KR101140072B1 - 글래스판의 단부면의 결함 검출 장치 및 검출 방법 - Google Patents

Abstract

글래스판의 단부면의 결함 검출 장치는 글래스판의 단부면보다 외측이고 또한 표리 양면의 경사 2방향으로부터 글래스판의 단부면 부분을 촬상하는 적어도 2대의 CCD 카메라로 이루어지는 촬상 장치와, 중심축 방향으로 조명광을 조사 가능하고 슬릿형의 절결부를 갖는 대략 C자형의 링 조명을 적어도 가진 조명 장치와, 상기 CCD 카메라로 촬상한 촬상 신호를 처리하여 상기 단부면부의 불량을 판정하는 화상 처리 장치를 구비한다. 상기 단부면부가 링 조명의 중심축과 일치하도록 상기 개구 슬릿부 내에 글래스판의 단부면이 헐겁게 삽입되고, 단부면에 조사광이 조사되어 상기 단부면이 상기 촬상 장치에 의해 촬상된다. 화상 신호를 상기 화상 처리 장치에 의해 처리함으로써, 단부면 결함의 유무가 검출된다.

결함 검출 장치, 글래스판, CCD 카메라, LED 소자, 링 조명

Description

글래스판의 단부면의 결함 검출 장치 및 검출 방법 {DEVICE AND METHOD FOR DETECTING DEFECT AT GLASS SHEET END SURFACE}

본 발명은 단부면 부분이 원호형으로 라운딩을 띠고 연마되었거나, 혹은 시이밍부를 갖는 글래스 기판의 단부면 및 연마면과 글래스면의 경계선 부분의 각종 결함, 특히 손상, 이 빠진 모양(이하, 이 빠짐이라 함), 절결부, 연마 잔류물, 미연마, 혹은 그을음이라 불리우는 결함의 검출 장치 및 검출 방법에 관한 것이다.

성형되어 리본형으로 반송되는 글래스판은 직사각형이고 원하는 사이즈로 절단된 상태에서 팔레트 등의 보관 용기에 보관되거나, 혹은 출하된다. 이때, 사용 용도 목적에 따라서는 절단 후의 글래스판의 단부면 에지부를 다이아몬드 휠 등으로 모따기 가공(시이밍), 혹은 단부면의 단면이 원호형이 되도록 연마 가공하고, 반투명한 간유리형이 되도록 단부면을 연마한다. 이 결과, 글래스판의 취급 작업 시의 부상의 발생이 방지되어 안전이 확보되고, 또한 글래스판의 단부면의 강도 저하에 의한 파손이나 상품 가치 저하가 방지된다.

이와 같은 시이밍 가공이나 단부면 가공을 행하는 경우, 글래스판의 에지 부분에는 다이아몬드 휠의 마모에 의한 연마 불량이나 막힘에 의해 손상이나 절결부가 발생하는 경우가 있다.

특히, 액정 모니터용 글래스 기판이나 플라즈마 디스플레이용 글래스 기판, 필드 에미션 디스플레이 기판, 유기 EL 등의 플랫 디스플레이 패널 등의 표시용 기판 등의 글래스 기판의 제조 공정에 있어서는, 상기 글래스 기판을 고온 가열 처리할 때에 글래스판의 단부면 시이밍부의 미세한 손상이나 절결부가 있으면, 글래스 기판이 깨지는 문제가 발생하는 경우가 있다.

이와 같은 글래스판의 단부면부의 결함의 검출 방법으로서, 다양한 방법이 개시되어 있다. 예를 들어, 일본 특허 공개 제2001-153816호 공보에는 광원과 카메라 사이에, 절단 후에 연마한 글래스판의 에지를 개재시키고, 이 에지로 광원으로부터 광을 입사하고, 이 입사 광선으로 에지에 개재하는 결함을 밝게 하여, 이를 카메라로 촬영하고, 이 화상을 처리하여 결함의 유무를 조사하는 글래스판의 에지 결함 검출 방법이 개시되어 있다. 상기 광원은 카메라의 시야로부터 벗어나게 하기 위해 카메라에서 볼 때 글래스판의 뒤에 배치된다. 상기 화상에 있어서 글래스판의 표면 및 에지의 일반면이 어두워지고, 에지에 존재하는 절결부가 밝아지도록 광원으로부터 카메라에 이르는 광량을 교축하여 조정함으로써 절결부를 광학적으로 검출한다.

또한, 본 출원인에 의한 출원인 일본 특허 공개 평6-258231호 공보에는, 에지 부분이 모따기되어 시이밍면을 갖는 글래스를 수평으로 적재한 상태에서 상기 에지 부분의 결점을 검출하는 장치가 개시되어 있다. 이 검출 장치는 상기 에지 부분에 판유리와는 반대측의 상하 경사 방향의 2방향으로부터 광을 조사하는 광원과, 글래스 에지에 조사되는 광로의 연장 영역의 범위 외이며, 판유리면과 시이밍 면의 광원측의 코너 부분을 광의 조사 방향과는 반대측으로부터 판유리 투명 부분을 통해 에지 부분을 촬상하는 적어도 2대의 카메라를 갖는다. 상기 카메라가 촬상한 화상 신호의 명신호의 크기에 따라서 에지 부분의 결점이 식별된다.

또한, 일본 특허 공개 제2003-247953호 공보에는 액정 패널의 외관 검사 방법 및 장치가 개시되어 있다. 액정 패널의 외관 검사 장치에서는 액정 패널의 외형보다 큰 구경의 링 조명등이 상기 액정 패널의 외주에 배치된다. 또한, 액정 패널의 외관 검사 방법은 상기 액정 패널의 바로 위에 촬상 장치를 배치하는 공정과, 점등시킨 링 조명등의 조명광을 액정 패널의 단부면을 향해 조사하고, 조명광에 의해 조사된 액정 패널의 측면의 반사광을 촬상 장치에서 촬상하는 공정과, 화상 처리 장치가 촬상 장치에서 촬상된 화상을 취입하여 2치화하고, 화상 중에 나타난 프레임형의 백색 화상으로부터 액정 패널의 외형 형상을 검출하고, 그 이외의 백색 화상의 유무로부터 액정 패널 단부면의 절결, 균열을 검출하는 공정을 포함한다.

상기 일본 특허 공개 제2001-153816호의 결함 검출 방법에서는 글래스판의 라운딩을 띤 단부면에 대해 경사 하방으로부터의 조명으로 글래스판 하면이 조사되고, 글래스판의 에지에 출현하는 절결부만 빛나고, 글래스판의 다른 부분은 완전히 어두워진다. 이로 인해, 각종 결함 중, 광 절결부에 대해서는 검출할 수 있지만, 손상, 미연마 및 그을음이라 불리우는 다른 결함에 대해서는 검출할 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 일본 특허 공개 평6-258231호의 장치에서는 판유리의 표리 양면의 에지의 능선 부분을 비스듬히 연삭 커트한 시이밍부에 대해 경사 상방 및 경사 하방 의 2방향으로부터 조명광이 조사된다. 이로 인해, 글래스판의 시이밍부의 손상, 그을음의 어느 정도의 검출이 가능하다. 그러나, 글래스판의 단부면이 라운딩을 띤 액정 디스플레이용 글래스 기판이나 플라즈마 디스플레이용 글래스 기판 등의 플랫 디스플레이 패널 등의 글래스 기판의 제조 공정에 있어서는, 상기 글래스 기판이 고온 가열 처리되므로, 글래스판의 단부면이나 시이밍부에 미세한 손상이나 절결부가 있어도 글래스 기판의 균열이 발생할 우려가 크다. 이로 인해, 플랫 디스플레이 패널 등의 글래스 기판의 제조 공정에 있어서는, 손상이나 그을음을 비롯하여 절결부, 미연마 등의 결함을 포함한 보다 미세한 결함의 검출을, 일본 특허 공개 평6-258231호의 장치보다도 고성능으로 행할 필요가 있다.

또한, 일본 특허 공개 제2003-247953호의 장치 및 방법에서는 액정 패널의 외형보다 큰 구경의 링 조명등이 상기 액정 패널의 외주에 배치되고, 카메라가 액정 패널의 중심부의 상방에만 형성되고, 액정 패널 표면의 손상, 깨짐, 절결부와, 단부면의 깨짐, 절결부의 양쪽을 동시에 검사한다. 이로 인해, 액정 패널의 사이즈의 변화에 대응하여 링 조명등도 변경되어야 한다.

게다가, 액정 패널은 통상 직사각형이고, 그 외주부에 링형의 조명광을 배치하므로, 액정 패널과 링 조명 사이의 간격이 일정해지지 않아, 액정 패널의 단부면에 조사되는 조도가 일정해지지 않는다.

또한, 액정 패널의 대형화에 수반하여 링 조명도 대형화되므로 설비의 대형화를 피할 수 없고, 카메라도 액정 패널의 중심부의 상방에만 설치할 뿐이므로, 단부면부를 촬상하는 각도가 변화되어 단부면의 미세한 손상, 연마 잔류물, 미연마, 그을음 등의 정밀도 좋은 결함 검출을 할 수 없게 될 우려가 있다는 문제점이 있었다.

그 밖에, 글래스 기판의 단부면 전체 주위가 라운드 형상으로 라운딩을 띤 형상으로 연마 가공되어 있는 경우에는, 예를 들어 링 조명을 글래스 기판의 편면측에 배치하고, 그 중심으로부터 단부면부의 화상을 촬상하면, 단부면 표면이 부분적으로 강하게 빛나게 되어, 단부면의 조도를 불균일 없이 일정화시키는 것은 곤란하고, 또한 단부면의 결함과, 연마면과 글래스면의 경계 라인부의 결함을, 동일한 광학계에서 검출하는 것은 곤란했다.

본 발명의 일 또는 일 이상의 실시예는 액정 모니터용 글래스 기판이나 플라즈마 디스플레이용 글래스 기판, 필드 에미션 디스플레이 기판, 유기 EL 등의 플랫 디스플레이 패널 등의 표시용 글래스 기판의 라운딩을 띤 단부면부에 대해, 손상, 절결부, 연마 잔류물, 미연마 및 그을음 등의 각종 결함을, 또한 상기 연삭 또는 연마에 의해 라운딩을 띤 단부면과 글래스판의 상하 양면과의 경계선 부분의 이 빠짐이나 절결부를 동시에 확실하고 정밀도 좋게 검출할 수 있는 글래스판의 결함의 검출 방법 및 검출 장치를 제공한다.

본 발명의 일 또는 일 이상의 실시예에 따르면, 글래스판의 단부면의 결함 검출 장치는 글래스판의 단부면보다 외측이고 또한 표리 양면의 경사 2방향으로부터 글래스판의 단부면 부분을 촬상하는 적어도 2대의 CCD 카메라를 갖는 촬상 장치와, 중심축 방향으로 조명광을 조사 가능하고 슬릿부를 갖는 대략 C자형의 링 조명을 적어도 갖는 조명 장치와, 상기 CCD 카메라로 촬상한 촬상 신호를 처리하여 상기 단부면부의 불량을 판정하는 화상 처리 장치를 구비한다. 글래스판은 상기 단부면이 상기 링 조명의 중심축과 일치하도록 상기 슬릿부 내에 헐겁게 삽입되고, 상기 조명 장치는 상기 단부면에 조사광을 조사하고, 상기 단부면을 상기 촬상 장치에 의해 촬상하여 얻게 된 화상 신호를, 상기 화상 처리 장치가 처리하여 상기 단부면의 결함을 검출한다.

또한, 본 발명의 일 또는 일 이상의 실시예에 따르면, 상기 글래스판은 단부면이 모따기되어 원호형의 단부면 혹은 매끄러운 능선부로 이루어지는 단부면을 가져도 좋다.

또한, 본 발명의 일 또는 일 이상의 실시예에 따르면, 상기 조명 장치는 상기 글래스판의 단부면의 결함 검사 대상 부분의 좌우 양측 근방 위치에 배치되는 2개의 C자형의 링 조명을 가져도 좋다. 각 링 조명은 상기 결함 검사 대상 부분을 조사한다.

또한, 본 발명의 일 또는 일 이상의 실시예에 따르면, 상기 조명 장치는, 또한 상기 글래스판의 표리 양면의 경사 2방향으로부터 글래스판의 단부면 부분에 조사광을 조사하는 확산 투과 광원을 가져도 좋다.

또한, 본 발명의 일 또는 일 이상의 실시예에 따르면, 상기 링 조명은 동심 원형으로 배치된 복수의 LED 소자를 가져도 좋다.

또한, 본 발명의 일 또는 일 이상의 실시예에 따르면, 글래스판의 단부면의 결함 검출 장치는, 또한 글래스판의 측변이 반송 방향과 평행해지도록 글래스판을 반송하는 반송 장치를 구비해도 좋다. 상기 조명 장치와 상기 촬상 장치는 상기 글래스판의 양 측변의 각 단부면 근방 위치에 각각 배치되어도 좋다.

또한, 본 발명의 일 또는 일 이상의 실시예에 따르면, 상기 조명 장치와 상기 촬상 장치는 로봇의 핸드에 설치되어도 좋다. 상기 핸드를 글래스판의 외주 단부면을 따라서 순차적으로 이동시키고, 글래스판의 단부면 부분을 순차적으로 촬상하고, 촬상한 화상 신호를 화상 처리 장치에 의해 순차적으로 처리해도 좋다.

또한, 본 발명의 일 또는 일 이상의 실시예에 따르면, 글래스판의 단부면의 결함 검출 장치는 반송 중인 글래스판의 반송 방향과 평행한 측변의 단부면을 검사하고, 반송에 대해 고정된 제1 결함 검사 장치와, 반송 중인 글래스판의 상기 반송 방향과 직교하는 측변의 단부면을 검사하여 글래스판에 대해 이동 가능한 제2 결함 검사 장치를 구비할 수 있다. 상기 제1 결함 검사 장치와, 상기 제2 결함 검사 장치는 각각 상기 조명 장치와 상기 촬상 장치를 구비한다.

본 발명의 일 또는 일 이상의 실시예에 따르면, 글래스판의 단부면의 결함 검출 방법은 C자형의 링 조명의 슬릿부 내에 글래스판의 단부면부에 헐겁게 삽입하고, 상기 단부면부의 위치와 링 조명의 중심축의 위치가 포개어지는 단부면 위치를 검사 대상 부분으로 하여 링 조명의 조사광을 조사하고, 상기 단부면부를 2대의 CCD 카메라에 의해 촬상하고, 촬상한 화상 신호의 농담 레벨을 상한과 하한의 2개의 설정 레벨과 비교하여, 상단부 레벨 이상, 혹은 하단부 레벨 이하의 화소 신호의 위치, 크기, 형상에 따라서 결함의 유무 종별을 검출하는 스텝을 구비한다.

또한, 본 발명의 일 또는 일 이상의 실시예에 따르면, 글래스판의 단부면의 결함 검출 방법은, 또한 반송 장치에 의해 글래스판의 측변이 반송 방향에 평행해지도록 글래스판을 반송하고, 상기 글래스판의 양 측변의 각 단부면 근방 위치에 적어도 C자형의 링 조명을 갖는 조명 장치와, 조명 장치에 의해 조사되는 단부면을 촬상하는 촬상 장치를 각각 배치하고, 촬상 장치에 의해 촬상한 단부면의 화상을 화상 처리 장치에 의해 처리하여 결함의 유무를 검출하는 스텝을 구비해도 좋다.

또한, 본 발명의 일 또는 일 이상의 실시예에 따르면, 글래스판의 단부면의 결함 검출 방법은, 또한 적어도 C자형의 링 조명을 갖는 상기 조명 장치와 조명 장치에 의해 조사되는 단부면을 촬상하는 촬상 장치를 로봇의 핸드에 설치하고, 상기 핸드를 글래스판의 외주 단부면을 따라서 순차적으로 이동시켜 글래스판의 단부면 부분을 순차적으로 촬상하고, 촬상한 화상 신호를 화상 처리 장치에 의해 순차적으로 처리하여 결함의 유무를 검출하는 스텝을 구비해도 좋다.

또한, 본 발명의 일 또는 일 이상의 실시예에 따르면, 글래스판의 단부면의 결함 검출 방법은 반송에 대해 고정된 제1 결함 검사 장치에 의해, 반송 중인 글래스판의 반송 방향과 평행한 측변의 단부면을 검사하고, 글래스판에 대해 이동 가능한 제2 결함 검사 장치에 의해, 반송 중인 글래스판의 상기 반송 방향과 평행한 측변 이외의 측변의 단부면을 검사하는 스텝을 구비할 수 있다. 상기 제1 결함 검사 장치와, 상기 제2 결함 검사 장치는 각각 C자형의 링 조명과 2대의 CCD 카메라를 구비한다.

본 발명의 일 또는 일 이상의 실시예에 따르면, 글래스판의 단부에 조사하는 광원의 배치로서, 종래와 같이 글래스 단부면의 외주측 방향, 혹은 단부면의 경사 상방, 또는 경사 하방의 한정된 각도로부터 조사하는 광원을 배치하고 있던 것 대신에, 글래스판의 단부를 C자형의 링 조명의 슬릿부 내에 직교하도록 헐겁게 삽입하고, 글래스판의 단부가 상기 링 조명의 중심축 위가 되도록 배치하였으므로, 글래스판의 단부의 상면으로부터 하면에 걸쳐서 단면이 원호형인 단부면에 균등하게 불균일 없이 광원을 조사할 수 있게 되어, 이 조명 배치에 글래스판의 경사 상방과 경사 하방의 2군데로부터 CCD 카메라로 상기 조명광이 불균일 없이 조사된 단부의 화상을 촬상하므로, 상기 단부의 손상, 절결부, 연마 잔류물, 미연마, 그을음 등의 각 결함의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 투과 조명을 글래스판의 상부 및 하부로부터 상기 단부를 향해 각 1세트 배치하고, 상기 투과 조명의 광학계와 상기 링 조명의 광학계가 서로 영향을 미치지 않는 배치로 하였으므로, 연삭이나 연마에 의해 단면이 원호형이 된 단부면과, 글래스판의 상면, 하면과의 경계선부에 발생하는 절결부나 이 빠짐에 대해서도 상기 단부면을 검출하는 CCD 카메라로 동시에 검출할 수 있으므로, 검사 장치의 설치 공간도 최소한이라도 좋다.

그 밖의 특징 및 효과는 실시예의 기재 및 첨부한 청구항으로부터 명백하다.

도1은 조명 수단과 촬상 수단의 배치를 도시하는 개략 측면도.

도2는 조명 수단과 촬상 수단의 배치를 도시하고, 링 조명을 2개 배치한 개략 평면도.

도3은 조명 수단과 촬상 수단의 배치를 도시하고, 링 조명을 1개로 한 개략 평면도.

도4는 촬상 수단의 배치를 도시하고, CCD 카메라를 3개 배치한 개략 측면도.

도5는 링 조명의 평면도.

도6은 링 조명의 종단면도.

도7은 제1 실시예의 결함 검출 장치의 정면도.

도8은 제1 실시예의 결함 검출 장치의 개요를 설명하는 전체도.

도9는 본 발명의 결함 검출 장치의 전체 구성을 도시하는 개요도.

도10은 CCD 카메라에 의해 촬상된 「절결부」 결함의 원화상.

도11은 CCD 카메라에 의해 촬상된 「절결부」 결함의 화상을 「명」 신호측의 상한 레벨에서 2치화한 화상.

도12는 CCD 카메라에 의해 촬상된 「연마 잔류물」 결함의 원화상.

도13은 CCD 카메라에 의해 촬상된 「연마 잔류물」 결함의 화상을 「암」 신호측의 하한 레벨에서 2치화한 화상.

도14는 제3 실시예의 결함 검출 장치의 측면도.

[부호의 설명]

1 : 결함 검출 장치

2 : 글래스판

2a : 단부면부

2b : 능선부(에지부)

2c : 글래스면

3 : CCD 카메라

4 : 화상 처리 수단

5 : 연산 처리 장치(컴퓨터)

6 : 상위 컴퓨터

8 : 표면 결함

9 : 에지 결함

10 : 조명 수단

11 : 링 조명

11a : LED 소자

12 : 슬릿부

13 : 확산 투과 조명

20 : 종프레임

21 : 설치 부재

22, 23 : 횡프레임

24, 25 : 설치 부재

26 : 반송 라인

본 발명의 실시예는 글래스판의 단부면 부분을 연삭 또는 연마하고, 능선 부분을 완만하게 한 글래스판(2), 혹은 단부면 부분의 단면 형상을 원호형으로 한 글래스판(2)을 수평 자세의 상태로 하고, 상기 단부면 부분의 결함을 검출하는 장치 를 제공한다.

특히, 액정 디스플레이용 글래스 기판이나 플라즈마 디스플레이용 글래스 기판 등의 표시용 글래스 기판 등은 그 제조 과정에 있어서의 가열, 냉각 등의 가혹한 조건에 의한 자폭 방지를 위해 글래스판의 단부면을 통상의 단부면에 비해 라운딩을 띤 단면 원호형의 단부면으로 하는 경우가 많고, 단부면이 둥글게 된 단면 형상에 맞춘 형상의 조명광을 조사하고, 라운딩을 띤 단부면부에 균일하게 조명광을 조사하여 검출 누락이 없는 결함의 검출이 필요하다.

본 발명의 결함 검사 장치(1)에 의한 검출 대상 결함은 글래스판의 라운딩을 띤 단부면부에 발생하는 「손상」, 「절결부」, 「연마 잔류물」, 「미연마」 및 「그을음」 등의 표면 결함(8)이고, 또한 상기 연삭 또는 연마에 의해 라운딩을 띤 단부면과 글래스판의 상하 양면과의 경계선 부분 근방에 발생하는 「이 빠짐」이나 「절결부」의 에지 결함(9)이다.

상기 결함(8, 9) 중, 「절결부」는 문자 그대로 에지부(2b)가 절결된 상태의 에지 결함(9)이고, 에지부(2b)에 발생하고, 형상은 상관없다. 또한, 「이 빠짐」이라 불리우는 결함은, 마찬가지로 에지부(2b)에 발생하고, 절결된 형상이 이 빠진 모양인 동심 반원형의 원호형으로 절결된 에지 결함(9)이고, 조명 장치(10)에 의해 조명광을 조사하면 상기 부분 전체에 하얗게 빛나는 결함이다(도10 참조).

또한, 「손상」은 마찰 손상이나 가는 선조의 손상으로 이루어지는 표면 결함(8)이고, 「그을음」이라 불리우는 결함은 글래스판(2)의 단부면 부분의 불투명 부분에 연마 시의 연삭구와 글래스판의 마찰열에 의해 글래스판의 연마면이 용융되 어 생기는 흰빛을 띠는 표면 결함(8)이고, 이들 결함은 글래스판(2)의 단부면(2a)의 표면에 발생한다.

또한, 「연마 잔류물」, 「미연마」의 결함에 대해서는 연마 부족, 혹은 도시하지 않은 연마 장치 등의 문제에 의해 연마되지 않았던 부분이고, 조명광을 조사해도 하얗게 빛나지 않고, 반대로 카메라(3)로 촬상한 화상이 검게 비치는 결함이고, 단부면 부분에만 발생하는 표면 결함(8)이다(도12 참조).

도1에 도시한 바와 같이, 글래스판(2)의 단부면보다 외측 방향이고, 또한 글래스판(2)의 상면 및 하면의 경사 방향의 2방향에 각각 적어도 1대의 CCD 카메라(3)로 이루어지는 촬상 장치를 배치하고, 상기 상하 양방향에 설치한 상기 CCD 카메라(3, 3)가 글래스판(2)의 단부면 부분의 대략 동일 부분을 촬상하도록 배치한다.

이 도1에 도시한 바와 같이, CCD 카메라를 2대 사용하는 경우에 있어서는, 상기 CCD 카메라(3)의 설치 각도는 글래스판면을 외측으로 연장한 방향을 기준으로 하여 표리 양면측에 30 내지 45도 정도의 각도로 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 글래스판을 수평으로 적재한 경우에는 수평면으로부터 상하 양방향으로 30 내지 45도 정도가 바람직한 각도가 된다.

또한, 도5에 도시한 바와 같이, 상기 카메라(3)가 촬상하는 글래스판(2)의 단부의 라운딩을 띤 단부면(2a)에 조명광을 조사 가능하게 슬릿부를 갖는 대략 C자형의 링 조명(11)을 배치하고, 상기 글래스판(2)의 단부면(2a)을 연삭 또는 연마에 의해 원호형으로 한 단부면(2a)과, 상기 링 조명(11)의 중심축이 대략 일치하도록 상기 링 조명(11)의 슬릿부(12) 내에 글래스판(2)의 단부면(2a)을 헐겁게 삽입하고, 상기 단부면(2a)의 단면 원호형부에 대응한 링 조명(11)의 각 부분으로부터 조사광을 조사시키고, 글래스판(2)의 단부에 있어서, 글래스판(2)의 면과 링 조명(11)은 직교한 상태이다.

이와 같이, 링 조명(11)과 글래스판(2)을 배치한 상태에서 글래스판(2)의 단부면을 상기 적어도 2대의 CCD 카메라(3)로 촬상한 화상 신호를 처리하여 상기 단부면부(2a)의 결함의 유무를 검출하고, 불량을 판정하는 화상 처리 장치(4)(도9 참조)를 설치하였다.

도3에 도시한 바와 같이, 상기 대략 C자형의 링 조명(11)을 글래스판(2)의 단부면(2a)에 1군데만 배치하고, 링 조명(11)의 중심축 상에서 링 조명(11)으로부터 약간 어긋난 위치에 링 조명(11)의 조명광을 조사하고, 상기 조명광으로 조사된 단부면 부분을 CCD 카메라(3)로 촬상하도록 하였지만, 도2에 도시한 바와 같이 상기 글래스판(2)의 단부면(2a)의 결함 검사 대상 부분의 좌우 양측 근방 위치에 2군데 헐겁게 삽입하고, 상기 2군데의 링 조명(11, 11)에 의한 조사광의 조사 위치를 대략 일치시키고, CCD 카메라(3)에 의한 촬상 대상 부분이 되도록 배치하면, 글래스판(2)의 단부면부(2a)의 조도 불균일이 없어져 보다 바람직하다. 이 경우, 2개의 링 조명의 설치 간격은 카메라의 시야각을 확보한 후 60 내지 90 ㎜정도의 범위가 바람직하다.

이와 같이 글래스판(2)의 라운딩을 띤 단부면부(2a)에 C자형의 링 조명(11)의 슬릿부(12)에 헐겁게 삽입하고, 단부면부(2a)의 위치와 링 조명(11)의 중심축의 위치를 대략 일치시켰으므로, 상기 단부면(2a)의 단면 형상이 원호형이라도, 상기 단부면(2a)에 불균일 없이 조명광이 조사된다(도1 내지 도6 참조).

이와 같은 상태에 있어서, 상기 수평 자세의 글래스판(2)의 상하의 면과, 종자세로 한 링 조명(11)의 원형의 가상면, 즉 링 조명(11)의 LED 조명 설치측의 외경에 의해 형성되는 면과는, 직교하는 위치 관계에 있고, 또한 글래스판(2)의 단부면부의 접선과 링 조명(11)의 원형의 가상면과도 직교 상태에 있다.

상기 링 조명(11)에 의한 조명계에 의해, 글래스판(2)의 단부면(2a)의 원호형면에 발생하는 연마에 의한 결함에 대해서는 조명광이 대략 균등하게 충분히 조사되어 손상, 절결부, 연마 잔류물, 미연마, 그을음 등의 결함의 검출이 가능하지만, 연삭이나 연마에 의해 단면이 원호형이 된 단부면(2a)과, 글래스판(2)의 상면, 하면과의 경계선인 능선부(2b)에 발생하는 절결부나 이 빠짐(이 빠진 모양)에 대해서는 조명광이 충분히 조사되지 않아 검출 누락이 발생할 수 있다.

이로 인해, 상기 능선부(2b)의 결함에 대해서도 확실하게 검출하기 위해, 도1, 도2에 도시한 바와 같이 상기 링 조명 외에 상기 글래스판(2)의 상방, 하방 위치에 있어서, 또한 상기 글래스판(2)의 단부 위치에서 볼 때 상하 경사의 2방향 위치에 확산 투과 조명(13, 13)을 설치하고, 상기 확산 투과 조명(13, 13)의 광축을, 상기 CCD 카메라(3)의 광축과 약간 어긋난 각도 위치로 하여, 글래스판의 원호형 단부면과 상하 양면의 경계 부분에 확산 투과 조명(13, 13)으로부터의 광원이 조사되도록 배치하였다.

상기 확산 투과 조명(13)은, 도1 내지 도3에 도시한 바와 같이 글래스판(2) 의 표리 양면으로부터 이격된 방향으로부터 경사 방향으로 확산 투과 조명(13)의 조명광을 입사시키고, 글래스판(2)의 원호형의 단부면(2a)과, 상기 단부면(2a)과 글래스면의 경계선 부분(능선 부분)(2b)에 조사되도록 하고, 확산 투과 조명(13)의 발광면이 각각 글래스판(2)의 반대면측에 배치된 카메라(3)의 시야 내에 1/5 내지 1/4 정도의 면적을 차지하도록 세팅한다.

이 범위로 한 이유는 상기 확산 투과 조명(13)의 발광면이 카메라(3)의 시야로 들어가는 면적이 1/4보다 크면, 능선부의 절결부나 이 빠짐은 확산 투과 조명과 동화되어 구별되지 않게 되고, 또한 글래스판을 반송시켜 결함의 검출을 행하는 경우에는 글래스판이 많고 적음에 상관없이 사행하여 반송될 가능성도 있기 때문이다.

또한, 상기 확산 투과 조명(13)의 발광면이 카메라(3)의 시야로 들어가는 면적이 1/5보다 적으면, 능선부(2b)의 이 빠짐이나 절결부가 빛나지 않게 되어, 마찬가지로 결함의 검출을 할 수 없게 되기 때문이다.

또한, 글래스판(2)을 수평 자세로 한 경우로 상세하게 서술하면, 예를 들어 글래스판(2)보다도 상방에 설치한 확산 투과 조명(13)에 의한 조명광은 글래스판(2)의 단부면(2a)과, 상기 단부면(2a)과 글래스판(2)의 하면(2c)과의 경계선 부분에 주로 조사되도록 하고, 글래스판(2)보다도 하방에 설치한 확산 투과 조명(13)에 의한 조명광은 글래스판(2)의 단부면(2a)과, 상기 단부면(2a)과 글래스판(2)의 상면과의 경계선 부분에 주로 조사되도록 하였다.

상기 확산 투과 조명(13)은 LED 소자(발광 다이오드 소자)를 복수개 2차원적 으로 종횡으로 배열한 것을 이용하지만, 확산 투과 조명(13)의 카메라측에 면한 폭, 즉 단부면에 평행한 변은 카메라 시야의 2배 이상의 폭을 갖는 것이 바람직하고, 또한 높이는 상기 확산 투과 조명(13)으로부터의 발광면이 각각 글래스판의 반대면측에 배치된 카메라(3)의 시야 내에 1/5 내지 1/4 정도의 면적을 차지하는 관계의 크기이면 된다.

또한, 상기 C자형의 링 조명(11)은 광원 부분이 180도 이상인 각도에 걸친 반원 이상의 형상이면 좋지만, 바람직하게는 글래스판(2)의 단부를 헐겁게 삽입할 수 있는 슬릿부(12)를 제외한 다른 부분을 광원으로 한 광범위의 것으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 링 조명(11)은 고주파 형광등 등을 C자형으로 한 것이라도 좋지만, 제작의 용이성, 수명, 파손 등을 고려하면, 도5, 도6에 도시한 바와 같이 다수의 LED 소자(11a, 11a ‥)를 복수열 동심 원형으로 배열하고, 각 LED 소자(11a, 11a ‥)의 조사 방향이 링 조명(11)의 중심축 상의 대략 동일 부분에 조사 가능하게 배열한 C자형의 조명으로 하는 것이 좋다. 이 경우, 다수의 LED 소자(11a, 11a‥)의 각 광축에 의한 형상이 원추 형상이 된다.

상기 링 조명(11)의 LED 소자의 설치 각도는 2개의 링 조명(11, 11)을 대향시켰을 때에 2개의 링 조명(11, 11) 사이의 바람직한 간격 60 내지 90 ㎜를 고려하면, 수평 방향으로부터 10 내지 45도로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 도1 내지 도3에 도시한 바와 같이 글래스판(2)의 단부면(2a)에 배치한 링 조명(11)에 의한 조명계와, 글래스판(2c)의 상하 경사 방향으로부터의 확산 투과 조명(13)에 의한 조명계의 2계통의 조명계에 의해, 조사된 라운딩을 띤 단부면 부분(2a) 및 글래스판의 상면, 하면(2c)과의 경계 근방 부분을 동시에 적어도 2대의 CCD 카메라(3, 3)로 촬상하고, 얻게 된 각각의 화상을 화상 처리 장치(4)(도9 참조)에서 처리하여 결함의 유무를 판별한다.

또한, 상기 글래스판(2)의 경사 상부측에 설치한 카메라(3)는 글래스판(2)의 단부의 연마된 라운딩을 띤 단부면 부분(2a)과, 상기 단부면 부분(2a)과 글래스판(2)의 상면과의 경계 근방 부분과의 양 부분을 촬상 대상으로 하여, 단부면 부분(2a)과 글래스판(2)의 하면과의 경계 근방 부분에 대해서는 라운딩을 띤 단부면(2a)의 연마 부분에 의해 시야가 차단되어 있으므로 촬상 곤란하다.

또한, 상기와 마찬가지로, 글래스판(2)의 경사 하부측에 설치한 카메라(3)는 글래스판(2)의 단부의 연마된 라운딩을 띤 단부면 부분(2a)과, 상기 단부면 부분(2a)과 글래스판(2)의 하면과의 경계 근방 부분과의 양 부분을 촬상 대상으로 하여, 단부면 부분(2a)과 글래스판(2) 상면과의 경계 근방 부분에 대해서는 라운딩을 띤 단부면(2a)의 연마 부분에 의해 시야가 차단되어 있으므로 촬상 곤란하다.

상기 CCD 카메라(3)에 의해 촬상된 화상은 이하와 같이 처리된다.

글래스판(2)의 단부의 연삭이나 연마에 의해 라운딩을 띤 단부면(2a)은 연마재에 의해 미소한 마찰 손상의 집합체이고, 간유리형으로 되어 있고, 카메라(3)로 촬상한 화상은 회색빛을 띠고 사출된다. 상기 단부면(2a)을 CCD 카메라(3)로 촬상한 원화상을, 예를 들어 256 계조의 농담 레벨에서 가장 어두운 농담 레벨을 0, 가장 밝은 농담 레벨을 255로 하면, 「손상」, 「이 빠짐」, 「절결부」, 「그을음」 등의 결함에 대해서는, 도10에 도시된 바와 같이 농담 레벨이 「명」측인 레벨 A 이상의 「명」 신호가 되어 하얗게 사출되고, 「미연마」 및 「연마 잔류물」의 결함은, 도12에 도시된 바와 같이 농담 레벨이 「암」측의 레벨 B 이하인 「암」 신호가 되어 검게 사출된다.

이로 인해, 촬상한 원화상(도10 참조)을 설정한 상한의 농담 레벨에서 2치화하고, 결함 부분을 「명」, 정상 부분을 「암」으로 하여, 얻게 된 2치화 화상(도11 참조)에 대해 라벨링을 행하고, 결함 부분인 「명」이 되는 화소의 위치, 크기에 따라서 「손상, 그을음」의 「표면 결함」과, 「이 빠짐, 절결부」의 「에지 결함」의 종류를 판별한다.

즉, 라벨링 후의 「명」 신호의 위치와 단부면 가공부의 에지와의 거리로부터 각각 결함의 종류를 판별할 수 있다. 예를 들어, 결함이 단부면 가공부에 포함되는 경우에는, 「손상, 그을음」인 「표면 결함(8)」으로 간주하고, 단부면 가공부의 에지를 걸치고 있거나, 또는 에지보다도 외측에 있는 경우에는 「이 빠짐, 절결부」인 「에지 결함(9)」으로 간주한다.

마찬가지로, 촬상한 원화상(도12 참조)을 설정한 하한의 농담 레벨에서 2치화 후 반전 처리하고, 하한 레벨 이하의 결함 부분을 「명」, 정상 부분을 「암」으로 하여 얻게 된 2치화 화상(도13 참조)에 대해 라벨링을 행하고, 결함 부분인 「명」이 되는 화소의 위치, 크기에 따라서「미연마」 및 「연마 잔류물」의 결함으로 판별하고, 결함의 유무 및 종류를 판별하였다.

상기 설정한 상한 레벨, 하한 레벨은 글래스판(2)의 품종마다 경험적으로 설 정한 것이고, 필요에 따라서 자유자재로 설정 변경을 할 수 있다.

또한, 상기 「표면 결함(8)」과 「에지 결함(9)」의 판정 기준 이외에, 각 CCD 카메라로 촬상한 글래스판의 단부면의 화상의 시야마다 글래스판의 연마면의 거칠기 등의 면 질의 검사를 행한다. 이 경우, 시야 내의 휘도의 적산치를, 시야 내의 화소(면적치)로 제산하여 평균 농도를 구하고, 상기 평균 농도와 설정 입력한 기준치를 비교하여 기준 이상을 결함으로 하는 판정 기준에 맞추어 행한다.

이 경우, 연마면의 결이 거칠어져 하얗게 찍히는 경우에는 면 질이 좋지 않으므로 결함 취급으로 하고, 연마면이 결이 가늘고 검게 찍히는 경우에는 면 질이 기준치 내이고, 양품이라 판정한다.

상기 CCD 카메라(3)는 적어도 2대 설치하였지만, 각 CCD 카메라(3)마다 촬상한 원화상을 화상 처리 장치(4)에 취입하고, 상기 취입한 원화상에 대해 「명」측의 상한 레벨과, 「암」측의 하한 레벨의 2개의 설정 레벨의 각각에 대해 따로따로 2치화 처리하여 결함의 유무를 판별한다.

농담 레벨이 하한 레벨로부터 상한 레벨 내의 중간에 있는 화소는 결함이 없는 정상 범위라고 인식하지만, 상한 레벨을 초과한 경우나, 하한 레벨 이하가 된 경우에 있어서도 위치, 크기에 따라서는 정상 범위로 간주하는 경우도 있고, 품종마다 미리 설정한 상한 레벨, 하한 레벨 및 그 밖의 판정 기준을 기초로 하여 불량을 판별하면 된다.

상기 CCD 카메라(3)는 2차원의 영역 카메라로 하지만, 라인 카메라를 사용할 수도 있다. 이 경우, 필요가 있으면, 라인 카메라에 의해 주사한 화상 데이터를 연산 처리 장치(5)(도9 참조)에 기억시키고 2차원의 영역에 조립하여 처리하도록 해도 좋다.

상기 대상이 되는 글래스판(2)은 단부 모서리부에 모따기 가공이나 단부면 연마를 실시한 글래스판 전반을 대상으로 하지만, 특히 단부면이 라운딩을 띤 단면 형상으로 하는 액정 디스플레이용 글래스 기판이나 플라즈마 디스플레이용 글래스 기판, 필드 에미션 디스플레이 기판, 유기 EL 등의 플랫 디스플레이 패널 등의 직사각형의 각종 디스플레이 기판에 대해 유효하고, 또는 차량용 창유리판과 같은 이형 형상의 글래스판이라도 좋다.

또한, 글래스판(2)의 단부면(2a)의 결함 검사를 전체 주위에 걸쳐서 행하는 방법으로서는, 도8에 도시된 바와 같이 반송되는 글래스판(2)의 반송 방향과 평행한 2변의 각 위치에, 적어도 상기 링 조명(11)과 적어도 2개의 CCD 카메라(3, 3)로 이루어지는 결함 검출 장치(1)를, 글래스판(2)을 사이에 두도록 고정 설치하고, 글래스판(2)이 상기 결함 검출 장치(1)를 통과할 때에 글래스판(2)의 2변의 단부면(2a)을 순차적으로 검사한 후에, 글래스판(2)의 미검사의 2변이 반송 방향과 평행이 되도록 반송 방향을 90도 변환하고, 상기 미검사의 2변의 각 위치에 상기와 동일한 조명계와 카메라(3)로 이루어지는 결함 검출 장치(1)를 각각 배치하고, 글래스판이 상기 결함 검출 장치(1)를 통과할 때에 글래스판의 2변의 단부면(2a)을 순차적으로 검사하면 된다.

혹은, 상기한 적어도 링 조명(11)을 구비한 조명 장치(10)와 CCD 카메라(3)로 이루어지는 촬상 장치를 도시하지 않은 다관절 로봇의 도시하지 않은 핸드에 설 치하고, 상기 핸드를 글래스판(2)의 외주 단부면을 따라서 순차적으로 이동시켜 글래스판(2)의 단부면 전체 주위를 순차적으로 촬상하고, 각 촬상한 화상 신호를 화상 처리 장치(4)에 의해 단부면부(2a)의 결함의 판별을 행하도록 해도 좋다. 또한, 조명 장치와 촬상 장치는 조명 장치와 촬상 장치를 이동시킬 수 있는 수단이면, 다관절 로봇의 핸드가 아니라도, 통상의 로봇(예를 들어, 직접 이동 시스템)의 핸드에 설치되어도 좋다.

또한, 글래스판을 반송 중에 반송 방향에 평행한 2변의 단부면을, 제1 결함 검출 장치에 의해 검사하고, 글래스판이 정지되어 있을 때에 상기 2변과 직교하는 나머지의 2변의 단부면을 제2 결함 검출 장치에 의해 검사하도록 해도 좋다.

상기 글래스판을 반송하면서 결함의 검출을 행하는 경우에는, 반송 라인 상을 수평 자세로 반송하는 것이 바람직하지만, 경사 컨베이어 상을 경사 자세로 반송하면서 결함의 검출을 행할 수도 있다.

또한, 상기 상세한 설명 중에 있어서, 글래스판을 수평 자세로 반송하는 경우에, 글래스판의 상하 위치, 상하 방향과 기재한 것에 대해 경사 자세로 반송하는 경우에 있어서는, 글래스판의 표리 위치, 표리 방향, 혹은 전후 위치, 전후 방향으로 바꿔 읽는 것으로 한다.

또한, 촬상 장치로서, CCD 카메라(3)를 3대 배치하는 경우에는, 도4에 도시한 바와 같이 글래스판을 수평으로 적재한 예로 설명하면 1대의 CCD 카메라(3)는 글래스판면을 외측으로 연장한 각도 0의 수평 방향, 또한 글래스판(2)의 검사 대상변과 직교하는 방향에 배치하여 단부면의 검사 대상 부분을 촬상하고, 다른 2대는 글래스판면의 상기 단부의 직상 방향 및 직하 방향에 배치할 수도 있다.

이 경우에는, 수평 방향에 배치한 CCD 카메라(3)로 글래스판의 원호형의 단부면의 결함의 검사를 행하여 상하에 배치한 2대의 CCD 카메라(3, 3)로 각각 단부면부(2a)와 글래스판면의 경계선부(2b)의 근방의 결함의 검사를 행하면 좋다.

이하, 본 발명의 작용에 대해 설명한다.

도5, 도6에 도시한 바와 같이, 링 조명(11)의 일부를 슬릿형으로 절결한 C자형의 링 조명(11)으로 하고, 상기 슬릿부(12) 내에 상기 글래스판(2)의 단부면부(2a)를 헐겁게 삽입하도록 한 것으로, 단면 형상을 대략 원호형으로 한 단부면 형상의 각 부분에 원호형으로 배열한 각 LED 소자(11a)로부터의 조명광이 비교적 동일 조건으로 균등하게 조사된다.

즉, 도6에 도시한 바와 같이, 상기 링 조명(11)은 원추 형상과 같이 링 조명(11)의 중심축으로부터 조금 어긋난 방향을 향해 LED 소자(11a)에 의한 조명광이 집중하여 조사되도록 하고 있으므로, 링 조명(11a)에 의해 조사되는 단부면 부분(2a)은 조사 불균일이 없어, 양호한 조명 조건 하에서 상기 부분을 CCD 카메라(3)로 촬상할 수 있으므로 결함의 검출 누락이 적은 검사가 가능하다.

또한, 링 조명(11)의 조사 위치 방향은 링 조명(11)의 중심축 상에 있어서, 링 조명(11)의 중심으로부터 약간 어긋난 위치에 조사하는 것이 좋지만, 링 조명(11)의 중심 위치로 하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 카메라의 링 조명을 피하고, 경사 횡측으로부터 들여다 보도록 단부면을 경사 방향으로부터 촬상하면 된다.

또한, 이 조명의 조사 위치가, CCD 카메라(3)가 촬상하는 시야와 일치하는 위치로 하는 것이 필요하다. 게다가, 상기 위치가 글래스판(2) 단부의 단면이 원호형인 단부면(2a) 위치가 되므로, 글래스판(2)의 원호형의 단부면(2a)에는 링형 조명(11)에 의해 균등하게 조명을 조사할 수 있다.

또한, 도2, 도3에 도시한 바와 같이, 링 조명(11)의 중심으로부터 약간 어긋난 상기 단부면(2a) 위치에 광원을 조사하면, 카메라(3)를 글래스판의 단부면부(2a)의 접선 방향에 대해 직각 방향으로부터 촬상할 수 있으므로, 검출 정밀도가 높아, 바람직하다.

링 조명(11)의 대략 중심이 되는 상기 단부면(2a) 위치에 광원을 조사한 경우, 글래스판(2)의 단부면부(2a)를 링 조명(11)의 설치 부재에 의해 차단하기 위해, 단부면부(2a)의 접선 방향에 대해 직각 방향으로 카메라(3)를 배치할 수 없고, 링 조명(11)을 피해 경사 횡측으로부터 들여다 보도록 단부면을 경사 방향으로부터 촬상해야만 하게 되어, 검출 조건이 저하되므로 바람직하지 않다.

도3에 도시한 바와 같이, 글래스판(2)의 단부면부(2a)에 상기 링 조명(11)을 1군데만 배치한 경우에 대해서도 단부면(2a)의 결함을 충분히 검출할 수 있지만, 도2에 도시한 바와 같이 상기 글래스판의 단부면의 결함 검사 대상 부분의 좌우 양측 근방 위치에 2군데 헐겁게 삽입하고, 상기 2군데의 각 링 조명의 조사광의 조 사 위치가 상기 결함 검사 대상 부분과 대략 일치하도록 조명광을 조사시켜 CCD 카메라(3)에 의한 촬상 대상 부분이 되도록 배치하면, 글래스판(2)의 단부로의 조도 불균일이 더 없어지므로, 보다 바람직하다.

또한, 도1 내지 도3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 결함 검출 장치(1)에 있어서, 적어도 C자형의 링 조명(11)에 의해 조사된 판글래스(2)의 단부면 에지부와 직교하는 방향으로부터 CCD 카메라(3)를 향하고, 또한 상기 단부면 에지부와 글래스면(2c)의 경계선부에 투과광에 의한 조명광을 조사시켜 상기 CCD 카메라(3)로 촬상하는 것이지만, 촬상한 화상 중에 결함이 없으면, 연마 부분이 불투명 부분이므로 산란되어, 카메라(3)에 입사하는 광량이 저하되어 회색이 되지만, 「절결부」 등의 결함이 있으면 렌즈 효과를 나타내 밝게 빛나므로 명신호로서 파악할 수 있어, 불량의 판별을 할 수 있다.

(제1 실시예)

검사 대상의 글래스판(2)은 작은 크기의 글래스판으로부터 큰 크기의 글래스판, 예를 들어 1변의 사이즈가 300 ㎜ 정도로부터 2000 ㎜ 정도의 직사각형의 글래스판이고, 글래스판(2)의 단부면부(2a)는 라운딩을 띤 단면 원호형으로 단부면 가공되어 있다.

도8에 도시한 바와 같이, 글래스판의 반송 라인(26)의 양 사이드에, 도7에 도시한 바와 같은 글래스판의 단부면 검사 장치(1)를 설치하였다. 촬상 장치인 카메라(3)는 2차원의 CCD 영역 카메라를 2대 사용하고, 각 카메라(3)의 시야는 20 ㎜× 20 ㎜ 정도로부터 50 ㎜ × 50 ㎜ 정도의 시야 사이즈를 갖고, 카메라(3)의 설치 각도는 수평면으로부터 상하 양 방향으로 30 내지 45도이고, 카메라(3)는 기판의 에지가 시야의 센터에 오도록 종프레임(20)에 설치 부재(21)를 통해 세팅하였지만, 설치 각도는 조정 가능하다.

도2에 도시한 바와 같이, 상기 조명 장치(10)인 링 조명(11)은 시판의 링 조명(11)의 일부를 슬릿형으로 가공하여 C자형으로 한 것을 이용하고, 복수개의 LED 소자(11a, 11a, ‥)를 2 내지 3열이고, 동심 원형으로 등간격의 피치로 배열하고, 각 LED 소자의 조사 방향은 중심축에 대해, 예를 들어 15도 경사져 있고, 각 LED 소자(11a, 11a, ‥)의 광축이 원추 형상으로 되어 있다. 또한, 2개의 링 조명(11, 11) 사이의 간격을, 예를 들어 80 ㎜로 하였다.

또한, 도7에 도시한 바와 같이, 상기 종프레임(20)과 직교하고, 수평 방향으로 연장시킨 2개의 횡프레임(23, 23)을 글래스판의 상하의 2군데에 고정하고, 상기 링 조명(11)은 설치 부재(24)를 통해 상방측의 횡프레임(23)에 설치하였다.

상기 글래스판(2)의 단부의 라운딩을 띤 단부면(2a)에는 링 조명(11)에 의한 조명광을 균일하게 조사 가능하게 슬릿부를 갖는 대략 C자형의 링 조명(11)을 배치하고, 상기 글래스판(2)의 단부면(2a)을 상기 링 조명(11)의 슬릿부(12) 내에 헐겁게 삽입하고, 단부면부(2a)가 링 조명(11)의 중심축 상에 배치되도록 하였다.

도8에 도시된 바와 같이, 글래스판(2)은 반송 라인(26)에 의해 반송되면서 반송 라인(26)의 양측부에 설치한 상기 링 조명(11)의 슬릿부(12) 내를 단부면부가 헐겁게 삽입되도록 통과하고, 헐겁게 삽입할 때에 링 조명(11)의 각 LED 소자(11a, 11a‥)에 의해 조사된 글래스판(2)의 단부를 CCD 카메라(3)로 촬상하고, 카메라 1대마다 화상을 처리하고, 농담 레벨을 기초로 하여 결함의 판별을 행한다.

또한, 확산 투과 조명(13)을 글래스판(2)의 상하 양 방향에 수평면으로부터 15도의 각도로, 투과 조명광의 조명이 글래스판의 원호형의 단부면과, 상기 단부면과 글래스면의 경계선 부분에 조사되도록 하고, 확산 투과 조명(13)의 발광면이 카메라(3) 시야의 1/5 내지 1/4 정도를 차지하도록 세팅하였다.

또한, 도7에 도시한 바와 같이, 상기 확산 투과 조명(13, 13)은 각각 설치 부재(25, 25)를 통해 글래스판(2)의 단부의 상하에 설치한 횡프레임(23, 23)에 설치되어 있다.

상기 확산 투과 조명(13)은 LED 소자를 2차원적으로 종횡으로 복수개 배열한 것 위에 조명 불균일을 방지하기 위해, 유백색의 확산판을 더 설치하였다. 또한, LED 소자로 한정되지 않고, 형광등 등의 조명도 행한다.

또한, 상기 글래스판(2)은 반송 라인(26) 상을, 예를 들어 일정 속도로 반송되어 글래스판(2)의 단부를 카메라의 시야 폭에 따른 피치 단위로 구획하여 CCD 카메라(3)로 촬상하고, 촬상한 각 화상마다 결함 검사를 행한다.

또한, 본 실시예에서는 영역 카메라(3)를 이용하였으므로, 촬상하는 시야는 상기 구획된 영역인 피치 폭마다 촬상하지만, 카메라(3)가 촬상하는 영역은 피치 폭보다도 약간 큰 영역으로서, 얻게 된 화상의 경계 근방을 중합하여 검사 누락이 일어나지 않도록 연속한 단부면의 검사를 행한다.

이하, 글래스판(2)의 검사의 흐름에 대해 구체적으로 설명한다.

우선, 도8에 도시한 바와 같이, 직사각형의 글래스판(2)이 반송 라인(26)에 의해 반송되어 상기 결함 검출 장치(1)에 접근하면, 도시하지 않은 제어 장치로부터 조명 장치(10)의 링 조명(11) 및 확산 투과 조명(13)을 점등시킨다. CCD 카메 라(3)가 촬상한 시야에 글래스판(2)이 반입되고, 글래스판(2)의 단부면(2a)의 선단부 코너부를 검출하면, 상기 코너부를 단부면(2a)의 검사 영역의 개시 위치로서 코너부의 약간 어긋난 위치로부터 화상을 화상 처리 장치(4)로 취입한다.

도9에 도시한 바와 같이, CCD 카메라로부터 화상 처리 장치(4)에 취입된 화상에 대해, 미리 설정 등록한 글래스판(2)의 판두께 정보와 한쪽 카메라(3)가 촬상한 에지(2b)의 편측으로부터 다른 쪽 에지(2b)를 산출하여 계측 대상 영역을 결정한다. 상기 계측 대상 영역의 원화상의 농담 256 계조의 화상에 대해, 미리 설정 입력된 「명」측의 상한 레벨, 예를 들어 농담 레벨의 상한 레벨이고 촬상한 원화상을 2치화한 화상에 대해 라벨링을 행하여, 사출된 「명」 신호의 위치와 단부면 가공부(2a)의 에지(2b)와의 거리로부터 결함 종류를 판별한다.

예를 들어, 결함이 단부면 가공부(2a)에 포함되는 경우에는 「손상, 그을음」인 「표면 결함(8)」으로 간주하고, 단부면 가공부(2a)의 에지(2b)를 걸치고 있거나, 또는 에지(2b)보다도 외측에 있는 경우에는 「이 빠짐, 절결부」인 「에지 결함(9)」으로 간주하여 연산 처리 장치(컴퓨터)(5)에 기억한다.

마찬가지로, 설정한 하한 레벨, 예를 들어 농담 레벨의 하단 레벨에서 촬상한 원화상을 2치화 후 반전 처리하고, 하한 레벨 이하의 결함 부분을 「명」, 정상 부분을 「암」으로 하여 얻게 된 2치화 화상에 대해 라벨링을 행하고, 결함 부분인 「명」이 되는 화소의 위치, 크기에 따라서 「미연마」 및 「연마 잔류물」의 결함이라 판별하고, 결함의 유무 및 종류를 판별하였다.

다른 한쪽에 설치한 카메라(3)에 대해서도, 상기와 동일한 처리를 행한다.

또한, 상기 글래스판(2)은 반송 라인(26) 상을 일정 속도로 반송되어 글래스판(2)의 단부를 카메라의 시야 폭의 피치 단위로 구획하고, CCD 카메라(3)로 촬상 검사하지만, 촬상하는 각 화상의 전단부, 후단부의 경계 근방을 약간 중합하여 후단부측의 단부면 코너가 검출될 때까지 검사를 행한다.

글래스판(2)의 2변의 단부면의 검사가 종료되면, 글래스판(2)의 미검사의 2변이 반송 방향과 평행해지도록 반송 방향을 90도 변환하고, 상기 미검사의 2변의 각 위치에 상기와 동일한 조명계와 카메라(3)로 이루어지는 결함 검출 장치(1)를 각각 배치하고, 글래스판(2)이 상기 결함 검출 장치(1)를 통과하면서 글래스판(2)의 2변의 단부면(2a)을 순차적으로 검사하면 좋다.

이와 같이 하여, 글래스판의 4변에 대해 결함의 검산을 행하여, 얻게 된 데이터를 상위 컴퓨터에 기억시키면 관리가 용이하다.

(제2 실시예)

제2 실시예는 조명 장치와 촬상 장치 등의 검사 장치를 글래스판의 전체 주위를 따라서 구동시키고, 고정한 글래스판(2)의 외주 단부면의 결함의 검사를 연속해서 행하도록 한 점이 제1 실시예와 다르다.

글래스판(2)에 대한 조명 장치(10)나 촬상 장치의 방향 각도 등의 배치 조건 등은 제1 실시예와 동일한 조건이 되도록 하고, 얻게 된 화상의 처리 장치 등의 그 밖의 것에 대해 제1 실시예와 완전히 동일하다.

글래스판의 전체 주위를 따라서 구동시키는 장치는 조명 장치와 촬상 장치를 도시하지 않은 다관절 로봇의 도시하지 않은 핸드에 설치하고, 상기 핸드를 글래스 판의 외주 단부면을 따라서 순차적으로 이동시켜 글래스판의 단부면 부분을 촬상하고, 촬상한 화상 신호를 화상 처리 장치에 의해 판별 처리하여 결함의 유무를 검출한다.

또한, 반송 라인 도중에 검사를 행하는 경우, 글래스판을 일단 정지시켜 글래스판의 전체 주위에 상기 조명 장치와 촬상 장치 등의 검사 장치를 이동 가능한 공간을 확보할 필요가 있으므로, 글래스판의 중심 부근에서 지지하여 상승시키는 등의 기구를 설치하면 좋다.

(제3 실시예)

도14는 제3 실시예에 관한 글래스판의 단부면의 결함 검출 장치를 도시한다. 결함 검출 장치는 이동하는 글래스판(102)의 제1 변과, 제3 변과의 단부면을 검사하기 위한, 고정된 제1 결함 검사 장치(101U, 101L)와, 정지한 글래스판(102)의 제2 변과, 제4 변과의 단부면을 검사하기 위한, 이동 가능한 제2 결함 검사 장치를 구비한다. 또한, 글래스판(102)은 직사각형이며, 제1 변과 제3 변은 평행하고, 제2 변과 제4 변은 평행하고, 제1 변과 제3 변은 제2 변과 제4 변과 수직이다.

글래스판(102)은 반송 장치(120) 상을 반송된다. 반송 장치(120)는 글래스판(102)을 경사 자세로 반송하는 방식이라도, 글래스판(102)을 수평 자세로 반송하는 방식이라도 좋다. 반송 장치(120)의 반송로의 양측에는 글래스판(102)의 반송 방향과 평행한 2변의 단부면(제1 변과, 제3 변)을 검사하기 위한 제1 결함 검사 장치(101U, 101L)가 설치된다. 글래스판(102)을 경사 자세로 반송하는 경우에는, 제1 결함 검사 장치는 상기 제1 변에 해당하는 상변을 검사하는 상부 결함 검사 장 치(101U)와, 상기 제3 변에 해당하는 하변을 검사하는 하부 결함 검사 장치(101L)로 이루어진다. 제1 결함 검사 장치(101U, 101L)는 각각 조명 장치(111)와, 촬상 장치(103)를 구비한다. 글래스판(102)이 제1 결함 검사 장치(101U, 101L)에 대응하는 위치를 통과할 때에 제1 결함 검사 장치(101U, 101L)는 글래스판(102)의 반송 방향과 평행한 2변의 단부면을 검사한다.

반송 장치(120)에 의해 반송된 글래스판(102)은 제2 결함 검사 장치(201R, 201L)에 대응하는 위치에서 정지한다. 정지한 글래스판(102)의 제2 변과 제4 변의 단부면은 제2 결함 검사 장치(201R, 201L)에 검사된다. 제2 결함 검사 장치(201R, 201L)는 각각 조명 장치(211)와, 촬상 장치(203)를 구비한다. 제2 결함 검사 장치(201R, 201L)는 도시하지 않은 로봇의 도시하지 않은 핸드에 설치되고, 글래스판(102)의 제2 변과 제4 변에 평행하게 이동 가능하다. 제2 결함 검사 장치(201R, 201L)는 글래스판(102)의 제2 변과 제4 변을 따라서 이동하고, 제2 변과 제4 변의 단부면을 검사한다. 또한, 글래스판(102)이 경사 자세로 반송되고, 경사 자세로 정지되어 있는 경우에는, 제2 변이 우변, 제4 변이 좌변에 대응하고, 제2 검사 장치(201R, 201L)는 경사 방향의 상하로 이동한다. 또한, 반송이 종료되었을 때에 글래스판(102)을 반송 장치(120)로부터, 제2 결함 검사 장치(201R, 201L)를 구비하는 검사 장치 상으로 이동시켜도 좋다.

또한, 제3 실시예에 있어서, 조명 장치(111, 211)와 촬상 장치(103, 203)는 제1, 제2 실시예의 조명 장치(11), 촬상 장치(3)와 마찬가지로, 제1, 제2 실시예와 마찬가지로 조명 장치(111, 211)와 촬상 장치(103, 203)를 이용하여 글래스판의 단 부면의 결함을 검출한다.

본 발명을 상세하고 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 기술 사상과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 추가할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 명백하다.

본 출원은 2005년 2월 10일 출원의 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제2005-034238)을 기초로 하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.

본 발명의 일 또는 일 이상의 실시예의 결함 검출 장치 및 결함 검출 방법은 단부면 부분이 연마되어 원호형의 단부면 혹은 시이밍면을 갖는 글래스판의 단부면 부분의 결함을 검출한다.

Claims (14)

1. 글래스판의 단부면보다 외측이고 또한 표리 양면의 경사 2방향으로부터 글래스판의 단부면 부분을 촬상하는 적어도 2대의 CCD 카메라를 갖는 촬상 장치와,

   중심축 방향으로 조명광을 조사 가능하고 슬릿부를 갖는 C자형의 링 조명을 적어도 갖는 조명 장치와,

   상기 CCD 카메라로 촬상한 촬상 신호를 처리하여 상기 단부면부의 불량을 판정하는 화상 처리 장치를 구비하고,

   글래스판은 상기 단부면이 상기 링 조명의 중심축과 일치하도록 상기 슬릿부 내에 헐겁게 삽입되고,

   상기 조명 장치는 상기 단부면에 조사광을 조사하고,

   상기 단부면을 상기 촬상 장치에 의해 촬상하여 얻게 된 화상 신호를 상기 화상 처리 장치가 처리하고, 상기 단부면의 결함을 검출하는 글래스판의 단부면의 결함 검출 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 글래스판은 단부면이 모따기되어 원호형의 단부면 혹은 매끄러운 능선부로 이루어지는 단부면을 갖는 글래스판의 단부면의 결함 검출 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 조명 장치는 상기 글래스판의 단부면의 결함 검사 대 상 부분의 좌우 양측 근방 위치에 배치되는 2개의 C자형의 링 조명을 갖고,

   각 링 조명은 상기 결함 검사 대상 부분을 조사하는 글래스판의 단부면의 결함 검출 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 조명 장치는, 또한 상기 글래스판의 표리 양면의 경사 2방향으로부터 글래스판의 단부면 부분으로 조사광을 조사하는 확산 투과 광원을 갖는 글래스판의 단부면의 결함 검출 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 조명 장치는, 또한 상기 글래스판의 표리 양면의 경사 2방향으로부터 글래스판의 단부면 부분으로 조사광을 조사하는 확산 투과 광원을 갖는 글래스판의 단부면의 결함 검출 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 링 조명은 동심 원형으로 배치된 복수의 LED 소자를 갖는 글래스판의 단부면의 결함 검출 장치.
7. 제3항에 있어서, 상기 링 조명은 동심 원형으로 배치된 복수의 LED 소자를 갖는 글래스판의 단부면의 결함 검출 장치.
8. 제1항에 있어서, 또한 글래스판의 측변이 반송 방향에 평행해지도록 글래스판을 반송하는 반송 장치를 구비하고,

   상기 조명 장치와 상기 촬상 장치는 상기 글래스판의 양 측변의 각 단부면 근방 위치에 각각 배치되는 글래스판의 단부면의 결함 검출 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 조명 장치와 상기 촬상 장치는 로봇의 핸드에 설치되고,

   상기 핸드는 글래스판의 외주 단부면을 따라서 순차적으로 이동하여 글래스판의 단부면부가 순차적으로 촬상되고, 촬상한 화상 신호가 화상 처리 장치에 의해 순차적으로 처리되는 글래스판의 단부면의 결함 검출 장치.
10. 제1항에 있어서, 반송 중인 글래스판의 반송 방향과 평행한 측변의 단부면을 검사하여 반송에 대해 고정된 제1 결함 검사 장치와,

    반송 중인 글래스판의 상기 반송 방향과 직교하는 측변의 단부면을 검사하여 글래스판에 대해 이동 가능한 제2 결함 검사 장치를 구비하고,

    상기 제1 결함 검사 장치와, 상기 제2 결함 검사 장치는 각각 상기 조명 장치와 상기 촬상 장치를 구비하는 글래스판의 단부면의 결함 검출 장치.
11. C자형의 링 조명의 슬릿부 내에 글래스판의 단부면부를 헐겁게 삽입하고,

    상기 단부면부의 위치와 링 조명의 중심축의 위치가 포개어지는 단부면 위치를 검사 대상 부분으로 하여 링 조명의 조사광을 조사하고,

    상기 단부면부를 2대의 CCD 카메라에 의해 촬상하고,

    촬상한 화상 신호의 농담 레벨을 상한과 하한의 2개의 설정 레벨과 비교하고,

    상단 레벨 이상, 혹은 하단 레벨 이하의 화소 신호의 위치, 크기, 형상에 따라서 결함의 유무 종별을 검출하는 글래스판의 단부면의 결함 검출 방법.
12. 제11항에 있어서, 반송 장치에 의해 글래스판의 측변이 반송 방향과 평행해지도록 글래스판을 반송하고,

    상기 글래스판의 양 측변의 각 단부면 근방 위치에 적어도 C자형의 링 조명을 갖는 조명 장치와, 조명 장치에 의해 조사되는 단부면을 촬상하는 촬상 장치를 각각 배치하고,

    촬상 장치에 의해 촬상한 단부면의 화상을 화상 처리 장치에 의해 처리하고,

    결함의 유무를 검출하는 글래스판의 단부면의 결함 검출 방법.
13. 제11항에 있어서, 적어도 C자형의 링 조명을 갖는 상기 조명 장치와, 조명 장치에 의해 조사되는 단부면을 촬상하는 촬상 장치를 로봇의 핸드에 설치하고,

    상기 핸드를 글래스판의 외주 단부면을 따라서 순차적으로 이동시키고,

    글래스판의 단부면 부분을 순차적으로 촬상하고,

    촬상한 화상 신호를 화상 처리 장치에 의해 순차적으로 처리하고,

    결함의 유무를 검출하는 글래스판의 단부면의 결함 검출 방법.
14. 제11항에 있어서, 반송에 대해 고정된 제1 결함 검사 장치에 의해 반송 중인 글래스판의 반송 방향과 평행한 측변의 단부면을 검사하고,

    글래스판에 대해 이동 가능한 제2 결함 검사 장치에 의해 반송 중인 글래스판의 상기 반송 방향과 직교하는 측변의 단부면을 검사하고,

    상기 제1 결함 검사 장치와, 상기 제2 결함 검사 장치는 각각 C자형의 링 조명과 2대의 CCD 카메라를 구비하는 글래스판의 단부면의 결함 검출 방법.

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