JPH10185829A - 透明平面体表面の欠陥検査方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス板等の透明平面体表面の凹凸欠陥を正
確に検出することができる欠陥検査装置を提供する。 【解決手段】 検査容器４に収容された液状体１０の表
面に検査対象とする透明平面体５を載置し、検査容器４
の透明窓４ａから投光部２により帯状の照明光ａを透明
平面体５の表面に全反射臨界角より大きな入射角度で照
射したとき、表面に凹凸欠陥がないときは照明光ａは全
反射されるが、凹凸欠陥があると全反射条件が変化して
照明光ａが透明平面体５を透過するので、透過光ｃを受
光部３で検出すると表面欠陥を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス板等の透明
平面体の表面に生じた傷や打痕等の欠陥を検出する透明
平面体表面の欠陥検査方法及びその装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】ガラス板や樹脂板等の透明平面体の表面
に生じた傷等の欠陥検査を行うための欠陥検査方法とし
て、図４に示すような平滑表面に生じた凹凸欠陥による
光の乱反射をカメラで撮像する方法が知られている。

【０００３】図４に示すように、ガラス板等の透明平面
体２１の表面の法線方向にカメラ２２を配設すると共
に、表面を浅い角度で照明する光源２３を配設して検査
装置を構成する。透明平面体２１の表面に傷等の欠陥が
ないときは、光源２３からの照明光は入射角と反射角と
が等しい関係で反射してカメラ２２に入射しないため、
カメラ２２が撮像した画像は全面暗部となる。透明平面
体２１の表面に凹凸欠陥が存在すると、照明光は乱反射
するのでカメラ２２方向にも乱反射光の一部が入射し、
カメラ２２の画像に明部が撮像され、欠陥が検出でき
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成になる欠陥検査装置では、透明平面体２１の表面
欠陥が形成する角度により、表面欠陥があるにもかかわ
らず乱反射光がカメラ方向に向かわない場合があり、確
実に欠陥を検出できない問題点があった。

【０００５】本発明は、従来技術に係る問題点を解決す
べく創案されたもので、透明平面体の表面に生じた凹凸
欠陥が形成する角度にかかわらず表面欠陥が検出できる
透明平面体表面の欠陥検出方法及びその装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願の第１発明に係る透
明平面体表面の欠陥検査方法は、検査対象とする透明平
面体の屈折率より大きな屈折率を有する媒体に接するよ
うに前記透明平面体を配置し、前記媒体を通して前記透
明平面体の表面に全反射臨界角より大きな入射角度で照
明光を入射させ、表面欠陥によって前記照明光の全反射
条件が変化することにより前記透明平面体を透過した前
記照明光を検出することにより、前記透明平面体表面の
凹凸欠陥の有無を検査することを特徴とする。前記媒体
としては、透明平面体の屈折率より大きな屈折率を有す
る液状体を用いると好適である。

【０００７】上記検査方法によれば、透明平面体の前記
媒体に接した表面に対して全反射臨界角より大きな入射
角度で照明光を入射させると、透明平面体の表面が平滑
であれば照明光は全反射して透明平面体を透過しない。
しかし、透明平面体の表面に凹凸欠陥があると全反射条
件が崩れて照明光が透明平面体を透過するので、この透
過光の有無を検出すると透明平面体の表面欠陥の有無を
検査することができる。

【０００８】また、本願の第２発明に係る透明平面体表
面の欠陥検査装置は、検査対象とする透明平面体の屈折
率より大きな屈折率を有する液状体を収容する検査容器
と、前記液状体の表面に密着させた状態に配置した前記
透明平面体に対し、前記液状体の側から全反射臨界角よ
り大きな入射角度で照明光を入射させる照明光照射手段
と、表面欠陥によって前記照明光の全反射条件が変化す
ることにより前記透明平面体を透過した前記照明光を検
出する透過光検出手段と、前記照明光照射手段及び透過
光検出手段と前記透明平面体との間の相対位置を変化さ
せて透明平面体表面への照明光照射位置を移動させる照
射位置移動手段とを具備してなることを特徴とする。

【０００９】上記構成によれば、検査対象となる透明平
面体は、この透明平面体の屈折率より大きな屈折率を有
する液状体の表面に密着させた状態に配置されるので、
前記液状体の側から照明光照射手段により透明平面体表
面に全反射臨界角より大きな入射角度で照明光を照射す
ると、透明平面体表面に凹凸欠陥がないときには照明光
は全反射されるが、凹凸欠陥があると、凹凸により全反
射条件が変わるため照明光は透明平面体中を透過する。
従って、この透過光を透過光検出手段によって検出する
ことにより欠陥が検出でき、照射位置移動手段により透
明平面体もしくは照明光照射手段及び透過光検出手段を
移動させれば、透明平面体の表面全面について欠陥検査
を行うことができる。

【００１０】また、上記構成は、照明光照射手段が透明
平面体表面に対して帯状光を照射し、照射位置移動手段
が前記帯状光と交差する方向に照射位置を移動させるこ
とを特徴として構成すれば、透明平面体表面の全面に対
して容易に欠陥検査を実施することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【００１２】ここに、図１は本発明の一実施形態に係る
透明平面体表面の欠陥検査装置の構成を示す模式図、図
２は図１に示す構成を立体的に示した斜視図である。

【００１３】図１、図２において、欠陥検査装置は、検
査対象とする透明平面体５の屈折率より大きな屈折率を
有する液状体１０を収容した検査容器４と、この検査容
器４の底部に設けられた透明窓４ａから照明光ａを照射
する投光部（照明光照射手段）２と、前記透明平面体５
を透過した透過光ｃを検出する受光部（透過光検出手
段）３とを備えて構成されている。尚、前記透明平面体
５は照射位置移動手段により図示矢印方向に移動するよ
うに構成されている。前記照射位置移動手段の具体的な
図示は省略しているが、透明平面体５の対向側面を保持
して図示矢印方向に搬送する機構を採用することができ
る。

【００１４】前記検査容器４に収容される液状体１０
は、検査対象とする透明平面体５の屈折率より大きな屈
折率を有する液体（例えばグリセリン）、ペースト状、
ゲル状のものが採用でき、表面に載置されるガラス板、
樹脂板等の透明平面体５の表面と空気層を介在させるこ
となく密着できるものである。

【００１５】前記投光部２は、光源６からの光をレンズ
７、８で集光して、透明平面体５の液状体１０に密着す
る表面に対して透明平面体５の全反射角となる入射角度
で、図２に示すように、帯状の照明光ａを透明平面体５
の表面に投光する。帯状の照明光ａは、例えば、アパー
チャ型蛍光灯のように所定方向に集中する光を照射する
光源６からの光をレンズ７、８としてシリンドリカルレ
ンズを用いて集光することによって実現できる。更に、
全反射角より小さい角度、即ち透明平面体５を透過する
角度で入射する光が投光されないように、遮光板９を設
けて全反射角より小さい角度光の照射を遮断している。

【００１６】また、前記受光部３は、帯状の照明光ａに
対応させるために、シリンドリカルレンズからなる集光
レンズ１１と、ラインセンサを用いた受光センサ１２と
を備えて構成されており、前記照明光ａの帯状の照射ラ
インと同一方向に前記集光レンズ１１及び受光センサ１
２の長手方向を一致させて配設されている。

【００１７】上記構成になる透明平面体表面の欠陥検査
装置１による表面欠陥検出の動作について、図３を参照
して説明する。図３（ａ）（ｂ）は、上記構成における
透明平面体５の表面欠陥検出の原理を説明する説明図で
ある。

【００１８】上記したように、透明平面体５は、透明平
面体５の屈折率より大きな屈折率を有する液状体１０に
密着しているので、液体１０の側から照明光ａを全反射
臨界角Ｐよりやや大きな全反射角θ₁ 〜θ₂ で入射させ
ると、図３（ａ）に示すように照明光ａは透明平面体５
の表面で全反射される。前記臨界角Ｐは屈折率の大きな
物質と屈折率の小さい物質とが接する境界面に対して、
屈折率の大きい物質の側から照明光ａを入射させたと
き、屈折率の小さい物質側に光が透過せず、全反射とな
る臨界の角度で、法線Ｏからの角度として示される。こ
の臨界角Ｐより大きな角度で入射させた照明光ａは全て
反射されて反射光ｂとなり、透明平面体５を透過する光
は存在しない。従って、受光部３は透過光ｃを検出しな
い。

【００１９】しかし、透明平面体５の表面に、図３
（ｂ）に示すように凹凸欠陥（図示は凹欠陥）がある
と、照明光ａの透明平面体５への入射角度は臨界角Ｐよ
りやや大きい全反射角度θ₁ 〜θ₂ なので、凹凸欠陥に
よる表面角度の変化により全反射条件が崩れやすく、欠
陥による表面角度の変化で照明光ａは透明平面体５を透
過することになる。従って、透明平面体５を透過した透
過光ｃの有無を検出することにより、透明平面体５の表
面欠陥の有無を検査することができる。

【００２０】また、照明光ａは、レンズ８の集光角度の
範囲で異なる入射角度θ₁ 〜θ₂ で入射するので、欠陥
が形成する不規則な形状でも透過角度となる範囲が広
く、欠陥の検出もれがなくなる。

【００２１】前記投光部２が照射する照明光ａは、図２
に示すように透明平面体５の幅をカバーできる長さの帯
状光なので、透明平面体５を前記帯状光に交差する図示
矢印方向に移動させ、投光部２と受光部３との間を通過
させると、帯状に照射する照明光ａは、透明平面体５の
表面に欠陥がないときは全て全反射され、欠陥がある
と、欠陥部分の照明光ａは全反射せずに透明平面体５中
を透過し、透過光ｃが受光部３で検出され、透明平面体
５の表面全体の欠陥検査を行うことができる。

【００２２】尚、前記受光部３は、シリンドリカルレン
ズとラインセンサによる帯状の光検出手段でなく、任意
領域の透過光ｃを検出する面状の光センサで構成するこ
ともできる。また、本実施形態では、照射位置移動手段
は透明平面体５を移動させるように構成しているが、検
査容器４の底面全面を透明に形成し、透明平面体５を所
定位置に保持して、照射位置移動手段が投光部２及び受
光部３を移動させるように構成することもできる。さら
に、透明平面体の屈折率より大きな屈折率を有する媒体
として、透明固体を用い、この透明固体表面に透明平面
体を密着させて欠陥検査を行うこともできる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明の通り本願の第１発明に係る
透明平面体表面の欠陥検査方法によれば、透明平面体の
表面に凹凸欠陥があると全反射条件が崩れて照明光が透
明平面体を透過するので、この透過光の有無を検出する
と透明平面体の表面欠陥の有無を正確に検査することが
できる。

【００２４】また、本願の第２発明に係る透明平面体表
面の欠陥検査装置によれば、透明平面体の表面欠陥を正
確に検出できると共に、照射位置移動手段により透明平
面体の表面全面についての欠陥検査を円滑に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る透明平面体表面の欠
陥検査装置の構成を示す模式図である。

【図２】図１に示す構成を立体的に表示した斜視図であ
る。

【図３】欠陥による照明光の方向の変化を説明する説明
図で、欠陥のない状態（ａ）と欠陥のある状態（ｂ）を
示す図である。

【図４】従来技術に係る欠陥検査装置の概略構成を示す
模式図である。

【符号の説明】

２ 投光部（照明光照射手段） ３ 受光部（透過光検出手段） ４ 検査容器 ５ 透明平面体 １０ 媒体（液状体）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象とする透明平面体の屈折率より
   大きな屈折率を有する媒体に接するように前記透明平面
   体を配置し、前記媒体を通して前記透明平面体の表面に
   全反射臨界角より大きな入射角度で照明光を入射させ、
   表面欠陥によって前記照明光の全反射条件が変化するこ
   とにより前記透明平面体を透過した前記照明光を検出す
   ることにより、前記透明平面体表面の凹凸欠陥の有無を
   検査することを特徴とする透明平面体表面の欠陥検査方
   法。
2. 【請求項２】 媒体は透明平面体の屈折率より大きな屈
   折率を有する液状体である請求項１記載の透明平面体表
   面の欠陥検査方法。
3. 【請求項３】 検査対象とする透明平面体の屈折率より
   大きな屈折率を有する液状体を収容する検査容器と、前
   記液状体の表面に密着させた状態に配置した前記透明平
   面体に対し、前記液状体の側から全反射臨界角より大き
   な入射角度で照明光を入射させる照明光照射手段と、表
   面欠陥により前記照明光の全反射条件が変化することに
   より前記透明平面体を透過した前記照明光を検出する透
   過光検出手段と、前記照明光照射手段及び透過光検出手
   段と前記透明平面体との間の相対位置を変化させて透明
   平面体表面への照明光照射位置を移動させる照射位置移
   動手段とを具備してなることを特徴とする透明平面体表
   面の欠陥検査装置。
4. 【請求項４】 照明光照射手段が透明平面体表面に対し
   て帯状光を照射し、照射位置移動手段が前記帯状光と交
   差する方向に照射位置を移動させることを特徴とする請
   求項３記載の透明平面体表面の欠陥検査装置。