JP3290535B2

JP3290535B2 - 欠陥検出装置

Info

Publication number: JP3290535B2
Application number: JP05150394A
Authority: JP
Inventors: 正洋伊藤; 規之新井; 真治郎岩間; 光司松田
Original assignee: 東芝エンジニアリング株式会社
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 2002-06-10
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: JPH07260706A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光が透過する透明ある
いは半透明の板状被検査物の欠陥を検出する欠陥検出装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光が透過する透明あるいは半透明の板状
被検査物例えば薄板のような樹脂シートは液晶表示装置
などの画面を保護するために使用されている。このよう
な樹脂シートの内部に異物が混入すると光が透過しにく
くなる。したがって異物が混入した樹脂シートをそのま
ま使用すると、画面の一部が見ずらくなり画質が低下す
る。このため、異物が混入した樹脂シートは事前に見つ
け不良品として排除する必要がある。このような異物の
混入を検出するために、従来、次のような方法が行われ
ている。

【０００３】例えば樹脂シートを一定方向に走行させ、
走行する樹脂シートの下方から光を照射する。そして、
樹脂シートの上方にはＴＶカメラなど光を検出する装置
を配置し、樹脂シートを透過した光を検出する。

【０００４】このとき、樹脂シートに異物が混入してい
ると、その部分で光の透過が少なくなり、ＴＶカメラに
入力される光が減少する。この結果、ＴＶカメラの出力
が低下する。このように樹脂シートを透過する光量の変
化をＴＶカメラなどで検出し、異物の混入を検出してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、樹脂シートな
ど薄板はますます良質なものが求められている。このた
め、異物の混入だけでなく、薄板の表面にできる凹凸や
薄板の内部にできる気泡なども画質を劣化させるものと
して問題になっている。ところで樹脂シートなど薄板に
形成される凹凸や気泡は、それ以外の部分と光の透過率
はあまり差がない。したがって、従来の欠陥検出装置
は、薄板を透過する光量の変化によって欠陥を検出する
方法であるため、凹凸や気泡など光の透過率に差がない
欠陥を検出することは困難であった。

【０００６】本発明は、上記した欠点を解決し、薄板の
凹凸や気泡を検出できる欠陥検出装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、光が透過する
板状被検査物の面に光を照射する第１光照射手段と、こ
の第１光照射手段の光が前記被検査物に照射する領域に
重畳して、前記第１光照射手段とは異なる方向から指向
性のある光を照射する第２光照射手段と、前記被検査物
を透過した前記第１光照射手段の光および前記被検査物
で散乱し透過した前記第２光照射手段の光を共通に検出
する受光手段と、この受光手段で検出された出力を判定
する判定手段とを具備し、この判定手段は、前記受光手
段の出力が所定の第１レベル以上であること、および、
前記受光手段の出力が前記第１レベルよりも低い所定の
第２レベル以下であることを判定することを特徴とす
る。

【０００８】また、前記第２光照射手段は、前記板状被
検査物に垂直な軸に対し２０°〜７０°の角度をもっ
て、前記板状被検査物に光を照射することを特徴とす
る。

【０００９】

【００１０】

【作用】上記の構成によれば、光が透過する板状被検査
物の面に対し、この面に垂直な軸に対してある角度をも
つ方向から光を照射している。したがって、被検査物の
表面に凹凸があると、凹凸は通常球面をしているため、
その凹凸部分によって光はいろいろな方向に分かれる。
そして、その一部が光検出装置に入力される。この結
果、光検出装置の出力が増大する。このような光検出装
置の出力の増大から被検査物の凹凸が検出される。な
お、被検査物内の気泡の場合も光の進行方向がいろいろ
な方向に分かれる。そして、一部が光検出装置に入力さ
れる。したがって、気泡の存在も光検出装置の出力の増
大から検出できる。

【００１１】また、光検出装置が配置された方向に光を
照射する光照射装置を設けている場合は、例えば被検査
物内に異物があると、光照射装置から照射される光が異
物で遮られ光検出装置に入力される光量が減少する。こ
れにより光検出装置の出力が低下する。このような光検
出装置の出力の低下から異物が検出される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図１を参
照して説明する。

【００１３】被検査物である１１は、透明あるいは半透
明の板状物であり、この面または内部で光が拡散しない
薄板、例えば液晶表示装置などの画面を保護する樹脂シ
ートである。樹脂シート１１は、液晶表示装置などの画
面を保護するために使用され、光がよく透過するように
例えば透明な材料が使用される。樹脂シートは、上流の
製造工程にて製造されており、回転ローラ（図示せず）
などによって先端部分から順に矢印Ｙ方向に送り出され
てくる。そして、走行する樹脂シート１１の下方には第
１の光照射装置１２が配置される。

【００１４】第１の光照射装置１２は、光を通す開口が
上部に形成された容器１２Ａや、この容器１２Ａに収納
される例えば高周波蛍光灯１２Ｂなどから構成される。
そして第１の光照射装置１２から、樹脂シート１１の幅
とほぼ同じ長さに広がった光Ｌ１が出力され、樹脂シー
ト１１の面にほぼ垂直に照射される。樹脂シート１１面
に照射された光は樹脂シート１１を透過し上方に進む。

【００１５】また、光の進行方向には光検出装置１３が
配置される。光検出装置１３は例えば３台のＴＶカメラ
１３Ａ〜１３Ｃから構成されている。この場合、樹脂シ
ート１１は幅方向に３等分１１Ａ〜１１Ｃされ、３等分
された各部分１１Ａ〜１１Ｃを透過した光が別々のＴＶ
カメラ１３Ａ〜１３Ｃに入力されるようになっている。
このＴＶカメラ１３Ａ〜１３Ｃは例えばラインセンサと
して機能する。したがって、第１の光照射装置１２から
樹脂シート１１に照射される光Ｌ１が樹脂シート１１の
移動方向に幅を持っている場合でも、ＴＶカメラ１３Ａ
〜１３Ｃは樹脂シート１１を線状に透過した部分の光を
検出し出力する。なお、ＴＶカメラ１３Ａ〜１３Ｃの出
力は信号処理回路１３Ｄに供給され、後で説明するよう
に例えば出力レベルなどが検出される。

【００１６】また、第１の光照射装置１２の近くに第２
の光照射装置１４が設けられる。第２の光照射装置１４
は、多数のガラスファイバー１５の一端部１５Ａを直線
状に配置し、他端部１５Ｂは束ねられて１つの光源１６
例えばハロゲンランプの光が入力されるようになってい
る。したがって、光源１６から出た光はガラスファイバ
ー１５を伝送し、その端部１５Ａで樹脂シート１１の幅
いっぱいに直線状に広がり樹脂シート１１に照射され
る。なお、第２の光照射装置１４から出力される光Ｌ２
は、樹脂シート１１に垂直な軸に対し約２０°〜７０°
の角度、好ましくは４５°の角度である。そして、第１
の光照射装置１２の光Ｌ１が照射される領域に重畳して
照射される。また、第２の光照射装置１４から出力され
る光Ｌ２は指向性を持ち、進路上に障害物などがない場
合は直進する。

【００１７】上記した構成で、樹脂シート１１が矢印方
向に順に送り出されてくる。そして、樹脂シート１１に
例えば異物があると、その部分で光の透過率が低下す
る。このとき、第１の光照射装置１２から出力され、樹
脂シート１１を透過し、そしてＴＶカメラ１３Ａ〜１３
Ｃに入力する光が減少する。なお、３台のＴＶカメラ１
３Ａ〜１３Ｃのうち、どのＴＶカメラの入力が下がるか
は異物の位置によって決まってくる。異物の存在でＴＶ
カメラへの光の入力が減少すると、ＴＶカメラ１３Ａ〜
１３Ｃの出力が低下する。なおＴＶカメラ出力の低下は
信号処理回路１３Ｄで検出される。そしてＴＶカメラ出
力の低下から異物の存在が検出される。

【００１８】ところで、第２の光照射装置１４から出力
される光も、異物によって樹脂シート１１を透過する量
が少なくなる。しかし、第２の光照射装置１４から照射
される光Ｌ２は指向性があるので、光は直進しＴＶカメ
ラ１３Ａ〜１３Ｃ方向には進まない、したがってＴＶカ
メラ１３Ａ〜１３Ｃの出力に影響はない。

【００１９】次に、樹脂シート１１の表面に例えば凹凸
がある場合、凹凸によって樹脂シート１１の透過率はあ
まり変化しない。したがって、第１の光照射装置１２か
ら出力されて樹脂シートを透過し、そしてＴＶカメラに
入力する光量は変わらない。しかし、第２の光照射装置
１４から出力される光Ｌ２は、樹脂シート１１面に垂直
な軸に対してある角度をもって樹脂シート１１に照射さ
れている。この光Ｌ２は凹凸の部分に到達すると、その
部分で光はいろいろな方向に分かれる。そして、その一
部がＴＶカメラ１３Ａ〜１３Ｃ方向に進み、ＴＶカメラ
１３Ａ〜１３Ｃに入力される。この結果、ＴＶカメラの
出力が増大する。このことから凹凸の存在が検出され
る。

【００２０】上記したように樹脂シート１１に異物があ
るとＴＶカメラの出力が低下し、また、凹凸があるとＴ
Ｖカメラの出力が増大する。このような関係から異物や
凹凸の存在が検出される。

【００２１】図２の２１は、樹脂シートに混入する異物
によってＴＶカメラの出力が低下した状態を示し、ま
た、図３の３１は、凹凸によってＴＶカメラの出力が増
大した状態を示している。なお、図２や図３で、横軸は
樹脂シートの幅で、また縦軸はＴＶカメラの出力であ
る。

【００２２】なお、図３は、凹凸によってＴＶカメラの
出力が増大する状態を示している。しかし、樹脂シート
内に気泡がある場合も、気泡によって光の進行方向が変
化するので、凹凸の場合と同様にＴＶカメラ出力の増大
になって現れる。

【００２３】ここで、ＴＶカメラの出力を処理し異物や
凹凸を検出する方法について、図４の回路構成図を参照
して説明する。

【００２４】図１の実施例ではＴＶカメラが３台の場合
で説明している。しかし、図４ではＴＶカメラが１台で
構成されるものとして説明する。

【００２５】４１は樹脂シートで、樹脂シート４１は例
えば矢印Ｙ方向に送られるものとする。樹脂シート４１
の例えばＲは、第１および第２の光照射装置４２Ａ、４
２Ｂから樹脂シート４１の幅いっぱいに広がる光が重畳
して照射される領域である。そして、第１および第２の
光照射装置４２Ａ、４２Ｂから照射され、樹脂シート４
１を透過した光は光検出装置４３例えばＣＣＤカメラに
入力される。なお、光検出装置４３は例えばラインセン
サとして機能しており、樹脂シート４１面の幅が狭い１
本の直線状領域を透過した光を検出するようになってい
る。

【００２６】そして、樹脂シート４１の移動に伴い光が
透過する領域が順に移動し、樹脂シート４１の全面から
透過した光が光検出装置４３に入力されてくる。光検出
装置４３に入力された光は電気信号に変換される。な
お、光検出装置４３で電気信号に変換された信号はＡ／
Ｄ変換器４４に加えられデジタル信号に変換される。そ
して、デジタル信号はフレームメモリ４５に加えられ
る。

【００２７】フレームメモリ４５は例えば２個のメモリ
４５Ａ、４５Ｂで構成される。なお、樹脂シート４１の
１つの直線状領域を透過し、光検出装置４３で検出され
る信号を１本として数えた場合、１つのメモリ４５Ａ、
４５Ｂには例えば４８０本分の信号が記憶される。そし
て、最初の４８０本分の信号はメモリ４５Ａに、その次
の４８０本分の信号はメモリ４５Ｂに記憶される。この
ようにして、Ａ／Ｄ変換器４４から出力されるデジタル
信号は４８０本分づつが２つのメモリ４５Ａ、４５Ｂに
交互に記憶される。

【００２８】そして、一方のメモリに信号が記憶されて
いる間に、他方のメモリに記憶されている信号の処理が
行われる。例えば、フレームメモリ４５の出力は２分さ
れ、第１および第２の２値化回路４６Ａ、４６Ｂに印加
され２値化される。ここでフレームメモリ４５から順に
出力される信号を、説明の都合上例えば図５のＳのよう
に示すと、第１の２値化回路４６Ａからは、高い基準値
ＥH を越えた信号例えばＳ１が出力される。また、第２
の２値化回路４６Ｂからは、低い基準値ＥL 以下の信号
例えばＳ２が出力される。したがって、第１の２値化回
路４６Ａから出力される信号は凹凸に対応し、また、第
２の２値化回路４６Ｂから出力される信号は異物に相当
する。

【００２９】なお、凹凸や異物は通常ある大きさを持っ
ている。したがって２値化回路４６Ａ、４６Ｂの出力は
画素数カウンタ回路４７Ａ、４７Ｂに加えられ、２値化
回路４６Ａ、４６Ｂの出力の画素数が所定の値より多い
か少ないかがカウントされる。そして、画素数が所定の
値より多い場合に、第１の判定回路４８Ａで凹凸ありと
判定され、第２の判定回路４８Ｂでは異物ありと判定さ
れる。

【００３０】なお、２値化回路４６Ａ、４６Ｂの出力は
表示メモリ４９に加えられ記憶される。また、表示メモ
リ４９に記憶された信号は表示器５０に出力され、異物
や凹凸の模様が画面上に表示される。

【００３１】上記した実施例では、異物を検出する光照
射装置の光や、あるいは凹凸を検出する光照射装置の光
を、共通の光検出装置で検出している。このように光検
出装置を共通にすることによって装置の構成を簡単にで
きる。しかし、各光照射装置に対し別々に光検出装置を
設けることもできる。

【００３２】また、樹脂シートなどの凹凸のみを検出す
る場合には、図１の実施例において第１の光照射装置１
２は省略してもよい。

【００３３】また、上記した実施例では、光検出装置を
ラインセンサとして利用している。しかし、光検出装置
はエリアセンサとして利用することもできる。この場
合、樹脂シートは例えばある距離づつ間欠的に移動さ
せ、そして、樹脂シートが停止した状態で樹脂シートの
ある面積部分を透過した光を検出することができる。

【００３４】また、異物を検出する光を樹脂シートの面
に垂直に照射しているが、必ずしも垂直に照射する必要
はない。しかし、この場合も、光検出装置は光の照射方
向に配置することになる。

【００３５】また、上記した実施例では板状検査物を樹
脂シートとしているが、光が透過する透明あるいは半透
明の板状物であればガラス等でも実施可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明によれ
ば、透明あるいは半透明の板状検査物の凹凸や気泡を検
出できる欠陥検出装置を実現できる。

【００３７】また、第２の発明によれば、透明あるいは
半透明の板状検査物の異物と、凹凸や気泡の欠陥を一度
に検出できる欠陥検出装置を実現できる。

【００３８】また、第３の発明によれば、透明あるいは
半透明の板状検査物の異物と、凹凸や気泡の欠陥を一度
に検出し、欠陥の種別を異物と凹凸や気泡の欠陥として
区別できる欠陥検出装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図である。

【図２】本発明を説明する信号の波形図である。

【図３】本発明を説明する信号の波形図である。

【図４】本発明を説明する回路構成図である。

【図５】本発明を説明する信号の波形図である。

【符号の説明】

１１…樹脂シート１２…第１の光照射装置１３…光検出装置１４…第２の光照射装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田光司神奈川県川崎市幸区堀川町66番２東芝エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献特開平２−110356（ＪＰ，Ａ) 特開平４−115148（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−293448（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光が透過する板状被検査物の面に光を照
射する第１光照射手段と、この第１光照射手段の光が前
記被検査物に照射する領域に重畳して、前記第１光照射
手段とは異なる方向から指向性のある光を照射する第２
光照射手段と、前記被検査物を透過した前記第１光照射
手段の光および前記被検査物で散乱し透過した前記第２
光照射手段の光を共通に検出する受光手段と、この受光
手段で検出された出力を判定する判定手段とを具備し、
この判定手段は、前記受光手段の出力が所定の第１レベ
ル以上であること、および、前記受光手段の出力が前記
第１レベルよりも低い所定の第２レベル以下であること
を判定することを特徴とする欠陥検出装置。
【請求項２】前記第２光照射手段は、前記板状被検査
物に垂直な軸に対し２０°〜７０°の角度をもって、前
記板状被検査物に光を照射することを特徴とする請求項
１記載の欠陥検出装置。