KR101004294B1 - 에지 센서 및 결함검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투명 또는 반투명한 물체에 생긴 흠이나 균열 등의 결함을 확실하게 검출하는 것이 가능한 에지 센서를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 에지 센서에 의하면, 복수의 수광 셀을 소정의 간격으로 배열한 라인 센서의 출력으로부터 단색 평행광의 광로 중에 위치부여된 투명 또는 반투명한 물체의 에지를 검출함에 있어서, 라인 센서의 출력을 자유 공간 쪽에서부터 탐색해서 물체의 에지에서 생긴 광량 분포 패턴으로부터 그 광량이 제1광량 역치까지 저하한 위치를 제1검출위치로서 검출하는 동시에, 더욱 광량이 저하한 후에 제2광량 역치까지 증가한 위치를 상기 물체의 제2검출위치로서 검출한다. 그리고, 에지를 따라서 검사 부위를 주사했을 때의 제1 및 제2검출위치의 변화로부터 흠집이나 균열 등의 결함을 검출한다.

에지 센서, 결함검사장치, 라인 센서, 광원, 연산부, 위치검출수단.

Description

에지 센서 및 결함검사장치{EDGE SENSOR AND APPARATUS FOR INSPECTING DEFECT}

본 발명은 예를 들어 액정 유리의 에지에 있어서의 흠집이나 균열을 검출하는 데 적합한 에지 센서 및 이 에지 센서를 이용한 결함검사장치에 관한 것이다.

본 발명자는 먼저 물체의 에지에 있어서의 단색 평행광의 프레넬 회절(Fresnel diffraction)에 착안해서, 복수의 수광 셀을 소정의 간격으로 배열한 라인 센서를 이용해서 검출되는 광량 분포 패턴을 해석함으로써 상기 라인 센서에 있어서의 수광 셀의 배열 간격 이상의 정밀도로 상기 물체의 에지 위치를 고정밀도로 검출하는 것을 제창하였다(일본국 특허 제3858994호 공보 참조).

또, 액정 유리 등의 투명체나 반투명체에 대해서도, 전술한 프레넬 회절에 착안함으로써, 그 에지 위치를 고정밀도로 검출하는 수법을 제창하였다(예를 들어, 일본국 공개 특허 제2007-64733호 공보 참조).

그러나, 유리체의 에지에 흠집이나 균열이 존재하면, 유리체의 내부에 있어서의 상기 흠집이나 균열에 기인하는 결함 부위에서 반사한 광의 영향을 받는다. 이 때문에, 전술한 프레넬 회절에 의한 광량 분포 패턴으로부터 그 에지를 정확하게 검출하는 것이 곤란해진다. 또한, 에지에 흠집이나 균열이 있는 유리체의 에지 위치를, 그 에지를 따라서 라인 센서를 이동시키면서 검출해도, 에지 위치의 변화를 명확하게 검출하는 것이 곤란하다. 이 때문에, 유리체에 있어서의 흠집이나 균열이 생긴 결함 부위를 특정하는 것도 곤란하다.

본 발명은 이러한 사정을 고려해서 이루어진 것으로, 그 목적은, 물체의 에지에 있어서의 프레넬 회절에 의해 생긴 광량 분포 패턴으로부터 상기 물체의 에지 위치를 검출하는 에지 센서로서, 예를 들어, 액정 유리와 같은 투명 또는 반투명한 물체에 생긴 흠집이나 균열 등의 결함을 확실하게 검출하는 것이 가능한 에지 센서를 제공하는 것에 있다.

또한 동시에, 본 발명은, 상기 에지 센서를 이용해서, 예를 들어, 액정 유리와 같은 투명 또는 반투명한 물체에 생긴 흠집이나 균열 등의 결함 부위를 정밀도 양호하게 검출하는 것이 가능한 결함검사장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 에지 센서는, 복수의 수광 셀 을 소정의 간격으로 배열한 라인 센서; 이 라인 센서를 향해서 단색 평행광을 투광하는 광원; 및 상기 라인 센서의 출력을 해석해서 상기 단색 평행광의 광로에 위치부여된 물체의 특정 위치(에지)를 검출하는 연산부를 구비한 것에 있어서,

상기 연산부는, 예를 들어, 상기 라인 센서의 출력을 자유 공간 쪽으로부터 탐색해서 상기 라인 센서 상에서의 광량 분포 패턴을 해석하도록 구성되고, 특히,

<A> 투명 또는 반투명한 물체의 에지에 있어서 생긴 광량 분포 패턴을 그 일단부로부터 타단부를 향해서 탐색했을 때의 광량이 자유 공간에서의 광량을 기준으로 해서 정해지는 제1광량 역치까지 저하한 위치를 상기 물체의 제1검출위치로서 구하는 제1위치검출수단; 및

<B> 검출한 제1검출위치로부터 더욱 광량이 저하한 후에, 상기 자유 공간에서의 광량을 기준으로 해서 정해지는 제2광량 역치까지 증가한 위치를 상기 물체의 제2검출위치로서 구하는 제2위치검출수단

을 구비한 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 상기 제1 및 제2광량 역치에 대해서는, 개별적으로 설정해도 되지만, 동일한 값으로서 부여하는 것도 가능하다.

또, 본 발명에 따른 결함검사장치는, 전술한 구성의 에지 센서를 구비해서 구성되는 것으로서,

<a> 상기 에지 센서에 있어서의 상기 위치부여 센서를 상기 투명 또는 반투명한 물체의 에지를 따라서 이동시키거나, 또는 투명 또는 반투명한 물체를 상기 에지 센서에 있어서의 위치부여 센서와 교차하는 방향으로 이동시키는 주사 수단; 및

<b> 상기 위치부여 센서 또는 상기 물체의 주사에 따라서 상기 에지 센서의 상기 제1 및 제2위치검출수단에서 각각 검출되는 제1 및 제2검출위치의 변화를 감시하고, 제1 또는 제2검출위치의 변화량이 미리 설정한 역치를 초과할 때에 경고를 발하는 등의 소정의 처리를 실행하는 결함검출수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

또, 본 발명에 따른 다른 결함검사장치는, 전술한 구성의 에지 센서를 구비해서 구성되는 것으로서,

<c> 상기 에지 센서의 상기 제1 및 제2위치검출수단에서 각각 검출되는 제1 및 제2검출위치의 차이를 차광폭으로서 구하는 차광폭 검출수단;

<a> 상기 에지 센서에 있어서의 상기 위치부여 센서를 상기 투명 또는 반투명한 물체의 에지를 따라서 이동시키거나, 또는 투명 또는 반투명한 물체를 상기 에지 센서에 있어서의 라인 센서와 교차하는 방향으로 이동시키는 주사 수단; 및

<d> 상기 라인 센서 또는 상기 물체의 주사에 따라서 상기 차광폭 검출수단에 의해 구해진 차광폭을 감시하고, 상기 차광폭이 미리 설정한 역치를 초과할 때에 경고를 발하는 결함검출수단을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 투명 또는 반투명한 물체는 유리판이며, 상기 결함검출수단은 상기 유리판의 에지에 있어서의 흠집이나 균열, 또한 함몰부(에지 라인을 변형시키는 큰 흠집)를 검출해서 결함의 존재를 나타내는 경고를 발하도록 구성된다.

상기 구성의 에지 센서에 의하면, 물체의 에지에 있어서 생긴 광량 분포 패 턴으로부터, 그 광량이 자유 공간에서의 광량을 기준으로 해서 정해지는 제1광량 역치까지 저하한 위치(광량의 큰 변화 부위)를 상기 물체의 제1검출위치(예를 들어, 에지 위치)로서 검출하는 동시에, 상기 물체가 투명 또는 반투명하기 때문에 상기와 같이 검출한 제1검출위치보다도 물체 쪽에 생기는 광량의 큰 변화 부위를, 상기 제1검출위치로부터 더욱 광량이 저하한 후에, 자유 공간에서의 광량을 기준으로 해서 정해지는 제2광량 역치까지 증가한 제2검출위치로서 검출하므로, 이들 2개의 검출위치의 관계로부터 상기 물체의 에지에 있어서의 결함의 유무를 판정하는 것이 가능해진다.

즉, 물체의 에지에 흠집이나 균열 등의 결함이 존재할 경우, 이들 결함에 기인해서 투명 또는 반투명한 물체의 내부에 있어서의 광의 투과 작용이 변화되어, 결함이 없는 정상의 에지에 있어서 생긴 광량 분포 패턴과는 다른 광량 분포 패턴으로 되므로, 이 광량 분포 패턴의 변화를 전술한 2개의 검출위치로부터 용이하게 판정하는 것이 가능해진다. 이 결과, 상기 2개의 검출위치의 관계로부터 물체의 에지에 있어서의 결함의 유무를 용이하게 판정하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명에 따른 결함검사장치에 의하면, 에지 센서에 있어서의 상기 라인 센서를 상기 투명 또는 반투명한 물체의 에지를 따라 이동시키면서, 또는 투명 또는 반투명한 물체를 상기 에지 센서에 있어서의 라인 센서와 교차하는 방향으로 이동시키면서 상기 제1 및 제2검출위치를 각각 구하고, 이들 검출한 검출위치의 경향을 구하므로, 전술한 2개의 검출위치의 변화로부터 흠집이나 균열의 결함을 검출할 수 있는 동시에, 결함이 검출되었을 때의 상기 검출위치의 검출 부위의 정보(주 사 위치 정보)로부터, 그 결함의 존재 위치를 용이하게 특정하는 것이 가능해진다.

따라서, 투명 또는 반투명한 물체의 에지에서의 광량 분포 패턴의 변화에 착안하면서, 상기 물체의 에지에 있어서의 흠집이나 균열 등의 결함의 존재를 간이하고도 효과적으로 검출할 수 있으므로, 그 실용적 이점이 상당히 크다.

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 일 실시형태에 따른 에지 센서와, 이 에지 센서를 이용한 결함검사장치에 대해서 설명한다.

도 1은, 예를 들어, 액정 유리 등의 투명 또는 반투명한 물체(A)의 특정 위치(예를 들어, 에지 위치)를 검출하는 에지 센서(10)와, 이 에지 센서(10)에 의한 상기 물체(A)의 위치검출 대상부위를 주사하면서 상기 에지 센서(10)의 출력을 감시해서 상기 물체(A)에 있어서의 결함의 유무를 검사하는 결함검사장치의 개략적인 구성도이다.

이 에지 센서(10)는, 복수의 수광 셀을 소정 피치로 직선상에 배열한 라인 센서(11)와, 이 라인 센서(11)를 향해서 단색 평행광을 투광하는 광원(12)을 소정의 거리를 두고 대향 배치한 광학 헤드(13) 및 상기 라인 센서(11)의 출력을 해석해서 상기 단색 평행광의 광로 중에 놓인 물체(A)의 특정 위치(예를 들어, 에지 위치)를 검출하는 연산기(14)를 구비해서 구성된다.

또, 광학 헤드(13)의 기본적인 구조(구성)에 대해서는 전술한 특허 제3858994호 공보나 일본국 공개 특허 제2007-64733호 공보 등에 기재되어 있는 바와 같이 잘 알려져 있다. 또한, 상기 에지 센서(10)에 의한 상기 물체(A)의 위치검출 대상부위의 주사는, 상기 에지 센서(10)에 있어서의 상기 라인 센서(11)(광학 헤드(13))를 상기 투명 또는 반투명한 물체(A)의 에지를 따라서 이동시킴으로써 행해진다. 또는, 반대로 상기 투명 또는 반투명한 물체(A)를 상기 에지 센서(10)에 있어서의 라인 센서(11)와 교차하는 방향, 구체적으로는 복수의 수광 셀의 배열방향과 교차하는 방향으로 이동시킴으로써 그 주사가 행해진다.

또한, 상기 연산기(14)는, 예를 들어, CPU에 의해서 실현되는 것이며, 전술한 물체(A)의 에지에 있어서 생기는 상기 라인 센서(11) 상에서의 광량 분포 패턴을 상기 라인 센서(11)의 출력으로부터 해석해서 상기 물체(A)의 특정 위치(예를 들어, 에지 위치를 포함하는 후술하는 제1 및 제2검출위치)를 산출하는 기능(15), (16)을 구비한다. 여기서, 상기 광량 분포 패턴은 일반적으로 상기 단색 평행광에 생기는 프레넬 회절에 의한 패턴으로 된다.

또, 상기 연산기(14)는, 기본적으로는 상기 물체(A)에 의해 차단되는 일이 없는 자유 공간에서의 상기 라인 센서(11)에 의한 수광량을 [1]로 정규화했을 때, 상기 광량 분포 패턴의 상승 부분에 있어서 그 수광량이 [0.25]로 되는 위치를 상기 물체(A)의 검출위치(에지 위치)로서 검출하도록 구성된다. 환원하면, 상기 연산기(14)는, 상기 프레넬 회절에 의한 광량 분포 패턴 상에 있어서, 그 광량이 자유 공간에서의 광량 [1]을 기준으로 해서 정해지는 소정의 광량 역치 [0.25]로 되는 위치를 물체(A)의 특정 위치(에지 위치)로서 검출하도록 구성된다.

또, 본 발명은, 검출 대상으로 하는 물체(A)가 투명 또는 반투명하기 때문에, 상기 라인 센서(11)의 출력이, 예를 들어, 도 2에 나타낸 바와 같이 물체(A)가 위치부여되어 있지 않은 자유 공간에서의 수광량이 많은 것뿐만 아니라, 상기 물체(A)가 위치부여된 부분에 있어서도 상기 물체(A)를 투과한 단색 평행광이 라인 센서(11)에 도달하므로 그 수광량이 많은 것에 착안하고 있다. 또한, 물체(A)가 차광체일 경우에는, 에지 부분에 있어서 수광량이 그다지 크게 저하하는 일은 없지만, 물체(A)가 투명 또는 반투명할 경우에는, 물체(A)의 에지 부분에 있어서만 프레넬 회절의 영향에 의해서 그 수광량이 어느 정도 낮아지는 것에 착안하고 있다. 이것에 부가해서, 상기 물체(A)의 에지에 흠집이나 균열 등의 결함이 존재할 경우, 그 결함 부분에 있어서의 상기 단색 평행광의 랜덤한 회절이나 굴절, 나아가서는 난반사 등의 영향을 받는다. 그래서, 이 경우에는, 직선 형상의 에지(나이프 에지)에서 프레넬 회절이 생긴 경우에 비교해서, 전술한 수광량이 저하하는(하락하는) 부위의 폭이 넓어지는 것에 착안하고 있다.

즉, 광학 헤드(13)를 이용해서 투명한 물체인 액정 유리의 검출위치를 검출했을 때의 라인 센서(11)의 출력을 도 3(a) 내지 도 3(d)에 각각 나타낸 바와 같이 상기 액정 유리의 에지에 결함이 있는지의 여부에 따라서 그 수광량의 분포 패턴에 차이가 생긴다. 또, 도 3(a)는 결함이 존재하지 않는 에지 부분에 있어서의 수광 분포 패턴이며, 도 3(b)는 에지 부분에 미소한 결함이 존재할 때의 수광 분포 패턴, 도 3(c)는 에지 부분에 균열이 존재할 때의 분포 패턴, 그리고, 도 3(d)는 에지 부분에 결함에 기인하는 함몰부가 존재할 때의 분포 패턴을 각각 나타내고 있다.

도 3(a) 내지 도 3(d)에 각각 나타낸 수광량의 분포 패턴에서 볼 수 있는 바 와 같이, 물체(A)의 에지에 결함이 존재하지 않을 경우와 비교해서 흠집이나 균열 등의 결함이 존재했을 경우, 에지 부분에서의 광량의 하락이 커지는 동시에, 광량의 하락폭이 넓어진다. 그러나, 자유 공간 쪽에 있어서 검출되는 광량의 하락 위치는 결함의 유무에 관계없이 거의 변화되지 않는다. 또, 물체 쪽에 있어서 검출되는 광량의 하락 위치는, 결함의 종류나 그 정도에 의해서 크게 변화되고, 또한 그 하락 방식(광량 변화의 패턴)도 여러 가지로 변화된다. 또한, 검출위치에 결함이 존재할 경우, 본래는 대략 동일하게 광이 투과해야 하는 물체(A) 쪽의 수광량에 큰 편차가 생긴다.

그래서, 본 발명에 따른 에지 센서(10)에 있어서는, 상기 라인 센서(11)의 출력을 상기 물체(A)가 위치부여되는 일이 없는 자유 공간 쪽에서부터 탐색했을 때, 상기 물체(A)의 에지에 있어서 생긴 프레넬 회절에 의해서 광량이 급격하게 저하하는 부분으로부터 상기 물체(A)의 제1검출위치(α)를 구하는 제1위치검출수단(15)을 구비하는 동시에, 이 제1위치검출수단(15)에 의해 구해진 제1검출위치(α)로부터 더욱 수광량이 저하한 후, 다시 수광량이 증가한 위치를 상기 물체(A)의 제2검출위치(β)로서 구하는 제2위치검출수단(16)을 구비해서 구성된다.

또한, 이 실시형태에 있어서는, 예를 들어 수광량이 자유 공간 쪽에서의 정규화 광량 [1.0]으로부터 [0.825]까지 저하한 위치, 즉, 미리 설정한 제1 및 제2광량 역치까지 저하한 위치를 상기 제1 및 제2검출위치(α), (β)로서 각각 검출하는 것으로 되어 있다. 또, 여기에서는 제1 및 제2광량 역치에 대해서는, 같은 값 [0.825]로서 설정하고 있지만, 서로 다른 값으로서 설정하는 것도 가능하다. 또 한, 이 실시형태에 있어서는, 특히 상기 라인 센서(11)의 출력을 자유 공간 쪽으로부터 탐색함으로써, 결함에 기인해서 물체(A) 쪽에 생기는 수광량의 불규칙한 변화에 구애받는 일없이, 물체(A)의 검출위치(에지 위치)에 대응하는 수광량의 하락 부분을 특정하는 데 필요한 제1 및 제2검출위치(α), (β)를 각각 확실하게 검출하는 것으로 되어 있다. 그러나, 상기 라인 센서(11)의 출력을 물체(A) 쪽에서부터 탐색하도록 구성해도 무방하다. 또, 수광량의 정규화를 행함에 있어서, 미리 물체(A)를 설치하지 않은 상태에서 자유 공간에서의 광량을 측정해서 기억해 두고, 검출에 있어서 이것에 의거한 정규화를 행해도 되며, 검출 결과로부터 수광량의 저하가 작은 영역을 자유공간으로서 취급해도 무방하다.

또, 이러한 에지 센서(10)에서 검출된 물체(A)의 검출위치(제1 및 제2검출위치(α), (β))의 정보를 이용해서 상기 물체(A)의 결함 검사를 행하는 결함검사장치는, 상기 광학 헤드(13)에 의한 물체(A)의 검출위치의 검출 대상부위를, 상기 물체(A)의 에지를 따라서 이동시키는 주사 수단(주사 기구)(21)을 구비한다. 이 주사 수단(21)은, 물체(A)를 그 에지를 따라서 평행 이동시키는 기능을 갖춘 물체 지지 기구(도시 생략)이어도 되고, 반대로 전술한 광학 헤드(13)를 상기 물체(A)의 에지를 따라서 평행 이동시키는 헤드 이동 기구(도시 생략)이어도 된다. 즉, 주사 수단(21)은, 물체(A)를 라인 센서(11)와 교차하는 방향으로 평행 이동시키는 것이어도 되고, 반대로 라인 센서(11)를 물체(A)의 에지를 따라서 평행 이동시키는 것이어도 된다.

이러한 주사 수단(21)에 부가해서, 상기 결함검사장치는, 전술한 위치검출 대상부위의 주사에 따라서 상기 연산기(CPU)(14)에 의한 전술한 제1 및 제2검출위치(α), (β)의 검출 처리를 순차 실행시켜, 그 출력(제1 및 제2검출위치(α), (β))의 변화를 감시함으로써 물체(A)의 에지에 있어서의 흠집이나 균열 등의 결함의 유무를 검출하는 결함검출수단(경향판정수단)(22)을 구비한다. 또한, 이 실시형태에 있어서는 상기 에지 센서(10)에 의해 검출된 제1 및 제2검출위치(α), (β)의 정보를 일단 메모리(23)에 기억한 후, 제1 및 제2검출위치의 변화 패턴(변화의 경향)을 상기 결함검출수단(22)에 판독해서 결함검사에 제공하는 것으로 되어 있다.

그리고, 상기 결함검출수단(경향판정수단)(22)에 있어서는, 예를 들어, 전술한 제1검출위치(α) 또는 제2검출위치(β)의 변화 폭이 미리 설정한 허용폭을 넘을 때, 이것을 「결함 있음」으로 판정하고 있다. 동시에 「결함 있음」으로 판정한 때의 상기 물체(A)의 결함검사부위(주사 위치)를 결함 존재 부위로서 검출하고 있다. 또, 제1검출위치(α) 또는 제2검출위치(β)의 변화 폭에 대한 허용 폭은 물체(A)의 에지에 요구되는 직선성의 정도에 따라 설정된다.

또한, 상기 결함검출수단(경향판정수단)(22)은, 예를 들어 상기 제1검출위치(α)와 상기 제2검출위치(β)와의 차이를 전술한 광량 분포 패턴에 있어서의 광량의 하락폭(차광폭)으로서 검출하고, 상기 물체(A)의 에지를 주사했을 때의 상기 검출위치(α), (β)의 차이(광량의 하락폭)의 변화를 감시하고 있다. 그리고, 검출위치의 차이(광량 하락폭)가 미리 설정한 허용값을 초과할 때, 이것을 「결함 있음」으로서 판정하고 있다. 이 경우에 있어서도, 「결함 있음」으로 판정했을 때 의 상기 물체(A)의 결함 검사 부위(주사 위치)를 결함 존재 부위로서 검출한다. 또한, 상기 검출위치의 차이(광량의 하락폭)에 대한 허용값은, 물체(A)의 에지에 요구되는 직선성의 정도에 따라서 설정된다.

이와 같이 본 결함검사장치에 있어서는, 전술한 에지 센서(10)에 의해서 투명 또는 반투명한 물체(A)의 검출위치를 전술한 제1 및 제2검출위치(α), (β)로서 각각 검출하는 동시에, 그 위치 검출 대상부위를 상기 에지를 따라서 이동시키면서 상기 제1 및 제2검출위치(α), (β)의 변화의 양상(변화의 경향)을 감시하도록 구성되어 있다. 따라서, 본 장치에 의하면, 미리 설정된 허용치를 초과하는 제1 및 제2검출위치(α), (β)의 변화가 검출되었을 때, 혹은 제1검출위치(α)와 제2검출위치(β)와의 차이가 허용폭을 초과할 때, 이것을 물체(A)의 에지에 흠집이나 균열 등의 결함이 존재하는 것으로 해서 확실하게 검출하는 것이 가능하다. 또, 동시에 본 장치에 의하면, 물체(A)의 에지의 어느 부위에 흠집이나 균열 등의 결함이 존재하는 지의 여부를 검출하는 것이 가능해진다.

도 4(a)는 흠집이 있는 액정 유리를 예로 해서 에지 검출을 행한 때의 제1 및 제2검출위치(α), (β)의 변화의 양상을 나타내고 있다. 이 예에 있어서는, 제1검출위치(α)에 대해서는 거의 변화가 보이지 않지만, 제2검출위치(β)에 대해서는 흠집 부분에 상당하는 폭에 걸쳐서 큰 변화를 보이고 있다. 또, 도 4(b)는 균열이 있는 액정 유리를 예로 해서 에지 검출을 행한 때의 제1 및 제2검출위치(α), (β)의 변화의 양상을 나타내고 있다. 그리고, 이 예에 있어서도, 제1검출위치(α)에 대해서는 거의 변화가 보이지 않지만, 제2검출위치(β)에 대해서는 균열 부 분에 상당하는 폭에 걸쳐서 큰 변화를 보이고 있다.

또, 도 4(c)는 흠집에 기인하는 함몰이 있는 액정 유리를 예로 해서 에지 검출을 행한 때의 제1 및 제2검출위치(α), (β)의 변화의 양상을 나타내고 있다. 이 예에 있어서는, 제1검출위치(α)에 대해서는 함몰 부분에 있어서 약간의 변화가 보이지만, 오히려 제2검출위치(β)에 대해서는 함몰 부분에 상당하는 폭에 걸쳐서 큰 변화를 보이고 있다. 또한, 도 5(a) 내지 도 5(c)는 도 4(a) 내지 도 4(c)에 각각 대응하는 것으로서, 에지 센서(10) 또는 반투명체(A)의 이동량을 가로축으로 해서 제1 및 제2검출위치(α), (β)의 변화의 양상을 나타낸 것이다. 이와 같이 해서 에지검출결과를 나타내도 전술한 도 4(a) 내지 도 4(c)에 나타낸 변화의 양상과 마찬가지의 경향을 보이는 것이 가능하다.

따라서, 전술한 바와 같이 일반적인 에지 센서에 있어서 검출되는 제1검출위치(α)에 가해서, 제2검출위치(β)를 검출하도록 한 본 발명에 따른 에지 센서(10)를 이용해서, 물체(A)의 에지를 주사했을 때의 상기 제1 및 제2검출위치(α), (β)의 변화의 양상을 감시하도록 한 본 발명에 따른 결함검사장치에 의하면, 액정 유리 등의 물체(A)의 에지에 생긴 흠집이나 균열 등의 미소한 결함을 확실하게 검출할 수 있다. 또한, 상기 결함의 존재 개소에 대해서도 검출할 수 있으므로, 예를 들어, 액정 유리의 품질을 관리함`에 있어서 그 실용적 이점이 절대적이다.

또, 결함을 검출했을 경우, 그것에 따른 소정의 동작을 실행하도록 구성하는 것이 기대된다. 소정의 동작으로서는, 예를 들어, 경고나 경보를 발하도록 동작 지시를 행하거나, 또는 물체(A)를 불량으로 해서 공정으로부터 제거하는 제거 장 치를 별도로 설치하고, 이에 대해서 해당 제거 처리를 실행시키는 취지의 지시를 행하는 등의 수단을 취하도록 구성하면 된다. 이것에 의해, 용이하게 결함이 존재하는 제품에의 대응을 행하는 것이 가능해진다.

그런데, 물체(A)의 에지에 흠집이나 균열 등의 결함이 존재하면, 도 3(a) 내지 도 3(d)를 참조해서 설명한 바와 같이 물체(A) 쪽에 있어서도 수광량의 변화가 생긴다. 따라서, 투명 또는 반투명한 물체(A)에 오염이 없고, 또한 그 물체(A) 부분(물체 내부)에서의 광량이 안정적인 것이 보증되는 바와 같을 경우에는, 예를 들어, 정상인 물체(A)의 내부 쪽의 도 3(a)에 나타낸 바와 같은 광량 분포를 미리 구해 놓고, 검사 대상으로 하는 물체(A)의 내부 쪽의 광량 분포를 상기 광량 분포와 비교해서 결함 검사하는 것도 가능하다. 그리고, 검사 대상으로 하는 물체(A)의 내부 쪽의 광량 분포가 도 3(b) 내지 도 3(d)에 각각 나타낸 바와 같이 구해져서, 도 3(a)에 나타낸 정상인 물체(A)의 광량 분포와 다를 때, 이것을 흠집이나 균열 등의 결함이 존재하는 것으로서 판정하는 것도 가능하다. 또, 이 수법을, 전술한 제2검출위치의 변화를 판정하는 수법과 병용하면, 더한층 물체(A)의 에지에 있어서의 미소결함의 검출을 행하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명은 전술한 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 및 제2검출위치(α), (β)를 검출한 뒤의 제1 및 제2의 광량 역치에 대해서는 전술한 [0.825]로 특정되는 것은 아니고, 에지에 결함이 없는 투명 또는 반투명한 물체(A)의 검출위치를 검출했을 때의 에지 부분에 있어서의 광량의 하락 정도에 따라서 설정하면 되는 것이다. 또한, 라인 센서(11)에 의한 검출 폭에 대해서는, 라인 센서(11)와 물체(A)와의 거리(작동 거리(working distance)) 등에 따라 정하면 된다. 그 외, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변형해서 실시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 의한 에지 센서 및 결함검출장치의 개략적인 구성을 나타낸 도면;

도 2는 라인 센서에 의한 광량 분포 패턴과 상기 에지 센서에 있어서 검출하는 검출위치와의 관계를 나타낸 도면;

도 3은 에지에 있어서의 결함의 유무와 그 종류에 의해서 변화되는 광량 분포 패턴의 변화를 대비해서 나타낸 도면;

도 4는 검사 부위의 주사에 따른 제1 및 제2검출위치의 변화의 양상을 나타낸 도면;

도 5는 에지 센서 또는 반투명체의 이동량에 대한 제1 및 제2검출위치의 변화의 양상을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 에지 센서 11: 라인 센서

12: 광원 13: 광학 헤드

14: 연산기(CPU) 15: 제1위치검출수단

16: 제2위치검출수단 21: 주사 수단(주사 기구)

22: 결함검출수단(경향판정수단) 23: 메모리

Claims (7)

1. 복수의 수광 셀을 소정의 간격으로 배열한 라인 센서; 이 라인 센서를 향해서 단색 평행광을 투광하는 광원; 및 상기 라인 센서의 출력을 해석해서 상기 단색 평행광의 광로에 위치부여된 물체의 에지를 검출하는 연산부를 구비한 에지 센서에 있어서,

   상기 연산부는, 결함이 없는 상태의 투명 또는 반투명한 물체의 에지를 검출하는 것을 식별 가능한 광량에 미리 설정한 제1광량 역치 및 제2광량 역치를 포함하고, 투명 또는 반투명한 물체의 에지에 있어서 생긴 광량 분포 패턴을 그 일단부로부터 타단부를 향해서 탐색했을 때의 광량이 상기 제1광량 역치까지 저하한 위치를 상기 물체의 제1검출위치로서 구하는 제1위치검출수단과, 검출한 제1검출위치부터 더욱 광량이 저하한 후에, 상기 제2광량 역치까지 증가한 위치를 상기 물체의 제2검출위치로서 구하는 제2위치검출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 에지 센서.
2. 제1항에 있어서, 상기 연산부는 상기 라인 센서의 출력을 자유 공간 쪽에서부터 탐색해서 상기 라인 센서 상에서의 광량 분포 패턴을 해석하는 것인 에지 센서.
3. 제1항에 기재된 에지 센서;

   상기 에지 센서에 있어서의 상기 라인 센서를 상기 투명 또는 반투명한 물체 의 에지를 따라서 이동시키는 주사 수단; 및

   상기 라인 센서의 주사에 따라서 상기 에지 센서에 있어서의 상기 제1 및 제2위치검출수단에서 각각 구해진 제1 및 제2검출위치의 변화를 감시하고, 제1 또는 제2검출위치의 변화량이 미리 설정한 역치를 초과할 때에 경고를 발하는 결함검출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 결함검사장치.
4. 제1항에 기재된 에지 센서;

   상기 에지 센서에 있어서의 상기 제1 및 제2위치검출수단에서 각각 검출되는 제1 및 제2검출위치의 차이를 차광폭으로서 구하는 차광폭 검출수단;

   상기 에지 센서에 있어서의 상기 라인 센서를 상기 투명 또는 반투명한 물체의 에지를 따라서 이동시키는 주사 수단; 및

   상기 라인 센서의 주사에 따라서 상기 차광폭 검출수단에 의해 구해진 차광폭을 감시하고, 상기 차광폭이 미리 설정한 역치를 초과할 때에 경고를 발하는 결함검출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 결함검사장치.
5. 제1항에 기재된 에지 센서;

   상기 투명 또는 반투명한 물체를 상기 에지 센서에 있어서의 라인 센서와 교차하는 방향으로 이동시키는 주사 수단; 및

   상기 물체의 주사에 따라서 상기 에지 센서에 있어서의 상기 제1 및 제2위치검출수단에서 각각 구해지는 제1 및 제2검출위치의 변화를 감시하고, 제1 또는 제2 검출위치의 변화량이 미리 설정한 역치를 초과할 때에 경고를 발하는 결함검출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 결함검사장치.
6. 제1항에 기재된 에지 센서;

   상기 에지 센서에 있어서의 상기 제1 및 제2위치검출수단에서 각각 검출되는 제1 및 제2검출위치의 차이를 차광폭으로서 구하는 차광폭 검출수단;

   상기 투명 또는 반투명한 물체를 상기 에지 센서에 있어서의 라인 센서와 교차하는 방향으로 이동시키는 주사 수단; 및

   상기 물체의 주사에 따라서 상기 차광폭 검출수단에 의해 구해진 차광폭을 감시하고, 상기 차광폭이 미리 설정한 역치를 초과할 때에 경고를 발하는 결함검출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 결함검사장치.
7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 또는 반투명한 물체는 유리판이며, 상기 결함검출수단은 상기 유리판의 에지에 있어서의 결함 또는 균열을 검출하는 것인 결함검사장치.

Images