JP4793266B2 - 透明板状体の欠陥検査方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、透明板状体の欠陥検査方法および装置に関し、特に各種ディスプレイ（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＥＬ（Electroluminescence）、ＦＥＤ（Field Emission Display）または液晶プロジェクションテレビ等）用のガラス基板、自動車およびその他の車両等用ガラスの素板、建築用板ガラスの欠陥検査方法および装置に関する。

従来より、透明板状体の欠陥検査においては、泡、異物または傷等の欠陥と、透明板状体の品質に影響しない埃や汚れ等の擬似欠陥とを区別することが求められる。また、欠陥のある透明板状体の部位（主表面、内部または裏面の何れか）、および内部にある場合における欠陥の深さに応じて、要求される品質レベルが異なることがある。このため、欠陥を検出するだけではなく、透明板状体の厚さ方向における欠陥の位置を特定することも求められる。

これら検査性能の要求に加えて、欠陥検査方法には、透明板状体のサイズに依存して検査性能が劣化しないこと、多様な厚さの透明板状体にも適用できること、板ガラスのフロート法に代表される透明板状体の連続成形過程（オンライン）にも適用できること、といった産業応用上の要求も課せられる。

欠陥と擬似欠陥とを区別する方法としては、特開平８−２０１３１３号公報に開示されているように、棒状光源と遮光マスクを組み合わせた透過暗視野光学系を用いる方法がある。この方法では、欠陥と擬似欠陥の光散乱指向性の違いを利用し、欠陥と擬似欠陥を区別する。しかし、欠陥の種類によって光散乱指向性が異なり、また擬似欠陥も多様な光散乱指向性を示すことから、光散乱指向性だけで欠陥と擬似欠陥とを区別することは難しい。また、透過光学系を用いているため、特開平８−２０１３１３号公報に開示の方法では透明板状体の厚さ方向における欠陥の位置を特定することが難しい。

一方、欠陥と擬似欠陥とを区別する他の方法としては、特開平１０−３３９７０５号公報および特開平１１−２６４８０３号公報に開示されているように、透明板状体の端面から内部に向けて光を照射することで欠陥による散乱光を検出するという方法（以下、エッジライト方式という）がある。端面から透明板状体内部に入射した光は、全反射を繰り返しながら板状体の内部を進行するが、欠陥のある部位で散乱し、透明板状体の主表面側または裏面側に出射する。その際、透明板状体内部を進行する光は、透明板状体の主表面または裏面に付着している擬似欠陥によって散乱することはないため、透明板状体の主表面側および裏側にカメラを配置すれば、欠陥のみを検出することができる。さらに、透明板状体の主表面側と裏面側に配置されたカメラの検出信号を照合することにより、透明板状体の厚さ方向における欠陥の位置をある程度判別することができる。

特開平８−２０１３１３号公報 特開平１０−３３９７０５号公報 特開平１１−２６４８０３号公報

しかしながら、従来のエッジライト方式には、いくつかの問題点がある。端面から透明板状体に入射した光は、透明板状体自身に吸収されてしまうため、透明板状体の中央部（平面内における中央部）と端部とでは、欠陥に供給される光量が異なる。透明板状体のサイズが小さければ光量の違いは大きな問題にならないが、透明板状体のサイズが大きくなるに連れて供給光量の差が顕著になり検出性能に面内分布ができる。この状況は透明板状体の厚さが増すとさらに悪化するため、エッジライト方式は、他方式に比べて厚さに関する適用可能範囲が狭いといえる。

特に昨今の液晶パネルにおいては、従来の第５世代（１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ）から第６世代（１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ）または第７世代（１８７０ｍｍ×２２００ｍｍ）へと格段に大きなサイズに切り替わりつつある。そのため、基板検査の自動化を実現する新規技術の登場が切望されているという事情があった。

以上を踏まえ、本発明の一つの目的は、透明板状体が大きくになるに連れて検査性能が低下するという従来技術の問題点を解消することにある。また、本発明の他の目的は、透明板状体の厚さ方向における欠陥の位置の特定を従来技術よりも正確に行うことにある。

以上の目的を達成するために本発明は、透明板状体に存在する泡、傷、異物等の欠陥検査方法であって、透明板状体の主表面側に配設された線状光源およびカメラを有する第１の反射型明視野光学系を用いて前記透明板状体の主表面の画像（以下、第１の画像という）を撮像するステップと、前記透明板状体の裏面側に配設された線状光源およびカメラを有する第２の反射型明視野光学系とを用いて前記透明板状体の裏面の画像（以下、第２の画像という）を撮像するステップと、前記第１および第２の画像のそれぞれについて欠陥候補を探索するステップと、この探索の結果に基づき前記第１および第２の画像の互いに対応する位置に欠陥候補があるかどうかを確認し、前記第１および第２の画像の両方から欠陥候補が見つかった場合は、この欠陥候補を欠陥とみなし、前記第１および第２の画像の片方のみから欠陥候補が見つかった場合は、この欠陥候補を擬似欠陥とみなすステップとを有することを特徴とする透明板状体の欠陥検査方法を提供する。

また、本発明は、透明板状体に存在する泡、傷、異物等の欠陥検査方法であって、透明板状体の主表面側に配設された線状光源およびカメラを有する第１の反射型明視野光学系を用いて前記透明板状体の主表面の画像（以下、第１の画像という）を撮像するステップと、前記透明板状体の裏面側に配設された線状光源およびカメラを有する第２の反射型明視野光学系とを用いて前記透明板状体の裏面の画像（以下、第２の画像という）を撮像するステップと、前記第１および第２の画像のそれぞれについて欠陥候補を探索するステップと、この探索により得られた欠陥候補の像のコントラストに基づいて実像または虚像の何れであるかを判別するステップと、前記実像または虚像の出現パタンに基づいて、前記欠陥候補が前記透明板状体の主表面、内部または裏面の何れにあるかを特定するステップとを有することを特徴する透明板状体の欠陥検査方法を提供する。

また、本発明は、透明板状体に存在する泡、傷、異物等の欠陥検査装置であって、透明板状体の主表面側に配設された線状光源およびカメラを有し、前記透明板状体の主表面の画像（以下、第１の画像という）を撮像するための第１の反射型明視野光学系と、前記透明板状体の裏面側に配設された線状光源およびカメラを有し、前記透明板状体の裏面の画像（以下、第２の画像という）を撮像するための第２の反射型明視野光学系と、前記第１および第２の画像のそれぞれについて欠陥候補を探索し、この探索の結果に基づき前記第１および第２の画像の互いに対応する位置に欠陥候補があるかどうかを確認し、前記第１および第２の画像の両方から欠陥候補が見つかった場合は、この欠陥候補を欠陥とみなし、前記第１および第２の画像の片方のみから欠陥候補が見つかった場合は、この欠陥候補を擬似欠陥とみなす計算機とを有することを特徴とする透明板状体の欠陥検査装置を提供する。

また、本発明は、透明板状体に存在する泡、傷、異物等の欠陥検査装置であって、透明板状体の主表面側に配設された線状光源およびカメラを有し、前記透明板状体の主表面の画像（以下、第１の画像という）を撮像するための第１の反射型明視野光学系と、前記透明板状体の裏面側に配設された線状光源およびカメラを有し、前記透明板状体の裏面の画像（以下、第２の画像という）を撮像するための第２の反射型明視野光学系と、前記第１および第２の画像のそれぞれについて欠陥候補を探索し、この探索により得られた欠陥候補の像のコントラストに基づいて実像または虚像の何れであるかを判別し、前記実像または虚像の出現パタンに基づいて、前記欠陥候補が前記透明板状体の主表面、内部または裏面の何れにあるかを特定する計算機とを備えたことを特徴する透明板状体の欠陥検査装置を提供する。

以上説明したとおり、本発明は、透明板状体の主表面側および裏面側に現れる欠陥候補の像を利用することにより、欠陥（泡、傷、異物等）と擬似欠陥（埃や汚れ等）とを区別でき、オンラインでの欠陥検査を実現するものである。また、本発明は、透明板状体の厚さ方向における欠陥の位置を正確に特定できること、透明板状体のサイズに依存して検査性能が低下しないこと、およびエッジライト方式に比べて適用可能な透明板状体の厚さの範囲が広いことなどの効果が得られる。さらに、本発明は、透明板状体の端面が平滑であることが要求されないので、フロート法のような板ガラスの連続成形過程にも適用できる。

本発明の基本的構成を説明する図である。 上下のラインセンサカメラが明視野を得る様子を説明する図である。 上部のラインセンサカメラが透明板状体の主表面にある欠陥の像を得る様子を説明する図である。 下部のラインセンサカメラが透明板状体の主表面にある欠陥の像を得る様子を説明する図である。 上部のラインセンサカメラが透明板状体の内部にある欠陥の像を得る様子を説明する図である。 下部のラインセンサカメラが透明板状体の内部にある欠陥の像を得る様子を説明する図である。 上部のラインセンサカメラが透明板状体の裏面にある欠陥の像を得る様子を説明する図である。 下部のラインセンサカメラが透明板状体の裏面にある欠陥の像を得る様子を説明する図である。 上部のラインセンサカメラが透明板状体の主表面にある擬似欠陥の像を得る様子を説明する図である。 下部のラインセンサカメラが透明板状体の主表面にある擬似欠陥の像を得る様子を説明する図である。 上部のラインセンサカメラが透明板状体の裏面にある擬似欠陥の像を得る様子を説明する図である。 下部のラインセンサカメラが透明板状体の裏面にある擬似欠陥の像を得る様子を説明する図である。 欠陥等の種類と各カメラで撮像される画像との関係を説明する図である。 下部のラインセンサカメラが透明板状体の裏面近くにある内部欠陥の像を得る様子を説明する図である。 本発明により欠陥と擬似欠陥の区別を試みた結果を示す図である（実施例）。 本発明により主表面にある欠陥と主表面近くの内部欠陥の区別を試みた結果を示す図である（実施例）。 本発明により欠陥の深さを測定した結果を示す図である（実施例）。

符号の説明

１：透明板状体
２、４：線状光源
３、５：ラインセンサカメラ
６：搬送ローラ
７：計算機
８、９：光線経路（上部光学系）
１０、１１：光線経路（下部光学系）
１２：透明板状体の主表面にある欠陥
１３：透明板状体の内部にある欠陥
１４：透明板状体の裏面にある欠陥
１５：透明板状体の主表面にある擬似欠陥
１６：透明板状体の裏面にある擬似欠陥
１７：透明板状体の裏面近くにある内部欠陥
１８：内部欠陥が最初に光線経路と交わる位置と、２番目に交わる位置の距離

次に、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の基本的構成を示す説明図である。図１に示すように、搬送ローラ６上の透明板状体１の上方に、線状光源２およびラインセンサカメラ３が設置され、透明板状体１の下方に線状光源４およびラインセンサカメラ５が配設されている。搬送ローラ６により透明板状体１を矢印の方向に等速で搬送すると同時に、ラインセンサカメラ３およびラインセンサカメラ５により透明板状体を連続撮像する。計算機７は、両ラインセンサカメラの画像を同時に演算処理し、欠陥検査を行う。

まず、透明板状体１の主表面の画像を撮像するステップと、前記透明板状体の裏面の画像を撮像するステップについて説明する。線状光源２、およびラインセンサカメラ３の受光素子は共に、紙面に垂直な方向（透明板状体１の幅方向）に連なっている。線状光源２の具体的な構成としては、スリットの開いた光源ボックスに蛍光灯を設置したもの、線状の発光部分を有するライトガイドに光ファイバーでハロゲンランプまたはメタルハライドランプの光を供給するもの等の各種光源を採用することができる。

また、線状光源２は、透明板状体１に対してラインセンサカメラ３の正反射方向に位置し、同様に線状光源４は透明板状体１に対してラインセンサカメラ５の正反射方向に位置する。この配置により、ラインセンサカメラ３には線状光源２の反射像が映り、ラインセンサカメラ５には線状光源４の反射像が映り、それぞれ明視野となる。ラインセンサカメラ３、５の光軸と透明板状体１の法線とのなす角度に特に制限は無いが、２０〜７０度の範囲が望ましい。

次に欠陥候補を探索するステップについて説明する。図２（ａ）は、ラインセンサカメラ３に明視野が得られる様子を示す。図２（ａ）において、線状光源２から発した光は、主として二つの光線経路を経てラインセンサカメラ３に達する。一つは透明板状体１の主表面（透明板状体１の上側の面）による反射を介する光線経路８、もう一つは透明板状体１の裏面（透明板状体１の下側の面）8による反射を介する光線経路９である。ラインセンサカメラ３はこの二つの光線経路８，９による像が重なって明視野となる。

同様に図２（ｂ）は、ラインセンサカメラ５に明視野が得られる様子を示す。図２（ｂ）において、線状光源４から発した光は、主として二つの光線経路を経てラインセンサカメラ５に達する。光線経路の一つは透明板状体１の裏面による反射を介する光線経路１０、もう一つは透明板状体１の主表面による反射を介する光線経路１１である。ラインセンサカメラ５はこの二つの光線経路１０，１１による像が重なって明視野となる。

次に、この探索により得られた欠陥候補の像のコントラストに基づいて実像または虚像の何れであるかを判別するステップについて説明する。欠陥が光線経路と交差すると、欠陥がもたらす光学的挙動（屈折、散乱、反射、吸収または遮光等）により、線状光源からラインセンサカメラへ到達する光が弱められたり、場合によっては強められたりする。その結果としてラインセンサカメラは欠陥を周囲の明視野に比べて暗い、場合によっては明るい像として捉える。以下図３から図１２を使って、本発明における欠陥および擬似欠陥の像の生成パタンを説明する。

図３（ａ）および（ｂ）並びに図４は、ラインセンサカメラ３、５が透明板状体１の主表面にある欠陥１２の像を得る様子を示す。特に図３（ａ）は、欠陥１２が光線経路８と光線経路９を同時に交差する状況を示す。このとき欠陥１２は光線経路８と光線経路９を進む光に光学的挙動を生じさせる。結果としてラインセンサカメラ３はこの二つの光線経路８，９による像が重なって欠陥１２の実像を得る。

一方、図３（ｂ）は透明板状体１の搬送がさらに進み、欠陥１２が光線経路９のみと交差する状況を示す。このとき欠陥１２は、光線経路９を進む光のみに光学的挙動を生じさせる。結果としてラインセンサカメラ３はこの二つの光線経路８，９による像が重なって欠陥１２の虚像を得る。図４は欠陥１２が光線経路１１のみと交差する状況である。このとき欠陥１２は光線経路１１を進む光のみに光学的挙動を生じさせる。結果としてラインセンサカメラ５はこの二つの光線経路１０，１１による像が重なって欠陥１２の虚像を得る。

図５（ａ）および（ｂ）並びに図６（ａ）および（ｂ）は、ラインセンサカメラ３、５が透明板状体１の内部にある欠陥１３の像を得る様子を示す。図５（ａ）は欠陥１３が光線経路９のみと交差する状況である。このとき欠陥１３は光線経路９を進む光のみに光学的挙動を生じさせる。結果としてラインセンサカメラ３はこの二つの光線経路８，９による像が重なって欠陥１３の虚像を得る。図５（ｂ）は透明板状体１の搬送がさらに進み、欠陥１３が光線経路９のみと交差する状況を示す。このとき欠陥１３は光線経路９を進む光のみに光学的挙動を生じさせる。結果としてラインセンサカメラ３はこの二つの光線経路８，９による像が重なって欠陥１３の虚像を得る。図６（ａ）は欠陥１３が光線経路１１のみと交差する状況である。このとき欠陥１３は光線経路１１を進む光のみに光学的挙動を生じさせる。結果としてラインセンサカメラ５はこの二つの光線経路１０，１１による像が重なって欠陥１３の虚像を得る。図６（ｂ）は透明板状体１の搬送がさらに進み、欠陥１３が光線経路１１のみと交差する状況を示す。このとき欠陥１３は光線経路１１を進む光のみに光学的挙動を生じさせる。結果としてラインセンサカメラ５はこの二つの光線経路１０，１１による像が重なって欠陥１３の虚像を得る。

図７並びに図８（ａ）および（ｂ）は、ラインセンサカメラ３、５が透明板状体１の裏面にある欠陥１４の像を得る様子を示す。特に図７は、欠陥１４が光線経路９のみと交差する状況を示す。このとき欠陥１４は光線経路９を進む光のみに光学的挙動を生じさせる。結果としてラインセンサカメラ３はこの二つの光線経路８，９による像が重なって欠陥１４の虚像を得る。図８（ａ）は欠陥１４が光線経路１１のみと交差する状況を示す。このとき欠陥１４は光線経路１１を進む光のみに光学的挙動を生じさせる。結果としてラインセンサカメラ３はこの二つの光線経路１０，１１による像が重なって欠陥１４の虚像を得る。

一方、図８（ｂ）は透明板状体１の搬送がさらに進み、欠陥１４が光線経路１０と光線経路１１と同時に交差する状況を示す。このとき欠陥１４は光線経路１０と光線経路１１を進む光に光学的挙動を生じさせる。結果としてラインセンサカメラ５はこの二つの光線経路１０，１１による像が重なって欠陥１４の実像を得る。

図９（ａ）および（ｂ）並びに図１０は、ラインセンサカメラ３、５が透明板状体１の主表面にある擬似欠陥１５の像を得る様子を示す。特に図９（ａ）は擬似欠陥１５が光線経路８と光線経路９と同時に交差する状況を示す。このとき擬似欠陥１５は光線経路８と光線経路９を進む光に光学的挙動を生じさせる。結果としてラインセンサカメラ３はこの二つの光線経路８，９による像が重なって擬似欠陥１５の実像を得る。図９（ｂ）は透明板状体１の搬送がさらに進み、擬似欠陥１５が光線経路９のみと交差する状況である。このとき擬似欠陥１５は光線経路９を進む光のみに光学的挙動を生じさせる。結果としてラインセンサカメラ３はこの二つの光線経路８，９による像が重なって擬似欠陥１５の虚像を得る。

図１０は擬似欠陥１５が光線経路１１の反射点に位置する状況を示す。但し、擬似欠陥１５は透明板状体１の外部にあるため、光線経路１１を進む光に光学的挙動を生じさせない。結果としてラインセンサカメラ５は、擬似欠陥１５の像を取得しない。

図１１並びに図１２（ａ）および（ｂ）は、ラインセンサカメラ３、５が透明板状体１の裏面にある擬似欠陥１６の像を得る様子を示す。特に図１１は擬似欠陥１６が光線経路９の反射点に位置する状況を示す。但し、擬似欠陥１６は透明板状体１の外部にあるため、光線経路９を進む光に光学的挙動を生じさせない。結果としてラインセンサカメラ３は擬似欠陥１６の像を取得しない。

一方、図１２（ａ）は、擬似欠陥１６が光線経路１１のみと交差する状況を示す。このとき擬似欠陥１６は光線経路１１を進む光のみに光学的挙動を生じさせる。結果としてラインセンサカメラ３はこの二つの光線経路１０，１１による像が重なって擬似欠陥１６の虚像を得る。図１２（ｂ）は透明板状体１の搬送がさらに進み、擬似欠陥１６が光線経路１０と光線経路１１と同時に交差する状況を示す。このとき擬似欠陥１６は光線経路１０と光線経路１１を進む光に光学的挙動を生じさせる。結果としてラインセンサカメラ５はこの二つの光線経路１０，１１による像が重なって擬似欠陥１６の実像を得る。

次に、欠陥候補を擬似欠陥とみなすステップについて説明する。埃や汚れ等の擬似欠陥は透明板状体の内部にはなく、主表面か裏面の何れかに付着しているので（内部にある場合は欠陥として扱う）、欠陥および擬似欠陥の像の出現パタンは図９から図１２の何れかの説明により網羅される。

また、欠陥候補を擬似欠陥とみなすステップと、前記欠陥候補が前記透明板状体の主表面、内部または裏面の何れにあるかを特定するステップについて説明する。図１３（ａ）〜（ｅ）は、欠陥等の種類と各カメラで撮像される画像との関係を説明する図である。これらの図に示すように、欠陥等の種類および位置に応じて、各ラインセンサカメラで取得される欠陥候補の像のパタンは異なったものとなる。また、表１は、欠陥および擬似欠陥について、ラインセンサカメラが得る像の出現パタンをリストにしたものである。なお、同一の欠陥に関し同一のラインセンサカメラにより二つの像が観測された場合、これらの像を１つの組として捉え、以下「二重像」と呼ぶ。

欠陥が透明板状体の内部にある場合には、上下のラインセンサカメラがそれぞれ虚像を２個ずつ得ることを記したが、欠陥が主表面または裏面に近い場合には２つの虚像が重なり、見かけ上一つの像しか見えないことがある。例えば、裏面に近い内部欠陥の場合、上側のラインセンサカメラが捉える虚像が重なり、見かけ上一つの像しか見えないことがある。同様に、主表面に近い内部欠陥の場合、下側のラインセンサカメラが捉える虚像が重なり、見かけ上一つの像しか見えないことがある。

このような場合であっても、本発明においてはラインセンサカメラを２台用いているので、虚像が重ならない方のラインセンサカメラの画像を手がかりに、透明板状体の厚さ方向における欠陥の位置を正しく特定することができる。その際、本発明においては二重像のコントラスト、二重像を構成する二つの像の距離を利用する。

まず、二重像のコントラストを利用する方法について説明する。同じ欠陥または擬似欠陥に対して、実像と虚像の両方が得られる場合には、相対的に実像の方がコントラストは強くなる。これは、実像の形成過程においては二つの光線経路が欠陥と交差することに対して、虚像の形成過程においては一つの光線経路のみが欠陥と交差するためである。表１からもわかるように、ラインセンサカメラが捉える二重像が実像と虚像の組み合わせになるのは、欠陥が主表面または裏面にある場合である。これに対して欠陥が透明板状体の内部にある場合には、二重像は虚像同士の組み合わせになる。一般に欠陥が透明板状体の主表面または裏面にある場合には二重像のコントラストに差がつき、内部にある場合にはコントラストに差がつかない。したがって二重像のコントラストを比較すると欠陥が透明板状体の内部にあるのか、主表面（または裏面）にあるのかがわかる。

次に、二重像を構成する二つの像の距離を利用する方法について説明する。
図１４は、ラインセンサカメラ５が裏面近くにある内部欠陥１７の像を得る状況を示す。ラインセンサカメラ５が欠陥１７の像を捉える機会は２度ある。一つは内部欠陥１７がポイント１７ａに位置するとき、もう一つはポイント１７ｂに位置するときである。ポイント１７ａと１７ｂの間の距離１８は、欠陥１７の透明板状体１の主表面からの深さに比例する。

ここで、同一の欠陥候補に関し同一のカメラに現れる二つの像の距離を求めるステップについて説明する。透明板状体１が等速で搬送され、かつラインセンサカメラの走査速度が一定であれば、距離１８は画像における二重像を構成する二つの像の距離として観測される。次に、これら二つの像の距離に基づいて前記欠陥候補が前記透明板状体の主表面、内部または裏面の何れにあるかを特定するステップについて説明する。距離１８は欠陥１７が裏面にあるときに最も長くなる。二重像を構成する二つの像の距離の最大値をあらかじめ知っておけば、実際の二重像を構成する二つの像の距離との大小関係により、欠陥１７が内部にあるのか裏面にあるのかを区別することができる。

なお、図１４では裏面近くにある内部欠陥を例に説明したが、主表面近くにある内部欠陥についても同様の区別が可能である。この場合には透明板状体１の上方にあるラインセンサカメラ３で得られる二重像を使って欠陥が内部にあるのか、主表面にあるのかを区別することができる。

さらに、前記透明板状体の厚さ方向における欠陥の深さを求めるステップについて説明する。以上のとおり本発明によれば、欠陥の存在する透明板状体の部位（主表面、内部または裏面の何れか）だけでなく、透明板状体の厚さが既知であれば、距離１８が欠陥の深さに比例することを利用することにより、二重像を構成する二つの像の距離を欠陥の深さに換算することができる。

次に、本発明の実施例について説明するが、これらが本発明を限定するものではないことは明らかである。

まず、透明板状体として厚さ０．７ｍｍの液晶パネル用基板ガラス（以下、基板ガラスとする）を用い、本発明の有効性を調べたので以下詳説する。図１に示した基本構成に従って、ラインセンサカメラ２台、蛍光灯を用いた線状光源２灯による反射明視野光学系を用意し、基板ガラスの上下それぞれに配置した。ラインセンサカメラの光軸と基板ガラスの法線のなす角度は３０度とした。搬送ローラ６による基板ガラスの搬送速度は１００ｍｍ／秒とした。

上下のラインセンサカメラを連続走査し、欠陥および擬似欠陥近傍の画像を切り出した。そして、同一の欠陥または擬似欠陥に対する上下のラインセンサカメラによる画像（すなわち欠陥候補の画像）を一対化し、欠陥と擬似欠陥の区別、欠陥の板厚方向の位置特定、欠陥の板厚方向の深さ測定を試みた。

図１５は、基板ガラスの主表面に擬似欠陥であるダストを事前に散布しておき、上下のラインセンサカメラの検出信号を調べた結果を示す。図１５において、Ａは上部のラインセンサカメラの検出信号、Ｂは下部のラインセンサカメラの検出信号をそれぞれ示し、横軸は個々の擬似欠陥を、縦軸は上下のラインセンサカメラの検出信号の強さを示す。検出信号の強さは検出信号をノイズレベルで除したＳＮ比で表している。図１５から明らかなように、上部のラインセンサカメラが個々のダストを顕著に検出しているのに対し、下部のラインセンサカメラは検出していない。よって、本検証により、欠陥と擬似欠陥を区別できることを確認した。

図１６は、主表面から１０μｍ以内（事前に測定済み）にある内部欠陥と主表面にある欠陥の位置の区別を試みた結果を示す。図１６において、Ａは表面の欠陥、Ｂは表面から１０μｍ以内の欠陥をそれぞれ示し、横軸は欠陥の二重像のうち最初にラインセンサカメラの視野に入った像の検出信号の強さ、縦軸は欠陥の二重像のうち２番目にラインセンサカメラの視野に入った像の検出信号の強さを示す。検出信号の強さは図１５と同様にＳＮ比で表している。図１６から明らかなように、欠陥が主表面にある場合と内部にある場合では、二重像の検出信号の強さ（コントラスト）に違いが見られる。欠陥が主表面にある場合には、二重像のうち最初にラインセンサカメラの視野に入った像の検出信号が、２番目にラインセンサカメラの視野に入った像の検出信号より、相対的に強い。

一方、欠陥が内部にある場合には、主表面から１０μｍ以内であっても、２つの像の検出信号の強さは同程度である。よって、本検証により、透明板状体の厚さ方向における欠陥の位置を特定できることを確認した。なお、図中の破線は、理想的には座標軸の原点を通る直線である。

図１７は、二重像を構成する二つの像の距離から欠陥の主表面からの深さを求めた結果を示す。図１７（ａ）は上部ラインセンサカメラによる結果、図１７（ｂ）は下部ラインセンサカメラによる結果を示す。これらの図の横軸は別途測定しておいた欠陥の深さの真値であり、縦軸はラインセンサカメラで捉えた二重像を構成する二つの像の距離を示している。これらの図から明らかなように欠陥の深さは二重像を構成する二つの像の距離に比例する１次式で記述できる関係にあり、かつ高い相関関係にあることが理解される。この関係を利用することにより、二重像を構成する二つの像の距離から精度良く欠陥深さを測定することができる。本発明では透明板状体の上下にカメラを配置しているので、一つのラインセンサカメラにおいて二重像が重なる状況があっても、もう一つのラインセンサカメラにおいては二重像が分離する。これにより欠陥の深さに応じて、上下ラインセンサカメラの分担を変えることができ、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように厚さ全域にわたって欠陥の深さを測定することができる。本検証により、欠陥の深さを精度良く測定できることを確認した。

以上説明したとおり、本発明は、欠陥と擬似欠陥との区別が可能であり、かつ透明板状体の厚さ方向における欠陥の位置の特定精度を上げられるので、欠陥検査の判定精度向上を期待できる。また、本発明は透明板状体の端面の平滑性を要求しないので、例えば板ガラスのフロート法のような連続成形過程にも適用でき、プロセスの上流工程において迅速に欠陥情報を把握できる。よって、本発明は従来よりも優れた欠陥検査システムの構築に大きく貢献するものである。

なお、２００４年１１月２４日に出願された日本特許出願２００４−３３９２１５号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。

Claims (4)

1. 透明板状体に存在する泡、傷、異物等の欠陥検査方法であって、
   透明板状体の主表面側に配設された、線状光源およびカメラを有する第１の反射型明視野光学系を用いて前記透明板状体の主表面の画像（以下、第１の画像という）を撮像するステップと、
   前記透明板状体の裏面側に配設された、線状光源およびカメラを有する第２の反射型明視野光学系とを用いて前記透明板状体の裏面の画像（以下、第２の画像という）を撮像するステップと、
   前記第１および第２の画像のそれぞれについて欠陥候補を探索するステップと、
   この探索の結果に基づき前記第１および第２の画像の互いに対応する位置に欠陥候補があるかどうかを確認し、前記第１および第２の画像の両方から欠陥候補が見つかった場合は、この欠陥候補を欠陥とみなし、前記第１および第２の画像の片方のみから欠陥候補が見つかった場合は、この欠陥候補を擬似欠陥とみなすステップと
   を有することを特徴とする透明板状体の欠陥検査方法。
2. 透明板状体に存在する泡、傷、異物等の欠陥検査方法であって、
   透明板状体の主表面側に配設された、線状光源およびカメラを有する第１の反射型明視野光学系を用いて前記透明板状体の主表面の画像（以下、第１の画像という）を撮像するステップと、
   前記透明板状体の裏面側に配設された、線状光源およびカメラを有する第２の反射型明視野光学系とを用いて前記透明板状体の裏面の画像（以下、第２の画像という）を撮像するステップと、
   前記第１および第２の画像のそれぞれについて欠陥候補を探索するステップと、
   この探索により得られた欠陥候補の像のコントラストに基づいて実像または虚像の何れであるかを判別するステップと、
   前記実像または虚像の出現パタンに基づいて、前記欠陥候補が前記透明板状体の主表面、内部または裏面の何れにあるかを特定するステップと
   を有することを特徴する透明板状体の欠陥検査方法。
3. 透明板状体に存在する泡、傷、異物等の欠陥検査装置であって、
   透明板状体の主表面側に配設された、線状光源およびカメラを有し、前記透明板状体の主表面の画像（以下、第１の画像という）を撮像するための第１の反射型明視野光学系と、
   前記透明板状体の裏面側に配設された、線状光源およびカメラを有し、前記透明板状体の裏面の画像（以下、第２の画像という）を撮像するための第２の反射型明視野光学系と、
   前記第１および第２の画像のそれぞれについて欠陥候補を探索し、この探索の結果に基づき前記第１および第２の画像の互いに対応する位置に欠陥候補があるかどうかを確認し、前記第１および第２の画像の両方から欠陥候補が見つかった場合は、この欠陥候補を欠陥とみなし、前記第１および第２の画像の片方のみから欠陥候補が見つかった場合は、この欠陥候補を擬似欠陥とみなす計算機と
   を有することを特徴とする透明板状体の欠陥検査装置。
4. 透明板状体に存在する泡、傷、異物等の欠陥検査装置であって、
   透明板状体の主表面側に配設された、線状光源およびカメラを有し、前記透明板状体の主表面の画像（以下、第１の画像という）を撮像するための第１の反射型明視野光学系と、
   前記透明板状体の裏面側に配設された、線状光源およびカメラを有し、前記透明板状体の裏面の画像（以下、第２の画像という）を撮像するための第２の反射型明視野光学系と、
   前記第１および第２の画像のそれぞれについて欠陥候補を探索し、この探索により得られた欠陥候補の像のコントラストに基づいて実像または虚像の何れであるかを判別し、前記実像または虚像の出現パタンに基づいて、前記欠陥候補が前記透明板状体の主表面、内部または裏面の何れにあるかを特定する計算機と
   を備えたことを特徴する透明板状体の欠陥検査装置。

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