JPH11337496A - 透明体の欠陥検出方法及び透明体の製造方法 - Google Patents

透明体の欠陥検出方法及び透明体の製造方法

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JPH11337496A
JPH11337496A JP11050914A JP5091499A JPH11337496A JP H11337496 A JPH11337496 A JP H11337496A JP 11050914 A JP11050914 A JP 11050914A JP 5091499 A JP5091499 A JP 5091499A JP H11337496 A JPH11337496 A JP H11337496A
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JP11050914A
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Yukihisa Takeuchi
幸久 武内
Tsutomu Nanataki
七瀧　　努
Iwao Owada
大和田　　巌
Kei Sato
圭 佐藤
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Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/958—Inspecting transparent materials or objects, e.g. windscreens

Abstract

(57)【要約】 【課題】アクリル板の表面傷、アクリル板内部の気泡や
異物等の検出並びにアクリル板自体の湾曲、うねり等の
欠陥の検出を同じ光学系で同時に行えるようにする。 【解決手段】アクリル板１００の主面１０２に対して平
行でない非平行光を主体とした光１０４をアクリル板１
００の主面１０２に対してほぼ直角に形成される側面１
０６より入射させてアクリル板１００の欠陥を検出す
る。この場合、アクリル板１００の主面１０２からの欠
陥に基づく透過光１２２を、受光面１２６ａがアクリル
板１００の主面１０２にほぼ平行に向けて配設された受
光デバイス１２６と、受光面１３６ａがアクリル板１０
０の主面１０２にほぼ垂直に向けて配設された受光デバ
イス１３６のどちらか又は両方により検出して、アクリ
ル板１００の欠陥を、透過光１２２の光量を測定するこ
とにより定量的に検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透明体の欠陥検出
方法及び透明体の製造方法に関し、例えばアクリル板内
部の気泡、異物、表面傷並びにアクリル板自体の湾曲、
うねり及び反り等の欠陥を検出する場合に好適な透明体
の欠陥検出方法と、該欠陥の検出結果を透明体の製造ラ
インにフィードバックして透明体の製造に供させる透明
体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ディスプレイとして、陰極線
管（ＣＲＴ）や液晶ディスプレイ装置等が知られてい
る。
【０００３】これらのディスプレイにおいて導光板の材
料としては、光源を通じて入射された光を導光板内で全
反射させる必要があることから、透明材料であるガラス
が用いられることが多い。
【０００４】ガラスによって導光板を構成した場合、表
示面を大型化した時に導光板の重量が大きくなり、しか
も、ガラスは価格が高いという問題がある。
【０００５】この問題を解決するために、前記導光板の
材料としてアクリル板を用いることも行われている。
【０００６】しかしながら、図１５に示すようにアクリ
ル板２００で導光板を作成した場合、その表面に傷２０
２を生じやすく、また、アクリル板２００の内部に気泡
２０４や異物２０６等が発生することがある。更に、ア
クリル板２００自体の湾曲やうねりにより平坦性を損失
してしまうこともある。
【０００７】このため、アクリル板２００の製品の検査
工程において、人間の目視により前記した各欠陥の有無
の検査を行っているが、必ずしも能率的ではない。
【０００８】また、光源からの光を板材に放射して板材
の欠陥等を検査する透明体の欠陥検査の技術が開示され
ている（例えば特開昭５８−１５８９２０号公報参
照）。この欠陥検査装置は、表面上の異物や傷を、スリ
ットで放射方向に規制された光源の光をフォトリソグラ
フィ用のガラスマスク等の透明体に平行（透明体の主面
に対して平行）に放射し、表面上の異物や傷に対する散
乱光を受光器により受光してマスク開口への異物や表面
傷の有無を検査するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
欠陥検査装置においては、板材に平行光を照射する必要
から、例えば点光源等の光から平行光を作成するための
光学系を新たに設ける必要があり、構成が複雑化するお
それがある。しかも、平行光を透明体全体に照射するた
めの位置制御が困難であるという問題がある。
【００１０】平行光の場合、スリットが板材の側面に位
置している際、板材の表面に付着した異物等を検知でき
ず、また、板材の内部に存在する異物の表面が鏡面であ
る場合、その位置や角度によっては平行光の反射光が透
明体の主面側に透過せず、透明体の側面に向かって透過
し、透明体の主面上に設置された受光器では検知できな
いという不都合がある。
【００１１】また、前記従来の方法は、その検知原理か
らもわかるように、透明体内部の異物や表面傷の検出を
行うことはできるが、透明体自身の湾曲やうねり等の検
出はできない。
【００１２】しかも、透明体が設置された測定空間に平
行光線をスリットを通して導入するようにしているた
め、透明体内部の気泡や異物等の検出と表面傷の検出を
行うためには、スリットを透明体の厚み方向に移動させ
る必要があり、これらの検出を同時に行うことができな
い。透明体の厚みが大きくなると、検出に時間と手間が
かかるという新たな問題が生じる。
【００１３】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、透明体の欠陥である表面傷及び透明体内
部の気泡や異物等の検出を定量的に、かつ、精度よく行
うことができる透明体の欠陥検出方法を提供することを
目的とする。
【００１４】また、本発明の他の目的は、透明体自身の
湾曲、うねり等の検出を定量的に、かつ、精度よく行う
ことができる透明体の欠陥検出方法を提供することにあ
る。
【００１５】また、本発明の他の目的は、透明体の表面
傷、透明体内部の気泡や異物等の検出並びに透明体自身
の湾曲、うねり等の欠陥の検出を同じ光学系で同時に行
うことができる透明体の欠陥検出方法を提供することに
ある。
【００１６】また、本発明の他の目的は、上述の透明体
の欠陥検出方法による欠陥の検出結果を透明体の製造ラ
インにフィードバックすることで、欠陥の少ない高品質
な透明体を作製することができる透明体の製造方法を提
供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る透明体の欠
陥検出方法は、透明体の主面に対して平行でない非平行
光を主に含んだ光を前記透明体の主面に対してほぼ直角
に形成される少なくとも１つの側面より入射させて前記
透明体の欠陥を検出することを特徴とする。透明体とし
ては、例えばディスプレイ等の光学的用途の導光板とし
て用いられるアクリル板等が挙げられる。
【００１８】ここで、非平行光を主体とした光を透明体
に導入させたときの光の経路と、透明体の欠陥の検出原
理を説明する。
【００１９】図１において屈折率（絶対屈折率）の大き
な透明体１０から屈折率の小さな空気１２中に光を透過
させる場合、入射角θi を大きくしていくと、これに対
応して屈折角θr が大きくなるが、その屈折角θr が９
０°に至ると光が透過しなくなり（図１の実線ｂで示す
光路参照。実際には透明体１０と空気１２との界面と重
なる位置になるが、説明の便宜上、ずらして表示してい
る。）、それ以上の入射角θi では透明体１０内で全反
射する（図１の一点鎖線ｃで示す光路参照）。
【００２０】この屈折角θr が９０°となる場合の対応
する入射角θi は臨界角θi ′と呼ばれるものであり、
ｓｉｎθi ／ｓｉｎθr ＝ｎ2 ／ｎ1 （ｎ1 、ｎ2 はそ
れぞれ透明体１０と空気１２の屈折率を表す。）で表さ
れる屈折の法則の式から求めることができる。透明体１
０の屈折率ｎ1 の値を１．４９、空気１２の屈折率ｎ 2
の値を１．００としたとき、ｓｉｎθr ＝ｓｉｎ９０°
＝１であるから、臨界角θi ′は４２．２°となる。
【００２１】図２において、前記した場合とは逆に、透
明体１０の主面に対して直角に形成される側面１４にほ
ぼ９０°の入射角で光源１６からの光１８ａを照射した
ときの透明体１０内での屈折角θ1 は、臨界角４２．２
°に近い値となる。この光１８ａが透明体１０の主面２
０に達したときの空気１２に対する入射角θ2 は４７．
８°に近い値となる（＝９０−θ1 ）。
【００２２】入射角θ2 の値が臨界角４２．２°を上回
るため、透明体１０の主面２０が完全な平滑面であれば
光１８ａは反射光１８ｂとなり透過光１８ｃを生じない
が、透明体１０の内部に気泡２２等がある場合は、光１
８ｂが散乱して透過光１８ｃを生じるため、この透過光
１８ｃを受光デバイス２４で検知することにより気泡２
２等の欠陥を検知することができる。
【００２３】更に、この透過光１８ｃは、気泡２２等の
存在量が大きければ（あるいは多ければ）、散乱も多く
発生するため、透過光の光量も多くなる。ここで、気泡
２２等の存在量とは、気泡２２の１つひとつの大きさや
気泡２２等の数を示す概念である。
【００２４】従って、受光デバイス２４で測定される光
量により定量的に欠陥の存在量を検出することができ
る。
【００２５】この場合、光源１６からの光１８ａの透明
体１０の主面２０に対して直角に形成される側面１４へ
の入射角が０°〜９０°の間にあれば、入射角θ2 の値
は必ず臨界角を超えることになり、透明体１０の主面２
０が完全な平滑面であれば光１８ａは全て反射光１８ｂ
となるため、透明体１０の側面１４への入射角を任意の
角度とすることができる。なお、受光デバイス２４の受
光面の位置は、透明体１０の主面２０にほぼ平行に向け
ることが好適であるが、平行でなく適当な角度をもって
いてもよい。上記の光の入射方法は透明体１０の屈折率
が√２より大きければ成立する。
【００２６】一方、図３に示すように、透明体１０に例
えばうねり面３０がある場合には、前記した方法と同様
の方法で光源１６から照射された光１８ａは、この箇所
での入射角θ3 が平滑面の入射角θ4 よりも小さくな
る。この入射角θ3 が臨界角を超えて小さくなったと
き、即ち、うねり面３０が平滑面に対して例えば５．６
°を超える傾斜角を生じたときは、図３に示すように、
透過光１８ｃが生じる。
【００２７】この透明体１０の主面２０とほぼ平行に近
い光路をもつ透過光１８ｃに相応するように、受光面を
透明体１０の主面２０に対してほぼ垂直に向けた受光デ
バイス２４で透過光１８ｃを検知することにより、簡便
な方法で透明体１０のうねり面３０の欠陥を検出するこ
とができる。また、この方法により、前記うねり面３０
だけでなく、図４に示すように、透明体１０の表面傷３
２や反り等による平坦性の損失についても検出すること
ができる。この場合も透過光１８ｃの光量を受光デバイ
ス２４で測定することにより、うねり、表面傷、反り等
の欠陥（欠陥の存在量）を定量的に検出することができ
る。
【００２８】そして、前記受光デバイスとして、受光面
が透明体の主面にほぼ平行に向けて配設された少なくと
も１つの受光デバイスと、受光面が透明体の主面にほぼ
垂直に向けて配設された少なくとも１つの受光デバイス
とを併用することにより、定量的に効率よく透明体の欠
陥の存在量を検出することができる。
【００２９】このように、本発明に示す非平行光とは、
透明体の主面に対して平行でない光、具体的には、例え
ば図５に示すように、透明体１０の側面に対してさまざ
まな角度で入射された光束の群（光束群）を示し、例え
ば透明体１０の内部に仮想的に１つのポイントＰを設定
したとき、該ポイントＰを通過するそれぞれ入射角の異
なる種々の光線の群（光束群）を示す。もちろん、この
ポイントＰは仮想的なものであって、該ポイントＰを通
過しない光束群も非平行光として定義することができ
る。
【００３０】そして、前記非平行光のうち、側面にほぼ
平行に透明体に導入された光束群は、透明体内部での反
射回数が多くなるため、透明体内部及び表裏面の異物、
気泡、傷、うねり、反り等のいずれの欠陥に対してもそ
の検出感度が向上する。
【００３１】ところで、透明体に導入される光束群が、
前記のように側面にほぼ平行に導入される光束群だけで
あると、特に大きな透明体に対する欠陥検出において、
透明体内部での欠陥で光が透過するため、透明体の中央
部に十分な光量を導入できない。
【００３２】しかし、本発明において透明体に導入され
る光は、前記のような光束群に加えて、透明体の主面に
平行な光束群（光源から遠く離れた部分まで導入され
る）も存在するため、上述のような光量不足は生じず、
透明体全体にわたってほぼ一定の光量を導入することが
でき、透明体全体における欠陥検出の感度を向上させる
ことができる。このとき、導入光に対する非平行光の割
合は５０％以上であれば十分であり、非平行光の割合が
９０％以上のものがより好ましい。
【００３３】このように、本発明に係る透明体の欠陥検
出方法は、透明体の表裏においての全反射を利用した欠
陥検出方法であり、透明体内部及び表裏面の異物、気
泡、傷、うねり、反り等の欠陥を同時に検出することが
可能となる。しかも、平行光を作る必要がないため、簡
単な装置構成で欠陥検出を実現させることができる。
【００３４】つまり、非平行光を主体とした光を透明体
の主面に対してほぼ直角に形成される少なくとも１つの
側面より入射させることにより、簡便な方法で透明体の
欠陥の存在量を高精度に検出することができる。
【００３５】また、透明体の主面のうち、受光デバイス
が配置される側と反対側の主面であって、かつ、前記受
光デバイスの受光面に対向する位置に散乱体を接触さ
せ、このときの透過光を前記受光デバイスによって検出
し、この検出レベルを参照レベルとし、前記散乱体を取
り外したときの透過光を前記受光デバイスによって検出
し、この検出レベルを実測レベルとし、前記参照レベル
と前記実測レベルとの比で前記透明体の欠陥の存在量を
定量的に検出するようにしてもよい。
【００３６】この場合、透明体の欠陥を検出位置に拘わ
らず一定の感度で検出することができ、透明体全体にわ
たる欠陥の存在分布を精度よく把握することができる。
【００３７】なお、光源としては、非平行光を主体とし
た光を出射するものであれば特に限定されない。例え
ば、蛍光管、メタルハライドランプ、キセノンランプ、
ハロゲンランプ、白熱灯、ＬＥＤ等が使用可能である。
【００３８】透明体の主面に対してほぼ直角に存在する
側面からの非平行光を主体とした光の導入は、１箇所に
限られるものではない。また、透明体への光の導入は、
できるだけ多くの光を導入するために、端面全体から導
入されるのが好ましい。
【００３９】透明体の形状は、特に限定されない。即
ち、透明体の主面の平面形状は、円形、矩形、楕円形、
多角形、あるいはこれらの複合した形状でもよいが、光
を導入させる側面は、主面に対してほぼ直角である必要
がある。望ましくは、透明体のすべての側面は、透明体
の主面に対してほぼ直角であることが好ましい。
【００４０】そして、前記欠陥検出方法において、光源
からの光を前記光源側に設置された光源側リフレクタを
通じて非平行光を主体として前記透明体の前記側面より
入射させるようにしてもよい。この場合、前記光源から
の光の前記透明体の前記側面に対する入射角度を前記光
源側リフレクタで制御することが好ましい。
【００４１】また、前記透明体の前記側面のうち、前記
光源が設置される側面以外の側面にリフレクタを配設す
るようにしてもよい。
【００４２】即ち、リフレクタは、透明体の側面に接触
していてもよいし、離れていてもよく、また、光源を覆
うように構成されていてもよい。
【００４３】次に、本発明は、モノマーと触媒を重合さ
せて透明体を製造する透明体の製造方法において、作製
された透明体の主面に対して平行でない非平行光を主に
含んだ光を前記透明体の主面に対してほぼ直角に形成さ
れる少なくとも１つの側面より入射させて前記透明体の
欠陥を検出し、前記欠陥の検出結果を前記透明体の製造
ラインにフィードバックして前記透明体の製造に供させ
ることを特徴とする。
【００４４】即ち、作製された透明体に存在する欠陥を
上述した本発明に係る透明体の欠陥検出方法を利用して
高精度に検出し、欠陥の検出結果を前記透明体の製造ラ
インにフィードバックして前記透明体の製造に供させる
ものである。これにより、欠陥の少ない高品質な透明体
を作製することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る透明体の欠陥
検出方法をアクリル板の欠陥を検出する方法に適用した
実施の形態例（以下、単に実施の形態に係る欠陥検出方
法と記す）を図６〜図１３を参照しながら説明する。
【００４６】まず、第１の実施の形態に係る欠陥検出方
法は、図６に示すように、アクリル板１００の主面１０
２に対して平行でない非平行光を主体とした光１０４を
アクリル板１００の主面１０２に対してほぼ直角に形成
される少なくとも１つの側面１０６より入射させてアク
リル板１００の欠陥を検出するものである。アクリル板
１００は、第１の実施の形態では、ディスプレイ等の光
学的用途の導光板として用いられるもので、ほぼ長方形
状で厚みｔのアクリル板１００を使用している。
【００４７】そして、非平行光を主体とした光１０４の
アクリル板１００への導入は、複数個の光源１０８がア
クリル板１００の側面１０６に沿って並べられて構成さ
れた光源列１１０（図７参照）と該光源列１１０を覆う
リフレクタ（反射板）１１２とを有する光源装置１１４
を用いるようにしている。
【００４８】即ち、図６及び図７に示すように、光源列
１１０をアクリル板１００の１つの側面１０６に対向し
て設置し、該光源列１１０をリフレクタ１１２で覆うよ
うにする。この例では、例えば合成樹脂で角柱状に形成
されたハウジング部材１１６の１つの側面に長手方向に
Ｕ字状の溝が形成され、この溝に沿ってリフレクタ１１
２が形成されたリフレクタ装置１１８を使用している。
【００４９】これにより、アクリル板１００の前記側面
１０６に対する光の導入経路としては、光源列１１０か
ら直接導入される経路と、光源列１１０からリフレクタ
１１２を反射して導入される経路があり、これらの経路
を経てアクリル板１００に導入される光束の群は様々な
入射角を有することになる。
【００５０】つまり、前記光源装置１１４は、アクリル
板１００の側面１０６に対してさまざまな角度で入射さ
れる光束の群（光束群）、即ち、非平行光を主体とした
光を作るための光源として機能することになる。
【００５１】アクリル板１００の側面１０６より入射し
た非平行光を主体とした光１０４は、図２に基づく原理
説明でも述べたように、空気とアクリル板１００の互い
の屈折率の関係から、アクリル板１００に欠陥がない場
合は、前記導入された非平行光を主体とした光１０４
は、外部（アクリル板１００の外方）に漏れることな
く、アクリル板１００の表裏面において全反射しながら
アクリル板１００内を伝搬する。
【００５２】そして、アクリル板１００の内部に欠陥
（気泡や異物等）１２０が存在する場合は、アクリル板
１００内に導入された非平行光を主体とした光１０４が
前記気泡や異物等１２０で散乱し、透過光１２２として
アクリル板１００の外方に漏れることになる。この光の
散乱現象は、アクリル板１００の表裏面に付着した異物
（表面付着物）１２４のエッジ部分や、アクリル板１０
０の表裏面に形成された傷でも生じることになる。
【００５３】従って、アクリル板１００上において、受
光デバイス１２６をその受光面１２６ａをアクリル板１
００の主面１０２に対向して配置することによって、前
記アクリル板１００の内部の気泡や異物等１２０並びに
アクリル板１００の表裏面に付着した異物１２４や傷を
前記受光デバイス１２６で光量を測定することにより、
容易に、かつ定量的に検出することができる。
【００５４】この場合、前記気泡や異物等１２０、表面
付着物１２４及び表面傷に対してさまざまな角度をもつ
光束群が照射して散乱するため、これら欠陥の検出感度
を大幅に向上させることができる。
【００５５】前記受光デバイス１２６は、例えば既知の
ロボットハンド等を用いてアクリル板１００の主面に対
してその面方向に移動、例えばラスター走査できるよう
に構成することにより、アクリル板１００全面の前記欠
陥を容易に検出することができ、また、画像処理を併用
することによって、前記欠陥の存在位置を容易に認識す
ることができる。
【００５６】更に、第１の実施の形態に係る欠陥検出方
法は、前記アクリル板１００内部の気泡や異物等１２０
並びにアクリル板の表面付着物１２４や表面傷を検出で
きるほか、図３及び図４の原理説明でも述べたように、
アクリル板１００自体の湾曲、うねり及び反り等も容易
に検出することができる。
【００５７】具体的には、図６に示すように、アクリル
板１００にうねり面１３０がある場合、アクリル板１０
０内に導入された非平行光を主体とした光１０４が前記
うねり面１３０において透過光１３２としてアクリル板
１００の外方、特に、アクリル板１００の主面１０２に
ほぼ沿うように前記光源装置１１４が設置された側面１
０６とは反対側の側面１３４の方向に向かって漏れるこ
とになる。この光の透過現象は、アクリル板１００の湾
曲部分や反りの部分でも生じることになる。
【００５８】従って、アクリル板１００の前記側面１０
６の近傍において、受光デバイス１３６をその受光面１
３６ａをアクリル板１００の主面に対してほぼ垂直に配
置して、前記アクリル板１００自体の湾曲、うねり及び
反り等の欠陥を、受光デバイス１２６で光量を測定する
ことにより、容易に、かつ定量的に検出することができ
る。
【００５９】この場合も、前記うねり面１３０や湾曲部
分並びに反りの部分に対してさまざまな角度をもつ光束
群が照射して散乱するため、これら欠陥の検出感度を大
幅に向上させることができる。
【００６０】前記受光デバイス１３６は、例えば既知の
ロボットハンド等を用いてアクリル板１００の側面１３
４に沿って移動できるように構成することにより、アク
リル板１００自体の湾曲、うねり及び反り等の前記欠陥
を容易に検出することができる。
【００６１】そして、受光面１２６ａがアクリル板１０
０の主面に対向して配された受光デバイス１２６と、受
光面１３６ａがアクリル板１００の主面に対してほぼ垂
直に配された受光デバイス１３６を並設することによっ
て、前記アクリル板１００の内部の気泡や異物等１２０
並びにアクリル板１００の表面付着物１２４や表面傷の
検出と、アクリル板１００自体の湾曲、うねり及び反り
等の検出を同時に行うことができ、欠陥検出時間の大幅
な短縮を図ることができる。
【００６２】このように、第１の実施の形態に係る欠陥
検出方法は、アクリル板１００の表裏面においての全反
射を利用した欠陥検出方法であり、アクリル板１００の
内部及び表裏面の異物、気泡、傷、うねり、反り等の欠
陥を同時に検出することが可能となる。しかも、平行光
を作る必要がないため、簡単な装置構成で欠陥検出を実
現させることができる。
【００６３】光源装置１１４から出射される非平行光を
主体とした光１０４のうち、図８Ａに示すように、側面
１０６とほぼ平行にアクリル板１００に導入された光束
群１０４ａは、アクリル板１００の内部での反射回数が
多くなるため、アクリル板１００の内部及び表裏面の異
物、気泡、傷、うねり、反り等のいずれの欠陥に対して
もその検出感度が向上する。
【００６４】ところで、アクリル板１００に導入される
光束群が、前記のように側面１０６にほぼ平行に導入さ
れる光束群１０４ａだけであると、特に大きなアクリル
板（例えば水族館に使用されるアクリル板等）に対する
欠陥検出において、アクリル板１００の内部での欠陥で
光が透過するため、アクリル板１００の中央部に十分な
光量を導入できない。
【００６５】しかし、第１の実施の形態における非平行
光を主体とした光１０４は、前記のような光束群１０４
ａに加えて、図８Ｂに示すように、アクリル板１００の
主面に平行な光束群１０４ｂ（光源から遠く離れた部分
まで導入される）も存在するため、上述のような光量不
足は生じず、アクリル板１００全体にわたってほぼ一定
の光量を導入することができ、アクリル板１００全体に
おける欠陥検出の感度を向上させることができる。この
とき、非平行光の割合は、５０％以上であれば十分であ
り、非平行光の割合が９０％以上であることが好まし
い。
【００６６】光源装置１１４における光源列１１０を構
成する各光源１０８としては、非平行光を主体とした光
１０４を出射するものであれば特に限定されない。例え
ば、蛍光管、メタルハライドランプ、キセノンランプ、
ハロゲンランプ、白熱灯、ＬＥＤ等が使用可能である。
また、光源１０８の大きさ、特にその高さｈは、アクリ
ル板１００の厚みｔ以下であることが好ましい。また、
多くの入射角をもつ非平行光を主体とした光１０４をで
きるだけ多く導入するために、アクリル板１００の端面
全体より光１０４を導入することが好ましい。
【００６７】アクリル板１００の形状は、特に限定され
ない。即ち、アクリル板１００の主面の平面形状は、円
形、矩形、楕円形、多角形、あるいはこれらの複合した
形状でもよいが、光を導入させる側面１０６は、主面１
０２に対してほぼ直角である必要がある。望ましくは、
アクリル板１００のすべての側面（１０６、１３４、１
４０及び１４２：図７参照）は、アクリル板１００の主
面１０２に対してほぼ直角であることが好ましい。
【００６８】更に、アクリル板１００の側面（１０６、
１３４、１４０及び１４２）のうち、光源装置１１４が
設置された側面１０６以外の側面１３４、１４０及び１
４２に、リフレクタ（便宜的に端面リフレクタと記す）
１４４を設けるようにしてもよい。この場合、前記側面
１３４に達した光束群が端面リフレクタ１４４によって
反射されてアクリル板１００の内部に再び導入されるこ
とになるため、光源装置１１４から導入される光量が一
定でも、欠陥の検出感度を更に向上させ、欠陥（欠陥の
存在量）の検出精度も向上させることができる。
【００６９】上述した第１の実施の形態では、複数個の
光源１０８をアクリル板１００の側面１０６に沿って並
べることによって光源列１１０を構成するようにした
が、その他、光源１０８として長細い円筒状の蛍光管を
使用する場合は、図９に示すように、例えば１本の蛍光
管１０８をその軸方向をアクリル板１００の側面に沿っ
て配置するようにしてもよい。もちろん、図１０Ａ及び
図１０Ｂに示すように、複数本の蛍光管１０８をアクリ
ル板１００の側面に沿って並置するようにしてもよい。
【００７０】第１の実施の形態では、光源装置１１４を
１箇所に設けた例を示したが、図１１に示す第２の実施
の形態に係る欠陥検出方法のように、１つのコーナー部
を挟む２つの側面（図１１の例では側面１０６及び１４
２）に設けるようにしてもよい。この場合、端面リフレ
クタ１４４も２箇所に設けることが望ましい。これによ
り、効率よくアクリル板１００全体にわたってほぼ一定
の光量を導入することができ、アクリル板１００全体に
おける欠陥検出の感度を更に向上させ、欠陥（欠陥の存
在量）の検出精度も向上させることができる。
【００７１】ここで、１つの実施例を説明する。この実
施例は、図６に示す光源１０８として可視域発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）を用い、２種類の受光デバイス１２６及
び１３６としてそれぞれ輝度計を用いた。各機器は、図
示しない適当な電源に接続されている。
【００７２】光源１０８を構成する可視域発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）は、発光色について特に限定はないが、例
えば、緑色発光ダイオード（日亜化学工業（株）製ＮＳ
ＰＧ５００Ｓ）を用いた。また、受光デバイス１２６及
び１３６を構成する輝度計は、例えば、ソニー・テクト
ロニクス社製Ｊ１７型輝度計にＪ１８０３型輝度ヘッド
を装着したものを用いた。
【００７３】図６に示すように、光源装置１１４からア
クリル板１００に導入される非平行光を主体とした光１
０４のうち、アクリル板１００の側面１０６に例えば８
０°の入射角で照射する光束成分１０４ｃの作用につい
て説明すると、この入射角８０°の光束成分１０４ｃに
おけるアクリル板１００内での屈折角は、臨界角４２．
２°に近い４１．３°となる。
【００７４】この光束成分１０４ｃがアクリル板１００
の主面１０２に達したときの空気に対する入射角は４
８．７°となり、臨界角４２．２°を上回るため、アク
リル板１００の主面１０２が完全な平滑面の箇所では前
記光束成分１０４ｃは反射光となって透過光１２２を生
じないが、アクリル板１００の内部に気泡や異物等１２
０がある場合は、光束成分１０４ｃが該気泡や異物等１
２０で散乱して透過光１２２を生じるため、この透過光
１２２が輝度計１２６によりその光量が検知されて、気
泡や異物等１２０の欠陥および図示しない表面傷の欠陥
を定量的に認識できる。
【００７５】この場合、光源１０８である可視域発光ダ
イオード（ＬＥＤ）の光をアクリル板１００の側面１０
６に照射する際の入射角は、０°から９０°の間の任意
の角度でよい。
【００７６】ところで、受光デバイス１２６での検出レ
ベルは、必ずしも相対比較できるわけではない。欠陥の
存在分布等によって検出場所での光量が異なっている場
合もある。また、光の吸収率が高いアクリル板１００で
は、光源１０８からの距離が遠いほど光量が減ってしま
うため、受光デバイス１２６での検出レベルが低くな
り、あたかも欠陥が少ないようにみえてしまう。このよ
うな検出レベルの検出場所依存性は、アクリル板１００
の面積が大きくなるほど顕著となる。
【００７７】以下、このような問題を解決する第３の実
施の形態に係る欠陥検出方法について図１２Ａ〜図１３
を参照しながら説明する。
【００７８】この第３の実施の形態に係る欠陥検出方法
は、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、上述した第１
の実施の形態に係る欠陥検出方法の具体例（図６参照）
とほぼ同じ原理構成を有するが、以下の点で異なる。
【００７９】まず、アクリル板１００の主面のうち、受
光デバイス１２６が配置される側と反対側の主面であっ
て、かつ、受光デバイス１２６の受光面１２６ａに対向
する位置に散乱体１５０を接触させる。
【００８０】この散乱体１５０をアクリル板１００に接
触させるには、その接触における密着性の確保と、接触
界面において光源１０８からの光１０４が全反射せずに
散乱体１５０に到達させる目的から、アクリル板１００
の屈折率以上の屈折率を有する液体を介することが好ま
しい。例えば、アクリル板１００の屈折率を１．４９と
すると屈折率１．４９以上の屈折率を有する液体が好ま
しく用いられる。
【００８１】このときの透過光１２２を受光デバイス１
２６によって検出し、この検出レベルを参照レベルＳｒ
としてスイッチング回路１５２を介して第１のレジスタ
Ｒ１に格納する。散乱体１５０としては、例えばＴｉＯ
2 のグリーンシート等が挙げられる。
【００８２】この参照レベルＳｒは、アクリル板１００
のうち、散乱体１５０が接触された位置における最大の
レベルを指すもので、欠陥（気泡や異物等）１２０の有
無には左右されないが、検出場所に応じてそのレベルが
変化することになる。即ち、検出場所に依存した最大レ
ベルとなる。
【００８３】次いで、図１２Ｂに示すように、前記散乱
体１５０を取り外し、そのときの透過光１２２を受光デ
バイス１２６によって検出する。この検出レベルを実測
レベルＳｔとしてスイッチング回路１５２を介して第２
のレジスタＲ２に格納する。この実測レベルＳｔは、受
光デバイス１２６で検出される欠陥１２０の存在量に応
じたレベルであるが、この場合も検出場所に依存したレ
ベルとなる。
【００８４】そして、図１３に示すように、第１のレジ
スタＲ１に格納された参照レベルＳｒと第２のレジスタ
Ｒ２に格納された実測レベルＳｔとの比（Ｓｔ／Ｓｒ）
を演算回路１５４にて演算し、その演算結果（比データ
Ｄｒ）をコントローラ１５６を通じてメモリ１５８に登
録する。この比データＤｒは、当該検出場所における最
大レベル（参照レベル）Ｓｒに対して当該検出場所にお
ける実測レベルＳｔがどのぐらいのレベルであるかを明
示したものである。
【００８５】前記メモリ１５８は、アクリル板１００に
対して散乱体１５０が配置される座標に応じて配列変数
領域が展開されており、前記比データＤｒは、メモリ１
５８のうち、受光デバイス１２６を位置決めする装置か
ら出力される座標情報に基づく配列変数領域に、あるい
は散乱体１５０の配置座標に基づく配列変数領域に登録
されることになる。
【００８６】このメモリ１５８に座標順次に登録された
比データＤｒを例えばレベル毎に色分けして、コントロ
ーラ１５６に接続されたモニタ１６０等に表示すること
により、アクリル板１００の欠陥の存在分布を一目で確
認することが可能となる。
【００８７】特に、アクリル板１００をディスプレイの
導光板として用いる場合においては、例えば特開平１０
−７８５４９号公報等に記載されているように、前記散
乱体１５０の接触、取り外しが、導光板に対する画素の
接触・離隔に相当することになるため、上述の第３の実
施の形態に係る欠陥検出方法を行うことにより、欠陥の
存在分布を検出することができると同時に、ディスプレ
イとしての発光特性（輝度及びコントラストのばらつ
き）を確認することができる。
【００８８】即ち、導光板に対する欠陥検査と、画素単
位に輝度を調整するための発光検査とを同時に行うこと
ができ、検査工程の簡略化を図ることができる。しか
も、メモリ１５８に登録された比データＤｒを画素単位
の輝度調整用の係数データに利用することができ、デー
タ処理の有効利用を向上させることができる。
【００８９】ところで、アクリル板１００は、一般に、
図１４に示すような製造工程を経て製造される。即ち、
モノマーと触媒を重合させて固め（ステップＳ１）、そ
の後、帯状あるいは板状に成形し（ステップＳ２）、該
成形体に保護紙を被覆した後（ステップＳ３）、切断す
ることにより（ステップＳ４）、製品として完成するこ
とになる。
【００９０】通常は、そのまま製品として出荷すること
も考えられるが、製品としてのアクリル板１００に対し
て第１〜第３の実施の形態に係る欠陥検出方法を適用し
（ステップＳ５）、該欠陥検出方法にて得られた検出結
果を重合工程や成形工程にフィードバックし、重合処理
や成形処理に供するようにしてもよい。この場合、欠陥
の少ない高品質な透明体を作製することができる。
【００９１】なお、この発明に係る透明体の欠陥検出方
法及び透明体の製造方法は、上述の実施の形態に限ら
ず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を
採り得ることはもちろんである。
【００９２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る透明
体の欠陥検出方法によれば、透明体の欠陥である表面傷
及び透明体内部の気泡や異物等の検出を精度よく定量的
に行うことができる。また、透明体自身の湾曲、うねり
等の検出を精度よく定量的に行うことができる。更に、
透明体の表面傷、透明体内部の気泡や異物等の検出並び
に透明体自身の湾曲、うねり等の欠陥の検出を同じ光学
系で同時に行うことができる。
【００９３】また、本発明に係る透明体の製造方法によ
れば、上述の透明体の欠陥検出方法による欠陥の検出結
果を透明体の製造ラインにフィードバックすることが可
能となり、欠陥の少ない高品質な透明体を作製すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る透明体の欠陥検出方法において、
その検出対象である透明体から空気層へ光を透過させる
際の光の屈折状態を説明するための図である。
【図２】本発明に係る透明体の欠陥検出方法において、
透明体内部における気泡、異物及び表面傷等の欠陥を検
出する原理を説明するための図である。
【図３】本発明に係る透明体の欠陥検出方法において、
透明体自身のうねりを検出する原理を説明するための図
である。
【図４】本発明に係る透明体の欠陥検出方法において、
透明体自身の表面傷や反り等を検出する原理を説明する
ための図である。
【図５】本発明に係る透明体の欠陥検出方法における非
平行光を説明するための図である。
【図６】本発明に係る透明体の欠陥検出方法をアクリル
板の欠陥を検出する方法に適用した実施の形態例（以
下、単に実施の形態に係る欠陥検出方法と記す）を側面
からみて示す構成図である。
【図７】本実施の形態に係る欠陥検出方法を平面からみ
て示す構成図である。
【図８】図８Ａはアクリル板の側面とほぼ平行にアクリ
ル板に導入された光束群の作用を示す説明図であり、図
８Ｂはアクリル板の主面とほぼ平行にアクリル板に導入
された光束群の作用を示す説明図である。
【図９】光源として筒状の蛍光管を用いた例を平面から
みて示す構成図である。
【図１０】図１０Ａは光源として複数本の蛍光管を用い
た例を側面からみて示す構成図であり、図１０Ｂは光源
として複数本の蛍光管を用いた例を平面からみて示す構
成図である。
【図１１】他の実施の形態に係る欠陥検出方法を平面か
らみて示す構成図である。
【図１２】図１２Ａはアクリル板の主面に散乱体を接触
させて透過光の最大レベルを検出する過程を示す説明図
であり、図１２Ｂは散乱体を取り外して欠陥による透過
光のレベルを検出する過程を示す説明図である。
【図１３】第３の実施の形態に係る欠陥検出方法のデー
タ処理を示すブロック図である。
【図１４】アクリル板の製造方法を示す工程ブロック図
である。
【図１５】アクリル板の内部気泡等の欠陥の発生状態を
説明するための図である。
【符号の説明】
１０…透明体 １２…空気
（空気層） １４…側面 １６…光源 １８ａ…光源からの光 １８ｂ…反射
光 １８ｃ…透過光 ２０…主面 ２４…受光デバイス ３０…うねり
面 ３２…表面傷 １００…アク
リル板 １０２…主面 １０４…非平
行光を主体とした光 １０６、１３４、１４０、１４２…側面 １０８…光源 １１０…光源列 １１２…リフ
レクタ １１４…光源装置 １１６…ハウ
ジング部材 １１８…リフレクタ装置 １２０…欠陥
（気泡や異物等） １２２、１３２…透過光 １２４…表面
付着物 １２６、１３６…受光デバイス １３０…うね
り面 １４４…端面リフレクタ １５０…散乱
体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 圭 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】透明体の主面に対して平行でない非平行光
    を主に含んだ光を前記透明体の主面に対してほぼ直角に
    形成される少なくとも１つの側面より入射させて前記透
    明体の欠陥を検出することを特徴とする透明体の欠陥検
    出方法。
  2. 【請求項２】請求項１記載の透明体の欠陥検出方法にお
    いて、 前記透明体の主面からの欠陥に基づく透過光を、受光面
    が前記透明体の主面にほぼ平行に向けて配設された少な
    くとも１つの受光デバイスにより検出して、前記透明体
    の欠陥の存在量を定量的に検出することを特徴とする透
    明体の欠陥検出方法。
  3. 【請求項３】請求項２記載の透明体の欠陥検出方法にお
    いて、 前記透明体の主面のうち、前記受光デバイスが配置され
    る側と反対側の主面であって、かつ、前記受光デバイス
    の受光面に対向する位置に散乱体を接触させ、このとき
    の透過光を前記受光デバイスによって検出し、この検出
    レベルを参照レベルとし、 前記散乱体を取り外したときの透過光を前記受光デバイ
    スによって検出し、この検出レベルを実測レベルとし、 前記参照レベルと前記実測レベルとの比で前記透明体の
    欠陥の存在量を定量的に検出することを特徴とする透明
    体の欠陥検出方法。
  4. 【請求項４】請求項１記載の透明体の欠陥検出方法にお
    いて、 前記透明体の主面からの欠陥に基づく透過光を、受光面
    が前記透明体の主面にほぼ垂直に向けて配設された少な
    くとも１つの受光デバイスにより検出して、前記透明体
    の欠陥の存在量を定量的に検出することを特徴とする透
    明体の欠陥検出方法。
  5. 【請求項５】請求項１記載の透明体の欠陥検出方法にお
    いて、 前記透明体の主面からの欠陥に基づく透過光を、受光面
    が前記透明体の主面にほぼ平行に向けて配設された少な
    くとも１つの受光デバイスと、受光面が前記透明体の主
    面にほぼ垂直に向けて配設された少なくとも１つの受光
    デバイスのどちらか又は両方により検出して、前記透明
    体の欠陥の存在量を定量的に検出することを特徴とする
    透明体の欠陥検出方法。
  6. 【請求項６】請求項５記載の透明体の欠陥検出方法にお
    いて、 前記受光デバイスをその受光面を前記透明体の主面にほ
    ぼ平行に向けて配設して前記透明体の欠陥を検出する場
    合に、 前記透明体の主面のうち、前記受光デバイスが配置され
    る側と反対側の主面であって、かつ、前記受光デバイス
    の受光面に対向する位置に散乱体を接触させ、このとき
    の透過光を前記受光デバイスによって検出し、この検出
    レベルを参照レベルとし、 前記散乱体を取り外したときの透過光を前記受光デバイ
    スによって検出し、この検出レベルを実測レベルとし、 前記参照レベルと前記実測レベルとの比で前記透明体の
    欠陥の存在量を定量的に検出することを特徴とする透明
    体の欠陥検出方法。
  7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項に記載の透明
    体の欠陥検出方法において、 光源からの光を前記光源側に設置された光源側リフレク
    タを通じて非平行光を主体とした光として前記透明体の
    前記側面より入射させることを特徴とする透明体の欠陥
    検出方法。
  8. 【請求項８】請求項７記載の透明体の欠陥検出方法にお
    いて、 前記透明体の前記側面のうち、前記光源が設置される側
    面以外の側面にリフレクタを配設して行うことを特徴と
    する透明体の欠陥検出方法。
  9. 【請求項９】請求項７又は８記載の透明体の検出方法に
    おいて、 前記光源からの光の前記透明体の前記側面に対する入射
    角度を前記光源側リフレクタで制御することを特徴とす
    る透明体の欠陥検出方法。
  10. 【請求項１０】モノマーと触媒を重合させて透明体を製
    造する透明体の製造方法において、 作製された透明体の主面に対して平行でない非平行光を
    主に含んだ光を前記透明体の主面に対してほぼ直角に形
    成される少なくとも１つの側面より入射させて前記透明
    体の欠陥を検出し、 前記欠陥の検出結果を前記透明体の製造ラインにフィー
    ドバックして前記透明体の製造に供させることを特徴と
    する透明体の製造方法。
  11. 【請求項１１】請求項１０記載の透明体の製造方法にお
    いて、 前記透明体の欠陥検出は、前記透明体の主面からの欠陥
    に基づく透過光を、受光面が前記透明体の主面にほぼ平
    行に向けて配設された少なくとも１つの受光デバイスに
    より検出して、前記透明体の欠陥の存在量を定量的に検
    出することを特徴とする透明体の製造方法。
  12. 【請求項１２】請求項１１記載の透明体の製造方法にお
    いて、 前記透明体の主面のうち、前記受光デバイスが配置され
    る側と反対側の主面であって、かつ、前記受光デバイス
    の受光面に対向する位置に散乱体を接触させ、このとき
    の透過光を前記受光デバイスによって検出し、この検出
    レベルを参照レベルとし、 前記散乱体を取り外したときの透過光を前記受光デバイ
    スによって検出し、この検出レベルを実測レベルとし、 前記参照レベルと前記実測レベルとの比で前記透明体の
    欠陥の存在量を定量的に検出することを特徴とする透明
    体の製造方法。
  13. 【請求項１３】請求項１０記載の透明体の製造方法にお
    いて、 前記透明体の欠陥検出は、前記透明体の主面からの欠陥
    に基づく透過光を、受光面が前記透明体の主面にほぼ垂
    直に向けて配設された少なくとも１つの受光デバイスに
    より検出して、前記透明体の欠陥の存在量を定量的に検
    出することを特徴とする透明体の製造方法。
  14. 【請求項１４】請求項１０記載の透明体の製造方法にお
    いて、 前記透明体の欠陥検出は、前記透明体の主面からの欠陥
    に基づく透過光を、受光面が前記透明体の主面にほぼ平
    行に向けて配設された少なくとも１つの受光デバイス
    と、受光面が前記透明体の主面にほぼ垂直に向けて配設
    された少なくとも１つの受光デバイスのどちらか又は両
    方により検出して、前記透明体の欠陥の存在量を定量的
    に検出することを特徴とする透明体の製造方法。
  15. 【請求項１５】請求項１４記載の透明体の製造方法にお
    いて、 前記受光デバイスをその受光面を前記透明体の主面にほ
    ぼ平行に向けて配設して前記透明体の欠陥を検出する場
    合に、 前記透明体の主面のうち、前記受光デバイスが配置され
    る側と反対側の主面であって、かつ、前記受光デバイス
    の受光面に対向する位置に散乱体を接触させ、このとき
    の透過光を前記受光デバイスによって検出し、この検出
    レベルを参照レベルとし、 前記散乱体を取り外したときの透過光を前記受光デバイ
    スによって検出し、この検出レベルを実測レベルとし、 前記参照レベルと前記実測レベルとの比で前記透明体の
    欠陥の存在量を定量的に検出することを特徴とする透明
    体の製造方法。
  16. 【請求項１６】請求項１０〜１５のいずれか１項に記載
    の透明体の製造方法において、 前記透明体の欠陥検出は、光源からの光を前記光源側に
    設置された光源側リフレクタを通じて非平行光を主体と
    した光として前記透明体の前記側面より入射させること
    を特徴とする透明体の製造方法。
  17. 【請求項１７】請求項１６記載の透明体の製造方法にお
    いて、 前記透明体の前記側面のうち、前記光源が設置される側
    面以外の側面にリフレクタを配設して行うことを特徴と
    する透明体の製造方法。
  18. 【請求項１８】請求項１６又は１７記載の透明体の製造
    方法において、 前記光源からの光の前記透明体の前記側面に対する入射
    角度を前記光源側リフレクタで制御することを特徴とす
    る透明体の製造方法。
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