処理を行うと該設定エリア内において明点がゼロとなってしまうため、型面とＰ面の区別がなくなってしまう恐れがある。

さらにまた、このようなガラス板面の識別処理を搬送中のガラス板１枚につき、複数個所で行えば、より一層判定精度の向上を図ることができる。

以上、型板ガラスの板面の識別処理について説明したが、摺りガラス面についても同様に板面の識別処理を行うことができる。

以上、好適な実施の形態について述べたが、本発明はこれに限定されるものではない。

網入りの型板ガラス３についても、通常の型板ガラス３と同様な型面３ｆの検出方法で検出することができる。

前記ガラス面に対する光源４からの入射角θ、およびＣＣＤカメラへの反射角θは、正反射となっていれば特に問題はないが、３０〜６０度とした場合が安定して検出できるので望ましい。

次に、本発明の作用について説明する。

図２の二値化画像２４に示したように、型板ガラス３の型面３ｆ（模様のある面）には、小さな凹凸が全面にあり、一方、Ｐ面３ｐ（つるつる面）は、型面３ｆに比べてつるつるした滑らかな面ではあるが、表面全体が平らではなく、なだらかな凹凸面となっている。

該Ｐ面３ｐに斜め方向から照明光を照射した場合、Ｐ面３ｐが滑らかであるためＣＣＤエリアカメラ１１には反射光の明部２４ａがある程度まとまった範囲で面の状態で入光し、これらの明部２４ａの信号に前記フィルター処理を行って明点２５ａ「１」を抽出すると、明点２５ａ「１」の合計が、設定値より大きい面積の明点２５ａとなると、Ｐ面３ｐと判定される（図３参照）。

一方、型面３ｆに斜め方向から照明光を照射した場合、型面３ｆでの反射光は型面３ｆの小さな凹凸模様によって連続していない細かな明部がまばらな点で分布した状態となってＣＣＤエリアカメラ１１に入光するが、まばらな点で分布した細かな明部は、連続していないので、前記フィルター処理を行うと除去され、明点２５ａ「１」部はほとんど残らず、明点２５ａ「１」の合計数は設定値以下となる（図４参照）。

尚、Ｐ面３ｐの表面には凹凸はあるがこの凹凸変化は緩やかであるため、反射光は画面で示したようにある程度固まった連続した光（面として）として入光するため、Ｐ面には明部が多く出る。

このように、目視では容易に判別できる型板ガラス３の型面３ｆの検出であっても、複層ガラスの自動製造ラインにとって確実にできなかった型面３ｆの判定を、型板ガラス３の型面３ｆとＰ面３ｐにおける正反射光の明部をフィルタ処理した後の明点２５ａ「１」の合計数に大きな差がでることに着目した結果、自動化処理ライン上で自動的に判別できるようになったため、型板ガラス３の複層ガラスや合わせガラスの製造ラインへの誤投入による不良品の生産を未然に防止することができる。

本発明の型板ガラス３の型面３ｆの検出方法の実施例について説明する。

［実施例１］
図１に示したように、縦姿勢で搬送される型板ガラス３の片側面に対して斜め６０度の角度で型板ガラス３の搬送方向の上流方向に、発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光部を縦横に縦３０ｍｍ、横７５ｍｍ程度の長方形形状となるように複数個並べて配置した。

該ガラス板面の照射面での正反射位置、すなわちガラス面に対し斜め６０度の角度で型板ガラス３の搬送方向の下流側に設けたＣＣＤカメラ１１によって前記光源４からの照射光の反射像を撮像し、該撮像データを画像処理装置２１により２５６階調の濃淡レベル中の２３０レベルにて二値化処理を行った。

前記二値画像の中の、縦列５画素×横列５画素の２５画素を選び、該２５画素すべてが明部のとき、その中心位置にある１画素のみを明点２５ａ「１」として記憶させ、縦列５画素×横列５画素の１つでも暗部があるとき、その中心の１画素のみを暗点「０」として記憶させるフィルタ処理を行う。

次いで、前記２５画素のエリアを１画素づつ縦または横方向に順次ずらして、新たな縦列５画素×横列５画素の２５画素について明点２５ａの抽出を行う。

このようにして、ＣＣＤカメラ１１の視野内のチェック領域２３のすべてに亘って同様の処理を行うことによって明点２５ａ「１」を抽出し、モニター画面２２の１つのチェック領域２３内の明点２５ａ「１」の画素の合計数が３００画素以上となった場合を、Ｐ面３ｐ（つるつる面）とし、３００画素に満たない場合は、型面３ｆ（模様のある面）とした。

このような検出方法を３種類のパターン模様の型板ガラス３で測定した結果、明点２５ａ「１」の画素数の合計を以下記載する。

品種１について、Ｐ面３ｐの明点２５ａ「１」の画素数の合計は、３,７７１〜１１,１４８画素、型面３ｆの明点２５ａ「１」の画素数の合計は、５〜４２画素であった。

また、品種２について、Ｐ面の明点２５ａ「１」の画素数の合計は、５,３１２〜１３,７１４画素、型面３ｆの明点２５ａ「１」の画素数の合計は、１２〜４１画素であった。

さらに、品種３について、Ｐ面３０の明点２５ａ「１」の画素数の合計は、１,４４７〜５,０１９画素、型面３ｆの明点２５ａ「１」の画素数の合計は、０画素であった。

前記いずれも、Ｐ面３ｐの明点２５ａ「１」の画素数の合計が、１,４４０画素以上であるのに対し、型面３ｆの明点２５ａ「１」の画素数の合計が、４２画素以下であり、型板ガラス３の型面３ｆとＰ面３ｐの判別は容易である。

尚、本実施例１における、モニター画面２２のチェック領域２３中の全画素数は、６６,３３０画素であった。

ガラス板は搬送手段５によって搬送移動しながら、前記とは異なる部分について反射画像を処理し、型板ガラス３の型面３ｆの検出処理を行う。

［比較例１］
汎用の拡散反射型センサでのテストである。

図６に示したように、ファイバセンサ２６の投光部の光が型板ガラス３の型面３ｆとＰ面３ｐのそれぞれの表面で拡散反射し戻ってくる光を受光部で受光し、アンプ２７に取り込んで測定する。

型板ガラス板３の図示しない下部検査台での反射を防ぐために、型板ガラス３を持ち上げた状態で固定し、ファイバセンサ２６の投受光器をガラス板面に対して直角に配置し、距離１５ｍｍで固定した。

センサの飽和値（すべて「明」の状態）を測定するため、参考として型板ガラス３に代えて白紙をおき、その反射光量測定を行ったところ、４，０００レベルであった。

次いで、Ｐ面３ｐ、および型面３ｆに順次ファイバセンサ２６の投受光器を当て、反射光量を測定した結果、型板ガラス３のＰ面３ｐにおける「明」部のセンサ入光量は、１,１００〜１，５００レベル、型面３ｆにおける「明」部のセンサ入光量は、１,２００〜１，４００レベルとなり、汎用の拡散反射型センサを用いた場合には、型板ガラス３の表面における測定値はＰ面３ｐ、型面３ｆに差は出ず、汎用の拡散反射型センサを用いて型板ガラス３の型面３ｆを検出するのは難しいことが分かった。

［比較例２］
汎用の透過型センサを正反射投受光方式にしてテストした結果を示す。

図７に示したように、投光部２６ａからの照明光が型板ガラス３の型面３ｆとＰ面３ｐの両表面で拡散反射し戻ってくる光を受光部２６ｂで測定し、アンプ２７に取り込む。

安定した正反射光を得るため、入射角、反射角をともにガラス板面に対して４５度にして測定を行った。型板ガラス３のＰ面３ｐ、型面３ｆのそれぞれの表面で拡散反射し戻ってくる光を受光部２６ｂで測定する。

型板ガラス板３の下部検査台での反射を防ぐために、型板ガラス３を持ち上げた状態で固定し、ガラス板面からの距離２０ｍｍの位置にセンサ２６を固定し、正反射光を受光するため投光部２６ａと受光部２６ｂの角度θはそれぞれガラス面に対して４５度に配置した。

次いで、Ｐ面３ｐ、および型面３ｆに順次光源４からの光を当て、反射光量を測定した結果、型板ガラス３のＰ面３ｐの「明」部のセンサ入光量は、２１０〜２５０レベル、型面３ｆのセンサ入光量は３２０〜３８０レベルとなり、汎用の透過型センサを正反射投受光方式にして用いた場合には、型板ガラス３のＰ面３ｐ、型面３ｆに差は出ず、型板ガラス３の型面３ｆを検出するのは難しいことが分かった。

本発明は、型板ガラスや摺りガラスを図５に示すような複層ガラスや合わせガラスを構成するガラス板とする場合に、該型板ガラス、または摺ガラスの型面３ｆを自動的に検出して、型板ガラス等がオーダーに則した面配置、向きになっているかを確認できるようにし、複層ガラス等の製造工程への型板ガラス等の投入の間違いを未然に防止することを目的とする。

本発明のガラス板面の識別装置の全体摸式図。 ＣＣＤカメラが撮像した二値化処理後の画像。 ＣＣＤカメラが撮像した二値化処理後のＰ面の画像。 ＣＣＤカメラが撮像した二値化処理後の型面の画像。 （ａ）、(ｂ)はそれぞれ型板ガラスを用いた複層ガラスと合わせガラス。 比較例１のガラス板面の識別装置の全体摸式図。 比較例２のガラス板面の識別装置の全体摸式図。

符号の説明

１ 合わせガラス
２ 複層ガラス
３ 型板ガラス
３ｆ 型面
３ｐ Ｐ面
４ 光源（ＬＥＤ照明）
５ 搬送手段
６ 搬送コンベア
１０ 撮像手段
１１ ＣＣＤエリアカメラ
２０ 画像処理手段
２１ 画像処理装置
２２ モニター画面
２３ チェック領域
２４ 二値化画像（フィルタ処理前）
２４ａ 明部
２５ａ 明点
２６ ファイバセンサ
２６ａ 投光部
２６ｂ 受光部
２７ アンプ

Claims (7)

1. 片面のみを模様のある面または摺面としたガラス板の搬送方向の斜め上流方向または下流方向より該ガラス板の片側面に照明光を照射し、該ガラス板の照射面の正反射位置に設けた撮像手段のカメラによって前記反射像の一画像を撮像し、該撮像した画像データを画像処理手段により二値化後、縦横を複数画素とした設定エリア内の全画素がすべて明部のときのみその中心位置の少なくとも１画素を明点「１」とし、そうでないときを暗点「０」とする収縮フィルタ処理を行い、撮像手段のカメラの視野内すべてを順次チェックし、明点の面積が設定数以上となる場合をＰ面（つるつる面）、設定数以下となる場合を型面（模様のある面）または摺面と判定するようにしたことを特徴とするガラス板面の識別方法。
2. 前記収縮フィルタ処理前の設定エリア内がすべて明部のとき、収縮フィルタ処理後の明点となる画素サイズを設定エリアの縦横の各辺の略１／２以下とすることを特徴とする請求項１記載のガラス板面の識別方法。
3. 搬送中の前記ガラス板の複数個所において前記型面の検出処理を行うことを特徴とする請求項１または２記載のガラス板面の識別方法。
4. 複層ガラスまたは合わせガラスの製造ラインにガラス板を投入する搬送工程において用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のガラス板面の識別方法。
5. 前記請求項１乃至４のいずれかに記載のガラス板面の識別方法を行う装置において、ガラス板を搬送する搬送手段と、搬送中のガラス面の斜め上流方向または下流方向よりガラス板面に照明光を照射する光源と、前記照明光の照射面の正反射位置に設けた撮像手段と、該撮像手段によって撮像した画像データを処理する画像処理手段とからなることを特徴とするガラス板面の識別装置。
6. 前記搬送手段が縦型搬送装置であることを特徴とする請求項５記載のガラス板面の識別装置。
7. 前記光源をＬＥＤ照明としたことを特徴とする請求項５または６に記載のガラス板面の識別装置。

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