JPS60256033A - 透明材料中の欠陥検出方法 - Google Patents
透明材料中の欠陥検出方法Info
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- JPS60256033A JPS60256033A JP60104170A JP10417085A JPS60256033A JP S60256033 A JPS60256033 A JP S60256033A JP 60104170 A JP60104170 A JP 60104170A JP 10417085 A JP10417085 A JP 10417085A JP S60256033 A JPS60256033 A JP S60256033A
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- electromagnetic radiation
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- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
- G01N21/892—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、透明材料の表面および／あるいは内部に存在
する欠陥、特にガラスに含まれる異物質おるいは泡を被
試験材料に電磁放射により走査し、その欠陥による反射
強度が検知され、電気信号に変換され、解析されること
により検出する方法に関する。
する欠陥、特にガラスに含まれる異物質おるいは泡を被
試験材料に電磁放射により走査し、その欠陥による反射
強度が検知され、電気信号に変換され、解析されること
により検出する方法に関する。
（従来の技術）
例えば、カラスの一部あるいは板状のフラットガラスで
は、走査光線、好ましくはレーザー光線を使用して、そ
の表面を自動的に検査して内部欠陥を検出できることは
既に知られている。
は、走査光線、好ましくはレーザー光線を使用して、そ
の表面を自動的に検査して内部欠陥を検出できることは
既に知られている。
（発明が解決しようとする問題点）
光線は試験体上に照射されると、表面部分では反射し、
その他の部分では通過する。被試験体内部あるσ）は外
部のいずれの欠陥も反則光あるいは透過光を乱す。これ
らの乱れは電気光学的方法により検出され、欠陥信号と
して解析される。これらの方法では、被試験体の長さお
よび幅に関係する欠陥の位置を決定することは簡単であ
るが、被試験体の内部に存在する欠陥の深さを決定する
ことは容易ではない。
その他の部分では通過する。被試験体内部あるσ）は外
部のいずれの欠陥も反則光あるいは透過光を乱す。これ
らの乱れは電気光学的方法により検出され、欠陥信号と
して解析される。これらの方法では、被試験体の長さお
よび幅に関係する欠陥の位置を決定することは簡単であ
るが、被試験体の内部に存在する欠陥の深さを決定する
ことは容易ではない。
特に、厚みのある被試験体を含む、各種測定法において
、欠陥の有無に関する情報ばかりでなく、材料のどの程
度の深さ、すなわち、表面からの距離に関する知見を得
ることが必要である。ある深さまでの欠陥を検知したの
か、それとも、箕なった深さにおける欠陥を異なるもの
として評価するのかという問題がある。
、欠陥の有無に関する情報ばかりでなく、材料のどの程
度の深さ、すなわち、表面からの距離に関する知見を得
ることが必要である。ある深さまでの欠陥を検知したの
か、それとも、箕なった深さにおける欠陥を異なるもの
として評価するのかという問題がある。
（問題点を解決するための手段）
それ故に、本発明の目的は試験材料の表面から欠陥まで
の距離を決定することかできる方法およびテストリグを
提供するものである。
の距離を決定することかできる方法およびテストリグを
提供するものである。
本発明の目的は、特許請求の範囲の方法およびテストリ
グによって達成される。
グによって達成される。
すなわち本発明は透明材料の表面および／あるいは内部
に存在する欠陥、特にガラスに含まれる異物質あるいは
泡を被試験材料に電磁放射により走査し、その欠陥によ
る反射強度が検知され、電気信号に変換され、解析され
ることにより検出する方法において、試験材料中への侵
入深さを調整した単波長の電磁放射を使用して材料中の
ある深さまでの欠陥のみを検出することを特徴とする欠
陥検出方法である。本発明の方法において、単波長の電
磁放射として電磁スペクトルの可視領域内の波長、ある
いは電磁スペクトルの不可視領域内の波長を使用するこ
とを特徴とする。
に存在する欠陥、特にガラスに含まれる異物質あるいは
泡を被試験材料に電磁放射により走査し、その欠陥によ
る反射強度が検知され、電気信号に変換され、解析され
ることにより検出する方法において、試験材料中への侵
入深さを調整した単波長の電磁放射を使用して材料中の
ある深さまでの欠陥のみを検出することを特徴とする欠
陥検出方法である。本発明の方法において、単波長の電
磁放射として電磁スペクトルの可視領域内の波長、ある
いは電磁スペクトルの不可視領域内の波長を使用するこ
とを特徴とする。
さらに、電磁スペクトルの不可視領域内の波長として紫
外領域の波長、あるいは赤外領域の波長を使用すること
かできる。
外領域の波長、あるいは赤外領域の波長を使用すること
かできる。
本発明の方法において、そのような波長を使用すること
により、電磁放射が被試験材料の表面からのみ反射し、
材料表面の欠陥だけを検出することもできる。
により、電磁放射が被試験材料の表面からのみ反射し、
材料表面の欠陥だけを検出することもできる。
本発明の方法において、ある波長は材料の透過率を減少
することに関し使用されることを特徴とする。
することに関し使用されることを特徴とする。
本発明の方法において、試験月利は異なる波長の各電磁
放射により有効に走査されることを特徴どする。
放射により有効に走査されることを特徴どする。
本発明の方法に適用するテストリグにおいて、同調して
通過するレーザー２とコンベアーベルト６上の被試験材
料５との間に、光線４を高速で被試験材料５上に導く高
速回転車輪状鏡３と、解析装置８に接続され、被試験材
料５上の空間に配列され、反射光を検知する光学センサ
ー７を具備することを特徴とする。
通過するレーザー２とコンベアーベルト６上の被試験材
料５との間に、光線４を高速で被試験材料５上に導く高
速回転車輪状鏡３と、解析装置８に接続され、被試験材
料５上の空間に配列され、反射光を検知する光学センサ
ー７を具備することを特徴とする。
本発明の方法では、試験材料中への電磁放飼線の深さは
波長に依存するという事実を利用する。
波長に依存するという事実を利用する。
侵入深さＥは吸収係数にの感量値として決定される。
Ｅ＝１／’Ｋ （ｃｍ） （１）
Ｋ＝（２，３／ｄ） −１ｏ（１／Ｔｉ） （ｃｍ−’
＞ （２）ｄ＝材料の厚み （ｃｍ） ｌｉ＝正味透過量 Ｔ ｉ ＝ （Ｔ／Ｐ） 王は透過量、Ｐは反射ファクターである。１−Ｐは表面
における反射強度の大きさを示す。
＞ （２）ｄ＝材料の厚み （ｃｍ） ｌｉ＝正味透過量 Ｔ ｉ ＝ （Ｔ／Ｐ） 王は透過量、Ｐは反射ファクターである。１−Ｐは表面
における反射強度の大きさを示す。
侵入深さは鮮明に決定されない。均質材料であると見做
せるならば、単一の侵入深さにおける強度は初期強度の
３７％に減少し、２倍の侵入深さでは１３．５％に、そ
して３倍の侵入深さでは適用された強度の５％に減少す
る。
せるならば、単一の侵入深さにおける強度は初期強度の
３７％に減少し、２倍の侵入深さでは１３．５％に、そ
して３倍の侵入深さでは適用された強度の５％に減少す
る。
この侵入深さを以下試験深さくｔｅｓｔ ｄｅｐｔｈ）
と称する。
と称する。
本発明の試験深さの調整あるいは変更は次のＪ：うにさ
れる。人間の目に透明である物体は３８０〜７８０ｎｍ
の波長の電磁線を透過する。これはｉＪ視光線領域であ
る。その物体は相対的に電磁放射を不透過、あるいはそ
の程度が低い、すなわち、放射量透過がその領域におい
て大きく減少傾向を示す電磁放射のスペクトル領域を有
する。
れる。人間の目に透明である物体は３８０〜７８０ｎｍ
の波長の電磁線を透過する。これはｉＪ視光線領域であ
る。その物体は相対的に電磁放射を不透過、あるいはそ
の程度が低い、すなわち、放射量透過がその領域におい
て大きく減少傾向を示す電磁放射のスペクトル領域を有
する。
透過が十分なあるいは不十分な領域において、透過が明
らかに減少する転移領域がある。この転移領域において
波長の機能としての透過変化を測定技術により正確にカ
バーすることができる。非常に特有な所定の透過を想起
する不可視の紫外あるいは赤外領域のスペクトルから成
る本発明による試験装置の走査用の波長を見い出すこと
は常にできる。一方、該物体中への光の特有の侵入深さ
は、特有の透過に対応している。このように、走査光の
波長から試験の深さを決める侵入深さを選択することが
可能である。本発明は、可視光線に対して透過し他の領
域の光線には不透過であるばかりでなく、可視領域に対
しては不透過であり他の領域には良い透過性を示すこと
を目的とする欠陥試験方法を提供することを目的とする
。
らかに減少する転移領域がある。この転移領域において
波長の機能としての透過変化を測定技術により正確にカ
バーすることができる。非常に特有な所定の透過を想起
する不可視の紫外あるいは赤外領域のスペクトルから成
る本発明による試験装置の走査用の波長を見い出すこと
は常にできる。一方、該物体中への光の特有の侵入深さ
は、特有の透過に対応している。このように、走査光の
波長から試験の深さを決める侵入深さを選択することが
可能である。本発明は、可視光線に対して透過し他の領
域の光線には不透過であるばかりでなく、可視領域に対
しては不透過であり他の領域には良い透過性を示すこと
を目的とする欠陥試験方法を提供することを目的とする
。
本発明の試験装置による欠陥検出方法において、走査光
線を最初に試験材料中に侵入させると、欠陥で分散しあ
るいは反射して同一通路を返ってくる。光学−電気的配
列の感度および欠陥の大きさによって異なるが、材料中
の１〜２倍の侵入深さまでに位置する欠陥を検出するこ
とができる。その深さは、上述の試験深さである。これ
より深いところに位置する欠陥からは、もはや光学信号
は得られず、記録されない。
線を最初に試験材料中に侵入させると、欠陥で分散しあ
るいは反射して同一通路を返ってくる。光学−電気的配
列の感度および欠陥の大きさによって異なるが、材料中
の１〜２倍の侵入深さまでに位置する欠陥を検出するこ
とができる。その深さは、上述の試験深さである。これ
より深いところに位置する欠陥からは、もはや光学信号
は得られず、記録されない。
被試験材料のより深い層の欠陥によって引き起こされる
弱い信号が電気的入口部で切り離され、評価されないな
らば試験深さをさらにより正確に決めることができる。
弱い信号が電気的入口部で切り離され、評価されないな
らば試験深さをさらにより正確に決めることができる。
試験深さより表面からより深い所に位置する欠陥は、光
学信号を発生せず、目立つことはない。
学信号を発生せず、目立つことはない。
物体を本発明のテストリグ、あるいは一連の有効に配列
された本発明の子ストリグを数回通過させ、個々の試験
通路間で好ましい方法で試験深さを変更することによっ
て、検出された欠陥を物体中の特有の深さの層と関係づ
けることができる。
された本発明の子ストリグを数回通過させ、個々の試験
通路間で好ましい方法で試験深さを変更することによっ
て、検出された欠陥を物体中の特有の深さの層と関係づ
けることができる。
本発明の特別の場合は、透明試験物体中へ全く侵入する
ことができない選択された波長の走査線を有するテスト
リグを操作することにある。このように、物体の表面の
欠陥は物体の内部に位置する欠陥により全く影響を受け
ない反射光によって児つり出される。
ことができない選択された波長の走査線を有するテスト
リグを操作することにある。このように、物体の表面の
欠陥は物体の内部に位置する欠陥により全く影響を受け
ない反射光によって児つり出される。
（実施例）
本発明の実施例は、以後、図を参考にしてさらに詳細に
記載される。すなわち、第１図は厚み１１ｍｍのテレビ
ジョンスクリーンガラス８２０９の波長に関する放射透
過率を示すダイヤグラムであり、第２図は厚み０．１７
ｍ１ｌｌのテレビジョンスクリーンガラス８２０９の波
長に関する放射透過率を示ずダイヤグラムであり、第３
図はテレビジョンスクリーンガラス８２０９の波長に関
する放射の侵入深さを示すダイヤグラムであり、第４図
はテレビジョンスクリーン表面下０．１ｍｍに位置する
泡を波長３１４ｎｍの光線で走査した時に光学センサー
で検出した信号を示す図であり、第５図はテレビジョン
スクリーン表面下３ｍｍに位置する泡を波長３１４ｎｍ
の光線で走査した時に光学センサーで検出した信号を示
す図であり、第６図は本発明のデストリグを示す図であ
る。
記載される。すなわち、第１図は厚み１１ｍｍのテレビ
ジョンスクリーンガラス８２０９の波長に関する放射透
過率を示すダイヤグラムであり、第２図は厚み０．１７
ｍ１ｌｌのテレビジョンスクリーンガラス８２０９の波
長に関する放射透過率を示ずダイヤグラムであり、第３
図はテレビジョンスクリーンガラス８２０９の波長に関
する放射の侵入深さを示すダイヤグラムであり、第４図
はテレビジョンスクリーン表面下０．１ｍｍに位置する
泡を波長３１４ｎｍの光線で走査した時に光学センサー
で検出した信号を示す図であり、第５図はテレビジョン
スクリーン表面下３ｍｍに位置する泡を波長３１４ｎｍ
の光線で走査した時に光学センサーで検出した信号を示
す図であり、第６図は本発明のデストリグを示す図であ
る。
テレビジョンスクリーンにおいて、スクリーンの内部輪
郭線上、およびそれよりさらに下に位置する泡は、その
他のすべての欠陥から分離して検出される特有の欠陥で
ある。テレビジョンスクリーンガラス、タイプ８２０９
は３７０と３７００ｍｍの間において透過性か良い。厚
み１１１ＩｌｌＩｌの物では、３５０ｎｍ以下において
透過しない（第１図）。
郭線上、およびそれよりさらに下に位置する泡は、その
他のすべての欠陥から分離して検出される特有の欠陥で
ある。テレビジョンスクリーンガラス、タイプ８２０９
は３７０と３７００ｍｍの間において透過性か良い。厚
み１１１ＩｌｌＩｌの物では、３５０ｎｍ以下において
透過しない（第１図）。
第２図において、０．１７…ｌの厚みの物では２７Ｑｎ
ｍより下までの透過が測定される。
ｍより下までの透過が測定される。
紫外端として知られる２７００ｍから３７０ｎｍにおけ
る転移領域において、透過およびそれに伴う侵入深さは
波長に伴って非常に大きく変化する（餉３図）。ここで
、特有の波長を選択し、そして式（１）および（２）を
適用して所定の侵入深さを見い出ずことができるであろ
う。本発明の実施例において、厚みが０．１７ｍｍの場
合に透過が３１％であり、正味透過が３３．７％である
波長３１４１ｍを選択した。これは侵入深さ０．１５６
ｍｍに対応する。該波長の単色放射を使用してテレビス
クリーン上および表面近くの内部の泡のみを検出すると
いう問題を解決した。最後に、放射光線はＨＣｌ−高圧
ランプスペクトルから３１４ｎｍにおいてろ光され、テ
レビジョンスクリーンはこの光線によって走査され、ス
クリーンからの反射が解析された。第４図および第５図
に、スフ１ノーン中の二つの泡を走査した際における光
学センサーのスパン経過の二個を示す。第４図には、ス
クリーンの表面からＱ、４ｍｍ下に位置する１つの泡に
よって生じ、知覚できる明白な信号を示す。第５図には
、表面下３ｍｍに位置する１つの泡を走査したものを示
す。そこには本発明の方法による何の信号も記録されて
いなかった。比較のために可視光線による常法によりス
クリーンを走査した。表面近くに位置する泡と・同様に
より深い所に位置する泡も信号を発生した。
る転移領域において、透過およびそれに伴う侵入深さは
波長に伴って非常に大きく変化する（餉３図）。ここで
、特有の波長を選択し、そして式（１）および（２）を
適用して所定の侵入深さを見い出ずことができるであろ
う。本発明の実施例において、厚みが０．１７ｍｍの場
合に透過が３１％であり、正味透過が３３．７％である
波長３１４１ｍを選択した。これは侵入深さ０．１５６
ｍｍに対応する。該波長の単色放射を使用してテレビス
クリーン上および表面近くの内部の泡のみを検出すると
いう問題を解決した。最後に、放射光線はＨＣｌ−高圧
ランプスペクトルから３１４ｎｍにおいてろ光され、テ
レビジョンスクリーンはこの光線によって走査され、ス
クリーンからの反射が解析された。第４図および第５図
に、スフ１ノーン中の二つの泡を走査した際における光
学センサーのスパン経過の二個を示す。第４図には、ス
クリーンの表面からＱ、４ｍｍ下に位置する１つの泡に
よって生じ、知覚できる明白な信号を示す。第５図には
、表面下３ｍｍに位置する１つの泡を走査したものを示
す。そこには本発明の方法による何の信号も記録されて
いなかった。比較のために可視光線による常法によりス
クリーンを走査した。表面近くに位置する泡と・同様に
より深い所に位置する泡も信号を発生した。
第６図に、本発明の欠陥検出用のテストリグを示す。テ
ストリグ１は試験する透明材料の所定の深さに侵入する
１波長を有するレーザー光線を発生する光源２を含む。
ストリグ１は試験する透明材料の所定の深さに侵入する
１波長を有するレーザー光線を発生する光源２を含む。
一般に、光線の波長がある範囲から自由に選択されるた
めにレーザーが使用される（いわゆる同調通過レーザー
）。レーザー光源２は光線を高速回転車輪状Ｍ３に導く
。それによって、高速度レーザー光線４は試験用透明材
Ｉ１５十に導かれる。その材料はデス１ヘツダの下部、
コンベアーベルト６上にある。試験材料の上部空間に位
置する光学センサー７は材料上および材料中の反射光を
検知する。光学センサーの信号は解析装置８で記録され
る。
めにレーザーが使用される（いわゆる同調通過レーザー
）。レーザー光源２は光線を高速回転車輪状Ｍ３に導く
。それによって、高速度レーザー光線４は試験用透明材
Ｉ１５十に導かれる。その材料はデス１ヘツダの下部、
コンベアーベルト６上にある。試験材料の上部空間に位
置する光学センサー７は材料上および材料中の反射光を
検知する。光学センサーの信号は解析装置８で記録され
る。
第１図および第２図は放射透過率を示ず図、第３図は放
射の侵入深さを示す図、第４図および第５図は光学セン
サーで検出した信号を示す図、第６図は本発明のテスト
リグを示す図である。 １・・・テストリグ、２・・・レーザー光源、３・・・
高速回転車輪状鏡、 ４・・・レーザー光線、５・・・
被試験材料、６・・・コンベアーベルト、７・・・光学
センサー、 ８・・・解析装置。
射の侵入深さを示す図、第４図および第５図は光学セン
サーで検出した信号を示す図、第６図は本発明のテスト
リグを示す図である。 １・・・テストリグ、２・・・レーザー光源、３・・・
高速回転車輪状鏡、 ４・・・レーザー光線、５・・・
被試験材料、６・・・コンベアーベルト、７・・・光学
センサー、 ８・・・解析装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）透明材料の表面および／あるいは内部に存在する
欠陥、特にカラスに含まれる異物質あるいは泡を被試験
材料に電磁放射により走査し、その欠陥による反則強度
が検知され、電気信号に変換され、解析されることによ
り検出する方法においで、試験料１１中への侵入深さを
調整しＩこ単波長の電磁放射を使用して材料中のある深
さまでの欠陥のみを検出づることを特徴とする欠陥検出
方法。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の方法におい′Ｃ，
電磁スペクトルの可視領域内の波長を使用することを特
徴とする方法。 （３）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、電
磁スペクトルの不可視領域内の波長を使用することを特
徴とする方法。 （４）特許請求の範囲第３項に記載の方法において、紫
外領域の波長を使用することを特徴とする方法。 （５）特許請求の範囲第３項に記載の方法において、赤
外領域の波長を使用づることを特徴とづる方法。 （６）特許請求の範囲第１へ・５項のいずれか１項に記
載の方法にｄ５いて、そのにうな波長を使用することに
Ｊ：す、電磁放射か被試験材料の表面からのみ反則し、
材お１表面の欠陥だ（プを検出することを特徴とする方
法。 （７）特許請求の範囲第１〜６項のいずれか１項に記載
の方法において、ある波長は（オ料の透過率を減少する
ことに関し使用されることを特徴とづ−る方法。 （８）特許請求の範囲第１〜７１ｎのいずれか１項に記
載の方法において、試験料Ｉｔは異なる波長の各電磁放
射により有効に走査されることを特徴とする方法。 （９）特許請求の範囲第１〜８項のいずれか１項に記載
の方法に適用するテストリグにおいて、同調して通過す
るレーザー（２）とコンペアーペル１−（６）上の被試
験材料（５）との間に、光線（４）を高速で被試験材料
（５）上に導く高速回転車輪状鏡（３）と、解析装置（
８）に接続され、被試験材料（５）上の空間に配列され
、反射光を検知する光学センサー（７）を具備すること
を特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843418283 DE3418283A1 (de) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | Verfahren zum nachweis von fehlstellen in transparenten materialien |
| DE3418283.7 | 1984-05-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60256033A true JPS60256033A (ja) | 1985-12-17 |
Family
ID=6236082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60104170A Pending JPS60256033A (ja) | 1984-05-17 | 1985-05-17 | 透明材料中の欠陥検出方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4725139A (ja) |
| JP (1) | JPS60256033A (ja) |
| KR (1) | KR850008217A (ja) |
| DE (1) | DE3418283A1 (ja) |
| FR (1) | FR2564588B1 (ja) |
| GB (1) | GB2158940B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0424541A (ja) * | 1990-05-21 | 1992-01-28 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 内部欠陥測定方法および装置 |
| KR100897223B1 (ko) | 2004-11-24 | 2009-05-14 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 투명 판상체의 결함 검사 방법 및 장치 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3526923A1 (de) * | 1985-07-27 | 1987-02-05 | Man Technologie Gmbh | Verfahren und einrichtung zur beruehrungslosen bestimmung von oberflaechen |
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