JPH10204637A

JPH10204637A - 透明板の表裏判別方法、光学式センサ及び透明板の表裏検査装置

Info

Publication number: JPH10204637A
Application number: JP1982897A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Uno; 徹也宇野; Hayami Hosokawa; 速美細川
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1997-01-17
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 1998-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】透明基板に透明膜を形成された透明板の表裏
を、非接触、光学式の方法で確実に検出できるようにす
る。【解決手段】光照射部１２では、発光素子１６から出
射した光を投光レンズ１７で集光させ、偏光フィルタ１
８によりＰ偏光に偏光した後、透明板３の上面に照射す
る。透明板３の上面に照射されたＰ偏光は透明板３の上
面で正反射し、あるいは透明板３に進入して透明板３の
下面で正反射した後、受光素子１９により受光される。
この受光素子１９で受光された受光量（光強度）を一定
の値と比較することによって透明板３の表裏を判別す
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、透明膜を有する透
明板の表裏判別を行なうための透明板の表裏判別方法、
光学式センサ及び透明板の表裏検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば導電性薄膜基板や偏光ビームスプ
リッタ（ＰＢＳ）、誘電体多層膜（ＤＣＭ）等のように
蒸着膜を有する透明板は、ガラス基板等の透明基板の表
面に、透明基板とは屈折率の異なる透明膜（蒸着膜）を
形成されている。これらの透明膜を形成された透明板を
各種機器に組み込む際には、その表裏を判別して所定の
向きにして組み込まなければ、組立られた製品は所定の
特性がでず、不良品となので、廃棄される。このため透
明膜を形成された透明板を組み込む際には、各透明板の
表裏を正確に判別する必要がある。

【０００３】しかし、基板も膜もいずれも透明であるた
め、表裏の判別が困難であった。すなわち、透明膜を形
成された透明板の場合、透明板が表向きであっても、裏
向きであっても透過光量や反射光量は変化しないので、
通常の反射型光電センサや透過型光電センサでは表裏を
判別することができない。

【０００４】また、透明膜が形成されている表面と透明
膜が形成されていない裏面との間で透明板の反射率が異
なっている場合には、光学的な測距センサを用いれば、
多少の距離変化信号が得られるので、これを検出するこ
とによって透明板の表裏を判別することができる。すな
わち、図１（ａ）（ｂ）に示すように、透明基板１の表
面に透明膜２が形成された透明板３を測距センサ４で測
定する場合を考える。透明膜２の形成されている表面の
反射率が透明膜２の形成されていない裏面の反射率より
も高い場合には、三角測距方式の測距センサ４で測定し
たときの等価的な測定距離は透明板３の内部の中央より
も反射率の高い面（透明膜２）に近い位置５になるか
ら、図１（ａ）に示すように、透明膜２が測距センサ４
側を向いている場合と、図１（ｂ）に示すように、透明
膜２が測距センサ４と反対側を向いている場合とでは、
Δだけ測定距離に違いが生じる。従って、透明板３を両
面から測定したときの測定距離の短い側が透明膜２の形
成されている面であると判断することができる。

【０００５】しかしながら、この測定距離の違いΔは微
小であるから、これを検出するための測距センサとして
は高分解能の高価な装置が必要となる。また、透明板を
表向けた場合と裏向けた場合とにおける、透明板の位置
決め精度の影響を受け易く、透明板の設置位置のバラツ
キに影響されるという問題があった。

【０００６】また、表面に透明な導電性薄膜（透明膜）
を形成された透明板の場合には、導電性の細い糸状をし
た触手（プローブ）を導電性薄膜の表面の複数箇所に接
触させ、その接触点間の抵抗値を測定することにより、
導電性薄膜基板の表面（すなわち、導電性薄膜の形成さ
れている面）を判別している。

【０００７】しかしながら、このような方法では、糸状
の触手が柔らかい場合には、触手と導電性薄膜との接触
圧の不安定によって測定した抵抗値の変動が大きく、ま
た、柔らかい触手どうしが絡み合い易く、導電性薄膜を
形成された透明板の表裏判別を安定した精度で行なうこ
とができなかった。

【０００８】逆に、糸状の触手が硬いと、表面の導電性
薄膜に傷がつく恐れがあり、導電性薄膜の導電性がとぎ
れたり、微細パターンの加工時には不良の原因となって
いた。

【０００９】また、透明な非導電性薄膜を形成された透
明板の場合には、製造後に表裏を判別する方法がなく、
製造時にマーキングを施したり、包装資材などで表裏を
区別できるようにしたりして透明板の表裏を管理してい
た。

【００１０】しかしながら、マーキングや包装等によっ
て表裏を管理する方法では、マーキング装置が必要にな
ったり、特別な包装資材で透明板を１枚１枚包装しなけ
ればならず、コストが高くつくという問題があり、しか
も、透明板の表面に透明膜を形成された直後の、表裏が
明確な段階でマーキングや包装を行なわなければなら
ず、製造工程上の制約も大きかった。また、マーキング
を施したり、包装したりする方法では、一定の向きで透
明板が供給されているとの前提のもとに透明板の表裏を
管理しているに過ぎず、組み込み直前に透明板の表裏を
再度確認する手段がなく、間違ったマーキングや包装等
がなされる恐れがある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、透明膜を形成された透明板の表裏を、その屈折
率の違いを利用して非接触で確実に判別することができ
る透明板の表裏判別方法と、当該方法を用いた光学式セ
ンサと、当該光学式センサを利用した表裏検査装置を提
供することにある。

【００１２】

【発明の開示】請求項１に記載の透明板の表裏判別方法
は、透明基板の表面に透明膜を形成された透明板の表裏
を判別するための表裏判別方法であって、前記透明板に
斜めに光を照射し、透明板の表面側におけるＰ偏光成分
の反射光量と透明板の裏面側におけるＰ偏光成分の反射
光量との相違に基づいて、前記透明板の表裏を判別する
ことを特徴としている。

【００１３】請求項２に記載の光学式センサは、透明基
板の表面に透明膜を形成された透明板の表裏を判別する
ための光学式センサであって、前記透明板に斜めに光を
照射する光照射部と、前記透明板で反射した光を受光す
る受光部と、斜め照射光に対する、前記透明板の表面側
におけるＰ偏光成分の反射光量と透明板の裏面側におけ
るＰ偏光成分の反射光量との相違に基づいて、前記透明
板の表裏を判別する判別手段と、を備えていることを特
徴としている。

【００１４】透明基板と透明膜の屈折率の差により透明
基板で反射するＰ偏光と透明膜で反射するＰ偏光とでは
ブリュースター角が異なる。このため、透明板の表面側
から光を斜め照射して透明板の表裏両面で反射している
Ｐ偏光の反射光量の分布と、透明板の裏面側から光を斜
め照射して透明板の表裏両面で反射しているＰ偏光の反
射光量の分布とは異なったものとなる。従って、透明板
で反射したＰ偏光の反射光量に基づいて透明板の光照射
側が表面であるか、裏面であるかを判別することができ
る。

【００１５】本発明による透明板の表裏判別方式では、
非接触で透明板の表裏を判別することができるので、透
明板に傷をつけることなく、その表裏を判別することが
できる。また、非接触であるので、機械的に検出する方
式に比べて寿命が長く、信頼性も高い。さらに、透明膜
が導電性であると、非導電性であるとに関係なく、正確
に表裏判別することができる。さらに、従来例のよう
に、透明板の表裏判別のための特別な包装資材やマーキ
ング装置などが必要ないので、コストも安価にすること
ができる。

【００１６】請求項３に記載の実施態様は、請求項２記
載の光学式センサにおいて、前記斜め照射光の入射角
は、前記透明基板に対するブリュースター角と前記透明
膜に対するブリュースター角を含む範囲に設定されてい
ることを特徴としている。

【００１７】この実施態様のように、斜め照射光の入射
角を、透明基板のブリュースター角と透明膜のブリュー
スター角を含む範囲に設定すれば、両反射光の重なる領
域として、検出精度の高い良好な位置に受光部を配置す
ることができ、判定精度を向上させることができる。

【００１８】請求項４に記載の実施態様は、請求項２記
載の光学式センサにおいて、前記光照射部は、Ｐ偏光を
斜め照射するものであることを特徴としている。

【００１９】受光部でＰ偏光を受光させるためには、光
照射部からＰ偏光を出射させる方法が最も簡単な方法で
ある。

【００２０】請求項５に記載の実施態様は、請求項２に
記載の光学式センサにおいて、前記受光部は、前記透明
板で反射した光をＰ偏光とＳ偏光に分離して受光し、Ｓ
偏光の反射光量によってＰ偏光の反射光量を規格化する
ことを特徴としている。

【００２１】また、受光部でＰ偏光とＳ偏光に分離する
ようにすれば、Ｓ偏光の反射光量によってＰ偏光の反射
光量を規格化することができるので、温度特性の変化や
経時的変化による光量変動に対しても安定した表裏判別
が可能になる。

【００２２】請求項６に記載の実施態様は、請求項２記
載の光学式センサにおいて、前記光照射部は、Ｐ偏光と
Ｓ偏光を時分割的に照射し、前記受光部は、前記透明板
で反射したＳ偏光の反射光量によって前記透明板で反射
したＰ偏光の反射光量を規格化することを特徴としてい
る。

【００２３】この実施態様にあっても、受光部でＰ偏光
とＳ偏光を時分割的に受光できるので、Ｓ偏光の反射光
量によってＰ偏光の反射光量を規格化することができ、
温度特性の変化や経時的変化による光量変動に対しても
安定した表裏判別が可能になる。

【００２４】請求項７に記載の実施態様は、請求項５又
は６に記載の光学式センサにおいて、Ｓ偏光のみの光路
中に透過率分布フィルタを配置したことを特徴としてい
る。

【００２５】この実施態様にあっては、Ｓ偏光の光路中
に透過率分布フィルタを挿入しているので、Ｓ偏光の受
光量分布が変化し、この変化した（補正された）Ｓ偏光
の受光量を用いてＰ偏光の受光量を規格化することによ
り、透明板の表裏によるＰ偏光の受光量の差を広い範囲
にわたって拡大することができ、安定かつ高精度に透明
板の表裏判別を行なえるようになる。

【００２６】請求項８に記載の透明板の表裏検査装置
は、請求項２〜７に記載の光学式センサと、検査対象と
なる透明板を所定位置に供給する手段とを備えたことを
特徴としている。

【００２７】この表裏検査装置によれば、透明板を用い
た製品の製造ラインにおいて、透明板を製品に組み込む
前に表裏を検査することができ、間違った向きに透明板
を組み立てる恐れが無くなる。従来は透明板の向きを間
違った製品は廃棄していたので、本発明の表裏検査装置
を用いれば、材料、加工工程のロスが無くなる。

【００２８】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）図２は本発明の一実施形態による表
裏判別センサ１１の構成を示す機能ブロック図、図３は
その使用状態を示す概略図である。表裏判別センサ１１
は、光照射部１２と受光部１３とから構成されており、
図３に示すように、表裏を判別しようとする透明板３に
対向して配置される。ここで、透明板３はガラス基板の
ような透明基板１の表面に、導電性薄膜や偏光ビームス
プリッタ（ＰＢＳ）膜、誘電体多層膜（ＤＣＭ）などの
透明膜２を形成したものである。この透明膜２を形成さ
れた側を透明板３の表側とする。

【００２９】光照射部１２は、発振回路１４、発光素子
駆動回路１５、発光ダイオードやランプ等の発光素子１
６、投光レンズ１７、Ｐ偏光を透過させるように配置さ
れた偏光フィルタ１８からなる。発光素子１６は、発振
回路１４から出力される同期信号と同期して発光する。
発光素子１６から出射された均一な光は、投光レンズ１
７によって集光され、偏光フィルタ１８によってＰ偏光
のみが出射される。偏光フィルタ１８を透過したＰ偏光
は、透明板３の上面に集光され、一部は透明板３の上面
で正反射される。また、透明板３の上面に集光された光
の一部は透明板３の内部に進入し、透明板３の下面で正
反射して透明板３の上面へ戻り、再び透明板３の上面か
ら出射する。

【００３０】ここで、光照射部１２からの光出射領域
は、図４に示すように、透明板３におけるブリュースタ
ー角［ガラス板の場合、θ_BS＝５６.３゜］と透明膜２
におけるブリュースター角［ＩＴＯ（透明電極）膜の場
合、θ_BF＝６２.２゜］とを含むように設定されてい
る。

【００３１】受光部１３は、フォトダイオード等の受光
素子１９、増幅回路２０、サンプルホールド回路（Ｓ／
Ｈ）２１、比較判定回路２２、基準電圧２３からなり、
受光素子１９は、透明板３の上面で正反射した光Ｐ１
と、透明板３の下面で正反射して透明板３の上面から出
射された光Ｐ２を同時に受光できる位置に配置されてい
る。

【００３２】受光素子１９が透明板３からの反射光を受
光すると、受光素子１９は受光量に応じた光電流を出力
し、増幅回路２０により電圧信号に変換されると共に増
幅される。増幅回路２０から出力された検出信号は、発
振回路１４からの同期信号（つまり、発光タイミング）
と同期してサンプルホールド回路２１によってホールド
される。サンプルホールド回路２１により固定された検
出信号は、比較判定回路２２において基準電圧（しきい
値電圧）２３と比較される。比較判定回路２２は、検出
信号と基準電圧２３を比較し、例えば、検出信号が基準
電圧２３よりも小さい場合には、透明板３の表面側（透
明膜側）に光を照射しているので、「表面」を示す信号
を出力し、検出信号が基準電圧２３よりも大きい場合に
は、透明板３の裏面側に光を照射しているので、「裏
面」を示す信号を出力する。

【００３３】次に、この表裏判別センサ１１により、透
明板３の表裏を判別することができる原理を説明する。
ここでは、透明膜２のブリュースター角θ_BF（ＩＴＯ膜
では、屈折率ｎ＝１.９、ブリュースター角θ_BF＝６２.
２゜）は透明基板１のブリュースター角θ_BS（ガラス板
では、屈折率ｎ＝１.５、ブリュースター角θ_BS＝５６.
３゜）よりも大きいとする。いま、図４（ａ）に示すよ
うにブリュースター角θB_Fの媒質とブリュースター角θ
_BSの媒質に、集光されたＰ偏光が入射したとする。Ｐ偏
光がブリュースター角で入射したときには、媒質内に進
入するＰ偏光の光強度が最大となり、媒質の界面で反射
されるＰ偏光の光強度は最小となるから、ブリュースタ
ー角がθ_BFの媒質で正反射したＰ偏光の光強度Ｓ_Fを、
反射側において光の広がりの方向（Ｘ方向）に沿って測
定すると、図４（ｃ）のように、ブリュースター角θ_BF
の方向で光強度が最小となる特性を示す。これに対し、
ブリュースター角がθ_BSの媒質で正反射したＰ偏光の光
強度Ｓ_Sを、反射側において光の広がりの方向に沿って
測定すると、図４（ｂ）のように、ブリュースター角θ
B_Sの方向で光強度が最小となる特性を示す。

【００３４】つぎに、図５に示すように、透明膜２が設
けられている表面に均一な分布のＰ偏光が照射されてい
る場合を考える。この場合、透明板３の上面に入射した
Ｐ偏光は、透明板３の上面では透明膜２の界面で反射さ
れるので、その光Ｐ１の光強度分布は図４（ｃ）のＳ_F
のようになる。また、透明板３の内部へ進入したＰ偏光
は、透明板３の下面において透明基板１の界面で反射さ
れるので、その光Ｐ２の光強度分布は、図４（ｂ）のＳ
_SをＸ軸負方向へずらせたようになる。図５には、この
２つの光強度分布Ｓ_FとＳ_Sを示している。

【００３５】また、図６に示すように、透明膜２と反対
側の裏面に均一な分布のＰ偏光が照射されている場合を
考える。この場合、透明板３の上面に入射したＰ偏光
は、透明板３の上面では透明基板１の界面で反射される
ので、その光Ｐ１の光強度分布は図４（ｂ）のＳ_Sのよ
うになる。また、透明板３の内部へ進入したＰ偏光は、
透明板３の下面において透明膜２の界面で反射されるの
で、その光Ｐ２の光強度分布は図４（ｃ）のＳ_FをＸ軸
負方向へずらせたようになる。図５には、この２つの光
強度分布Ｓ_FとＳ_Sを示している。

【００３６】従って、図５のように透明板３の表面側か
ら光を照射している場合には、透明板３の表裏両面で反
射したＰ偏光の光強度Ｓ_FとＳ_Sの最も弱い部分の近辺が
重なるので、中心部の総光強度Ｓ_F＋Ｓ_Sは低くなる。こ
れに対し、図６のように透明板３の裏面側から光を照射
している場合には、透明板３の表裏両面で反射したＰ偏
光の光強度Ｓ_FとＳ_Sの最も弱い部分がずれて重なるの
で、中心部の総光強度ＳF＋Ｓ_Sは高くなる。従って、こ
の中心部の光強度を一定のしきい値と比較することによ
り、光照射側が透明板３の表面であるか、裏面であるか
を判定することができる。

【００３７】図７は、ガラス板の表面にＩＴＯ膜を形成
された透明板３の上面にＰ偏光を照射した場合の、表面
側で反射したＰ偏光の光強度と、裏面側で反射したＰ偏
光の光強度の実際の測定結果を示す図であって、両光強
度の最低位置がほぼ一致している。これに対し、図８は
ガラス板の表面にＩＴＯ膜を形成された透明板３の裏面
にＰ偏光を照射したときの、表面側で反射したＰ偏光の
光強度と、裏面側で反射したＰ偏光の光強度を示す図で
あって、両光強度の最低位置は互いにずれている。

【００３８】そのため、表裏反射の光強度Ｓ_SとＳ_Fを加
えた総光強度Ｓ_S＋Ｓ_Fを考える場合、表面側からＰ偏光
を照射したときには、図９の実線２４のようになるのに
対し、裏面側から照射したときには、図９の破線２５の
ようになる。従って、光強度が最も小さい領域では、裏
面側から照射したときの総光強度（反射率）Ｓ_F＋Ｓ_Sが
表面側から照射したときの総光強度（反射率）Ｓ_F＋Ｓ_S
の２倍ほどになっている部分がある。よって、この部分
に受光素子１９を配置して総光強度（反射率）を検出す
ることにより、容易に透明板３の表裏判別を行うことが
できる。しかも、この光強度が２倍ほど異なる部分は範
囲が広いため、透明板３の位置や角度ずれに強く、判定
精度が安定する。

【００３９】なお、透明膜２のブリュースター角θ_BFが
透明板３のブリュースター角θ_BSよりも小さい場合に
は、上記説明とは逆になり、表面側で反射しているとき
に中央部で総光強度が大きくなり、裏面側で反射してい
るときに中央部で総光強度が小さくなることはいうまで
もない。

【００４０】また、照射光は、上記のような集束光に限
らず、発散光であっても差し支えない。但し、発散光の
場合も、集束光の場合と同様、照射光の入射角は、透明
基板のブリュースター角と透明膜のブリュースター角と
を含む範囲に設定する必要がある。あるいは、照射光を
２本の光束に分ける場合には、透明基板のブリュースタ
ー角を含む光束と、透明膜のブリュースター角を含む光
束にしてもよい。

【００４１】（第２の実施形態）図１０は本発明の別な
実施形態による表裏判別センサ３１の構成を示す機能ブ
ロック図、図１１は当該表裏判別センサ３１の使用状態
説明図である。この表裏判別センサ３１の光照射部１２
にあっては、発振回路１４からの同期信号に同期して発
光素子駆動回路１５が発光素子１６を発光させる。発光
素子１６から出射された光は投光レンズ１７で集光され
透明板３の上面に照射される。

【００４２】受光部１３では、偏光ビームスプリッタ３
２を挟んでＳ偏光用受光素子１９ＳとＰ偏光用受光素子
１９Ｐが配置されている。

【００４３】発光素子１６から照射された光の一部Ｐ１
は透明板３の上面で正反射し、偏光ビームスプリッタ３
２で反射することによってＳ偏光のみがＳ偏光用受光素
子１９Ｓで受光され、偏光ビームスプリッタ３２を透過
することによってＰ偏光のみがＰ偏光用受光素子１９Ｐ
で受光される。また、透明板３の上面に集光され、透明
板３の内部へ進入して透明板３の下面で反射した光Ｐ２
は再び透明板３の上面から出射する。そして、偏光ビー
ムスプリッタ３２で反射することによってＳ偏光のみが
Ｓ偏光用受光素子１９Ｓで受光され、偏光ビームスプリ
ッタ３２を透過することによってＰ偏光のみがＰ偏光用
受光素子１９Ｐで受光される。従って、透明板３の上面
及び下面で反射したＳ偏光の和がＳ偏光用受光素子１９
Ｓで受光され、透明板３の上面及び下面で反射したＰ偏
光の和がＰ偏光用受光素子１９Ｐで受光される。

【００４４】Ｓ偏光用受光素子１９ＳからはＳ偏光の受
光量に応じた光電流が出力され、光電流は増幅回路２０
Ｓによって電圧信号に変換されると共に増幅され、発振
回路１４の同期信号に同期して増幅回路２０Ｓから出力
される検出信号Ｖ_Sがサンプルホールド回路２１Ｓでホ
ールドされる。同様に、Ｐ偏光用受光素子１９Ｐからは
Ｐ偏光の受光量に応じた光電流が出力され、光電流は増
幅回路２０Ｐによって電圧信号に変換されると共に増幅
され、発振回路１４の同期信号に同期して増幅回路２０
Ｐから出力される検出信号Ｖ_Pがサンプルホールド回路
２１Ｐでホールドされる。

【００４５】比較判定回路２２は、サンプルホールド回
路２１Ｓで保持しているサンプルホールド信号Ｖ_Sによ
ってサンプルホールド回路２１Ｐで保持しているサンプ
ルホールド信号Ｖ_Pを規格化してＶ_P／Ｖ_Sを求め、この
Ｖ_P／Ｖ_Sを一定のしきい値と比較することによって透明
板３の表裏を判別する。すなわち、Ｖ_P／Ｖ_Sの値が所定
のしきい値以上であれば裏面側に光を照射していると判
断し、Ｖ_P／Ｖ_Sの値がしきい値以下であれば表面側に光
を照射していると判断し、判別結果を出力する。

【００４６】図１２は、中心光線の入射角がθ_BS＝５
６.３゜、光の広がり角４０゜となるようにして［図１
４参照］、ガラス基板とＩＴＯ膜からなる透明板３の表
面又は裏面にＰ偏光を照射した時の、透明板３から１０
ｍｍの位置に配置した受光素子１９により、Ｘ方向に沿
ったＰ偏光の光強度を測定したものである。図１３は、
中心光線の入射角がθ_BS＝５６.３゜、光の広がり角４
０゜となるようにして［図１４参照］、ガラス基板とＩ
ＴＯ膜からなる透明板３の表面又は裏面にＳ偏光を照射
した時の、透明板３から１０ｍｍの位置に配置した受光
素子１９により、Ｘ軸方向に沿ったＳ偏光の光強度を測
定したものである。

【００４７】図１３からも分かるように、Ｓ偏光はブリ
ュースター角がないため、その光強度分布は単調変化し
ており、表面反射のＰ偏光と裏面反射のＰ偏光とで光強
度の違いが大きい領域（図１２、図１３における０〜−
２ｍｍの領域）においては、表面反射のＳ偏光と裏面反
射のＳ偏光との間には光強度にほとんど変化がない。従
って、Ｐ偏光の光量をＳ偏光の光量で規格化してやれ
ば、温度特性や経時変化等による光量変化の影響を受け
ず、安定な判別が可能になる。

【００４８】サンプルホールド回路２１Ｓで保持してい
るサンプリング信号Ｖ_Sは、Ｓ偏光用受光素子１９Ｓで
受光したＳ偏光の光強度に対応するものであり、サンプ
ルホールド回路２１Ｐで保持しているサンプリング信号
Ｖ_Pは、Ｐ偏光用受光素子１９Ｐで受光したＰ偏光に対
応したものであるから、上記比較判定回路２２における
処理は、Ｐ偏光の光強度をＳ偏光の光強度で規格化し、
その値に基づいて透明板３の表裏を判別しているもので
あり、この実施形態の表裏判別センサ３１によれば、表
裏判別の精度を安定させることができる。

【００４９】（第３の実施形態）図１５は本発明のさら
に別な実施形態による表裏判別センサ４１を示す機能ブ
ロック図、図１７はその使用状態説明図である。この表
裏判別センサ４１の光照射部１２においては、２つの発
光素子、すなわちＳ偏光用発光素子１６ＳとＰ偏光用発
光素子１６Ｐが偏光ビームスプリッタ４２を挟んで配置
されている。そして、発振回路１４の同期信号に同期し
て２つの発光素子駆動回路１５Ｓと１５Ｐが、図１６に
示す発光タイミングのようにして、Ｓ偏光用発光素子１
６ＳとＰ偏光用発光素子１６Ｐを時分割的に交互に発光
させる。Ｓ偏光用発光素子１６Ｓから出射された光（非
偏光）のうち偏光ビームスプリッタ４２で反射したＳ偏
光と、Ｐ偏光用発光素子１６Ｐから出射された光（非偏
光）のうち偏光ビームスプリッタ４２を透過したＰ偏光
とは、投光レンズ１７を通過して透明板３の上面に集光
される。

【００５０】光照射部１２から出射された光は、透明板
３の上面で正反射されて、あるいは透明板３に進入して
透明板３の下面で正反射されて受光素子１９に入射す
る。受光素子１９は、Ｓ偏光用発光素子１６Ｓから出射
されたＳ偏光の反射光と、Ｐ偏光用発光素子１６Ｐから
出射されたＰ偏光の反射光とを交互に受光し、受光量に
応じた光電流を出力する。受光素子１９から出力された
光電流は増幅回路２０で電圧信号に変換されると共に増
幅される。サンプルホールド回路２１は、発振回路１４
からの同期信号に同期して、増幅回路２０から出力され
た検出信号をサンプルホールドする。比較判定回路２２
は、発振回路１４からの同期信号により、サンプルホー
ルド回路２１のサンプルホールド信号がＳ偏光によるサ
ンプルホールド信号Ｖ_Sであるか、Ｐ偏光によるサンプ
ルホールド信号Ｖ_Pであるかを判定し、Ｐ偏光によるサ
ンプルホールド信号Ｖ_PをＳ偏光によるサンプルホール
ド信号Ｖ_Sで規格化し、規格化した値Ｖ_P／Ｖ_Sに基づい
て透明板３の表裏判別を行ない、その判別結果を出力す
る。

【００５１】しかして、この実施形態にあっても、第２
の実施形態と同様、Ｐ偏光成分をＳ偏光成分で規格化す
ることにより、温度特性や経時変化等による光量変動に
対しても判定精度を安定させることができる。

【００５２】なお、第２又は第３の実施形態のような構
成は、偏光ビームスプリッタ３２、４２の代りに、ハー
フミラーと、ハーフミラー及びＳ偏光用受光素子又は発
光素子間に配置されたＳ偏光用偏光素子と、ハーフミラ
ー及びＰ偏光用受光素子又は発光素子間に配置されたＰ
偏光用偏光素子によって構成してもよい。

【００５３】（第４の実施形態）図１８は本発明のさら
に別な実施形態による表裏判別センサ５１の構成と使用
状態を示す概略断面図である。この表裏判別センサ５１
は、光照射側において、偏光ビームスプリッタ４２を挟
んで一方に、Ｐ偏光用発光素子１６Ｐ及びコリメートレ
ンズ５２を配置し、偏光ビームスプリッタ４２の他方
に、Ｓ偏光用発光素子１６Ｓ、コリメートレンズ５３及
び透過率分布フィルタ５４を配置している。

【００５４】そして、Ｐ偏光用発光素子１６Ｐから出射
された光をコリメートレンズ５２でコリメート光に変換
した後、このコリメート光を偏光ビームスプリッタ４２
を透過させてＰ偏光のコリメート光に変換し、投光レン
ズ１７で透明板３の上面に集光させる。また、Ｓ偏光用
発光素子１６Ｓから出射された光をコリメートレンズ５
３でコリメート光に変換した後、このコリメート光を透
過率分布フィルタ５４に透過させ、さらに偏光ビームス
プリッタ４２で反射させてＳ偏光のコリメート光に変換
し、投光レンズ１７で透明板３の上面に集光させる。こ
の実施形態でも、第３の実施形態と同様な構成（図１５
参照）により、光照射側においては、Ｓ偏光用発光素子
１６ＳからのＳ偏光とＰ偏光用発光素子１６ＰからのＰ
偏光とを時分割的に交互に発光させている。

【００５５】受光側でも、第３の実施形態と同様、Ｐ偏
光の光強度をＳ偏光の光強度で規格化し、規格した値に
基づいて透明板３の表裏判別を行なうことにより、判定
精度を安定させている。

【００５６】しかし、この実施形態にあっては、Ｓ偏光
となる光を透過率分布フィルタ５４に透過させることを
特徴としている。Ｓ偏光用発光素子１６Ｓ側に透過率分
布フィルタ５４を配置しなければ、受光側におけるＳ偏
光の光強度は図１３に示したようになる。そこで、“Ｐ
偏光の光強度分布／Ｓ偏光の光強度分布”と同じ透過率
分布を有する透過率分布フィルタ５４をコリメート状態
の光の光路中に挿入し、Ｓ偏光の光強度分布を図１９に
示すように変化させてやる。一方、Ｐ偏光側には透過率
分布フィルタ５４は挿入されていないから、Ｐ偏光の光
強度分布は図２０のようになり（つまり、図９の光強度
分布と同じである）、図２０で表わされるＰ偏光の光強
度分布を図１９のような補正されたＳ偏光の光強度分布
で規格化すると、その分布は図２１のようになる。この
ようにすることで、非常に広い範囲で安定に透明板３の
表裏判別が可能になり、検出物体の傾きや距離変動に対
して、より安定な検出が可能になる。また、受光素子１
９の設置位置に対する許容範囲も広くなり、表裏判別セ
ンサ５１の組み立て調整が容易になる。

【００５７】上記透過率分布フィルタ５４としては、写
真のネガのようなものでもよく、微小ドットにより透過
率分布をつけたガラス板でもよい。

【００５８】また、この実施形態では、透過率分布フィ
ルタ５４は、光照射側においてＳ偏光用発光素子側に配
置したが、例えば第２の実施形態の構成において、受光
側のＳ偏光用受光素子と偏光ビームスプリッタの間に透
過率分布フィルタを配置してもよい。

【００５９】（表裏判別センサの用途）図２２は本発明
の表裏判別センサ６１の用途を示す斜視図である。図２
２は液晶表示パネルの製造工程に用いられている表裏検
査装置を示すものであって、ガラス基板の上にＩＴＯ膜
を形成された透明板３をロボットアーム等の供給手段に
よってカセット６２内に装荷し、カセット６２内の透明
板３を表裏判別センサ６１により検査しているところを
示している。カセット６２は下面が開放されており、両
内側面に設けられた棚部６３によって透明板３の両側部
下面を保持するようになっており、このカセット６２内
には、ＩＴＯ膜を形成された透明板３が順次上段から装
荷されてゆく。表裏判別センサ６１は、このカセット６
２の下方に配置されており、下方から光を照射して一番
下に保持されている透明板３の表裏を判別するようにな
っており、全ての透明板３が一定の向き、例えば表面を
上にしてカセット６２に装荷されているか否かを監視す
る。

【００６０】また、別な検査装置としては、コンベア等
によって透明板を一枚ずつ搬送し、その上方もしくは下
方から表裏判別センサにより光を照射して透明板の表裏
を検査し、表裏が反転している透明板を検出するように
したものでもよい。

【００６１】表裏判別センサの、このような用途は、液
晶表示パネルの製造ラインに限るものでなく、光ピック
アップの製造ラインにおいて、偏光ビームスプリッタの
表裏を判別する用途や、他の製造ラインにおいて蒸着膜
付きのガラス板の表裏を判別する必要がある場合などに
も適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】測距センサにより透明板の表裏を判別している
従来例を説明する図である。

【図２】本発明の一実施形態による表裏判別センサを示
す機能ブロック図である。

【図３】同上の表裏判別センサの使用状態説明図であ
る。

【図４】同上の表裏判別センサの原理を説明する図であ
る。

【図５】透明板の表面に均一なＰ偏光を照射したときの
光線の様子と、そのときのＰ偏光の光強度分布を示す図
である。

【図６】透明板の裏面に均一なＰ偏光を照射したときの
光線の様子と、そのときのＰ偏光の光強度分布を示す図
である。

【図７】透明板の表面にＰ偏光を照射したときの、透明
板の表面と裏面における各反射光の光強度分布を示す図
である。

【図８】透明板の裏面にＰ偏光を照射したときの、透明
板の表面と裏面における各反射光の光強度分布を示す図
である。

【図９】透明板の表面にＰ偏光を照射したときの反射Ｐ
偏光の総光強度分布と、透明板の裏面にＰ偏光を照射し
たときの反射Ｐ偏光の総光強度分布を示す図である。

【図１０】本発明の別な実施形態による表裏判別センサ
を示す機能ブロック図である。

【図１１】同上の表裏判別センサの使用状態説明図であ
る。

【図１２】透明板の表面と裏面に光を照射したときの各
Ｐ偏光の総受光強度分布を示す図である。

【図１３】透明板の表面と裏面に光を照射したときの各
Ｓ偏光の総受光強度分布を示す図である。

【図１４】図１２及び図１３の測定条件を示す図であ
る。

【図１５】本発明のさらに別な実施形態による表裏判別
センサを示す機能ブロック図である。

【図１６】同上の表裏判別センサにおけるＳ偏光用発光
素子とＰ偏光用発光素子との発光タイミングを示すタイ
ムチャートである。

【図１７】同上の表裏判別センサの使用状態説明図であ
る。

【図１８】本発明のさらに別な実施形態による表裏判別
センサを示す概略断面図である。

【図１９】透過率分布フィルタにより補正されたＳ偏光
の光強度分布を示す図である。

【図２０】Ｐ偏光の光強度分布を示す図である。

【図２１】補正されたＳ偏光の光強度分布により規格化
された、Ｐ偏光の光強度分布を示す図である。

【図２２】本発明の表裏判別センサの用途を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１透明基板２透明膜３透明板１１表裏判別センサ１２光照射部１３受光部１６発光素子１８偏光フィルタ（Ｐ偏光用）１９受光素子２２比較判定回路３１表裏判別センサ３２偏光ビームスプリッタ１９ＳＳ偏光用受光素子１９ＰＰ偏光用受光素子４１表裏判別センサ４２偏光ビームスプリッタ５１表裏判別センサ５２，５３コリメートレンズ５４透過率分布フィルタ６１表裏判別センサ３２カセット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板の表面に透明膜を形成された透
明板の表裏を判別するための表裏判別方法であって、前記透明板に斜めに光を照射し、透明板の表面側におけ
るＰ偏光成分の反射光量と透明板の裏面側におけるＰ偏
光成分の反射光量との相違に基づいて、前記透明板の表
裏を判別することを特徴とする透明板の表裏判別方法。
【請求項２】透明基板の表面に透明膜を形成された透
明板の表裏を判別するための光学式センサであって、前記透明板に斜めに光を照射する光照射部と、前記透明板で反射した光を受光する受光部と、斜め照射光に対する、前記透明板の表面側におけるＰ偏
光成分の反射光量と透明板の裏面側におけるＰ偏光成分
の反射光量との相違に基づいて、前記透明板の表裏を判
別する判別手段と、を備えていることを特徴とする光学
式センサ。
【請求項３】前記斜め照射光の入射角は、前記透明基
板に対するブリュースター角と前記透明膜に対するブリ
ュースター角を含む範囲に設定されていることを特徴と
する、請求項２に記載の光学式センサ。
【請求項４】前記光照射部は、Ｐ偏光を斜め照射する
ものであることを特徴とする、請求項２に記載の光学式
センサ。
【請求項５】前記受光部は、前記透明板で反射した光
をＰ偏光とＳ偏光に分離して受光し、Ｓ偏光の反射光量
によってＰ偏光の反射光量を規格化することを特徴とす
る、請求項２に記載の光学式センサ。
【請求項６】前記光照射部は、Ｐ偏光とＳ偏光を時分
割的に照射し、前記受光部は、前記透明板で反射したＳ
偏光の反射光量によって前記透明板で反射したＰ偏光の
反射光量を規格化することを特徴とする、請求項２に記
載の光学式センサ。
【請求項７】Ｓ偏光のみの光路中に透過率分布フィル
タを配置したことを特徴とする、請求項５又は６に記載
の光学式センサ。
【請求項８】請求項２〜７に記載の光学式センサと、
検査対象となる透明板を所定位置に供給する手段とを備
えた透明板の表裏検査装置。