TW201736834A - 異物檢測裝置、異物檢測方法及玻璃板之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係提高附著於玻璃板之微小異物之檢測精度。本發明之異物檢測裝置具備：照明部，其向玻璃板之表面照射紅外光；攝像部，其拍攝被照射紅外光之玻璃板之區域；及判定部，其基於藉由攝像部拍攝之圖像中有無具有超出臨限值之亮度之像素而判定玻璃板之表面有無異物。於紅外光之強度分佈中成為最強強度之波長係含在構成形成於玻璃板表面之緩衝膜的粉末之粒徑之分佈範圍內。
Description
本發明係關於異物檢測裝置、異物檢測方法及玻璃板之製造方法。
於使用浮式法之玻璃板之成形中，有於微小之熔融錫附著於與熔融錫接觸之玻璃板之下表面之狀態下，玻璃板自熔融錫上被拉出之情形。附著於玻璃板下表面之熔融錫於玻璃板自熔融錫上被拉出後成為氧化錫(渣滓)，從而成為異物。於玻璃板之製造步驟中，使用檢測渣滓等異物之技術(專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利第5471157號公報
[發明所欲解決之問題] 然而，專利文獻1所記載之技術之目的在於檢測大小為50 μm左右之渣滓，於檢測大小為10 μm左右之渣滓時會受到芒硝膜等干擾之影響，而有檢測之精度降低，或無法檢測出之問題。 本發明係鑑於上述情況，提供一種可提高附著於玻璃板之微小異物之檢測精度的異物檢測裝置、異物檢測方法及玻璃板之製造方法。 [解決問題之技術手段] 本發明一態樣係異物檢測裝置，其具備：照明部，其向玻璃板之表面照射紅外光；攝像部，其拍攝被照射上述紅外光之上述玻璃板之區域；及判定部，其基於藉由上述攝像部拍攝之圖像中有無具有超出臨限值之亮度之像素而判定上述玻璃板之表面有無異物；且於上述紅外光之強度分佈中成為最強強度之波長係含在構成形成於上述玻璃板表面之緩衝膜的粉末之粒徑之分佈範圍內。 又，本發明一態樣係於上述異物檢測裝置中，上述攝像部配置於不直接接收自上述照明部照射之上述紅外光於上述玻璃板之表面正反射之反射光的位置，且上述具有超出臨限值之亮度之像素係拍攝到上述異物中之上述紅外光之散射光者。 又，本發明一態樣係於上述異物檢測裝置中，上述紅外光之波長含在800 nm～1400 nm之範圍內。 又，本發明一態樣係於上述異物檢測裝置中，所檢測之上述異物之大小不含在上述粉末之粒徑之分佈範圍內。 又，本發明一態樣係於上述異物檢測裝置中，上述粉末為芒硝。 又，本發明一態樣係於上述異物檢測裝置中，於上述照明部使用LED照明、鹵素加熱器或雷射。 又，本發明一態樣係於上述異物檢測裝置中，上述攝像部具備透過上述照明部所照射之紅外線之波長之帶通濾波器。 又，本發明一態樣係異物檢測方法，其具有：照射步驟，其向玻璃板之表面照射紅外光；攝像步驟，其拍攝被照射上述紅外光之上述玻璃板之區域；及判定步驟，其基於藉由上述攝像步驟拍攝之圖像中有無具有超出臨限值之亮度之像素而判定上述玻璃板之表面有無異物；且於上述紅外光之強度分佈中成為最強強度之波長係含在構成形成於上述玻璃板表面之緩衝膜的粉末之粒徑之分佈範圍內。 又，本發明一態樣係於上述異物檢測方法中，於上述攝像步驟中，不直接拍攝上述紅外光於上述玻璃板之表面正反射之反射光，且上述具有超出臨限值之亮度之像素係拍攝到上述異物中之上述紅外光之散射光者。 又，本發明一態樣係於上述異物檢測方法中，上述紅外光之波長含在800 nm～1400 nm之範圍內。 又，本發明一態樣係於上述異物檢測方法中，所檢測之上述異物之大小不含在上述粉末之粒徑之分佈範圍內。 又，本發明一態樣係於上述異物檢測方法中，上述粉末為芒硝。 又，本發明一態樣係玻璃板之製造方法，其係具有以下步驟之玻璃板之製造方法：熔融步驟，其將玻璃之原材料熔融而獲得熔融玻璃；成形步驟，其將上述熔融玻璃成形為連續之板狀玻璃帶；緩冷步驟，其使上述玻璃帶一面移動一面逐漸冷卻；檢查步驟，其檢測上述玻璃帶表面之異物；及切斷步驟，其切斷上述玻璃帶；且上述檢查步驟係藉由上述異物檢測方法進行。 [發明之效果] 根據本發明，可提高附著於玻璃板之微小異物之檢測精度。
以下，參照圖式，說明本發明實施形態之異物檢測裝置、異物檢測方法及玻璃板之製造方法。實施形態之異物檢測裝置檢測附著於使用浮式法成形之玻璃板之下表面或上表面之大於約10 μm之異物。玻璃板之下表面係鉛直方向下側之面，玻璃板之上表面係鉛直方向上側之面。以下將玻璃板之上表面與下表面統稱為表面。 [第1實施形態] 圖1係顯示第1實施形態之異物檢測裝置10之構成之模式圖。異物檢測裝置10檢測附著於在輥上搬送之玻璃板G之表面之異物。檢測對象之異物例如為附著於與熔融錫接觸之玻璃板G之下表面之渣滓。異物檢測裝置10具備照明裝置11、攝像裝置12、及判定裝置13。於圖1中，將搬送玻璃板G之方向設為y軸方向，將沿著玻璃板G之表面之方向、即與y軸方向垂直之方向設為x軸方向(板寬方向)，將與玻璃板G之表面垂直之方向(板厚方向)設為z軸方向。 照明裝置11向玻璃板G之檢查區域照射具有紅外區域的波長之光(以下稱為「紅外光」)。照明裝置11於玻璃板G之表面於x軸方向上整體照射紅外光。自照明裝置11照射之紅外光之波長係基於構成形成於玻璃板G下表面之緩衝膜的粉末之粒徑而決定。對於緩衝膜，使用選自鹼金屬或鹼土類金屬之硫酸鹽、鹼金屬或鹼土類金屬之鹽化物、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷及金屬硫化物選擇之至少一種。於緩衝膜中，較佳使用芒硝(硫酸鈉)或碳酸鈣。紅外光之波長係接近構成形成於玻璃板G下表面之緩衝膜的粉末之粒徑(以下稱為「緩衝膜之粒徑」)之波長。 紅外光係例如於0.8 μm至1.4 μm之範圍內具有強度峰值之紅外區域之光。於緩衝膜之粒徑不一致之情形時，基於計測而得之粒徑之平均值、中央值、眾數值等統計值，決定紅外光之波長峰值。例如於緩衝膜之粒徑以1 μm左右為峰值而分佈之情形時，對自照明裝置11照射之紅外光選擇包含波長1 μm之範圍且1 μm之強度為最強之紅外光。紅外光之波長之分佈範圍較佳基於緩衝膜之粒徑之分佈範圍而決定。又，於紅外光之強度分佈中強度最強之波長係含在緩衝膜之粒徑之分佈範圍內。作為照明裝置11，使用例如LED(Light Emitting Diode：發光二極體)照明、鹵素加熱器、碳酸氣體雷射或YAG(Yttrium Aluminium Garnet：釔鋁石榴石)雷射。為了於玻璃板G之板寬方向整體照射紅外光，照明裝置11亦可具備柱狀透鏡。於照明裝置11具備柱狀透鏡之情形時，較佳使用由對紅外區域之光具有較高透過率之合成石英玻璃等形成之柱狀透鏡。又，於使用雷射作為照明裝置11之情形時，為了於玻璃板G之板寬方向整體照射紅外光，照明裝置11亦可具備多面鏡。 攝像裝置12係將藉由照明裝置11而被照射紅外光之玻璃板G之檢查區域設為攝像對象。攝像對象中包含玻璃板G之寬度方向之兩端。作為攝像裝置12之攝像感測器，可使用對照明裝置11所照射之紅外光之波長具有感度之區域感測器或線感測器之任一者。攝像裝置12配置於不直接接收自照明裝置11照射之紅外光於玻璃板G之表面正反射之反射光的位置。即，以不直接拍攝紅外光於玻璃板之表面正反射之反射光之方式配置攝像裝置12與照明裝置11。攝像裝置12所使用之透鏡較佳為於自照明裝置11照射之紅外光之波長中透過率較高者。於攝像裝置12中使用例如透過率為80%以上之透鏡。攝像裝置12將拍攝攝像對象而獲得之圖像向判定裝置13輸出。 判定裝置13係基於藉由攝像裝置12拍攝之圖像，判定是否於玻璃板G之表面附著有異物。由於紅外光之波長為接近緩衝膜之粒徑之波長，故根據米氏散射之波長特性，於緩衝膜中向紅外光之行進方向(照射方向)之散射強度較強，而朝向玻璃板G之上方向(z方向)及攝像裝置12之散射強度較弱。另一方面，於相對於自照明裝置11照射之紅外光之波長充分大之渣滓等異物中，紅外光幾何光學性地擴散，從而朝向攝像裝置12之紅外光之強度與無異物之情形之強度相比增強。 即，若於玻璃板G之表面附著有異物，則於異物中散射之紅外光朝向攝像裝置12，因而向攝像裝置12入射之紅外光之強度增強。於藉由攝像裝置12拍攝之圖像中，於與附著有異物之位置對應的位置之亮度因紅外之散射光而變高。判定裝置13判定於藉由攝像裝置12拍攝到之圖像中有無具有超出臨限值之亮度之像素，藉此判定有無附著於玻璃板G之表面之異物。對臨限值使用預先決定之值、圖像之所有像素之亮度之平均值、及判定對象之像素附近之像素之亮度之平均值的任一者。 異物檢測裝置10於檢測對象之異物之大小大於緩衝膜之粒徑之分佈範圍之情形時，可利用於異物中散射之紅外光(散射光)之強度增強，而檢測附著於玻璃板之表面之異物。 圖2係自玻璃板G之板寬方向觀察第1實施形態之異物檢測裝置10之圖。自照明裝置11照射之紅外光於異物未附著於玻璃板G之表面之情形時，透過玻璃板G於緩衝膜中朝照射方向強烈散射，而於朝向攝像裝置12之方向較弱地散射。另一方面，於異物D附著於玻璃板G之表面之情形時，自照明裝置11照射之紅外光幾何光學性地反射及擴散，與未附著異物之情形相比朝向攝像裝置12之紅外光之強度增強。判定裝置13係基於朝向攝像裝置12之紅外光之強度而檢測有無異物。 第1實施形態之異物檢測裝置10具備：照明裝置11，其向玻璃板照射形成於玻璃板的表面之緩衝膜之粒徑之分佈範圍內所含之長度之波長為最強強度的紅外光；攝像裝置12，其拍攝藉由照明裝置11而被照射紅外光之玻璃板之區域；及判定裝置13，其基於藉由攝像裝置12拍攝之圖像中有無具有超出臨限值之亮度之像素而判定玻璃板之表面有無異物；故即便於以浮式法成形之玻璃板G(玻璃帶)之下表面存在緩衝膜，亦可不受紅外光於緩衝膜中散射之影響，而以暗視野檢測附著於玻璃板G之表面之異物。 可見區域之光由於會在緩衝膜中產生幾何光學性散射，故若不以清洗等去除玻璃板G之緩衝膜，則難以進行約10 μm左右之微小異物之檢測。然而，藉由使用異物檢測裝置10，於去除玻璃板G之緩衝膜之前亦可檢測出約10 μm左右之微小異物。 另，攝像裝置12亦可具備透過入光至透鏡之光中藉由照明裝置11照射之紅外光之波長的帶通濾波器。藉由以帶通濾波器去除藉由照明裝置11照射之紅外光以外之波長，抑制由玻璃板之成形產生之熱等所致之干擾之影響，提高異物之檢測精度。 又，於圖1，顯示異物檢測裝置10具備各一個照明裝置11與攝像裝置12之構成，但異物檢測裝置10亦可根據玻璃板G之檢查區域之大小，而具備複數個照明裝置11與攝像裝置12。又，於圖1，顯示將照明裝置11與攝像裝置12設置於玻璃板G之上表面側之構成，但亦可將照明裝置11與攝像裝置12之任一者或兩者設置於玻璃板G之下表面側。於將照明裝置11與攝像裝置12分別設置於玻璃板G之上表面側與下表面側之情形時，於自照明裝置11照射之紅外線透過玻璃板G且不直接入射於攝像裝置12之位置，設置照明裝置11與攝像裝置12。 又，說明了異物檢測裝置10所具備之照明裝置11對玻璃板G之檢查區域照射紅外光之構成，但亦可為照明裝置11將具有紅外區域波長之雷射照射於玻璃板G之檢查區域之構成。於該情形時，照明裝置11於板寬方向掃描紅外線之雷射，並將雷射依序照射至搬送之玻璃板G之整面。又，攝像裝置12係以藉由照明裝置11照射有雷射之區域為攝像對象而進行攝像。 又，說明了照明裝置11照射之紅外光為於0.8 μm至1.4 μm範圍內具有強度峰值之紅外光之情形。然而，於緩衝膜之粒徑峰值大於1.4 μm之情形時，亦可將照明裝置11照射之紅外光設為於包含粒徑峰值之範圍內具有強度峰值之紅外光。又，說明了基於緩衝膜之粒徑而決定照明裝置11照射之紅外光之波長峰值之構成。然而，亦可使用波長峰值不同之紅外光而複數次進行異物之檢測，且使用與存在異物之位置對應之像素內之像素亮度為最高之紅外光。 [第2實施形態] 於第2實施形態中，說明玻璃板之製造線之異物檢測裝置10之應用例。圖3係第2實施形態之應用異物檢測裝置10之玻璃板之製造線之概略說明圖。圖3所示之製造線之玻璃板之製造方法係具有以下步驟之玻璃板之製造方法：熔融步驟，其將玻璃原材料熔融而獲得熔融玻璃；成形步驟，其將熔融玻璃成形為連續之板狀玻璃帶；緩冷步驟，其使玻璃帶一面移動一面逐漸冷卻；及切斷步驟，其切斷玻璃帶；且進而於緩冷步驟與切斷步驟之間具有以異物檢測裝置10檢測附著於玻璃帶下表面之異物(渣滓)之檢查步驟。圖4係顯示第2實施形態之玻璃板之製造方法之步驟之圖。 於成形步驟，有浮式法、軋平法、下拉法、熔融法等各種方法，本發明可適當使用該等中之任一者、或其他方法。於圖3之例中，以使用浮式法之情形為例進行說明。 於熔融步驟(圖4之S1)中，將對照玻璃製品之組合而調配混合石英砂、石灰石、蘇打灰等原材料之批料投入熔融爐，根據玻璃之種類加熱至約1400℃以上之溫度熔融而獲得熔融玻璃。例如，自熔融爐之一端向熔融爐內投入批料，將燃燒重油獲得之火焰或將天然氣與空氣混合燃燒而獲得之火焰吹送至批料，加熱至約1550℃以上之溫度將批料熔化，藉此獲得熔融玻璃。又，亦可使用電熔融爐而獲得熔融玻璃。 於成形步驟(圖4之S2)中，將熔融步驟中獲得之熔融玻璃自熔融爐下游部201向熔融錫浴203導入，使熔融玻璃浮於熔融錫202上而向圖中之搬送方向行進，藉此形成連續之板狀玻璃帶204(相當於玻璃板G)。此時，為了成形特定板厚之玻璃帶204，將旋轉之輥(上輥205)按壓於玻璃帶204之兩側部分，並將玻璃帶204朝寬度方向(垂直於搬送方向之方向)外側拉伸。 於緩冷步驟(圖4之S3)中，藉由提升輥208將上述成形之玻璃帶204自熔融錫浴203拉出，使用金屬輥209使玻璃帶204於緩冷爐210內向圖中之搬送方向移動。於通過提升輥208時，對玻璃帶204之下表面吹送包含硫磺成分之氣體，玻璃帶204表面之鈉成分與硫磺成分反應而析出硫酸鈉，而形成芒硝膜作為緩衝膜。於緩冷爐210中玻璃帶204逐漸冷卻，於自緩冷爐210移出至切斷步驟之期間進而冷卻至接近常溫。緩冷爐210於爐內之所需位置具備用以供給燃燒氣體或由電加熱器控制之熱量而進行緩冷之機構。自緩冷爐210移出之階段之玻璃帶204之溫度為玻璃帶204之玻璃之應變點以下之溫度，雖亦取決於玻璃之種類，但通常冷卻至150～250℃。緩冷步驟係以去除玻璃帶204內部之殘留應力、與降低玻璃帶204之溫度之目的而實施。於緩冷步驟中，玻璃帶204通過檢測部211(相當於異物檢測裝置10)進行附著於表面之異物之檢測(檢查步驟，圖4之S4)。進而其後，玻璃帶204被搬送至玻璃帶切斷部212。於玻璃帶切斷部212中切斷緩冷至接近常溫之玻璃帶204(切斷步驟，圖4之S5)。玻璃帶切斷部212之玻璃帶之溫度通常為該場所之環境溫度～50℃。 根據上述玻璃板之製造方法，可精度較佳地檢測附著於玻璃板之微小異物，可分選附著有異物之玻璃板與未附著異物之玻璃板。 另，亦可將用以實現圖1之判定裝置13之功能之程式記錄於電腦可讀取之記錄媒體，且使電腦系統讀入、執行記錄於記錄媒體之程式，藉此實現判定裝置13。此處所言之「電腦系統」包含OS(Operating System：作業系統)或周邊機器等硬體。又，所謂「電腦可讀取之記錄媒體」係指軟性磁碟、磁光碟、ROM(Read Only Memory：唯讀記憶體)、CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory：唯讀光碟)等便攜式媒體、內置於電腦系統之硬碟等記憶裝置。再者，所謂「電腦可讀取之記錄媒體」亦包含以下者：如經由網際網路等網路或電話線路等通信線路發送程式之情形時之通信線般於短時間之期間動態保持程式者、及如該情形下之伺服器或用戶端之電腦系統內部之揮發性記憶體般將程式保持一定時間者。又，上述程式可為用以實現上述之功能之一部分者，進而亦可為能夠以與已經記錄於電腦系統之程式之組合而實現上述之功能者。 以上，對本發明之實施形態參照圖式進行詳細敘述，但具體之構成並非限定於上述實施形態者，亦包含不脫離本發明主旨之範圍之設計等。 詳細地且參照特定之實施態樣說明了本發明，但本領域技術人員應明瞭，可不脫離本發明之精神與範圍地施加各種變更或修正。 本申請案係基於2016年3月23日申請之日本專利申請案2016-058800者，其內容以引用之方式併入於此。
10‧‧‧異物檢測裝置
11‧‧‧照明裝置
12‧‧‧攝像裝置
13‧‧‧判定裝置
201‧‧‧熔融爐下游部
202‧‧‧熔融錫
203‧‧‧熔融錫浴
204‧‧‧玻璃帶
205‧‧‧上輥
208‧‧‧提升輥
209‧‧‧金屬輥
210‧‧‧緩冷爐
211‧‧‧檢測部
212‧‧‧玻璃帶切斷部
D‧‧‧異物
G‧‧‧玻璃板
S1～S5‧‧‧步驟
x‧‧‧方向
y‧‧‧方向
z‧‧‧方向
11‧‧‧照明裝置
12‧‧‧攝像裝置
13‧‧‧判定裝置
201‧‧‧熔融爐下游部
202‧‧‧熔融錫
203‧‧‧熔融錫浴
204‧‧‧玻璃帶
205‧‧‧上輥
208‧‧‧提升輥
209‧‧‧金屬輥
210‧‧‧緩冷爐
211‧‧‧檢測部
212‧‧‧玻璃帶切斷部
D‧‧‧異物
G‧‧‧玻璃板
S1～S5‧‧‧步驟
x‧‧‧方向
y‧‧‧方向
z‧‧‧方向
圖1係顯示第1實施形態之異物檢測裝置之構成之模式圖。 圖2係自玻璃板之板寬方向觀察第1實施形態之異物檢測裝置之圖。 圖3係第2實施形態之應用異物檢測裝置之玻璃板之製造線之概略說明圖。 圖4係顯示第2實施形態之玻璃板之製造方法之步驟之圖。
10‧‧‧異物檢測裝置
11‧‧‧照明裝置
12‧‧‧攝像裝置
13‧‧‧判定裝置
G‧‧‧玻璃板
x‧‧‧方向
y‧‧‧方向
z‧‧‧方向
Claims (13)
- 一種異物檢測裝置，其具備： 照明部，其向玻璃板之表面照射紅外光； 攝像部，其拍攝被照射上述紅外光之上述玻璃板之區域；及 判定部，其基於藉由上述攝像部拍攝之圖像中有無具有超出臨限值之亮度之像素而判定上述玻璃板之表面有無異物；且 於上述紅外光之強度分佈中成為最強強度之波長係含在構成形成於上述玻璃板表面之緩衝膜的粉末之粒徑之分佈範圍內。
- 如請求項1之異物檢測裝置，其中上述攝像部配置於不直接接收自上述照明部照射之上述紅外光於上述玻璃板表面正反射之反射光的位置，且上述具有超出臨限值之亮度之像素係拍攝到上述異物中之上述紅外光之散射光者。
- 如請求項1或2之異物檢測裝置，其中上述紅外光之波長含在800 nm至1400 nm之範圍內。
- 如請求項1至3中任一項之異物檢測裝置，其中所檢測之上述異物之大小不含在上述粉末之粒徑之分佈範圍內。
- 如請求項1至4中任一項之異物檢測裝置，其中上述粉末為芒硝。
- 如請求項1至5中任一項之異物檢測裝置，其中於上述照明部使用LED照明、鹵素加熱器或雷射。
- 如請求項1至6中任一項之異物檢測裝置，其中上述攝像部具備透過上述照明部所照射之紅外線之波長之帶通濾波器。
- 一種異物檢測方法，其具有： 照射步驟，其向玻璃板之表面照射紅外光； 攝像步驟，其拍攝被照射上述紅外光之上述玻璃板之區域；及 判定步驟，其基於藉由上述攝像步驟拍攝之圖像中有無具有超出臨限值之亮度之像素而判定上述玻璃板之表面有無異物；且 於上述紅外光之強度分佈中成為最強強度之波長係含在構成形成於上述玻璃板表面之緩衝膜的粉末之粒徑之分佈範圍內。
- 如請求項8之異物檢測方法，其中於上述攝像步驟中，不直接拍攝上述紅外光於上述玻璃板之表面正反射之反射光，且上述具有超出臨限值之亮度之像素係拍攝到上述紅外光於上述異物中之散射光者。
- 如請求項8或9之異物檢測方法，其中上述紅外光之波長含在800 nm至1400 nm之範圍內。
- 如請求項8至10中任一項之異物檢測方法，其中所檢測之上述異物之大小不含在上述粉末之粒徑之分佈範圍內。
- 如請求項8至11中任一項之異物檢測方法，其中上述粉末為芒硝。
- 一種玻璃板之製造方法，其具有：熔融步驟，其將玻璃之原材料熔融而獲得熔融玻璃；成形步驟，其將上述熔融玻璃成形為連續之板狀玻璃帶；緩冷步驟，其使上述玻璃帶一面移動一面逐漸冷卻；檢查步驟，其檢測上述玻璃帶表面之異物；及切斷步驟，其切斷上述玻璃帶；且 上述檢查步驟係藉由請求項8至12中任一項之異物檢測方法進行。
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